Расстояние на котором летают спутники от земли

Обновлено: 10.01.2025

Спутник может «висеть» лишь при соблюдении трех условый:

1. Спутник находится на круговой орбите
2. Плоскость орбиты совпадает с плоскостью экватора
3. Высота орбиты такова, что угловая скорость орбитального движения совпадает с угловой скоростью вращения Земли (≈36 тыс. км.)

Орбита, удовлетворяющая этим трём условиям называется геостационарной. Все спутники, находящиеся на геостационарной орбите как бы «висят» на одной и той же точкой земного экватора.

На самом деле положение на геостационарной орбите неустойчивое, т.к. спутник испытывает торможение о разряженную межпланетную среду, испытывает гравитационное воздействие других небесных тел (Луны в большей степени). Поэтому реальному спутнику на геостационаре приходится иметь запас топлива, чтобы постоянно «подруливать» к той точке, в которой он должен находиться.

Кстати, поэтому срок действия спутников ограничен несколькими годами. Тупо заканчивается топливо )

Разновидности спутников, встречающихся на орбите

Под искусственными земными спутниками принято понимать все тела, введенные на орбиту посредством ракеты-носителя. Это следующие объекты:

• специальные шаттлы;
• лаборатории для исследований;
• станции;
• аппараты автономного действия.

Научные сведения на Землю поставляются преимущественно непилотируемыми устройствами. Для их эксплуатации не нужен экипаж, регулярное обслуживание, не требуются специальные отсеки для формирования оптимальных условий жизнедеятельности. Основной критерий классификации аппаратов – их прямое назначение:

• научно-исследовательские устройства нужны для изучения атмосферного слоя Земли, космоса, удаленных космических тел;
• прикладные агрегаты используются для удовлетворения потребностей человечества, проведения испытаний.

Выполнение спутниками функций происходит в автономном режиме, без использования топливных ресурсов. От функционала агрегата зависит и его объем. Показатель массы составляет от 20 кг до нескольких сотен тонн. Вес первого запущенного в космос аппарата составлял всего 28 кг. Осталось подробно рассмотреть, на какой высоте летают спутники.

Орбиты спутников

Высокая околоземная

Когда спутник достигает ровно 42164 км от центра Земли (около 36 тыс. км от поверхности), он входит в зону, где его орбита соответствует вращению нашей планеты. Поскольку аппарат движется с той же скоростью, что и Земля, т. е. его период обращения равен 24 ч, кажется, что он остается на месте над единственной долготой, хотя и может дрейфовать с севера на юг. Эта специальная высокая орбита называется геосинхронной.

Спутник движется по круговой орбите прямо над экватором (эксцентриситет и наклонение равны нулю) и относительно Земли стоит на месте. Он всегда расположен над одной и той же точкой на ее поверхности.

Геостационарная орбита чрезвычайно ценна для мониторинга погоды, так как спутники на ней обеспечивают постоянный обзор одного и того же участка поверхности. Каждые несколько минут метеорологические аппараты, такие как GOES, предоставляют информацию об облаках, водяном паре и ветрах, и этот постоянный поток информации служит основой для мониторинга и прогнозирования погоды.

Кроме того, геостационарные аппараты могут быть полезны для коммуникации (телефонии, телевидения, радио). Спутники GOES обеспечивают работу поисково-спасательного радиомаяка, используемого для помощи в поиске кораблей и самолетов, терпящих бедствие.

Наконец, многие высокоорбитальные сателлиты Земли занимаются мониторингом солнечной активности и отслеживают уровни магнитного поля и радиации.

На какой высоте летают спутники

В этом вопросе нам не обойтись без разделения орбит на типы по высоте.

Начнем с низкой околоземной орбиты . Ее высота: от 160 до 2000 км над уровнем моря. Именно здесь находится подавляющее большинство искусственных спутников Земли. Правда, спутники располагаются на высоте не менее 300 км - если ниже, то время существования на такой орбите будет слишком мало.

На НОО выводятся разведывательные спутники, спутники дистанционного зондирования и некоторые телекоммуникационные спутники.

Правда, для телекоммуникаций тут есть нюанс - высота орбиты и период обращения слишком малы, чтобы спутник мог обслуживать большую территорию на поверхности планеты. Поэтому приходится использоваться, так называемые "созвездия" из спутников. Зато на столь низкой орбите аппаратам не требуется мощный передатчик.

