Hur du ändrar ett Coplanar Orbit

Det skulle vara svårt att tänka på en del av det mänskliga livet som inte påverkas av den information som satelliterna bär . Satelliter titta på vädret , bär telefonsignaler och svara för information till mark , luft och hav trafiken . En satellit omloppsbana ska matcha sin uppgift . En långsiktig väderobservation satelliten ska vara i en hög , geostationära satelliter så att den kontinuerligt kan övervaka en yta av jorden , medan navigationssatelliter kan hitta lägre banor effektivare . Uppgiften att justera en satellits omloppsbana är en orbital mekanik problem, och ett av de vanligaste orbital mekaniska problem förändras en i samma plan omloppsbana.

En satellitomloppsbanabestäms genom dess läge och dess hastighet . Så två satelliter som går igenom exakt samma punkt kan ha helt andra banor om deras hastigheter är olika . Det är tricket för att ändra samma plan banor . Vid ett tillfälle i en satellitens bana , ändra sin hastighet för att sätta den i en annan bana . Låt den gå en stund tills det blir där du vill att det ska sluta och ändra dess hastighet igen för att sätta den i sin slutliga omloppsbana . Detaljerna är inte så komplicerat med tanke på några viktiga ekvationer . Instruktioner
en

Beräkna den initiala hastigheten av satelliten. Hastigheten ges av kvadratroten av Newtons gravitationskonstanten gånger jordens massa dividerat med satellitens omloppsradie.

Exempelvis en satellit i en cirkulär bana 250 kilometer ovanför jordens yta har en radie lika med radien av jorden plus dess höjd; det är

6,378 x 10 ^ 6 + 250 x 10 ^ 3 meter = 6,628 x 10 ^ 6 meter .

G x M för jorden är 3.968 x 10 ^ 14 m ^ 3 /s ^ 2 så satellitens hastighet ges av

sqrt ( G x M/r1 ) = sqrt ( 3,968 x 10 ^ 14/6.628 x 10 ^ 6 ) = 7755 meter per sekund (mer än 17.000 miles per timme).
2

Bestäm hastigheten för den slutliga omloppsbana. Hastigheten ges av samma ekvation som i steg 1 , bara med olika radie .

Anta att du ville flytta satelliten till en cirkulär bana 4.000 km ovanför jordens yta . Den slutliga hastigheten skulle vara

sqrt ( 3,968 x 10 ^ 14/10.378 x 10 ^ 6 ) = 6197 meter per sekund. Addera 3

Beräkna utgångshastigheten hos överföra omloppsbana för att komma från den ursprungliga till den slutliga omloppsbana . Det vill säga satelliten inte bara hoppa från en bana till nästa; den överför genom en elliptisk bana . Utgångshastighetenför elliptisk bana ges av

sqrt ( ( G x M) x ( 2/r_initial - . 2 /( r_initial + r_final ) ) katalog

För exemplet problemet här är

sqrt ( 3,968 x 10 ^ 14 x ( 2/6.628 x 10 ^ 6 - . 2 /( 6,628 x 10 ^ 6 + 10,378 x 10 ^ 6 ) ) = 8569 meter per sekund

4

Operate satellitens styrpropellrar tillräckligt länge för att ändra hastigheten på satelliten , mängden delta- V är en manöver känd i branschen som en " delta- V . " skillnaden mellan hastigheten hos den ursprungliga bana och . hastigheten för transferbana vid samma punkt

för exemplet problemet , är överföringen bana hastigheten 8569 meter per sekund och utgångshastigheten är 7755 meter per sekund , så skillnaden är 8569-7755 = 814 meter per sekund .
5

Beräkna sluthastigheten av satelliten i omloppsbana . det vill säga , hur snabbt satelliten kommer att gå när den reser i sitt transferbana ut till den slutliga omloppsbana radie . ekvationen är densamma som den i Steg 3 , med undantag av att de " r_initial " s och " r_final " s byter plats

exemplet problemet blir detta : .

sqrt ( 3,968 x 10 ^ 14 x ( 2/10.378 x 10 ^ 6 - 2 /( 10,378 x 10 ^ 6 + 6,628 x 10 ^ 6 ) ) = 5472 meter per sekund
6

När satelliten är . dess önskade slutliga radien , applicera en annan delta- V , denna gång är lika med skillnaden mellan den önskade sluthastigheten beräknas i steg 2 och överföringen omloppet hastigheten vid samma punkt , beräknas i steg 5 .

för exemplet problem , blir detta :

6197 - 5472 meter per sekund = 725 meter per sekund Addera
.