Kam Yer orbitasi - Low Earth orbit

Orbitaning o'lchamlarini taqqoslash GPS, GLONASS, Galiley, BeiDou-2 va Iridiy burjlar, Xalqaro kosmik stantsiya, Hubble kosmik teleskopi va geostatsionar orbitadir (va uning qabriston orbitasi ), bilan Van Allen nurlanish kamarlari va Yer kattalashtirish[a]
The Oy orbitasi geostatsionar orbitadan 9 baravar katta.[b] (In.) SVG fayli, uni ajratib ko'rsatish uchun orbitaga yoki uning yorlig'iga o'ting; uning maqolasini yuklash uchun bosing.)

A past Yer orbitasi (LEO) an Yerga yo'naltirilgan orbit bilan balandlik 2000 km (1200 milya) yoki undan kamroq (taxminan uchdan bir qismi) Yer radiusi ),[1] yoki kuniga kamida 11,25 davr bilan (an orbital davr 128 daqiqadan kam) va an ekssentriklik 0,25 dan kam.[2] Ko'pgina sun'iy ob'ektlar kosmik fazo LEO-da.[3]

Boshqa turli xil manbalar mavjud[4][5][6] jihatidan LEO ni belgilaydigan balandlik. Ob'ektning an. Balandligi elliptik orbitadir orbitada sezilarli darajada farq qilishi mumkin. Hatto uchun dairesel orbitalar, er usti balandligi 30 km (19 milya) gacha o'zgarishi mumkin (ayniqsa qutbli orbitalar ) tufayli oblateness ning Erning sferoid shakli va mahalliy topografiya. Balandlikka asoslangan ta'riflar tabiatan noaniq bo'lsa-da, ularning aksariyati 128 minut atrofida aylanish davri belgilangan oraliqda tushadi, chunki Keplerning uchinchi qonuni, bu a ga to'g'ri keladi yarim katta o'q 8,413 km (5,228 mil). Dumaloq orbitalar uchun bu o'z navbatida Yerning o'rtacha radiusidan 2042 km (1,269 mil) balandlikka to'g'ri keladi, bu ba'zi LEO ta'riflaridagi ba'zi balandlik chegaralariga mos keladi.

LEO mintaqasi ba'zi manbalar tomonidan LEO orbitalari egallagan kosmosdagi mintaqa sifatida belgilanadi.[1][7][8][9] Biroz juda elliptik orbitalar eng past balandlikka (yoki) yaqin bo'lgan LEO mintaqasidan o'tishi mumkin perigey ) lekin LEO Orbitda emas, chunki ularning eng baland balandligi (yoki) apogee ) 2000 km dan oshib ketadi (1242,7 milya). Sub-orbital ob'ektlar ham LEO mintaqasiga etib borishi mumkin, lekin ular LEO orbitasida emas, chunki ular atmosferaga qayta kiring. LEO orbitalari va LEO mintaqasi o'rtasidagi farq, o'zlari LEOda bo'lmasligi mumkin bo'lgan, lekin LEO orbitalarida sun'iy yo'ldoshlar yoki qoldiqlar bilan to'qnashishi mumkin bo'lgan ob'ektlar orasidagi to'qnashuvlarni tahlil qilish uchun juda muhimdir.

Barcha ekipaj kosmik stantsiyalar hozirgi kungacha, shuningdek ko'pchilik sun'iy yo'ldoshlar, LEO-da bo'lgan. 1968 yildan 1972 yilgacha Apollon dasturi Oy vazifalari odamlarni LEO-dan tashqariga chiqarib yubordi. Apollon dasturi tugagandan beri yo'q insonning kosmik parvozlari LEOdan tashqarida.

Orbital xususiyatlari

Erning barqaror past orbitasini ushlab turish uchun zarur bo'lgan o'rtacha orbitali tezlik taxminan 7,8 km / s (28000 km / soat; 17000 milya / soat) ni tashkil qiladi, ammo ortib borayotgan orbital balandligi bilan kamayadi. 200 km (120 milya) dumaloq orbitada hisoblangan u 7,79 km / s (28,000 km / soat; 17,400 milya), 1500 km (930 mil) uchun 7,12 km / s (25,600 km / soat; 15,900 mil / soat) .[10] The delta-v Yerning past orbitasiga erishish uchun zarur 9,4 km / s atrofida boshlanadi. Atmosfera va tortishish kuchi uchirish bilan bog'liq, odatda, raketaga 1,3–1,8 km / s (4,700–6,500 km / s; 2,900–4,000 mph) qo'shadi. delta-v normal LEO orbital tezligiga 7,8 km / s (28,080 km / soat; 17,448 milya) ga erishish uchun zarur.[11]