Средневысокая орбита имеет высоту более 2000 и менее 35 786 километров. Здесь располагаются спутники навигационных систем: GPS, ГЛОНАСС, Галилео и другие.

Спутники ГЛОНАСС, к примеру, находятся на высоте 19 400 км, GPS - 20 180 км, а Галилео - 23 222 км.

На геосинхронной орбите спутник вращается с той же скорость, с которой и Земля вокруг своей оси. То есть, спутник всегда находится над одной точной поверхности планеты. Высота орбиты - 35 786 км. Здесь расположены преимущественно телекоммуникационные спутники. Если вы пользуетесь спутниковым телевидением, то вещание идет именно отсюда.

Высокая эллиптическая орбита не имеет разграничения по высоте. Отличает ее то, что расстояние до Земли в апогее многократно превышает расстояние и перигее. Выглядит это следующим образом:

Находясь в апогее спутник может обслуживать огромную территорию на поверхности планеты, но для непрерывной связи требуется от 3 до 7 спутников.

В основном, на ВЭО выводятся научные спутники и реже спутники связи.

Поставьте, пожалуйста, ваш лайк и подпишитесь на канал, чтобы не пропустить еще больше интересного в будущем. Спасибо!

Средняя околоземная орбита

Находясь ближе к Земле, спутники двигаются быстрее. Различают две средние околоземные орбиты: полусинхронную и «Молнию».

На какой высоте летают спутники, находящиеся на полусинхронной орбите? Она почти круглая (низкий эксцентриситет) и удалена на расстояние 26560 км от центра Земли (около 20200 км над поверхностью). Сателлит на этой высоте совершает полный оборот за 12 ч. По мере его движения Земля вращается под ним. За 24 ч он пересекает 2 одинаковые точки на экваторе. Эта орбита последовательна и весьма предсказуема. Используется системой глобального позиционирования GPS.

Орбита «Молния» (наклонение 63,4°) используется для наблюдения в высоких широтах. Геостационарные спутники привязаны к экватору, поэтому они не подходят для дальних северных или южных регионов. Эта орбита весьма эксцентрична: космический аппарат движется по вытянутому эллипсу с Землей, расположенной близко к одному краю. Так как спутник ускоряется под действием силы тяжести, он движется очень быстро, когда находится близко к нашей планете. При удалении его скорость замедляется, поэтому он больше времени проводит на вершине орбиты в самом дальнем от Земли краю, расстояние до которого может достигать 40 тыс. км. Период обращения составляет 12 ч, но около двух третей этого времени спутник проводит над одним полушарием. Подобно полусинхронной орбите сателлит проходит по одному и тому же пути через каждые 24 ч. Используется для связи на крайнем севере или юге.

На какой высоте летают космонавты и спутники?

Большинство космических полётов выполняется не по круговым, а по эллиптическим орбитам, высота которых меняется в зависимости от местоположения над Землёй. Высота так называемой «низкой опорной» орбиты, от которой «отталкивается» большинство космических кораблей, равна примерно 200 километрам над уровнем моря. Если быть точным, перигей такой орбиты равен 193 километрам, а апогей составляет 220 километров. Однако на опорной орбите имеется большое количество мусора, оставленного за полвека освоения космоса, поэтому современные космические корабли, включив свои двигатели, перебираются на более высокую орбиту. Так, например, Международная Космическая Станция ( МКС ) в 2014 году будет вращаться на высоте порядка 415 километров , то есть в два раза выше опорной орбиты.

Высота орбиты большинства космических кораблей зависит от массы корабля, места его запуска и мощности его двигателей. У космонавтов она варьируется от 150 до 500 километров. Так, например, Юрий Гагарин летел на орбите с перигеем в 175 км и апогеем в 320 км. Второй советский космонавт Герман Титов летел на орбите с перигеем в 183 км и апогеем в 244 км. Американские «челноки» летали на орбитах высотой от 400 до 500 километров . Примерно такая же высота и у всех современных кораблей, доставляющих людей и грузы на МКС.

В отличие от пилотируемых космических кораблей, которым надо вернуть космонавтов на Землю, искусственные спутники летают на гораздо более высоких орбитах. Высота орбиты спутника, вращающегося на геостационарной орбите, может быть рассчитана, опираясь на данные о массе и диаметре Земли. В результате нехитрых физических расчетов можно выяснить, что высота геостационарной орбиты , то есть такой, при которой спутник «зависает» над одной точкой на поверхности земли, равна 35 786 километрам . Это очень большое удаление от Земли, поэтому время обмена сигналом с таким спутником может достигать 0,5 секунд, что делает его непригодным, например, для обслуживания онлайн-игр.

