Uzay Yörüngesi: Görünmez Prangalar ve Somut Zenginlik
Uzay yörüngesi soyut bir kavramdır. Roketin hızı, ilk kozmik hızı olan 7.9 km / s'yi aştığında uzaya girer.Güç kaybolduktan sonra, hava direnci olmadığı için hala sabit bir hızda uçabilir. Uçuş sırasında oluşan merkezkaç kuvveti dünyanın yerçekimine eşit olduğunda, belirli bir yükseklikte dünya çevresinde dairesel bir hareket yapacaktır.Bu yörüngeye uzay yörüngesi denir.
Görüldüğü gibi uzayın yörüngesi, insan yapımı gök cisimleri hareket ettiğinde sarsılamayacak bir zincirdir ve bu temel fizik yasasına uymalıdır.
Ancak diğer yandan uzay yörüngesinin katı matematiksel özelliklerinden dolayı son derece değerli bir kaynak ve zenginliktir ve enerji tüketimini doğrudan azaltacak uzay navigasyonu için en iyi rotayı gösterecektir.
Yapay gök cisimleri olarak uçuş yörüngeyi takip ederken, yıldızlar, bulutsular vb. De doğal gök cisimleri olarak yörüngeyi takip eder.
Görselleştirilmiş yörünge, uzay yörüngesinin temel biçimini vurgular
Peki, insanlığın bildiği uzay fiziği açısından ne tür uzay yörüngeleri var?
Bu sefer, "Pulse of History" bu alışılmadık alanı kısaca çözmek için bir albüm kullanacak.
Sabit yörünge
Sabit yörüngenin yörüngelerinin Uluslararası Uzay İstasyonu, Hubble Uzay Teleskobu ve İridyum takımyıldızı GPS, GLONASS, Galileo ve Pusula (Orta Dünya Yörüngesi) uydu navigasyon sistemleri ve dünyanın nominal boyutu ile karşılaştırılması. Ayın yörüngesi, sabit yörüngeden 9 kat daha büyüktür (yarıçap ve uzunluk).
Merkez Sınıflandırması
Samanyolu'nun merkezi yörüngesi: Galaksinin merkezi etrafındaki yörünge. Güneş, Samanyolu'nun merkezi etrafında bu tür bir yörüngeyi takip eder.
Güneş merkezli yörünge: Güneş etrafındaki yörünge. Güneş sisteminde, tüm gezegenler, kuyruklu yıldızlar ve asteroitler, birçok yapay uydu ve uzay enkazı gibi, bu tür yörüngelerdedir. Buna karşılık, ay, güneş merkezli yörüngede değil, ana gök cismi yörüngesindedir.
Yermerkezli yörünge: Ayın yörüngesi veya yapay uydu gibi dünya etrafındaki yörünge.
Eşmerkezli yörünge: Uydularının veya yapay uydularının yörüngesi gibi Mars etrafındaki yörünge.
Lunar Orbit (Lunar Orbit olarak da bilinir): Dünya ve Ay çevresindeki yörünge.
Hermosa Merkez Yörüngesi: Merkür çevresindeki yörünge.
Göksel merkez yörüngesi (göksel merkez yörüngesi olarak da bilinir): Venüs çevresindeki yörünge.
Jüpiter merkezli yörünge (göksel yörünge olarak da adlandırılır): Jüpiter'in yörüngesi.
Satürn merkez yörüngesi (Kronos merkez yörüngesi olarak da adlandırılır): Satürn çevresindeki yörünge.
Turuncu Kalp Yörüngesi: Uranüs çevresindeki yörünge.
Poseidon'un merkezi yörüngesi: Neptün çevresindeki yörünge.
Jeosentrik yörüngenin yükseklik sınıflandırması
Düşük Dünya Yörüngesi: 160-2000 kilometre (100-1240 mil) yüksekliğe sahip Dünya merkezli yörünge.