Orbitalaltitude.jpg

Tortish tortishish kuchi LEO da Yer yuzidan bir oz kamroq. Buning sababi shundaki, LEO ga Yer yuzasidan masofa Yer radiusidan ancha past. Biroq, orbitadagi ob'ekt, ta'rifga ko'ra, erkin tushishdir, chunki uni ushlab turuvchi kuch yo'q. Natijada, orbitadagi ob'ektlar, shu jumladan odamlar, his qilish tuyg'usini boshdan kechirishadi vaznsizlik, aslida ular vaznsiz bo'lmasa ham.

LEO-dagi ob'ektlar atmosfera tortishishidan kelib chiqadi gazlar ichida termosfera (yuzadan taxminan 80-500 km balandlikda) yoki ekzosfera (taxminan 500 km yoki 311 milya va undan yuqori), orbitaning balandligiga qarab. Atmosferadagi tortishish tufayli sun'iy yo'ldoshlar odatda 300 km (190 mil) atrofida aylanib chiqmaydi. LEO atrofidagi ob'ektlar Yerning atrofini atmosferaning zichroq qismi va ichki ostidan aylanib chiqadi Van Allen nurlanish kamari.

Ekvatorial past Yer orbitalari (ELEO) LEO ning bir qismidir. Ekvatorga moyilligi past bo'lgan ushbu orbitalar Yerdagi past kenglikdagi joylarni tez qayta ko'rish vaqtini beradi va eng past ko'rsatkichga ega delta-v har qanday orbitaning talabiga (ya'ni sarflanadigan yoqilg'iga), agar ular Yerning aylanishiga nisbatan to'g'ridan-to'g'ri (retrograd emas) yo'nalishga ega bo'lsa. Odatda ekvatorga moyilligi yuqori bo'lgan orbitalar deyiladi qutbli orbitalar.

Yuqori orbitalarga kiradi o'rtacha Yer orbitasi (MEO), ba'zida oraliq dairesel orbit (ICO) deb nomlanadi va yuqorida, geostatsionar orbitadir (GEO). Past orbitadan yuqori orbitalar intensivligi sababli elektron komponentlarning erta ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin nurlanish va zaryad to'planishi.

2017 yilda "juda past Yer" orbitalari ko'rila boshladi tartibga soluvchi hujjatlar. "" Deb nomlangan ushbu orbitalarVLEO", uchun yangi texnologiyalardan foydalanishni talab qiladi orbitani ko'tarish chunki ular iqtisodiy jihatdan foydali bo'lishi uchun tez orada chirigan orbitalarda ishlaydi.[12]

LEO-dan foydalanish

Taxminan yarim orbitasi ISS.

Yerning past orbitasi sun'iy yo'ldoshni joylashtirish uchun eng kam energiya miqdorini talab qiladi. U yuqori tarmoqli kengligi va past aloqani ta'minlaydi kechikish. LEO-dagi sun'iy yo'ldoshlar va kosmik stantsiyalar ekipaj va xizmat ko'rsatish uchun qulayroqdir.

Sun'iy yo'ldoshni LEO-ga joylashtirish uchun kam energiya talab etilishi va muvaffaqiyatli uzatish uchun sun'iy yo'ldoshga unchalik kuchli bo'lmagan kuchaytirgichlar kerakligi sababli, LEO ko'plab aloqa dasturlari uchun ishlatiladi, masalan Iridium telefon tizimi. Biroz aloqa sun'iy yo'ldoshlari ancha yuqori foydalaning geostatsionar orbitalar va sayyoramizning bitta joyidan yuqorisida statsionar ko'rinadigan Er bilan bir xil burchak tezligida harakatlaning.

Kamchiliklari

LEO-dagi sun'iy yo'ldoshlar kichik bir lahzaga ega ko'rish maydoni, faqat bir vaqtning o'zida Yerning bir qismini kuzatish va ular bilan aloqa qilish, ya'ni tarmoq (yoki "degan ma'noni anglatadi)yulduz turkumi ") doimiy ravishda qamrab olish uchun sun'iy yo'ldosh talab qilinadi. LEO ning quyi mintaqalaridagi sun'iy yo'ldoshlar ham tez orbital parchalanish, barqaror orbitani ushlab turish uchun vaqti-vaqti bilan qayta tiklashni yoki eskirganlar qaytadan kirganda yo'ldoshlarni almashtirishni talab qiladi.