Высота полета спутников

Различают несколько видов орбит. Их используют при запуске спутников, в зависимости от назначения и задачи летательного аппарата. Высота полета зависит от этих главных критериев.

Для исследования поверхности планеты и атмосферного слоя, спутники запускаются на высоту не более 500 км. Это околоземная орбита, именно в ней летали первые спутниковые аппараты. А в области полярных полюсов планеты, с уклоном в 90 градусов располагается полярная орбита.

Одна из важных орбит – это плоскость экватора. Минимальный высота для полета спутников на геостационарной орбите – 35000 км. Исследования на этой линии считаются самыми дорогостоящими.

Орбита с эллипс контуром позволяет запускать спутники на разную высоту. Все зависит от конкретной задачи каждого вида спутника. В основном, на эту орбиту запускают аппараты большого размера, которые исследуют поверхность и атмосферу Земли и обеспечивают бесперебойный поток информации.

Для глобального позиционирования используется круглая орбита. Высота запуска на ней стационарна, и не зависит от внешних факторов. Таким образом, чтобы определить высоту полета спутника, необходимо знать поставленные перед аппаратом задачи.

На какой высоте летают самолеты, спутники и космические корабли?

Граница между атмосферой Земли и космосом проходит по линии Кармана, на высоте 100 км над уровнем моря.

Космос совсем рядом, осознаете?

Итак, атмосфера. Воздушный океан, который плещется у нас над головой, а мы живем на самом его дне. Иначе говоря, газовая оболочка, вращающаяся вместе с Землей, наша колыбель и защита от разрушительного ультрафиолетового излучения. Вот как это выглядит схематично:

Схема строения атмосферы

Тропосфера. Простирается до высоты 6-10 км в полярных широтах, и 16-20 км в тропиках. Зимой граница ниже, чем летом. Температура с высотой падает на 0.65°C каждые 100 метров. В тропосфере находится 80% общей массы атмосферного воздуха. Здесь, на высоте 9-12 км, летают пассажирские самолеты. Тропосфера отделена от стратосферы озоновым слоем, который служит щитом, защищающим Землю от разрушительного ультрафиолетового излучения Солнца (поглощает 98% УФ-лучей). За озоновым слоем жизни нет.

Стратосфера. От озонового слоя до высоты 50 км. Температура продолжает падать, и, на высоте 40 км, достигает 0°C. Следующие 15 км температура не меняется (стратопауза). Здесь могут летать метеозонды и стратостаты*.

Термосфера простирается до высоты 690 км, дальше начинается экзосфера.

Стратостат

Орбиты спутников Земли

Выведение на орбиту: запуск

Запуск спутника требует энергии, количество которой зависит от расположения места старта, высоты и наклона будущей траектории его движения. Чтобы добраться до удаленной орбиты, требуется затратить больше энергии. Спутники со значительным наклоном (например, полярные) более энергозатратны, чем те, которые кружат над экватором. Выведению на орбиту с низким наклоном помогает вращение Земли. Международная космическая станция движется под углом 51,6397°. Это необходимо для того, чтобы космическим челнокам и российским ракетам было легче добраться до нее. Высота МКС – 337–430 км. Полярные спутники, с другой стороны, от импульса Земли помощи не получают, поэтому им требуется больше энергии, чтобы подняться на такое же расстояние.

Аэродинамический парадокс

Изменение высоты спутника также изменяет его скорость движения по орбите. Здесь наблюдается парадокс. Если оператор спутника хочет повысить его скорость, он не может просто запустить двигатели для ускорения. Это увеличит орбиту (и высоту), что приведет к уменьшению скорости. Вместо этого следует запустить двигатели в направлении, противоположном направлению движения спутника, т. е. совершить действие, которое на Земле бы замедлило движущееся транспортное средство. Такое действие переместит его ниже, что позволит увеличить скорость.

На какой высоте летают спутники, расчет орбиты, скорость и направление движения

Подобно тому, как места в театре позволяют по-разному взглянуть на представление, различные орбиты спутников дают перспективу, каждая из которых имеет свое назначение. Одни кажутся висящими над точкой поверхности, они обеспечивают постоянный обзор одной стороны Земли, в то время как другие кружат вокруг нашей планеты, за день проносясь над множеством мест.

