От секунды до года: 2. Искусственные спутники Земли

Типичные высоты орбиты многих искусственных спутников Земли. Изображение с сайта en.wikipedia.org

g ≈ 10 м/с2 — ускорение свободного падения,

R — радиус ЗемлиПодавляющее большинство космических аппаратов — это искусственные спутники Земли. Они движутся по круговой или вытянутой орбите вокруг Земли на высоте от сотен до тысяч километров (интересующиеся этой темой могут посмотреть спутники в реальном времени на Google Earth). Поэтому длину их траектории можно принять примерно равной длине земной окружности — 40 тыс. км. Для того чтобы удержаться на круговой орбите, спутники движутся с первой космической скоростью — она составляет примерно 7,9 км/с. Отсюда получаем период обращения спутника на низкой околоземной орбите:

T  =   40 000 км   ≈ 5000 с ≈ полтора часа.
8 км/с

Самый крупный искусственный спутник — Международная космическая станция, МКС, — очень хорошо видна на темном вечернем или утреннем небе. Когда на Земле уже наступили сумерки, а МКС еще освещена Солнцем, она предстает внимательному наблюдателю в виде яркой немигающей белой звездочки, быстро перемещающейся по небу.

Часть траектории МКС, доступная для наблюдения

Такое может быть только тогда, когда траектория МКС проходит географически близко к наблюдателю. Высота орбиты МКС составляет 330 км, а значит, для достаточно близкого наблюдателя она будет хорошо видна на протяжении примерно одной-двух тысяч километров своей траектории. Поэтому наблюдатель увидит ее проход по небу примерно за

t  =   1000 км   ≈ 2 минуты.
8 км/с

Так что, если вы, вооружившись точным временем пролета МКС над вашим домом, решили ее пронаблюдать, помните — вам на это зрелище дается от силы несколько минут!

Кстати, с непривычки МКС можно спутать и с ярко освещенным самолетом, ведь он тоже выглядит перемещающейся по небу звездочкой. Что самое забавное, скорости перемещения по небу для них примерно равны. Хотя МКС летит примерно в 30 раз быстрее самолета, ее орбита проходит в 30 раз выше траектории самолета, так что угловые скорости их движения совпадают для наземного наблюдателя. Это просто совпадение, никакого глубокого физического смысла за ним не стоит.


Эхо землетрясений Семь с половиной порядков

Оставить комментарий