Wie bringt man einen Satelliten ins All (dabei geht es um detaillierte Bilder der Erdoberfläche, die von Satelliten zur Erde zurückgesendet werden)?
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Mit einem davon können Sie Satelliten empfangen: Rocket
Das Problem mit Ihrer Frage ist, dass ein Satellit in die Erde fällt, er fällt ständig und ist einer der Gründe, warum ein Satellit einen Planeten wie die Erde umkreisen kann. Die eigentliche Frage, die es zu beantworten gilt, ist, warum ein Satellit ständig abstürzt, aber nie die Oberfläche erreicht.
Alle Dinge fallen in einem Gravitationsfeld mit der gleichen Geschwindigkeit, insbesondere im Vakuum, einschließlich Federn, Bowlingkugeln und Satelliten.
Wenn Sie diese Gegenstände nach oben werfen würden, würden sie mit der gleichen Geschwindigkeit langsamer werden, bei maximaler Höhe anhalten und mit der gleichen Beschleunigung wieder nach unten fallen.
Wenn wir diese Objekte horizontal auf die Erdoberfläche werfen würden, würden sie alle mit der gleichen Geschwindigkeit fallen, und zwar unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der sie horizontal geworfen wurden. Der geworfene Ball fällt mit der gleichen Geschwindigkeit wie ein fallengelassener Ball.
Dies liegt daran, dass die Schwerkraft nur nach unten wirkt und die Geschwindigkeit dieser Objekte nicht in horizontaler Richtung, sondern nur in vertikaler Richtung beeinflusst. Die Geschwindigkeit des darüber geworfenen Balls nach links ist konstant, und die Abwärtsgeschwindigkeit des Balls ändert sich. In Vektoren ausgedrückt: Die x-Komponente der Geschwindigkeit Vx eines Objekts wird nicht durch eine in y-Richtung ausgeübte Kraft beeinflusst, obwohl diese Kraft Fy die Geschwindigkeit in y-Richtung oder Vy ändert.
Wenn ein Projektil in einem Gravitationsfeld von links nach rechts abgefeuert wird, ändert sich seine Geschwindigkeit Vx von links nach rechts nicht, bis es den Boden berührt. Die vertikale Komponente der Geschwindigkeit Vy ändert sich hingegen ständig von der Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft bis zum Boden es trifft auf den Boden.
Die folgenden Beispiele bestätigen, dass sich Vx eines Objekts aufgrund einer Kraft in y-Richtung nicht ändert und dass die Kugel deshalb in einer Linie mit der Kanone und dem Schiffsmast bleibt. Es zeigt auch an, dass die Geschwindigkeit, mit der ein Objekt fällt, unabhängig von einer Bewegung horizontal zur Kraft ist.
Das Problem bei der Demonstration der Grundlagen von Umlaufbahnen anhand solcher Beispiele besteht darin, dass die x-Achse gerade und flach ist, die Erdoberfläche jedoch nicht. Es ist nicht nur nicht flach, weil die Erde an jedem gegebenen Punkt eine kugelförmige Oberfläche hat, und wir verwenden den Fall eines Punktes an der Spitze einer Kugel, alle anderen Punkte der Oberfläche liegen darunter, oder mit anderen Worten , die Oberfläche „fällt weg“, wenn Sie sich in die eine oder andere Richtung bewegen.
Aber wir können ein sehr wichtiges Konzept demonstrieren, indem wir eine gerade Tangente an die Oberfläche zeichnen, die weit in den Weltraum reicht. Wenn wir einen Ball mit hoher Geschwindigkeit werfen würden und gleichzeitig ein anderer fallen gelassen würde, bewegt sich der geworfene Ball entlang der x-Achse, während er entlang der y-Achse fällt, während der fallengelassene Ball genau so fällt und sich nach unten bewegt y-Achse.
Quelle: Newtons Kanonenkugel – Wikipedia
Basierend auf den obigen Informationen schneiden die beiden Kugeln nach einer bestimmten Zeitspanne gleichzeitig die x-Achse, da sich ihr Vy mit der gleichen Geschwindigkeit ändert. Beachten Sie, dass zu diesem Zeitpunkt, obwohl beide Kugeln gleichzeitig die x-Achse erreicht haben, nur die fallengelassene Kugel die Erdoberfläche berührt hat! Der horizontal geworfene Ball hat die Oberfläche nicht gekreuzt, sondern nur die x-Achse und kann frei weiter fallen. Erst wenn eine Kugel die Erdoberfläche kreuzt oder erreicht, hört sie auf, sich zu bewegen, da nun die Schwerkraft nach unten durch die nach oben gerichtete Normalkraft der Oberfläche ausgeglichen wird.
Mit anderen Worten: Ein Satellit fällt mit der gleichen Geschwindigkeit wie jedes andere Objekt, schneidet jedoch niemals den Boden. Im Wesentlichen fällt ein Satellit ständig über den Horizont. Eine tolle visuelle Analogie hierfür ist die Beobachtung eines Skifahrers beim Springen über eine Rampe mit abgestufter Landefläche. Da der Landeplatz von der Rampe abfällt, wird er vom Skifahrer weiterhin verfehlt.
Wenn der Landebereich nicht auf diese Weise geneigt wäre und der Boden hinter der Rampe flach wäre, würde der Skifahrer nicht so weit fallen und nicht so viel horizontale Strecke zurücklegen können. Je schneller sich der Skifahrer in horizontaler Richtung bewegt, desto weniger Gefälle muss die Landefläche aufweisen. Bei der Umlaufgeschwindigkeit der ISS „fällt“ die Oberfläche schnell genug ab, auch wenn sie für uns klein ist, so dass die ISS nie auf der Oberfläche aufschlägt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Satellit ständig fällt, aber seine Geschwindigkeit senkrecht zur Schwerkraft bedeutet, dass er ständig fällt, jedoch mit einer Flugbahn, die niemals die Oberfläche schneidet. Ein Objekt, das sich horizontal bewegt und gleichzeitig einer Kraft in vertikaler Richtung ausgesetzt ist, hat eine gekrümmte Flugbahn. Solange der Radius dieser Kurve oder der Umfang der Kurve den der Erde übersteigt, wird der Satellit auf unbestimmte Zeit umkreisen und sich um die Oberfläche drehen.
Quelle: Newtons Kanonenkugel – Wikipedia