Orta Dünya Yörüngesi: Yer eşzamanlı yörüngenin biraz altında 2000 kilometre (1240 mil) ila 35.786 kilometre (22.236 mil) arasında değişen bir yüksekliğe sahip yer merkezli bir yörünge. Orta dairesel yörünge olarak da adlandırılır. "En çok 20.200 kilometre (12.600 mil) veya 20.650 kilometrede (12830 mil), 12 saatlik bir yörünge periyodu ile yaygındırlar."
Jeosenkron yörünge ve yer sabit yörünge: her ikisi de, dünyanın kenarının dönme periyoduna uyan dünyanın etrafındaki yörüngelerdir. Tüm yer eşzamanlı yörüngelerin ve yer sabit yörüngelerin yarı ana ekseni 42.164 kilometredir (26.199 mil). Bu, 35,786 kilometre (22,236 mil) rakımı hesaplar. Tüm yer eşzamanlı yörüngeler aynı zamanda yer eşzamanlı yörüngelerdir, ancak tüm yer eşzamanlı yörüngeler yer eşzamanlı yörüngeler değildir. Yer sabit yörünge, ekvatorun hemen üzerindedir ve jeosenkron yörünge, dünya yüzeyinin daha fazlasını kaplamak için kuzeyden güneye sallanabilir. Her yıldız günü, tam bir Dünya yörüngesini tamamlar (güneşe değil yıldıza göre).
Yüksek Dünya Yörüngesi: Yer eşzamanlı yörüngenin 35,786 kilometre (22,240 mil) üzerinde olan yer merkezli bir yörünge.
Çeşitli dünya yörüngelerine ölçeklenmiş; en içteki kırmızı noktalı çizgi Uluslararası Uzay İstasyonunun yörüngesini temsil eder; camgöbeği düşük dünya yörüngesini, sarı orta dünya yörüngesini ve siyah noktalı çizgi jeosenkron yörüngeyi temsil eder. Yeşil noktalı çizgi GPS uydusunun yörüngesini temsil eder.
Eğim sınıflandırması
Eğik yörünge: Ekvator düzlemine göre sıfır olmayan bir eğime sahip bir yörünge.
- Kutupsal yörünge: Her bir dönüş için dünyanın iki kutbunun üzerindeki veya yakınındaki yörünge. Bu nedenle eğimi (veya çok yakın) 90 derece veya -90 derecedir.
- Kutupsal güneş-eşzamanlı yörünge: Ekvatordan her geçtiğinde aynı güneş zamanında geçen neredeyse bir kutup yörüngesidir. Uydu görüntüsü almak için kullanışlıdır çünkü gölge her geçişte aynıdır.
Eğimli olmayan yörünge: Eğim açısı bir referans düzleme göre sıfıra eşit olan bir yörünge.
- Ekliptik yörünge: Ekliptiğe göre eğimli olmayan bir yörünge.
- Ekvator yörüngesi: Ekvatora göre eğimli olmayan bir yörünge.
Ekvatora yakın yörünge: Ekvator düzlemine göre sıfıra yakın bir eğim açısına sahip bir yörünge. Bu yörünge, ekvator yakınında hızlı yeniden ziyaret süresine (tek yörüngeli uzay aracı için) izin verir.
Eksantriklik sınıflandırması
İki tür yörünge vardır, kapalı (periyodik) yörüngeler ve açık (kaçış) yörüngeler. Dairesel yörünge ve eliptik yörünge kapalıdır. Parabolik ve hiperbolik yörüngeler açık. Radyal parça açık veya kapalı olabilir.
Dairesel yörünge: Dışmerkezliği 0 olan bir yörünge ve yolu bir daireyi takip eder.
Eliptik yörünge: Eksantrikliği 0'dan büyük ve 1'den küçük olan ve yörüngesi eliptik bir yoldur.
