Какво е най-орбитата

Орбитите на астрономията - небесен път тялото в пространството. Въпреки, че орбитата може да се нарече траекторията на тялото, обикновено означава, относителното движение на взаимодействащи органи: например, планетните орбити около Слънцето, спътници около планета или звезда в звездната система сравнително сложен общ център на масата. Изкуствен спътник "отива в орбита", когато тя започва да се движи в кръг път около Земята или на слънце. Терминът "орбита" се използва също и в атомната физика в описанието на електронна конфигурация.

Абсолютно и относително орбита

Absolute орбита се нарича тялото на начина, по рамката, която в известен смисъл може да се разглежда универсални, и следователно абсолютно. Тази система се счита за Вселената в голям мащаб, взети като цяло, и тя се нарича "инерционна система." Относителна орбита път в организма, наречен референтна рамка, която се движи в абсолютен орбита (на траекторията, която е с променлива скорост). Например, сателитна орбита обикновено посочва размер, форма и ориентация спрямо земята. В първо приближение, тази елипса, в центъра на който е на Земята, а самолетът е неподвижен спрямо звездите. Очевидно е, че това е една относителна орбита, както са определени по отношение на Земята, което от своя страна се движи около Слънцето. Далечен наблюдател би казал, че спътникът се движи спрямо звездите комплекс спираловиден път; е неговата абсолютна орбита. Ясно е, че формата на орбитата зависи от референтна рамка движение на наблюдателя.

Необходимостта да се прави разлика между абсолютно и относително орбита възниква, тъй като законите на Нютон са валидни само в инерциална референтна рамка, така че те могат да бъдат използвани само за абсолютни орбити. Въпреки това, ние винаги сме се занимават с относителните орбитите на небесните тела, защото те се виждат движението от циркулиращи около Слънцето и се върти Земята. Но ако абсолютната орбита наземна наблюдател е известно, можете или да прехвърли всички относителна орбита в абсолютен или въвеждат закони на Нютон уравнения, вярно справка в системата на Земята.

Абсолютно и относително орбита се илюстрира от двойна звезда. Например, Сириус очевидно за една звезда с невъоръжено око, когато се гледат на голям телескоп е двойка звезди. Начинът, по който всеки един от тях може да се проследи отделно по отношение на съседна звезда (като се има предвид, че самите те се движат). Наблюденията показват, че двете звезди не само се обръщат една около друга, но също така и да се движат в пространството по такъв начин, че между тях винаги има точка се движи в права линия с постоянна скорост (фиг. 1). Тази точка се нарича центъра на масата. На практика тя е свързана с инерциална референтна система и траекториите на звездите във връзка с това са им абсолютно орбита. Колкото по-далеч от центъра на масата на звездата, така че е по-лесно. Познаването на абсолютните орбитите оставя астрономите да се изчисли отделно масата на Sirius А и Б. Sirius

Ако измерваме положението на Сириус Б по отношение на Сириус А, ние получаваме относителната орбита. Разстоянието между двете звезди винаги е равна на сумата от разстоянията им до центъра на масата, така че относителната орбита има същата форма като абсолютното, а размерът е равен на сбора им. Знаейки размера на относителния орбита и орбитална период, е възможно, като се използва трети закон на Кеплер, за да се изчисли обща маса от звезди.

По-сложен пример за това е движението на Земята, Луната и слънце. Всеки един от тези органи се движи в орбитата си по отношение на общата сума от абсолютния център на маса. Но като слънцето далеч надхвърля всичко, тегловно, за да представляват Луната и Земята под формата на чифт, в центъра на масата, която се движи спрямо елиптична орбита около Слънцето. Въпреки това, тази относителна орбита е много близо до абсолютно.

Движение на центъра на тежестта на Земята на Земята - Луната най-точно измерва с радиотелескопи, разстоянието до определящите междупланетни станции. През 1971 г., когато се лети апарат "Маринър 9" до Марс чрез периодични вариации в разстояния, за да се определи амплитудата на движение на Земята с точност до 20-30 м центъра на масата на системата Земя -. Луната се намира във вътрешността на земята при 1700 km под повърхността, и съотношението на масата на Земята и Луната е 81.3007. Знаейки тяхната обща маса намерени в параметрите на орбитата роднина, лесно можете да намерите и теглото на всеки от органите.