Misollar

  • Erni kuzatish sun'iy yo'ldoshlari va josus sun'iy yo'ldoshlar LEO-dan foydalaning, chunki ular Yer yuzini unga yaqinroq bo'lishlari bilan aniqroq ko'rishlari mumkin. Ular, shuningdek, Yer yuzasini kesib o'tishga qodir. Ko'pchilik sun'iy sun'iy yo'ldoshlar LEO-ga joylashtirilgan,[13] atrofida to'liq inqilob qilish Yer taxminan 90 daqiqada.
  • The Xalqaro kosmik stantsiya LEOda Yer yuzasidan 400 km (250 milya) dan 420 km (260 milya) balandlikda,[14] va orbital parchalanish sababli yiliga bir necha marta qayta tiklash kerak.
  • Iridium sun'iy yo'ldoshlari atrofida 780 km (480 milya) atrofida aylanadi.
  • Quyi orbitalar ham yordam beradi masofadan turib zondlash olinishi mumkin bo'lgan qo'shimcha tafsilotlar tufayli sun'iy yo'ldoshlar. Masofali zondlash sun'iy yo'ldoshlari ham bundan foydalanishi mumkin Quyosh sinxron LEO orbitalari taxminan 800 km (500 mil) balandlikda va qutb moyilligi yaqinida. Tasavvur qiling (2002-2012) - bu LEO ning ushbu turidan foydalanadigan (770 km (480 mil)) Yerni kuzatuvchi sun'iy yo'ldoshning bir misoli.
  • GOCE Yerning tortishish maydonini o'lchash uchun taxminan 255 km (158 mil) atrofida aylandi.
  • RAHMAT edi va GRACE-FO atrofida, taxminan 500 km (310 mil) atrofida aylanib chiqmoqdalar.
  • The Hubble kosmik teleskopi Yerdan taxminan 540 km (340 milya) atrofida aylanadi.
  • Xitoyliklar Tiangong-1 stantsiya 355 kilometr (221 milya) atrofida orbitada bo'lgan.[15], 2018 yilda orbitadan chiqqunga qadar.
  • Xitoyliklar Tiangong-2 stantsiya 2019 yilda orbitadan chiqqunga qadar taxminan 370 km (230 mil) orbitada bo'lgan.

Kosmik chiqindilar

LEO muhiti tiqilib qolmoqda kosmik chiqindilar ob'ektni ishga tushirish chastotasi tufayli. So'nggi yillarda bu ko'proq xavotirga sabab bo'ldi, chunki orbital tezlikda to'qnashuvlar osonlikcha xavfli va hatto o'lik bo'lishi mumkin. To'qnashuvlar jarayonida yanada ko'proq kosmik chiqindilar paydo bo'lishi mumkin domino effekti deb nomlanuvchi narsa Kessler sindromi. The Kombinatsiyalangan kosmik operatsiyalar markazi, qismi Amerika Qo'shma Shtatlarining strategik qo'mondonligi (ilgari Qo'shma Shtatlar kosmik qo'mondonligi), hozirgi vaqtda LEOda 10 sm dan kattaroq 8500 dan ortiq ob'ektlarni kuzatib boradi.[16] Biroq, cheklangan Arecibo observatoriyasi Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, 2 millimetrdan kattaroq bir million ob'ekt bo'lishi mumkin,[17] juda kichik bo'lib, ular Yerdagi rasadxonalardan ko'rinmaydi.[18]

Shuningdek qarang

Izohlar

  1. ^ Orbital davrlar va tezliklar 4π munosabatlari yordamida hisoblanadi2R3 = T2GM va V2R = GM, qayerda R, orbitaning radiusi metrda; T, orbital davri soniyalarda; V, orbital tezligi m / s; G, tortishish doimiysi, taxminan 6.673×10−11 Nm2/kg2; M, Yer massasi, taxminan 5.98×1024 kg.
  2. ^ Oy eng yaqin bo'lganida (radius va uzunlikda) taxminan 8,6 marta (363104 km ÷ 42164 km) oy eng uzoq bo'lganida (9,6 martagacha)405696 km ÷ 42164 km).