Солнечно-синхронная орбита

Подобно тому как геосинхронные спутники должны находиться над экватором, что позволяет им оставаться над одной точкой, полярно-орбитальные имеют способность оставаться в одном времени. Их орбита является солнечно-синхронной – при пересечении космическим аппаратом экватора местное солнечное время всегда одно и то же. Например, спутник Terra пересекает его над Бразилией всегда в 10:30 утра. Следующее пересечение через 99 мин над Эквадором или Колумбией происходит также в 10:30 по местному времени.

Солнечно-синхронная орбита необходима для науки, так как позволяет сохранять угол падения солнечного света на поверхность Земли, хотя он будет меняться в зависимости от сезона. Такое постоянство означает, что ученые могут сравнивать изображения нашей планеты одного времени года в течение нескольких лет, не беспокоясь о слишком больших скачках в освещении, которые могут создать иллюзию изменений. Без солнечно-синхронной орбиты было бы сложно отслеживать их с течением времени и собирать информацию, необходимую для изучения изменений климата.

Путь спутника здесь очень ограничен. Если он находится на высоте 100 км, орбита должна иметь наклон 96°. Любое отклонение будет недопустимым. Поскольку сопротивление атмосферы и сила притяжения Солнца и Луны изменяют орбиту аппарата, ее необходимо регулярно корректировать.

Высота орбиты и полета спутников

Движение аппаратов осуществляется по заданной орбите. Высота полета спутников зависит, как уже отмечалось, от назначения агрегата и траектории, которая была ему задана. На практике используется несколько разновидностей орбит:

• околоземная (низкая) орбита – расположение в этом случае является максимально приближенным и составляет 300-500 км над уровнем моря (именно на такой дистанции летали первые устройства, зондировавшие земную поверхность и атмосферный слой);
• полярная орбита находится в области полярных земных полюсов и имеет угол наклона почти в 90 градусов;
• геостационарная – высота орбиты спутников в этом случае составляет минимум 35 000 км, расположение – экваториальная плоскость, есть всего две устойчивые точки, поэтому она является наиболее дорогой и важной;
• сильноэллиптическая орбита с контуром в виде эллипса, высота полета спутников по ней меняется, в зависимости от точки траектории, имеет большой размер, используется для исследований и обеспечения связи;
• круглая (высота является постоянной практически в любой промежуток времени), она применима в системах глобального позиционирования.

Так, выбор орбиты и ее точной высоты зависит от поставленной цели и определяется индивидуально.

Вычисление высоты ГСО

На спутник действует центростремительная сила F_ц=(M₁v 2 )/R и сила тяжести F_т=(GM₁M₂)/R 2 . Так как эти силы одинаковы, можно уравнять правые части и сократить их на массу M₁. В результате получится равенство v 2 =(GM 2 )/R. Отсюда скорость движения v=((GM₂)/R) 1/2

Так как геостационарная орбита представляет собой окружность длиной 2πr, орбитальная скорость равна v=2πR/T.

Отсюда R 3 =T 2 GM/(4π 2 ).

Так как T=8,64x10 4 с, G=6,673x10 -11 Н·м 2 /кг 2 , M=5,98x10 24 кг, то R=4,23x10 7 м. Если вычесть из R радиус Земли, равный 6,38x10 6 м, можно узнать, на какой высоте летают спутники, висящие над одной точкой поверхности – 3,59x10 7 м.

Низкая околоземная

Большинство научных спутников, многие метеорологические и космическая станция находятся на почти круговой низкой околоземной орбите. Их наклон зависит от того, мониторингом чего они занимаются. TRMM был запущен для мониторинга осадков в тропиках, поэтому имеет относительно низкое наклонение (35°), оставаясь вблизи экватора.

Многие из спутников системы наблюдения НАСА имеют почти полярную высоконаклонную орбиту. Космический аппарат движется вокруг Земли от полюса до полюса с периодом 99 мин. Половину времени он проходит над дневной стороной нашей планеты, а на полюсе переходит на ночную.

По мере движения спутника под ним вращается Земля. К тому времени, когда аппарат переходит на освещенный участок, он находится над областью, прилегающей к зоне прохождения своей последней орбиты. За 24-часовой период полярные спутники покрывают большую часть Земли дважды: один раз днем и один раз ночью.

Какие бывают околоземные орбиты?

