Hvordan lage en Orbit
Objekter i bane er fallende mot objektet de bane, men beveger seg raskt nok lateralt at de alltid savne objektet mot som de faller. Isaac Newton oppdaget dette da han spekulert i at en kanon på et høyt fjell skyter stadig raske kanonkuler til slutt ville sende en i bane, og dermed tyder på en likeverdighet mellom planetenes bevegelse og gravitasjonskraft (se diagram).
Bruksanvisning
Bestemme den nødvendige hastighet
1 Bestem deg for hvilken periode eller høyden på bane.
Årsaken til behovet for den ene eller den annen kan vises som følger. Ved hjelp av Newtons andre lov (F = ma), gravitasjonskraften på satellitten er lik satellittens masse ganger dens vinkelakselerasjons:
GMM / r ^ 2 = (m) (ω ^ 2r), hvor G er gravitasjonskonstanten, M jordas masse, m satellitten masse, ω vinkelhastigheten, og r avstanden til jordas sentrum.
ω er 2π / T, hvor T er perioden av banen.
T og r er ukjent, slik at en må være valgt for å bestemme den andre.
2 Beregn hastighet.
Når T og r er kjent, da den sideveis hastighet som kreves for å opprettholde bane er 2πr / T.
For en to ganger daglig periode, er høyden ca 20 000 km over jordoverflaten på en lateral hastighet på 3900 km / sek.
3 Bruk en høyere hastighet i utgangspunktet, å ta hensyn til luftmotstand og for å få høyde under lanseringen.
Den hastigheten som er beregnet ovenfor ikke er høy nok til å oppnå bane, akkurat nok til å opprettholde den. Høyere hastighet ville være nødvendig for å overvinne atmosfærisk drag og høyere gravitasjonskraften fra lavere høyder.
Gå inn i bane
4 Satellitten skal bli lansert så nær jordens ekvator som mulig.
Dette utnyttet jordens rotasjonshastighet. Den motsatte ytterlighet vil være å starte fra en stang, der det ikke er rotasjonshastigheten for å utnytte.
5 Rett rakett vertikalt for mesteparten av turen til ønsket høyde.
Denne strategien er effektiv fordi den reduserer den gravitasjonskraft som må bli drevet mot så fort som mulig.
6 Utfør en tyngdekraft sving.
Denne består av å peke raketten et par grader fra vertikal, for å innlede sideveis bevegelse. Denne strategien er mest effektiv fordi den starter lateral hastighet samtidig som aerodynamisk hastighet minimert. På grunn av manglende motstand mot sideveis bevegelse i større høyder, blir liten side-reaksjonstrykk er nødvendig. Lateral fremstøt bare må brukes i en lengre periode for å gradvis akselerere satellitt til ønsket lateral hastighet.
7 En lansering alternativ er å bruke en Pegasus rakett.
Pegasus raketter brukes for små satellitter, som ble lansert fra fly på 40.000 fot for å redusere behovet for kostbar, spesialisert drivstoff og drivstofflager for den delen av lanseringen som opplever mest luftmotstand.