Adabiyotlar

  1. ^ a b "IADC kosmik qoldiqlarini kamaytirish bo'yicha qo'llanma" (PDF). Agentliklararo kosmik debrisni muvofiqlashtirish qo'mitasi: Boshqaruv guruhi va ishchi guruh tomonidan chiqarilgan 4. sentyabr 2007 yil. A mintaqasi, past Yer orbitasi (yoki LEO) mintaqasi - Yer yuzasidan 2000 km balandlikka (Z) qadar cho'zilgan sferik mintaqa.
  2. ^ "Hozirgi katalog fayllari". Olingan 13 iyul, 2018. LEO: O'rtacha harakat> 11.25 va ekssentriklik <0.25
  3. ^ Sampaio, Jarbas; Vnuk, Edvin; Vilhena de Moraes, Rodolfo; Fernandes, Sandro (2014-01-01). "LEO mintaqasidagi rezonansli orbital dinamikasi: diqqat markazidagi kosmik chiqindilar". Muhandislikdagi matematik muammolar. 2014: 1-rasm: Kataloglangan ob'ektlarning o'rtacha harakatining histogrammasi. doi:10.1155/2014/929810.
  4. ^ "Yerning past orbitasini ta'rifi". Merriam-Vebster lug'ati. Olingan 2018-07-08.
  5. ^ "Tez-tez so'raladigan savollar". FAA. Olingan 2020-02-14. LEO odatda balandligi 2400 km (1491 mil) dan kam bo'lgan orbitalarni nazarda tutadi.
  6. ^ Kempbell, Eshli (2015-07-10). "SCaN lug'ati". NASA. Olingan 2018-07-12. Past Yer orbitasi (LEO): balandligi Yer radiusidan ancha past bo'lgan geotsentrik orbit. Ushbu orbitadagi sun'iy yo'ldoshlar Yer yuzasidan 80-2000 kilometr balandlikda joylashgan.
  7. ^ "Orbit nima?". NASA. Devid Xitt: NASA ta'lim texnologiyalari xizmatlari, Elis Vesson: JPL, J.D. Harrington: shtab-kvartirasi;, Larri Kuper: shtab-kvartirasi ;, Flint Uayld: MSFC;, Ann Mari Trotta: shtab-kvartirasi;, Didra Uilyams: MSFC. 2015-06-01. Olingan 2018-07-08. LEO - bu 100 dan 200 milya (161 dan 322 km) gacha bo'lgan birinchi kosmik makon.CS1 maint: boshqalar (havola)
  8. ^ Sen, Abxijit; Tiwari, Sanat Kumar (2014). "LEO va GEO mintaqalarida kosmik chiqindilarni zaryadlash". 40-COSPAR Ilmiy Assambleyasi. 40: PEDAS.1–41–14. Bibcode:2014 yilgi kos ... 40E2964S. LEO mintaqasi (100 km dan 1000 km gacha)
  9. ^ Stil, Dilan (2016-05-03). "Tadqiqotchilar uchun qo'llanma: kosmik atrof-muhitga ta'siri". NASA. p. 7. Olingan 2018-07-12. Yer yuzidan 200–1000 km balandlikda aniqlangan past-Yer orbitasi (LEO) muhiti
  10. ^ "LEO parametrlari". www.spaceacademy.net.au. Olingan 2015-06-12.
  11. ^ Swinerd, Graham (2008). Kosmik kemalar qanday uchadi. Praxis nashriyoti. 103-104 betlar. ISBN  978-0387765723.
  12. ^ Messier, Dag (2017-03-03). "SpaceX 12 mingta sun'iy yo'ldoshni uchirmoqchi". Parabolik yoy. Olingan 2018-01-22.
  13. ^ Xolli, Ribek (2009-09-04). "NASA Yer Observatoriyasi". earthobservatory.nasa.gov. Olingan 2015-11-28.
  14. ^ "Balandlik stansiyaning yoqilg'i tejamkorligini yaxshilaydi". NASA. Olingan 2013-02-12.
  15. ^ "天宫 一号 成功 完成 二次 变轨"
  16. ^ Ma'lumotlar sahifasi: Birlashgan kosmik operatsiyalar markazi Arxivlandi 2010-02-03 da Orqaga qaytish mashinasi
  17. ^ astronomiya arxivi: kosmik axlat
  18. ^ ISS lazer supurgi, loyiha Orion Arxivlandi 2011-07-28 da Orqaga qaytish mashinasi

Ushbu maqola o'z ichiga oladijamoat mulki materiallari veb-saytlaridan yoki hujjatlaridan Milliy aviatsiya va kosmik ma'muriyat.