Высокие орбиты

Спутник на круговой геосинхронной орбите непосредственно над экватором (эксцентриситет и наклонение равны нулю) будет иметь геостационарную орбиту, которая не перемещается относительно Земли вообще. Он всегда находится прямо над одним и тем же местом на поверхности Земли.

Геостационарная орбита чрезвычайно важна для мониторинга погоды, поскольку спутники на этой орбите обеспечивают постоянное наблюдение одной и той же области планеты. Когда вы заходите на любимый сайт проверить погоду и смотрите на спутниковые снимки своего родного города, изображение, которое вы видите, пришло от спутника на геостационарной орбите. Каждые несколько минут геостационарные спутники, такие как аппараты Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES), отправляют информацию об облаках, водяном паре и ветре, и этот почти постоянный поток информации служит основой для большинства метеорологических наблюдений и прогнозирования.

Спутники на геостационарной орбите вращаются непосредственно над экватором, постоянно находясь над одной и той же областью. Это положение позволяет спутникам наблюдать за погодой и другими явлениями, которые часто меняются. Credit: NASA/Marit Jentoft-Nilsen and Robert Simmon.

Поскольку геостационарные спутники всегда находятся в одном месте, они также могут быть полезны для телефонной, теле- и радиосвязи. Созданные и запущенные NASA и управляемые Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA), спутники GOES обеспечивают связь с поисково-спасательными маяками, которые помогают находить суда и самолеты, терпящие крушение.

Из пяти точек Лагранжа в системе Солнце-Земля только последние две, называемые L4 и L5, являются стабильными. Спутник в трех других точках подобен шару, оставленному на вершине крутого холма: любое небольшое возмущение выталкивает спутник из точки Лагранжа, словно мяч, который при малейшем взаимодействии скатится по холму вниз. Спутники в этих трех точках нуждаются в постоянной корректировке, чтобы оставаться сбалансированными. Аппараты в последних двух точках Лагранжа больше похожи на шар в глубокой тарелке: даже если их немного подтолкнуть, они вернутся в точку Лагранжа (в центр тарелки в нашей аналогии).

Ближайшие к Земле точки Лагранжа находятся примерно в 5 раз дальше, чем Луна. L1 находится между Солнцем и Землей и всегда обращена к дневной стороне Земли. L2 находится напротив солнца, всегда на ночной стороне. Credit: NASA/Robert Simmon.

Первая точка Лагранжа расположена между Землей и Солнцем, что позволяет спутникам в этой точке постоянного наблюдать за нашей звездой. Солнечная и гелиосферная обсерватория (SOHO), спутник НАСА и Европейского космического агентства, которому поручено контролировать Солнце, обращается вокруг первой точки Лагранжа примерно в 1,5 миллионах километров от Земли.

Вторая точка Лагранжа находится примерно на том же расстоянии от Земли, но расположена за Землей относительно Солнца — Земля всегда находится между второй точкой Лагранжа и звездой. Поскольку Солнце и Земля находятся на одной линии, спутники в этом месте нуждаются только в одном тепловом щите, который будет блокировать тепло и свет, исходящие от Солнца и Земли. Это хорошее место для космических телескопов, в том числе для будущего космического телескопа им. Джеймса Уэбба (запуск ожидается в 2021 году). В этой же точке, например, работал зонд WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), исследовавший реликтовое излучение Вселенной с 2001 по 2009 год — именно его наблюдения помогли значительно продвинуться в теории тёмной материи и тёмной энергии.

Третья точка Лагранжа находится по другую сторону Солнца от Земли, так что Солнце всегда находится между ней и Землей. Без специальных ретрансляторов спутник в таком положении не сможет общаться с Землей — Солнце заблокирует прямые сигналы.

Крайне стабильные четвертая и пятая точки Лагранжа находятся на орбите Земли вокруг Солнца, на 60 градусов впереди и позади нашей планеты. Двойная солнечная обсерватория (STEREO) на своём пути к противоположным сторонам Солнца проходили именно четвертую и пятую точки Лагранжа — это позволяет создавать стереоскопические изображения звезды.

5 июля 2009 года два аппарата Двойной солнечной обсерватории (STEREO) на пути к точкам L4 и L5 сделали эти снимки солнечного пятна 1024. Виды Солнца в 60 градусов позади (на изображении — слева) и впереди (справа) от орбиты Земли показывают области поверхности Солнца, которые иначе были бы скрыты от зрения. Credit: NASA/STEREO.

