कैसे उपग्रह कक्षा में रहते हैं

एक कृत्रिम उपग्रह प्रौद्योगिकी और इंजीनियरिंग का चमत्कार है। बस इस बात पर विचार करें कि ऐसा करने के लिए वैज्ञानिकों को क्या समझने की आवश्यकता है: पहला, वहाँ गुरुत्वाकर्षण, फिर भौतिकी का एक व्यापक ज्ञान, और निश्चित रूप से स्वयं कक्षाओं की प्रकृति। तो, वास्तव में, हाट सैटेलाइट्स ऑर्बिट में कैसे रहा, यह एक बहु-विषयक विषय है जिसमें तकनीकी और शैक्षणिक ज्ञान शामिल है।

सबसे पहले, यह समझने के लिए कि एक उपग्रह पृथ्वी की परिक्रमा कैसे करता है, यह समझना महत्वपूर्ण है कि कक्षा क्या होती है। जोहान केप्लर ग्रहों की कक्षाओं के गणितीय आकार का सटीक वर्णन करने वाले पहले व्यक्ति थे। जबकि पृथ्वी के बारे में सूर्य और चंद्रमा के बारे में ग्रहों की कक्षाओं को पूरी तरह से गोलाकार माना जाता था, केपलर ने अण्डाकार कक्षाओं की अवधारणा पर ठोकर खाई। किसी वस्तु को पृथ्वी के चारों ओर कक्षा में रहने के लिए, उसके मार्ग को फिर से बनाने के लिए पर्याप्त गति होनी चाहिए। यह एक प्राकृतिक उपग्रह के रूप में सच है क्योंकि यह एक कृत्रिम एक का है। केपलर की खोज से, वैज्ञानिक यह भी अनुमान लगाने में सक्षम थे कि एक उपग्रह एक वस्तु के जितना करीब होता है, आकर्षण बल उतना ही अधिक होता है, इसलिए उसे कक्षा में बनाए रखने के लिए तेजी से यात्रा करनी चाहिए।

आगे खुद गुरुत्वाकर्षण की समझ आती है। सभी वस्तुओं के पास एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र होता है, लेकिन यह केवल विशेष रूप से बड़ी वस्तुओं (यानी ग्रहों) के मामले में होता है कि यह बल महसूस किया जाता है। पृथ्वी के मामले में, गुरुत्वाकर्षण पुल की गणना 9.8 m / s2 से की जाती है। हालांकि, यह ग्रह की सतह पर एक विशिष्ट मामला है। पृथ्वी के बारे में कक्षा में वस्तुओं की गणना करते समय, सूत्र v = (GM / R) 1/2 लागू होता है, जहाँ v उपग्रह का वेग होता है, G गुरुत्वीय स्थिरांक है, M ग्रह का द्रव्यमान है, और R दूरी है पृथ्वी के केंद्र से। इस सूत्र पर भरोसा करते हुए, हम यह देख पा रहे हैं कि कक्षा के लिए आवश्यक वेग, वस्तु से पृथ्वी के केंद्र तक की दूरी के वर्गमूल के बराबर है, उस दूरी पर गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण। इसलिए यदि हम एक उपग्रह को सतह से 500 किमी ऊपर एक गोलाकार कक्षा में रखना चाहते हैं (जिसे वैज्ञानिक एक लो अर्थ ऑर्बिट एलईओ कहेंगे), तो उसे (6.67 x 10-11 * 6.0 x 1024) की गति की आवश्यकता होगी (/ 6900000)) 1/2 या 7615.77 m / s। अधिक से अधिक ऊँचाई, कक्षा को बनाए रखने के लिए कम वेग की आवश्यकता होती है।

तो वास्तव में, इसकी कक्षा को बनाए रखने की एक उपग्रहों की क्षमता दो कारकों के बीच एक संतुलन के लिए नीचे आती है: इसका वेग (या जिस गति से यह एक सीधी रेखा में यात्रा करेगा), और उपग्रह और ग्रह के बीच गुरुत्वीय खिंचाव इसकी परिक्रमा करता है। उच्च कक्षा, कम वेग की आवश्यकता होती है। कक्षा के पास, यह सुनिश्चित करने के लिए तेज़ चलना चाहिए कि यह पृथ्वी पर वापस नहीं गिरती है।

हमने अंतरिक्ष पत्रिका के उपग्रहों के बारे में कई लेख लिखे हैं। यहाँ कृत्रिम उपग्रहों के बारे में एक लेख है, और यहाँ भू-समकालिक कक्षा के बारे में एक लेख है।

यदि आप उपग्रहों के बारे में अधिक जानकारी चाहते हैं, तो इन लेखों को देखें:
कक्षीय वस्तुएँ
भूस्थैतिक कक्षा में उपग्रहों की सूची

हमने अंतरिक्ष यान के बारे में एस्ट्रोनॉमी कास्ट का एक एपिसोड भी दर्ज किया है। यहां सुनें, एपिसोड 127: द यूएस स्पेस शटल।

सूत्रों का कहना है:
http://en.wikipedia.org/wiki/Satellite
http://science.howstuffworks.com/satellite6.htm
http://www.bu.edu/satellite/classroom/lesson05-2.html
http://library.thinkquest.org/C007258/Keep_Orbit.htm#