- Yer sabit yörünge veya yer eşzamanlı yörünge transfer yörüngesi: Çevrenin alçak dünya yörüngesinin yüksekliğinde olduğu ve apojenin jeostasyonel yörüngenin yüksekliğinde olduğu eliptik yörünge.
- Hohmann transfer yörüngesi: Bir uzay aracını bir dairesel yörüngeden diğerine hareket ettirmek için iki motor darbesi kullanan bir yörünge manevrası. Bu parçanın adı Walter Horman'dan alınmıştır.
Walter Horman
- Balistik yakalama yörüngesi: Hohmann transfer yörüngesinden daha düşük bir enerji yörüngesi ve hedef gök cisiminden daha düşük yörünge hızında hareket eden bir uzay aracı, benzer bir yörüngeye yerleştirilerek, gezegenin veya ayın ona doğru ve yerçekimi etkisi altında hareket etmesine neden olur. Gök cismi etrafında yörüngeye sokun.
- Ortak yıldız yörüngesi: İki veya daha fazla uzay aracının göreceli referansı, genellikle aynı düzlemde yörüngedeki uydulara atıfta bulunur. "Ortak hat yörüngeleri iki tür yörünge olarak tanımlanabilir: eş düzlemli ve eş odaklı. Yaygın görüş yörüngelerinin bir özelliği, yörüngedeki konumları ne olursa olsun, hizalanmış yarıçap vektörleri arasındaki büyüklük farkının hemen hemen aynı olmasıdır. Bu nedenle ve Diğer nedenlerden dolayı, ortak hizalama yörüngeleri buluşma noktasında kullanışlıdır.
Parabolik yörünge: 1'e eşit eksantrikliğe sahip bir yörünge. Böyle bir yörünge aynı zamanda kaçış hızına eşit bir hıza sahiptir, bu yüzden gezegenin yerçekiminden kaçacaktır. Parabolik yörüngenin hızı artarsa, hiperbolik bir yörünge haline gelecektir.
- Kaçış yörüngesi: Nesnenin bir kaçış hızına sahip olduğu ve doğrudan gezegenden uzakta olduğu parabolik bir yörünge.
- Yörüngeyi yakala: Nesnenin bir kaçış hızına sahip olduğu ve doğrudan gezegene hareket ettiği parabolik bir yörünge.
Hiperbolik iz: 1'den büyük eksantrikliğe sahip parça. Böyle bir yörüngenin hızı da kaçış hızını aşmaktadır, bu nedenle gezegenin yerçekiminden kaçacak ve yeterli yerçekimine sahip başka bir cisim tarafından etki edilene kadar süresiz olarak hareket etmeye devam edecektir.
Radyal yörünge: sıfır açısal momentuma ve 1 eksantrikliğe sahip yörünge. İki nesne doğrudan birbirine doğru hareket eder veya düz bir çizgide birbirinden uzaklaşır.
- Radyal eliptik yörünge: Bir nesnenin kaçış hızından daha düşük bir hızla hareket ettiği kapalı bir eliptik yörünge. Bu, yarı küçük eksen = 0 ve eksantriklik = 1 olan eliptik bir yörüngedir. Eksantriklik 1 olmasına rağmen parabolik bir yörünge değildir.
- Radyal parabolik yörünge: Nesnelerin kaçış hızında hareket ettiği açık bir parabolik yörünge.
- Radyal hiperbolik yörünge: nesnelerin kaçış hızından daha yüksek bir hızda hareket ettiği açık bir hiperbolik yörünge. Bu, yarı küçük eksen = 0 ve eksantriklik = 1 olan hiperbolik bir yörüngedir. Eksantriklik 1 olmasına rağmen parabolik bir yörünge değildir.
Zayıflatma yörüngesi Zayıflama yörüngesi, atmosfer direnci gibi faktörlere bağlı olarak zamanla azalan iki nesne arasındaki en küçük mesafedir. Genellikle ölmekte olan yapay uydularla veya gezegenler arası hava frenli uzay aracıyla uğraşmak için kullanılır.
