आप किसी उपग्रह को अंतरिक्ष में कैसे ले जाते हैं (उपग्रहों से वापस पृथ्वी पर भेजी जाने वाली पृथ्वी की सतह की विस्तृत तस्वीरों के बारे में बात करते हुए)?
जवाब
आप इनमें से किसी एक - रॉकेट का उपयोग करके उपग्रह प्राप्त करते हैं
आपके प्रश्न में मुद्दा यह है कि एक उपग्रह पृथ्वी पर गिर रहा है, यह लगातार गिर रहा है, और यही कारण है कि एक उपग्रह पृथ्वी जैसे ग्रह की परिक्रमा करने में सक्षम है। उत्तर देने योग्य वास्तविक प्रश्न यह है कि एक उपग्रह लगातार क्यों गिर रहा है फिर भी सतह पर कभी नहीं गिरता है।
गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में सभी चीज़ें समान दर से गिरती हैं, विशेषकर निर्वात में, जिनमें पंख, बॉलिंग बॉल और उपग्रह शामिल हैं।
यदि आप इन वस्तुओं को ऊपर की ओर फेंकते हैं, तो वे उसी दर से धीमी हो जाएंगी, अधिकतम ऊंचाई पर रुक जाएंगी और समान त्वरण के साथ वापस नीचे गिर जाएंगी।
यदि हम इन वस्तुओं को पृथ्वी की सतह पर क्षैतिज रूप से फेंकें, तो वे सभी एक ही दर से गिरेंगी, और ऐसा उस गति से स्वतंत्र होकर करेंगी जिस गति से उन्हें क्षैतिज रूप से फेंका गया था। फेंकी गई गेंद उसी दर से गिरेगी जिस दर से गिरी हुई गेंद गिरेगी।
ऐसा इसलिए है क्योंकि गुरुत्वाकर्षण केवल नीचे की दिशा में कार्य करता है, और क्षैतिज दिशा में इन वस्तुओं की गति को प्रभावित नहीं करेगा, केवल ऊर्ध्वाधर दिशा में। ऊपर फेंकी गई गेंद के लिए बाईं ओर का वेग स्थिर होता है, और गेंद का नीचे की ओर वेग बदलता है। वैक्टर के संदर्भ में कहा गया है: किसी वस्तु के वेग Vx का x-घटक, y-दिशा में लगाए गए बल से प्रभावित नहीं होता है, हालांकि यह बल Fy वेग को y-दिशा या Vy में बदल देगा।
यदि किसी प्रक्षेप्य को गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में बाएँ से दाएँ दागा जाता है, तो उसका वेग बाएँ से दाएँ Vx तब तक नहीं बदलता जब तक वह जमीन से नहीं टकराता, इस बीच, वेग V का ऊर्ध्वाधर घटक गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण से लेकर तब तक लगातार बदलता रहता है यह जमीन से टकराता है.
नीचे दिए गए उदाहरण इस बात की पुष्टि करते हैं कि वस्तु Vx, y-दिशा में बल के कारण नहीं बदलती है, और यही कारण है कि गेंद तोप और जहाज के मस्तूल के अनुरूप रहती है। यह यह भी इंगित करता है कि जिस दर पर कोई वस्तु गिरती है वह बल की क्षैतिज गति से स्वतंत्र होती है।
अब इस प्रकार के उदाहरणों के साथ कक्षाओं के बुनियादी सिद्धांतों को प्रदर्शित करने में समस्या यह है कि एक्स-अक्ष सीधा और सपाट है, लेकिन पृथ्वी की सतह नहीं है। न केवल यह समतल नहीं है, क्योंकि पृथ्वी की सतह गोलाकार है, किसी भी बिंदु पर, और हम एक गोले के शीर्ष पर एक बिंदु के मामले का उपयोग करेंगे, सतह के अन्य सभी बिंदु इसके नीचे हैं, या दूसरे शब्दों में , जैसे ही आप किसी भी दिशा में आगे बढ़ते हैं, सतह "गिर जाती है"।
लेकिन हम सतह पर एक सीधी रेखा स्पर्शरेखा खींचकर एक बहुत ही महत्वपूर्ण अवधारणा को प्रदर्शित कर सकते हैं जो अंतरिक्ष में बहुत दूर तक फैली हुई है। यदि हमें एक गेंद को उच्च वेग से फेंकना है, उसी क्षण दूसरी गेंद को गिरा दिया जाए, तो फेंकी गई गेंद x-अक्ष के अनुदिश गति करेगी जैसे वह y-अक्ष पर गिरती है, जबकि गिराई गई गेंद गिरेगी और ठीक नीचे की ओर जाएगी y-अक्ष.
