Жасанды серіктердің қозғалысы

Жасанды серіктердің қозғалысы - Бүгінгі таңда бірнеше мыңдаған жасанды серіктер Жерді айналуда. Зымырандардың көмегімен белгілі бір орбитаға шығарылған серіктер сол алған жылдамдығы есебінен орбиталар бойымен қозғалады. Жасанды серіктердің қозғалысы денелердің ауырлық күші әрекетінен қозғалуының маңызды әрі ерекше жағдайы болып табылады.

Денелердің ауырлық күшінің әрекетінен қозғалуының қарапайым түрі — денелердің Жер бетіне вертикаль бағытта нөлге тең бастапқы жылдамдыкпен еркін түсуі. Бұл кезде дене Жердің центріне қарай g еркін түсу үдеуімен қозғалады.

Егер дененің бастапқы жылдамдығы нөлден үлкен болса және Жер бетіне жанама бойымен бағытталса, онда дене қисық траектория бойымен қозғалады. Бастапқы жылдамдықтың белгілі бір мәнінде Жер бетіне жанама бойымен лақтырылған дене (атмосфера болмаған жағдайда), ауырлық күшінің әрекетінен Жерді айнала дөңгелек орбита бойымен қозғала алады.

Бүкіләлемдік тартылыс күші әрекетінен дененің дөңгелек орбита бойымен қозғалысы жүзеге асатын жылдамдық бірінші ғарыштық жылдамдық деп аталады.

Жерден ұшатын дене үшін бірінші ғарыштық жылдамдықты аныктайық. Ауырлық күшінің әрекетінен дене Жер айналасында радиусы R шеңбер бойымен қозғалсын. Бұл кездегі еркін түсу үдеуі центрге тартқыш үдеу болады, яғни $g={\frac {v^{2}}{R}}$. Ал бұдан $v^{2}=g\cdot R$ немесе $v={\sqrt {g\cdot R}}$

Бұл — бірінші ғарыштық жылдамдықтың формуласы. Жердің радиусын 6400 км, ал g = 9,8 м/c² деп алып, осы жылдамдықты есептейік: $v={\sqrt {9,8\cdot 6,4\cdot 10^{6}}}=7,9\cdot 10^{3}$

Жердің жасанды серіктеріне мұндай жылдамдықты тек қуатты ғарыш зымырандары ғана бере алады.

Егер Жердің жасанды серігінің Жерден һ биіктігін ескермеуге болмаса, һ биіктіктегі еркін түсу үдеуі $g_{h}=G\cdot {\frac {M}{(R+h)_{2}}}$ формуласымен анықталады.

Бұл жағдайда бірінші ғарыштық жылдамдықты есептеуге арналған $v={\sqrt {g\cdot R}}$ формула $v={\sqrt {G\cdot {\frac {M}{(R+h)_{2}}}\cdot (R+h)}}$ немесе $v={\sqrt {G\cdot {\frac {M}{(R+h)}}}}$ түріне ие болады.

$v={\sqrt {G\cdot {\frac {M}{(R+h)}}}}$ формула бойынша кез келген планета серігінің бірінші ғарыштың жылдамдығын есептеуге болады. Мұнда Жер радиусы мен массасы мәндерінің орнына берілген планетаның сәйкес шамаларының мәндері қойылады.

Параболалық траекторияға сәйкес келетін жылдамдық екінші ғарыштық жылдамдық деп аталады.

Жерден ұшатын дене үшін екінші ғарыштық жылдамдықтың мәнін қорытып шығармай аламыз: $v_{2}={\sqrt {2\cdot v_{1}}}$ Серік мұндай жылдамдықпен парабола бойымен қозғала отырып, Күннің немесе басқа планетаның жасанды серігіне айналады.

$v_{1}$ мен $v_{2}$ арасындағы аралық жылдамдық ( $v_{1}<v<v_{2}$ ) кезінде серік Жерді созылыңқы эллипс бойымен айнала қозғалады.

Жердің алғашқы жасанды серігі 1957 жылдың 4 қарашасында ұшырылған болатын. Ол жұлдыздардың арасында жылдам қозғалып бара жатқан кішкене жұлдыз сияқты еді. Бүгінгі таңда жасанды серіктердің көмегімен көптеген пайдалы жұмыстар атқарылады, мысалы, Жер төңірегі кеңістігіндегі ғылыми зерттеулер, астрономиялық бақылаулар, байланыс (радио, теледидар), ауа райын болжау, Жердің табиғи қорларын зерттеу және т.б.

Планетааралық станциялар Марс пен Шолпанды, Меркурий мен Юпитерді зерттеді. Қазіргі кезде бір станцияның көмегімен бірнеше планеталарды зерттеу жүзеге асырыла бастады.

Қазіргі кезде Жерден 36000 км қашықтықтағы экваторлық орбитаға жаңа байланыс серіктері ұшырылады. Мұндай серіктердің Жерді айналу периоды 24 сағатка тең, яғни серік әр уақытта Жер бетінің белгілі бір нүктесінің үстінде болады. Мұндай серіктер телекоммуникацияда (телефондық байланыс, теледидар), дөл уақытты анықтау қызметінде кеңінен қолданылып отыр.

физике