Орбита - Планеты
В нашей Солнечной системе Луна вращается вокруг Земли. Земля - и другие планеты - вращаются вокруг Солнца. Звезды также вращаются вокруг Солнца. Вы когда-нибудь задумывались, почему Земля, другие планеты, луны и звезды не улетают в космос сами по себе? Что удерживает их на своем пути?
Факты об орбите для детей
- Орбита: путь объекта вокруг другого объекта.
- Земля обращается вокруг Солнца за 365,25 дня.
- Луны обращаются вокруг планет.
- Спутники могут быть искусственными или естественными.
- Геосинхронная орбита соответствует вращению Земли.
- МКС вращается вокруг Земли со скоростью ~28 000 км/ч.
- Комета Галлея обращается вокруг Солнца каждые 76 лет.
- Эллиптические орбиты выглядят как вытянутые круги.
- Орбиты могут распадаться, притягивая объекты ближе.
- Приливные силы могут изменить орбиту объекта.
Спутник
Спутники, как естественные, например Луна, так и искусственные, управляемые людьми, движутся по тщательно рассчитанным траекториям вокруг Земли, называемым орбитами, чтобы сохранять свое положение, не падая обратно на Землю и не уходя в космос.
Траектория этих орбит может быть как круговой, так и эллиптической, похожей на вытянутый круг. Спутник находится в состоянии постоянного падения по направлению к Земле, но благодаря круглой форме Земли он постоянно пролетает мимо нее, что позволяет ему оставаться на орбите. Эти орбиты могут находиться как в непосредственной близости от Земли, называемые низкими околоземными орбитами, так и значительно дальше, как орбиты геостационарных спутников, которые остаются неподвижными в небе относительно Земли.
Гравитация
Гравитация, интригующая сила, диктует движение небесных объектов и играет первостепенную роль в поддержании порядка в нашей Солнечной системе. Эта сила проявляется в явлении орбиты, когда небольшие небесные тела, такие как планеты или спутники, например Земля и Луна, вращаются вокруг более крупных объектов, таких как Солнце.
Невидимое гравитационное притяжение действует как невидимый трос, закрепляя эти тела на их орбитах и не позволяя им отклониться в космос. Именно благодаря этому гравитационному "канату" Земля продолжает свой путь вокруг Солнца, а Луна - вокруг Земли. Поэтому важность гравитации в сохранении структуры нашей Солнечной системы трудно переоценить.
Космические аппараты
Идея космических кораблей, кружащих вокруг Земли по невидимой траектории, - интригующая тема для детей. Путь, или орбита, - это невидимый трек, сравнимый с американскими горками, который опоясывает Землю. Чтобы удержаться на орбите, космический корабль должен развить ошеломляющую скорость - более 17 500 миль в час, что в 25 раз превышает скорость звука.
Эта невероятная скорость в сочетании с гравитационной силой Земли позволяет космическому кораблю постоянно двигаться по кругу вокруг нашей планеты. Стоит также отметить, что астронавты, находящиеся внутри орбитального корабля, испытывают ощущение невесомости, как будто они вечно падают.
Законы Кеплера
Иоганн Кеплер, ученый XVII века, сформулировал три важнейших закона, которые проясняют орбиты планет вокруг Солнца. Согласно его первому закону, траектория движения планет по орбитам не идеальная, а эллиптическая, похожая на вытянутую окружность.
Второй закон гласит, что скорость движения планеты по орбите зависит от ее близости к Солнцу: когда она ближе, то движется быстрее, а когда дальше - медленнее. Последний закон устанавливает уникальную корреляцию между продолжительностью орбиты планеты, или ее "годом", и ее расстоянием от Солнца, причем более длинная орбита связана с большим расстоянием. В совокупности эти законы дают бесценное представление о механике нашей Солнечной системы.
Геостационарная
Геостационарная орбита - это исключительная категория орбитальных моделей, используемых спутниками для поддержания статичного положения над экватором Земли. Это можно представить как шар, который вращается на нитке над головой, а Земля служит центральным стержнем. В отличие от других спутников, которые перемещаются по небу, спутники на геостационарной орбите вращаются синхронно с Землей, создавая иллюзию неподвижности при наблюдении с земли.
Их постоянное положение над Землей полезно для различных приложений, таких как прогнозирование погоды, телевещание и системы связи, так как оно способствует бесперебойной передаче и приему сигналов благодаря постоянному расположению спутника.
Низкая околоземная орбита (LEO)
Низкая околоземная орбита (НОО), расположенная примерно в 1200 милях над Землей, является ближайшей к нашей планете орбитальной областью и домом для многочисленных спутников и космических станций, включая Международную космическую станцию. Близость к Земле позволяет спутникам в этом регионе получать изображения высокого разрешения, что делает его оптимальным местом для мониторинга погоды и спутников-шпионов.
