Como alterar uma órbita Coplanares

Seria difícil pensar em uma parte da vida humana, que não é afetado pelas informações que os satélites carregam. Satélites vigiar o tempo , transportar sinais de telefone e fornecer informações de navegação para o tráfego de mar terra, ar e . A órbita de um satélite deve coincidir com a sua tarefa. Um satélite meteorológico observação a longo prazo deve estar em uma órbita alta , geoestacionária para que ele possa monitorar continuamente a face da Terra , enquanto satélites de navegação pode encontrar órbitas mais baixas mais eficiente. A tarefa de ajustar a órbita de um satélite é um problema de mecânica orbital, e um dos mais comuns problemas de mecânica orbital está mudando a órbita coplanar .

A órbita de um satélite é determinada pela sua localização e sua velocidade. Então, dois satélites que passam pelo mesmo ponto exato pode ter completamente diferentes órbitas se suas velocidades são diferentes. Esse é o truque para mudar órbitas coplanares . Em um ponto na órbita de um satélite, mudar sua velocidade para colocá-lo em uma órbita diferente. Em seguida, deixá-lo ir por um tempo até que ele chegue onde você quer que ele acabe e mudar sua velocidade novamente para colocá-lo em sua órbita final. Os detalhes não são tão complicado , dado algumas equações fundamentais. Instruções
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Calcule a velocidade inicial do satélite . A velocidade é dado pela raiz quadrada de vezes constante gravitacional de Newton a massa da Terra dividido pelo raio da órbita do satélite.

Por exemplo, um satélite em uma órbita circular 250 quilômetros acima da superfície da Terra tem um raio igual ao raio da Terra mais a sua altura ; que é

6,378 x 10 ^ 6 + 250 x 10 ^ 3 metros = 6,628 x 10 ^ 6 metros .

G x M para a Terra é 3,968 x 10 ^ 14 m ^ 3 /s ^ 2 para a velocidade do satélite é dada por

sqrt ( L x M /r1 ) = sqrt ( 3,968 x 10 ^ 14 /6,628 x 10 ^ 6) = 7.755 metros por segundo ( mais de 17.000 milhas por
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horas ) . Determinar a velocidade da órbita final . A velocidade é dada pela mesma equação como no passo 1 , apenas com a diferença de raio.

Por exemplo, digamos que você queira mover o satélite para uma órbita circular 4000 km acima da superfície da Terra. A velocidade final seria

sqrt ( 3,968 x 10 ^ 14 /10,378 x 10 ^ 6 ) = 6.197 metros por segundo.
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Calcule a velocidade inicial da transferir órbita para começar a partir do inicial para a órbita final. Ou seja, o satélite não apenas saltar de uma órbita para outra; transfere por meio de uma órbita elíptica . A velocidade inicial da órbita elíptica é dada por

sqrt ( (G x M) x (2 /r_initial - . 2 /( r_initial + r_final ) )

Para o problema exemplo é

sqrt ( 3,968 x 10 ^ 14 x (2 /6,628 x 10 ^ 6 - . 2 /( 6,628 x 10 ^ 6 + 10.378 x 10 ^ 6)) = 8569 metros por segundo

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Operar propulsores do satélite tempo suficiente para alterar a velocidade do satélite , uma manobra conhecida na indústria como uma " delta - V . " o valor de delta - V é a diferença entre a velocidade da órbita inicial e . velocidade da órbita de transferência em que o mesmo ponto

Para o problema exemplo , a velocidade de transferência de órbita é 8,569 metros por segundo e a velocidade inicial é 7,755 metros por segundo , de modo que a diferença é 8.569-7755 = 814 metros por segundo .
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Calcule a velocidade final do satélite na órbita de transferência . Ou seja, o quão rápido o satélite estará indo quando se está viajando em sua órbita de transferência para o raio da órbita final. a equação é a mesma que no Passo 3, exceto que os s " r_initial " e " r_final " s mudanças locais

Para o problema exemplo, este torna-se: .

sqrt ( 3,968 x 10 ^ 14 x (2 /10.378 x 10 ^ 6 - 2 /( 10.378 x 10 ^ 6 + 6,628 x 10 ^ 6 ) ) . = 5.472 metros por segundo
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Quando o satélite está em seu raio final desejado , aplicar uma outra delta - V , este tempo igual à diferença entre a velocidade final desejada calculado no Passo 2 e a velocidade de transferência de órbita , na mesma altura, calculado no Passo 5

para o exemplo problema, isto torna-se : .

6197 - 5472 metros por segundo = 725 metros por segundo