Средние орбиты

Ближе к Земле спутники начинают вращаться быстрее. Стоит отметить две средние околоземные орбиты: полусинхронная орбита и Молния.

Полусинхронная орбита представляет собой околокруговую орбиту (с низким эксцентриситетом) на высоте 26 560 километров от центра Земли (около 20 200 км над поверхностью). Один полный оборот вокруг планеты на такой орбите происходит за 12 часов. Однако пока полусинхронный спутник вращается, Земля под ним тоже движется вокруг своей оси. Ежедневно такой аппарат пролетает над одними и теми же двумя точками на экваторе. Эта орбита является постоянной и очень предсказуемой. Именно она используется спутниками глобальной системы позиционирования (GPS).

У Молнии высокий эксцентриситет: спутник движется по очень вытянутому эллипсу, ближе к одному из краёв которого находится Земля. Поскольку такой аппарат ускоряется силой притяжения нашей планеты, спутник движется очень быстро, когда он приближается к Земле. Когда он отдаляется, его скорость замедляется, поэтому он проводит больше времени на вершине своей орбиты, наиболее удаленной от Земли. Один полный оборот на такой орбите занимает 12 часов, но две трети этого времени аппарат видит лишь одно полушарие. Как и в случае полусинхронной орбиты, аппарат на Молнии проходит один и тот же путь каждые 12 часов. Это может быть полезно для связи на крайнем севере или юге.

Низкая околоземная орбита

Большинство научных спутников и множество метеорологических спутников находятся на почти круговой низкой околоземной орбите. Наклонение спутника зависит от того, с какой целью он запускается. Спутник TRMM, например, был запущен в 1997 году для мониторинга осадков в тропиках. Поэтому он имел относительно низкое наклонение (35 градусов) и оставался вблизи экватора, исправно выполняя свою миссию вплоть до 2015 года.

Многие спутники программы NASA по наблюдению за Землёй имеют почти полярную орбиту. На этой сильно наклоненной орбите спутник перемещается вокруг Земли от полюса к полюсу, совершая один оборот примерно за 99 минут. На одной половине орбиты спутник наблюдает дневную сторону Земли. На полюсе он пересекает ночную сторону.

Аппараты на солнечной синхронной орбите пересекают экватор примерно в одно и то же местное время каждый день (и ночь). Эта орбита позволяет проводить последовательные научные наблюдения, при этом угол между Солнцем и поверхностью Земли остается относительно постоянным. На этих иллюстрациях показаны 3 последовательные оборота солнечно-синхронного спутника с экваториальным временем пересечения 13:30. Последняя орбита спутника обозначена темно-красной линией, а предыдущие — более светлыми. Credit: NASA/Robert Simmon.

Солнечно-синхронная орбита крайне важна для науки, потому что она удерживает угол падения солнечного света на поверхность Земли более-менее постоянным, хотя угол и будет меняться вместе со сменой времён года. Это постоянство означает, что ученые в течение нескольких лет могут сравнивать изображения одной и той же области в одно и то же время года, не беспокоясь слишком сильно об изменениях углов теней и освещения, которые могли бы создавать иллюзии изменений. Без солнечно-синхронной орбиты было бы очень сложно отслеживать изменения с течением времени. Было бы просто невозможно собрать информацию, необходимую для изучения изменений климата.

Интересные факты

Большинство полетов организуется по эллиптическим орбитам с переменным показателем высоты, в зависимости от расположения по отношению к Земле. Высота «низкой опорной» площадки составляет 200 км над морем (перигей – 193 км, апогей – 220 км). Однако она содержит внушительное количество мусора, который остался за все время освоения космического пространства, поэтому современные корабли поднимаются выше. Например, МКС «курсирует» на удаленности 417 км.

Что касается других космических кораблей, уровень их подъема над Землей пребывает в зависимости от следующих данных:

• масса корабля;
• способ запуска;
• мощность двигателя.

Так, Ю. Гагарин был на орбите высотой в 175 км, а Г. Титов (второй космонавт – выходец из СССР) – поднялся на 183 км. Американские «челноки» поднимались на высоту от 400 до 550 км. Примерно такую же удаленность от земли имеет большинство современных устройств, которые доставляют грузы и людей в МКС. Непилотируемые спутники, в свою очередь, поднимаются еще выше, т. е. летают по геостационарной орбите, однако она пригодна далеко не для всех целей.

Теперь известно, на какой высоте летают спутники, и отчего обычно зависит данный показатель.