Kuzey gök kutbundan jeostasyonel yörüngeye bakın. Dönen yeryüzündeki bir gözlemciden, kırmızı ve sarı uydular sırasıyla Singapur ve Afrika üzerinde sabittir.
Senkronizasyon sınıflandırması
Eşzamanlı yörünge: Dönemi yörüngedeki nesnenin ortalama dönme süresinin makul bir katı olan ve nesnenin dönme yönü aynı olan bir yörünge. Bu, uydunun yörüngesinin, merkezi nesneden belirli sayıda yörüngeden sonra tekrar edeceği anlamına gelir. Pratikte, yalnızca 1: 1 oranı (jeosenkron) ve 1: 2 oranı (yarı senkron) yaygındır.
Jeosenkron yörünge: Dünya etrafında bir yıldız gününe eşit periyotta bir yörünge, yani dünyanın ortalama dönme süresi 23 saat, 56 dakika, 4.091 saniyedir. Neredeyse dairesel bir yörünge için bu, yaklaşık 35.786 kilometre (22.236 mil) yükseklik anlamına gelir. Yörüngenin eğimi ve eksantrikliği mutlaka sıfır değildir. Eğim ve eksantrikliğin her ikisi de sıfırsa, uydu yerde hareketsiz görünecektir. Durum böyle değilse, uydu her gün yerden görüldüğü gibi gökyüzünde bir sekiz rakamı (yani "sekiz rakamı") bulacaktır. Yörünge yuvarlak olduğunda ve dönme periyodu sıfır eğim olduğunda, yörünge ayrıca sabit bir yörünge olarak kabul edilir. Yazar Arthur C. Clark'tan sonra "Clark Orbit" olarak da bilinir.
Ünlü bilim kurgu kahramanı Arthur C. Clark
- Jeosenkron yörünge: sıfır eğimli dairesel bir yer eşzamanlı yörünge. Yerdeki gözlemciler için uydu gökyüzünde sabit bir nokta gibi görünüyor. "Tüm yer eşzamanlı yörüngeler, yer eşzamanlı yörüngeler olmalıdır, ancak yer eşzamanlı yörüngelerin tümü yer eşzamanlı yörüngeler değildir.
- Tundra yörüngesi: Önemli bir eğim (genellikle 63,4 ° 'ye yakın) ve bir yıldız günü (Dünya için 23 saat, 56 dakika) yörünge periyodu olan eşzamanlı ancak oldukça eliptik bir yörünge. Bu tür uydular zamanın çoğunu dünyanın belirlenmiş alanlarında geçirirler. Bu özel eğilim perigee hareketini çok küçük kılar.
Yarı eşzamanlı yörünge: yörünge periyodu yörüngedeki nesnenin ortalama dönme süresinin yarısına eşit olan ve yörüngedeki nesnenin dönme yönü aynı olan bir yörünge. Dünya için bu, yörünge yuvarlaksa, yaklaşık 20.200 kilometre (12544.2 mil) yükseklikte bir sürenin 12 saatten az olduğu anlamına gelir.
- Moliniyen Yörüngesi: Tundra yörüngesindeki yarı eşzamanlı değişiklikler. Dünya için bu, yörünge süresinin 12 saatten az olduğu anlamına gelir. Bu tür uydular zamanın çoğunu dünyanın belirlenmiş iki bölgesinde geçirirler. Perigee hareketini küçük tutmak için genellikle 63.4 ° 'lik bir eğim açısı kullanılır.
Süpersenkron yörünge: Bir uydunun veya gök cisiminin yörünge periyodunun, yörüngenin ağırlık merkezini içeren gök cismi dönme periyodundan daha büyük olduğu bir yörünge.
Eşzamansız yörünge: Bir yer eşzamanlı yörünge / yer eşzamanlı yörüngeye yakın ancak bundan daha düşük bir sürüklenme yörüngesi ve uydu doğuya doğru sürüklenecektir.