Говорейки за относителното движение, можем да избира произволно отправна точка: относителната орбитата на Земята около Слънцето е точно същата като относителният орбитата на Слънцето около Земята. Проекцията на орбитата на небесната сфера се нарича "еклиптиката". През годината се движи слънцето по еклиптиката с около 1 ° на ден, а когато се гледа от Слънцето, е абсолютно същия начин, Земята се движи. Еклиптиката равнина е наклонена към небесен екватор равнина е 23 ° 27 ', т.е. това е ъгълът между екватора на земята и неговата орбитална равнина. Всички орбити в Слънчевата система, показват еклиптиката самолета.

Орбитите на Луната и планетите

В примера на Луната покаже как е описано в орбита. Тази относителна орбита, чиято равнина е наклонена около 5 ° до еклиптиката. Този ъгъл е по-нататък "наклон" окололунна орбита. Равнината на лунната орбита пресича еклиптиката на "линията на възлите". Един от тях, когато луната преминава от юг на север, наречен "възходящ възел", а другият - "отгоре-надолу".

Ако Земята и Луната са изолирани от гравитационното влияние на други органи на лунната орбита възли винаги ще има фиксирана позиция в небето. Но поради влиянието на Слънцето върху движението на Луната е обратната движение на възли, т.е. те се движат по протежение на еклиптиката на запад, което прави пълен оборот в 18,6 години. По същия начин, орбитите на изкуствените спътници възли са преместени поради смущаващото влияние на екваториална издутина на Земята.

Земята не се намира в центъра на лунната орбита, а в едно от своите огнища. Поради това, в някакъв момент от орбитата на Луната е най-близо до Земята; на "перигей". Обратната точка е най-отдалечена от Земята; Тази "кулминация". (. Съответните условия за слънцето - "перихелий" и "афелий") половината от сумата от разстоянията в перигей и апогей наречените средно разстояние; тя е равна на половината от най-големия диаметър (основната ос) на орбитата, така че това се нарича "основна ос." Перигей и апогей, наречена "апсиди" и ги свързва с - основната ос - "линия на абсиди." Ако не са смущения от слънцето и планетите, на апсиди линия ще има фиксирана посока в пространството. Но поради смущаването на лунната орбита апсиди линия се движи на изток, със срок на 8,85 години. Същото се случва и с линиите на апсиди сателити под влияние на екваториална издутина на Земята. В апсиди на планети линия (между перихелий и афелий) се движи напред под влиянието на другите планети.

Размер орбитален полуос дължина ос се определя и формата си-стойности, наречени "ексцентричност". Изместването на лунен орбита се изчислява с помощта на формулата:

(Разстояние в апогей - Средно разстояние) / средно разстояние

или с формула

(Средно разстояние - разстояние перигей) / средно разстояние

За апогея и перигея на планетите в тези формули се заменя със афелий и перихелия. Изместването на кръгова орбита е нула; всички елиптични орбити е по-малко от 1,0; в параболична орбита то точно се равнява на 1.0; е по-голяма от 1.0 в хиперболичен орбити.

Orbit напълно определено, ако определен размер (средно разстояние), форма (ексцентричност), наклонът, позицията на възходящ възел и перигей позиция (до Луната) или перихелия (планети). Тези стойности се наричат "елементи" орбита. изкуствен спътник орбита елементи са определени същите като за луната, но обикновено не по отношение на еклиптиката, и на плоскостта на екватора на Земята.

Луната орбита около Земята в даден момент се нарича "звездна период" (27.32 дни); след това се връща към първоначалната си позиция по отношение на звездите; вярно е орбитален период. Но през това време се движи слънцето по еклиптиката и Луната се изискват повече от два дни, за да бъде в началната фаза, т.е. в една и съща позиция по отношение на слънцето. Този интервал от време се нарича "синодичен период" Луната (прибл. 29,5 дни). По същия начин планетите се въртят около Слънцето в звездната период, и се подлагат на пълен цикъл на конфигурации - от "Вечерница" на "утринна звезда" и обратно - за синодичен период. Някои елементи на орбитите на планетите са изброени в таблицата.

Средното разстояние на спътника от основен компонент определя от неговата скорост в някакъв фиксирано разстояние. Например, Земята става почти кръгова орбита на разстояние един AU (Астрономически единица) от слънцето при скорост от 29.8 km / и; всеки друг орган, който има на същото разстояние една и съща скорост, също ще се премести в орбита със средно разстояние от слънцето 1 AU независимо от формата на орбитата и посоката на движението си. Така тялото на даден размер точка зависи от стойностите на орбиталните скорост, и неговата форма - от посоката на скоростта (виж фиг.).