На какой высоте летают спутники

Спутники Содержание

Запуск первого искусственного земного спутника произошел в 1957 г. С тех пор ученым удалось сделать колоссальный технологический прорыв, организовав десятки тысяч подобных устройств. С их помощью земляне обеспечиваются доступом в сеть, связью, GPS-возможностями, ТВ, осуществляют научно-исследовательские мероприятия, выполняют задачи военного характера. То, на какой высоте летают спутники, зависит от их конкретного назначения.

Характеристики орбит

В дополнение к высоте, путь движения спутника характеризуется эксцентриситетом и наклонением. Первый относится к форме орбиты. Спутник с низким эксцентриситетом движется по траектории, близкой к круговой. Эксцентричная орбита имеет форму эллипса. Расстояние от космического аппарата до Земли зависит от его положения.

Наклонение – это угол орбиты по отношению к экватору. Спутник, который вращается непосредственно над экватором, имеет нулевой наклон. Если космический аппарат проходит над северным и южным полюсами (географическими, а не магнитными), его наклон составляет 90°.

Все вместе – высота, эксцентриситет и наклонение – определяют движение сателлита и то, как с его точки зрения будет выглядеть Земля.

Космический мусор

Третья причина, вынуждающая менять орбиту – космический мусор. Один из коммуникационных спутников Iridium столкнулся с нефункционирующим российским космическим аппаратом. Они разбились, образовав облако мусора, состоящее из более чем 2500 частей. Каждый элемент был добавлен ​​в базу данных, которая сегодня насчитывает свыше 18000 объектов техногенного происхождения.

НАСА тщательно отслеживает все, что может оказаться на пути спутников, т. к. из-за космического мусора уже несколько раз приходилось менять орбиты.

Инженеры центра управления полетами отслеживают положение космического мусора и сателлитов, которые могут помешать движению и по мере необходимости тщательно планируют маневры уклонения. Эта же команда планирует и выполняет маневры по регулировке наклона и высоты спутника.

Точки Лагранжа

Другими замечательными орбитами являются точки Лагранжа, где сила притяжения Земли компенсируется силой тяжести Солнца. Все, что там находится, в равной степени притягивается к этим небесным телам и вращается с нашей планетой вокруг светила.

Из пяти точек Лагранжа в системе Солнце-Земля только две последних, называемых L4 и L5, являются стабильными. В остальных спутник подобен мячу, балансирующему на вершине крутого холма: любое незначительное возмущение будет выталкивать его. Чтобы оставаться в сбалансированном состоянии, космические аппараты здесь нуждаются в постоянной корректировке. В последних двух точках Лагранжа спутники уподобляются шару в шаре: даже после сильного возмущения они вернутся обратно.

L1 расположена между Землей и Солнцем, позволяет сателлитам, находящимся в ней, иметь постоянный обзор нашего светила. Солнечная обсерватория SOHO, спутник НАСА и Европейского космического агентства следят за Солнцем из первой точки Лагранжа, в 1,5 млн км от нашей планеты.

L2 расположена на том же расстоянии от Земли, но находится позади нее. Спутникам в этом месте требуется только один тепловой экран, чтобы защититься от света и тепла Солнца. Это хорошее место для космических телескопов, используемых для изучения природы Вселенной путем наблюдения фона микроволнового излучения.

Третья точка Лагранжа расположена напротив Земли с другой стороны Солнца, так что светило всегда находится между ним и нашей планетой. Спутник в этом положении не будет иметь возможность общаться с Землей.

Чрезвычайно стабильны четвертая и пятая точки Лагранжа в орбитальной траектории нашей планеты в 60° впереди и позади Земли.

На какой высоте летают спутники

Быстрый ответ:

Для исследования поверхности планеты и атмосферного слоя, спутники запускаются на высоту не более 500 км. Это околоземная орбита, именно в ней летали первые спутниковые аппараты. А в области полярных полюсов планеты, с уклоном в 90 градусов располагается полярная орбита.

Одна из важных орбит – это плоскость экватора. Минимальный высота для полета спутников на геостационарной орбите – 35000 км.

С момента запуска первого спутника прошло более 60 лет. С тех пор, научные и исследовательские технологии продвинулись далеко вперед. И теперь, с помощью подобных летательных аппаратов, планета обеспечивается различными сетями, а также связью и телевидением.

С помощью спутников проводят научные испытания и исследования, и выполняют военные задачи. От того, какие функции заложены в определенный аппарат, зависит и то, на какую высоту он запускается.