स्रोत: न्यूटन का तोप का गोला - विकिपीडिया
उपरोक्त जानकारी के आधार पर, दो गेंदें एक निश्चित समय के बाद x-अक्ष पर एक साथ प्रतिच्छेद करेंगी क्योंकि उनका V समान दर से बदलता है। आपको इस बिंदु पर ध्यान देना चाहिए कि, दोनों गेंदें एक ही क्षण में एक्स-अक्ष पर पहुंचने के बावजूद, केवल गिराई गई गेंद ही पृथ्वी की सतह को काटती है! क्षैतिज रूप से फेंकी गई गेंद सतह को नहीं, केवल x-अक्ष को काटती है, और गिरती रहने के लिए स्वतंत्र है। ऐसा तभी होता है जब कोई गेंद प्रतिच्छेद करती है, या पृथ्वी की सतह पर पहुँचती है कि उसकी गति बंद हो जाएगी, क्योंकि अब नीचे की ओर गुरुत्वाकर्षण बल सतह के ऊपर की ओर सामान्य बल द्वारा संतुलित होता है।
दूसरे शब्दों में, एक उपग्रह किसी भी अन्य वस्तु के समान दर से गिरता है, लेकिन यह कभी भी जमीन को नहीं काटता है। मूलतः, एक उपग्रह लगातार क्षितिज पर गिरता रहता है। इसके लिए एक महान दृश्य सादृश्य एक स्कीयर को रैंप पर कूदते हुए देखना है जिसमें एक श्रेणीबद्ध लैंडिंग क्षेत्र है। क्योंकि लैंडिंग क्षेत्र रैंप से दूर पड़ता है, स्कीयर इसे चूकता रहता है।
यदि लैंडिंग क्षेत्र इस तरह से ग्रेड नहीं किया गया था, और जमीन रैंप से परे सपाट थी, तो स्कीयर इतनी देर तक नहीं गिरेगा और उतनी क्षैतिज दूरी तय करने में सक्षम नहीं होगा। स्कीयर क्षैतिज दिशा में जितनी तेजी से आगे बढ़ता है, लैंडिंग क्षेत्र को ग्रेड देने की आवश्यकता उतनी ही कम होती है। आईएसएस की कक्षीय गति पर सतह काफी तेजी से "गिरती" है, हालांकि यह हमारे लिए छोटी है, ताकि आईएसएस कभी भी सतह से न टकराए।
निष्कर्षतः, एक उपग्रह लगातार गिर रहा है, लेकिन गुरुत्वाकर्षण के लंबवत इसके वेग का मतलब है कि यह लगातार गिरेगा, लेकिन ऐसे प्रक्षेपवक्र के साथ जो कभी भी सतह को नहीं रोकता है। ऊर्ध्वाधर दिशा में बल का अनुभव करते हुए क्षैतिज रूप से चलने वाली वस्तु का प्रक्षेप पथ घुमावदार होगा। जब तक उस वक्र की त्रिज्या, या वक्र की परिधि पृथ्वी की त्रिज्या से अधिक है, तब तक उपग्रह सतह के चारों ओर घूमते हुए अनिश्चित काल तक परिक्रमा करेगा।
स्रोत: न्यूटन का तोप का गोला - विकिपीडिया