Mezarlık yörüngesi: Uydu, çalışmasının sonunda birkaç yüz kilometreden fazla yer eşzamanlı bir yörüngeye girer.
- Bertaraf yolu: mezarlık izi ile eş anlamlıdır.
- Çöp yolu: mezarlık izi ile eş anlamlıdır.
Eşzamanlı yörünge: Mars'ın yıldız gününe eşit bir yörünge periyodu olan 24.6229 saatlik bir Mars çevresinde eşzamanlı yörünge.
Yer sabit yörünge: Ekvator düzleminde, Mars yüzeyinden yaklaşık 17.000 kilometre (10.557 mil) uzaklıkta, dairesel bir eşzamanlı yörünge. Mars'taki gözlemcilere bu uydu gökyüzünde sabit bir nokta gibi görünüyor.
Galaksilerdeki veya galaksi modellerindeki yörüngeler
Kutu Yörüngesi: Üç eksenli eliptik bir galaksideki, kabaca bir kutu şeklinde bir alanı dolduran bir yörünge.
Piramit yörüngesi: Üç eksenli bir gökadanın merkezindeki büyük kara deliğin yakınındaki yörünge. Yörünge, üç eksenli galaksiden gelen tork nedeniyle kara deliğin etrafında iki dikey yönde hareket eden bir Kepler elipsi olarak tanımlanabilir. Elipsin eksantrikliği, piramidin dört köşesinde birleşerek yörüngedeki yıldızı kara deliğe çok yakın hale getirir.
Tüp yörüngesi: Eksenel simetrik bir gökadanın merkezindeki büyük bir kara deliğin yakınındaki yörünge. Piramit yörüngesine benzer şekilde, yörünge açısal momentumunun yalnızca bir bileşeni korunur; bu nedenle, eksantriklik asla tek tip olmayacaktır.
Hızlandırılmış fotoğrafçılık, dünyanın dönüşü nedeniyle yıldızların yörüngesini alabilir
Özel sınıflandırma
Güneş-eşzamanlı yörünge: irtifa ve eğimin birleştirildiği bir yörünge Bir uydu, gezegenin yüzeyindeki herhangi bir noktadan aynı güneş zamanında geçer. Böyle bir yörünge, uyduyu sürekli güneş ışığına yerleştirebilir, bu da görüntüleme, keşif ve meteorolojik uydular için yararlıdır.
Yörüngeyi dondur: Yörünge parametrelerini dikkatlice seçerek merkezi nesnenin şekli nedeniyle doğal sürüklenmeyi en aza indiren yörünge.
Ay Yörüngesi: Ay'ın yörünge özellikleri. Ortalama irtifa 384.403 kilometredir (238.857 mil), eliptik eğimli bir yörünge ile.
Ultra-düşük Dünya yörüngesi ve ultra-düşük Dünya yörüngesi: sırasıyla birden fazla yörünge eklemesi gerektirebilecek bir yolculuğun parçası olarak güneş merkezli yörüngeye sokulmasını gerektiren daha fazla enerjiye sahip bir tür alt dünya yörüngesi veya geniş bir yörünge aralığı.
Gate Orbit: Bir gezegenden diğerine en iyi dairesel sapma.
Yakın doğrusal halo yörüngesi: Halihazırda, 2018 NASA konseptinde gelecekteki görevler için bir hazırlık yeri olarak kullanılabilecek ay alanı boyunca bir yörünge olması planlanıyor. Önerilen bir yörünge, yaklaşık 6 günlük bir periyot ile ayın kutupları hakkındadır.
Uzak retrograd yörünge: EML1 ve L2 dışında olası bir ağ geçidi yörüngesi.
İki gövdeli bir sistemde biri diğerinden çok daha büyük olan (güneş ve dünya gibi) 5 Lagrange noktasını gösteren bir grafik. Böyle bir sistemde, L3-L5 bu küçük ölçekli şekilde görünse de, yine de ikincil yörüngenin biraz dışındadır.