Быстрая навигация по странице

Спутники можно классифицировать по их прямому назначению

• Для исследования атмосферных слоев планеты, космического пространства и космических тел используются научно-исследовательские спутники;
• Для удовлетворения человеческих потребностей, обеспечения сети интернет и бесперебойной связи используются прикладные спутники.

Для выполнения определенных задач могут использоваться автоматические спутники. Объем, которых варьируется от 20 кг до нескольких тонн. Первый запущенный спутник был весом около 30 кг.

Типы орбит

На какой высоте летают спутники? Различают 3 типа околоземных орбит: высокие, средние и низкие. На высокой, наиболее удаленной от поверхности, как правило, находятся многие погодные и некоторые спутники связи. Сателлиты, вращающиеся на средней околоземной орбите, включают навигационные и специальные, предназначенные для мониторинга конкретного региона. Большинство научных космических аппаратов, в том числе флот системы наблюдения за поверхностью Земли НАСА, находится на низкой орбите.

От того, на какой высоте летают спутники, зависит скорость их движения. По мере приближения к Земле гравитация становится все сильнее, и движение ускоряется. Например, спутнику НАСА Aqua требуется около 99 минут, чтобы облететь вокруг нашей планеты на высоте около 705 км, а метеорологическому аппарату, удаленному на 35 786 км от поверхности, для этого потребуется 23 часа, 56 минут и 4 секунды. На расстоянии 384 403 км от центра Земли Луна завершает один оборот за 28 дней.

На какой высоте летают искусственные спутники Земли?

Химик, кристаллограф. Живу в Испании, раньше работал в Корее.

Искусственные спутники летают на очень разных высотах. В большинстве случаев используются высоты от 160 до 2000 км (так называемые низкие околоземные орбиты), но навигационные спутники (GPS, ГЛОНАСС) летают на высоте порядка 20000 км, а многие коммуникационные спутники выводятся на геостационарную орбиту, высота которой 36000 км. Итого, высота самых далёких спутников отличается от высоты самых близких в 225 раз.

Корректировка

После запуска спутника необходимо приложить усилия, чтобы удержать его на определенной орбите. Поскольку Земля не является идеальной сферой, ее гравитация в некоторых местах сильнее. Эта неравномерность, наряду с притяжением Солнца, Луны и Юпитера (самой массивной планеты Солнечной системы), изменяет наклон орбиты. На протяжении всего своего срока службы положение спутников GOES корректировалось три или четыре раза. Низкоорбитальные аппараты НАСА должны регулировать свой наклон ежегодно.

Кроме того, на околоземные спутники оказывает воздействие атмосфера. Самые верхние слои, хотя и достаточно разрежены, оказывают достаточно сильное сопротивление, чтобы притягивать их ближе к Земле. Действие силы тяжести приводит к ускорению спутников. Со временем они сгорают, по спирали опускаясь все ниже и быстрее в атмосферу, или падают на Землю.

Атмосферное сопротивление сильнее, когда Солнце активно. Так же, как воздух в воздушном шаре расширяется и поднимается при нагревании, атмосфера поднимается и расширяется, когда Солнце дает ей дополнительную энергию. Разреженные слои атмосферы поднимаются, а их место занимают более плотные. Поэтому спутники на орбите Земли должны изменять свое положение примерно четыре раза в год, чтобы компенсировать сопротивление атмосферы. Когда солнечная активность максимальна, положение аппарата приходится корректировать каждые 2-3 недели.

Виды современных спутников

Спутник – это искусственно созданное тело, которое было выведено на орбиту планеты с помощью ракеты-носителя. Различают несколько видов подобных летательных аппаратов:

• Шаттлы узкой направленности;
• Спутники-лаборатории, которые проводят научные исследования;
• Станции связи;
• Автономные спутники.

Использование спутников позволяет проводить научные и исследовательские изыскания, без привлечения человеческих резервов. Они работают автономно, вне зависимости от наличия команды людей. Программное оборудование на таких аппаратах постоянно обновляется, проводится техническое обслуживание, при этом, не требуется финансовых вложений на выполнение ежедневных человеческих потребностей.

Читайте также:

  
• Зона отдыха на подоконнике
  
• Интернет радио для отдыха
  
• Автоматическая надувная кровать для отдыха xiaomi
  
• Переезд в россию из казахстана на авто
  
• Сертификат безопасного туризма в турции что это