Oggetti in orbita sono caduta verso l'oggetto che orbitano, ma muoversi abbastanza velocemente lateralmente che sempre perdere l'oggetto verso il quale stanno cadendo. Isaac Newton ha riconosciuto questo quando ha ipotizzato che un cannone su una montagna alta sparando palle di cannone sempre più veloce alla fine avrebbe inviato uno in orbita, così suggerendo un'equivalenza tra movimento planetario e forza gravitazionale (Vedi diagramma).
Istruzioni
Determinare la velocità necessaria
• Decidere il periodo o l'altezza dell'orbita.
La ragione per la necessità di uno o l'altro può essere visualizzata come segue. Usando la seconda legge di Newton (F = ma), la forza gravitazionale sul satellite è uguale alla massa del satellite volte sua accelerazione angolare:
GMm/r ^ 2 = (m)(ω^2r), dove G è la costante di gravitazione universale, M la terra di massa, m la massa del satellite, ω la velocità angolare, e sono la distanza al centro della terra.
Ω è 2 π/T, dove T è il periodo dell'orbita.
T e r sono sconosciuti, così uno deve essere selezionato per determinare l'altra.
• Calcolare la velocità.
Una volta note T e r, allora la velocità laterale necessaria per mantenere l'orbita è 2πr / T.
Per un periodo di due volte al giorno, l'altezza è di circa 20.000 km sopra la superficie della terra a una velocità laterale di 3.900 km/sec.
• Utilizzare una velocità superiore inizialmente, per tenere conto per il trascinamento e a prendere quota durante il lancio.
La velocità calcolata sopra non è abbastanza alta per raggiungere l'orbita, appena sufficiente a mantenerla. Più velocità sarebbe stato necessario superare la resistenza atmosferica e l'attrazione gravitazionale maggiore di quote più basse.
Entrare in orbita
• Il satellite dovrebbe essere lanciato più vicino l'equatore terrestre come possibile.
Questo si avvale della velocità di rotazione della terra. L'estremo opposto sarebbe di lanciare da un palo, dove non c'è nessuna velocità rotazionale a sfruttare.
• Punto il razzo verticalmente per la maggior parte del viaggio all'altitudine desiderata.
Questa strategia è efficiente perché riduce la forza gravitazionale che ha bisogno di essere spinto contro il più velocemente possibile.
• Eseguire una svolta di gravità.
Si tratta di puntamento il razzo pochi gradi dalla verticale, per avviare il movimento laterale. Questa strategia è il più efficiente perché si avvia velocità laterale mantenendo velocità aerodinamica ridotta a icona. A causa della mancanza di resistenza al moto laterale ad altitudini più elevate, è necessario poco spinta laterale. Spinta laterale semplicemente deve essere applicato per un periodo prolungato di accelerare gradualmente il satellite alla velocità laterale desiderata.
• Un lancio alternativa consiste nell'utilizzare un razzo Pegasus.
I razzi Pegasus sono utilizzati per piccoli satelliti, lanciati da aeroplani a 40.000 piedi di ridurre la necessità di combustibile costoso, specializzato e attrezzature di deposito di carburante per la parte del lancio che si verifica la resistenza dell'aria la maggior parte.