Това е пряко свързано с орбитите на изкуствените спътници. За да се покаже сателитна в желаната орбита, ще трябва да го достави до известна височина над земята и да му кажа с определена скорост в определена посока. И това трябва да се направи с голяма прецизност. Ако е необходимо, например, предавана на орбита на височина от 320 km и не се отклонява от нея с повече от 30 km, не трябва да се променя скоростта на височината на изчисления 310-330 км (7.72 km / S) е повече от 5 m / сек, и посоката на скоростта трябва да бъде успоредна на земната повърхност в рамките на 0,08 °

Казаното по-горе се отнася за кометите. Обикновено те се движат в много издължени орбити, които често достигат ексцентричности 0,99. И въпреки, че средното разстояние и орбитални периоди са много високи, в перихелий, те може да се обърне най-големите планети като Юпитер. В зависимост от посоката, от която кометата лети до Юпитер, той може, чрез своята привлекателност за увеличаване или намаляване на скоростта му (виж фиг.). Ако скоростта намалява, кометата ще се премести в по-малка орбита; в този случай ние казваме, че тя е "заловен" на планетата. Всички комети с периоди по-малко от няколко милиона години, е вероятно да са били заловени по този начин.

Ако скоростта на кометата до Слънцето ще се увеличи, и увеличението на нейната орбита. И с скоростта на подход към определена ограничаване на нарастването на орбита бързо ускорен. На разстояние от 1 AU от Слънцето, това ограничение на скоростта е 42 km / сек. С по-висока скорост на тялото се движи по протежение на хиперболичен орбита и никога не се връща в перихелий. Следователно, това ограничение на скоростта, наречена "беглец скорост" с орбитата на Земята. По-близо до беглец скорост на Слънцето е по-висока, и далеч от слънцето - по-малко.

Когато комета се приближава към Юпитер от разстояние, скоростта му е близо да избяга скорост. Ето защо, летящ близо до Юпитер, кометата е достатъчно само леко да увеличат скоростта си да надхвърли лимита и никога не се върна в квартала на слънцето. Такава комета, наречена "хвърлени".

Escape скорост от Земята

Концепцията за скорост бягство е много важно. Между другото, това е също често се определя като процент от "грижа" или "бягство" и дори "параболичен" или "скорост бягство." Последният термин се използва в космическата програма, когато става въпрос за пуска на други планети. Както вече споменахме, за шофиране на ниски кръгова орбита спътници от които се нуждае, за да кажа на скоростта на около 8 км / сек, който се нарича "първата пространство". (По-точно, ако не се намесва в атмосферата, земната повърхност би било равно на 7.9 km / сек.) С нарастването на земната повърхност на скоростта орбитата на сателита става все по-издължен: средните му се увеличава от разстояние. Когато се достигне втора космическа скорост, устройството ще напусне Земята завинаги.

Изчислете критичната скорост е съвсем проста. кинетичната енергия на тялото близо до земята трябва да е равна на силата на тежестта при преместване на тялото от повърхността на Земята "до безкрайност". Тъй като атракция бързо намалява с височината (обратния квадрата на разстоянието), е възможно да се ограничи работата в района на радиуса на Земята:

Тук, на кинетичната енергия на ляво движи телесно тегло в размер, както и правилната работа на гравитацията радиусът на Земята мг разстояние (R = 6371 km). От това уравнение, ние откриваме, скоростта (и това не е приблизителна и точното му израз):

Тъй земно ускорение на земната повърхност е г = 9,8 m / s2, беглец скоростта е равна на 11.2 km / сек.

Самата Слънцето, заедно с околните планети и малки тела от Слънчевата система се движи в своя галактически орбита. Що се отнася до най-близкия звезди слънцето се движи с 19 km / и по посока на точката в съзвездието Херкулес. Тази точка се нарича "върха" на слънчевата движение. И като цяло цялата група близките звезди, включително и на слънце, галактика в орбита около центъра на орбита радиус 251016 км при скорост от 220 км / сек и за период от 230 Mill. S. Тази орбита е доста сложно, тъй като движението на слънцето е постоянно изложени на смущения, предизвикани от други масивни звезди и междузвезден газ облаци.