एक उपग्रह को पृथ्वी का चक्कर लगाने में कितना समय लगता है?
जवाब
यह पृथ्वी से उपग्रह की दूरी और कक्षा के आकार से निर्धारित होता है। निम्नलिखित लिंक में पृथ्वी की परिक्रमा करने वाले विभिन्न कृत्रिम उपग्रहों के बारे में जानकारी शामिल है: पृथ्वी उपग्रह कक्षाओं की सूची । कक्षा की अवधि (पृथ्वी के चारों ओर एक सर्किट को पूरा करने की अवधि) की गणना न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के नियम के आधार पर एक सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है। यहां एक लिंक है: सैटेलाइट मोशन का गणित । सूत्र पृथ्वी और उपग्रह के वजन, दोनों पिंडों के बीच की दूरी और सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक को ध्यान में रखता है। चूँकि मानवता जो भी उपग्रह बना सकती है उसका वजन पृथ्वी की तुलना में नगण्य है, आप उपग्रह के वजन को नजरअंदाज कर सकते हैं। सभी व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए यह कक्षीय अवधि को प्रभावित नहीं करता है।
संक्षेप में, कक्षा से जितना दूर, उपग्रह उतना ही धीमा चलता है और उसे उतनी ही दूर यात्रा करनी पड़ती है। इसका मतलब यह है कि मोटे तौर पर गोलाकार कक्षाओं के लिए, पृथ्वी से दूरी जितनी अधिक होगी, उतना ही अधिक समय लगेगा। यदि हम औसत दूरी का उपयोग करते हैं, तो यही बात अत्यधिक अण्डाकार कक्षाओं के लिए भी लागू होती है। उपग्रह पृथ्वी के करीब आने पर तेजी से आगे बढ़ेगा और दूर जाने पर धीरे-धीरे आगे बढ़ेगा।
लंबी कहानी को संक्षेप में कहें तो, पृथ्वी की निचली कक्षा (जैसे अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन, सतह से लगभग 400 किमी ऊपर) में उपग्रहों को लगभग 90 मिनट लगते हैं। चंद्रमा, एक हजार गुना दूर, लगभग 28 दिन लेता है। फिर हमारे पास भूस्थैतिक उपग्रह हैं, जिनकी कक्षाएँ पृथ्वी के घूर्णन से बिल्कुल मेल खाने के लिए डिज़ाइन की गई हैं। वे पृथ्वी की सतह पर एक ही बिंदु से ऊपर रहते हैं। ये पृथ्वी के भूमध्य रेखा से ठीक 36,000 किमी ऊपर स्थित हैं और पृथ्वी की परिक्रमा करने में ठीक एक दिन का समय लेते हैं।
जैसा कि दूसरों ने उल्लेख किया है, यह इस पर निर्भर करता है कि उपग्रह पृथ्वी से कितनी दूर है। अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन, जो कक्षा में सबसे बड़ा उपग्रह है, पृथ्वी की एक बार परिक्रमा करने में लगभग 92 मिनट का समय लेता है। आईएसएस पृथ्वी से लगभग 255 मील या 410 किलोमीटर की ऊंचाई पर है। इसे लो अर्थ ऑर्बिट माना जाता है। फिर, आपके पास ऐसे उपग्रह हैं जो पृथ्वी से लगभग 22,000 मील की भूस्थैतिक कक्षा में हैं। मौसम उपग्रह, GOES-16, और हिमावारी 8 भूस्थैतिक कक्षाओं में हैं, और उन्हें पृथ्वी की एक बार परिक्रमा करने में लगभग 24 घंटे लगते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि आप पृथ्वी से जितना दूर जाते हैं, पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के कारण आपका अंतरिक्ष यान उतना ही धीमा चलता है। जब आप 22,000 मील तक पहुँचते हैं, तो आपकी गति भूमध्य रेखा पर पृथ्वी के घूर्णन के समान गति तक गिर जाएगी, (यह निश्चित रूप से मान लिया गया है कि आप एक भूस्थैतिक उपग्रह हैं)।
एक उपग्रह जो भूस्थैतिक कक्षा में है, लगभग उसी गति से परिक्रमा करता है जिस गति से पृथ्वी भूमध्य रेखा पर अपनी धुरी पर करती है। इसलिए, भूस्थैतिक उपग्रह से देखने पर पृथ्वी स्थिर प्रतीत होती है, जबकि निश्चित रूप से यह उससे बहुत दूर है।
निम्नलिखित लिंक GOES-16 और हिमावारी 8 दोनों उपग्रहों की तस्वीरें हैं
कॉड नेक्सलैब: सैटेलाइट और रडार
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