Sözde yörünge sınıflandırması
At nalı şeklindeki yörünge: Yerdeki bir gözlemciye belirli bir gezegenin yörüngesinde dönüyor gibi görünüyor, ancak aslında gezegenle ortak yörüngede olan asteroid 3753 "Cruise" ve 2002AA29 gibi bir yörüngedir.
Dış yörünge: Dış yörüngedeki bir uzay aracının manevra modu, yani uzay aracı atmosferik direnç nedeniyle dengesiz bir yörüngeye ulaşır.
Ay transferi yörüngesi: Enjeksiyon, ay transferiyle tamamlanır.
İleri yörünge: Eğim açısı 90 ° 'den az olan bir yörünge veya ana yörünge ile aynı dönüş yönüne sahip bir yörünge.
Geriye dönük yörünge: 90 dereceden fazla eğime sahip bir yörünge veya gezegenin dönüşünün tersi bir yörünge. Güneşle eşzamanlı yörüngelerdeki uydular haricinde, çok az sayıda uydu retrograd yörüngeye giriyor çünkü onları fırlatmak için gereken yakıt miktarı, ileri yörüngelerde olduğundan çok daha fazla. Bunun nedeni, roket yere fırlatıldığında, fırlatma enleminde gezegenin dönüş hızına eşit olan doğuya doğru bir hız bileşenine sahip olmasıdır. Ay çevresinde yerçekimi yardımı yakıt maliyetlerini düşürebilir.
Uzak retrograd yörünge: kararlı bir dairesel retrograd yörünge. Stabilite, uzak retrograd yörüngelerdeki uyduların, iticiyi yörüngede tutan uzay istasyonlarını kullanmasına gerek olmadığı anlamına gelir. Ayın çok geriye dönük yörüngesi, yaklaşık 61.500 kilometre yarıçaplı yüksek bir ay yörüngesidir.
Mars transfer yörüngesi, aynı zamanda trans-Mars enjeksiyon yörüngesi olarak da adlandırılır
Halo yörüngeleri ve Lissajous eğri yörüngeleri: "Lagrange noktası" etrafındaki yörüngelerdir. Lagrange noktaları şekilde gösterilmiştir.Bu noktalara yakın yörüngeler, uzay aracının çok az yakıtla sabit bir göreceli konumu korumasına izin verir. L1 etrafındaki yörünge, Güneş ve Helikopter Gözlemevi gibi güneşi sürekli olarak gözlemlemek isteyen uzay araçları tarafından kullanılır. L2'nin etrafındaki yörünge, her zaman hem dünyanın hem de güneşin arkasında olacağını ümit eden görevler tarafından kullanılır. Bu, koruyucu bir örtünün dünyadan ve güneşten gelen radyasyonu engellemesine ve böylece hassas aletlerin pasif olarak soğutulmasına izin verir. Örnekler arasında "Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Sondası" ve yakında çıkacak olan "James Webb Uzay Teleskobu" sayılabilir. L1, L2 ve L3 kararsız yörüngelerdir, bu da küçük parazitlerin yörünge aracının periyodik düzeltmeler olmadan sapmasına neden olacağı anlamına gelir.
Son derece kararlı bir 2: 1 Ay rezonans yörüngesi olan P / 2 yörüngesi, 2018'de ilk kez bir uzay aracı transit gezegen araştırma uydusu için kullanılacak.
Bu makalenin bir anlamı olduğunu düşünüyorsanız, lütfen değerli küçük parmaklarınızı çalıştırın veya dikkat edin, yorum yapın, birbirinizi toplayın veya ileriye doğru, bu size çeşitli eylem planlarının tükenmez güçlü bir gücünü sağlamak için sağlam bir "tarihsel nabız" olacaktır. Teşekkür ederim!