Кроме того, относительно небольшое расстояние до НОО делает его наиболее доступным и экономически выгодным районом космоса, что привело к его плотному заселению тысячами спутников.
Однако это удобство не обходится без проблем: чтобы противостоять гравитационному притяжению Земли и поддерживать свою орбиту, объекты на НОО должны двигаться на высоких скоростях - около 17 500 миль в час.
Планетарное движение
Планетарное движение - это термин, описывающий движение планет по уникальным орбитам вокруг Солнца под влиянием солнечного притяжения. Эти орбиты либо круговые, либо эллиптические, напоминающие по форме круг или овал.
Близость планеты к Солнцу определяет силу гравитационного притяжения, тем самым влияя на скорость движения по орбите. Например, Меркурий, ближайшая к Солнцу планета, испытывает сильное притяжение, благодаря которому он обращается вокруг Солнца за короткий промежуток времени - 88 дней.
С другой стороны, Нептун, самая удаленная от Солнца планета, проходит свою орбиту за 165 лет из-за более слабого гравитационного притяжения.
Эллипс
Эллиптическая природа орбит, которые не являются идеальными кругами из-за гравитационного притяжения между двумя небесными телами, оказывает заметное влияние на нашу повседневную жизнь. Примером этой интересной формы может служить орбита Земли вокруг Солнца, где сильная гравитация Солнца притягивает Землю ближе в определенных точках ее орбитального пути, создавая эллиптическую форму.
Это явление является причиной смены времен года. Когда Земля находится ближе к Солнцу, наступает лето, а когда она отдаляется - зима. Таким образом, эллиптическая форма орбит существенно влияет на нашу повседневную жизнь.
Космическая станция
Интересно знать, что космические станции, в том числе Международная космическая станция (МКС), обращаются вокруг Земли так же, как Земля обращается вокруг Солнца. Они следуют по уникальному маршруту, постоянно вращаясь вокруг нашей планеты с поразительной скоростью - примерно 17 500 миль в час.
Такая скорость позволяет МКС совершать орбиту вокруг Земли каждые 90 минут, что достаточно быстро для того, чтобы совершить путешествие на Луну и обратно за один день. Поэтому астронавты, находящиеся на борту МКС, имеют возможность наблюдать 16 восходов и закатов в день.
Скорость убегания
Интригующее понятие "скорость убегания", имеющее решающее значение при обсуждении орбит, обозначает необходимую скорость, которую должен набрать объект, чтобы преодолеть гравитационное притяжение планеты или луны и выйти в космос.
Возьмем, к примеру, ракету, вылетающую с Земли, которая должна разогнаться до ошеломляющих 25 000 миль в час, чтобы накопить достаточно энергии для отрыва от гравитационного притяжения Земли и успешного выхода на орбиту. Важно понимать, что гравитации - силе, прикрепляющей нас к земле и препятствующей бесцельному плаванию, - необходимо противопоставить значительную скорость, чтобы облегчить космическое путешествие, что наглядно демонстрирует критическую роль скорости убегания.
Ответ - гравитационные силы. Солнце, как и планеты, обладает магнитным полем, которое притягивает небольшие объекты и удерживает их на месте. Но, спросите вы, почему же планеты не падают на Солнце? Когда вы направляете магнит на скрепку, скрепка притягивается к магниту. Почему бы планетам не сделать то же самое?
Планеты и звезды движутся по эллиптической траектории вокруг Солнца, что не дает им упасть на Солнце. Вот полезное объяснение из Корнельского университета. Скажем, Супермен бросил по небу мяч. Мяч пролетел бы долгий путь, но в конце концов начал бы падать. Поскольку Супермен бросил мяч с такой силой, он долетит до горизонта, или закругленного края Земли. Поскольку Земля вращается, мяч падает, но на самом деле он никогда не падает на землю. Он просто путешествует вокруг Земли. Именно так работает орбита. Луна вращается вокруг Земли, а Земля вращается вокруг Солнца.
Орбита Словарь
- : система небесных тел, которые вращаются или собираются вокруг одного большого тела; галактика
- : Область, которая является магнитной или обладает способностью притягивать и удерживать другие объекты.
- : яйцеобразный
- : место, где глаз не может видеть дальше, потому что поверхность Земли округлая.
Узнайте больше об орбите
Посмотрите это классное видео об орбите спутника:
Видео, объясняющее, как спутники вращаются вокруг Земли.
Орбита Q&A
: Что еще вращается в космосе, кроме планет, лун и звезд?
: В космосе вращается множество вещей, созданных человеком. Спутники вращаются вокруг Земли, делая фотографии, регулируя использование мобильных телефонов или сообщая о погодных условиях. Камни, пыль и мусор также вращаются вокруг планет и Солнца.
