ISS yörüngesi ve hızı. ISS hangi yükseklikte uçuyor? ISS'nin yörüngesi ve hızı ISS neden yere düşmüyor?

05.06.2021 | Eklemler

Bildiğiniz gibi sabit uydular dünyanın üzerinde aynı nokta üzerinde hareketsiz asılı dururlar. Neden düşmüyorlar? Bu yükseklikte yer çekimi kuvveti yok mu?

Cevap

Jeostatik bir yapay Dünya uydusu, gezegenin etrafında doğu yönünde (Dünyanın kendi dönüşüyle aynı yönde), Dünya'nın kendi dönüş periyoduna eşit bir dönüş periyoduna sahip dairesel bir ekvator yörüngesinde hareket eden bir cihazdır.

Dolayısıyla, sabit bir uyduya Dünya'dan baktığımızda, onun aynı yerde hareketsiz asılı kaldığını görürüz. Bu hareketsizlik ve Dünya yüzeyinin neredeyse yarısının görülebildiği yaklaşık 36.000 km'lik yüksek irtifa nedeniyle televizyon, radyo ve iletişim için aktarma uyduları sabit yörüngeye yerleştirilir.

Sabit bir uydunun Dünya yüzeyinde sürekli olarak aynı noktada asılı kalmasından yola çıkarak, bazıları sabit uydunun Dünya'ya doğru olan yerçekimi kuvvetinden etkilenmediği, yerçekimi kuvvetinin Dünya'dan belirli bir mesafede kaybolduğu gibi yanlış bir sonuca varmaktadır. Dünya, yani Newton'u çürütüyorlar. Elbette bu doğru değil. Uyduların sabit yörüngeye fırlatılması, Newton'un evrensel çekim yasasına göre tam olarak hesaplanır.

Jeostatik uydular, diğer tüm uydular gibi aslında Dünya'ya düşer ancak yüzeyine ulaşmaz. Bunlar, Dünya'nın merkezine doğru yönlendirilmiş bir çekim kuvveti (yerçekimi kuvveti) tarafından etkilenmektedir ve ters yönde, Dünya'yı iten bir merkezkaç kuvveti (atalet kuvveti) birbirini dengeleyen uydu üzerinde etki etmektedir - uydu, tıpkı bir ipe bağlı bir kovanın yörüngesinde kalması gibi, Dünya'dan uçup gitmez ve üzerine düşmez.

Uydu hiç hareket etmeseydi, o zaman yerçekiminin etkisi altında Dünya'ya düşerdi, ancak uydular, jeostatik (jeostatik - Dünya'nın dönüşünün açısal hızına eşit bir açısal hız ile, yani bir devrim dahil) dahil olmak üzere hareket eder. ve daha düşük yörüngelerdeki uydular daha yüksek açısal hıza sahiptirler, yani günde Dünya çevresinde birkaç tur atmayı başarırlar). Yörüngeye doğrudan yerleştirme sırasında uydunun Dünya yüzeyine paralel olarak aktardığı doğrusal hız nispeten büyüktür (düşük Dünya yörüngesinde - saniyede 8 kilometre, sabit yörüngede - saniyede 3 kilometre). Dünya olmasaydı, uydu düz bir çizgide bu kadar hızlı uçardı, ancak Dünya'nın varlığı uyduyu yerçekiminin etkisi altında onun üzerine düşmeye zorlar, yörüngeyi Dünya'ya doğru büker, ancak uydunun yüzeyi dünya düz değil, kavislidir. Uydu, Dünya yüzeyine yaklaştıkça, Dünya yüzeyi uydunun altından uzaklaşmakta ve böylece uydu sürekli olarak aynı yükseklikte, kapalı bir yörünge boyunca hareket etmektedir. Uydu her zaman düşer ama düşemez.

Yani, tüm yapay Dünya uyduları Dünya'ya düşüyor, ancak kapalı bir yörünge boyunca. Uydular da düşen tüm cisimler gibi ağırlıksızlık durumundadır (eğer bir gökdelendeki asansör bozulup serbestçe düşmeye başlarsa o zaman içerideki insanlar da ağırlıksız olacaktır). ISS içindeki astronotlar, Dünya'ya gelen yerçekimi kuvvetinin yörüngede hareket etmemesi nedeniyle değil (orada Dünya yüzeyindekiyle hemen hemen aynıdır), ISS'nin Dünya'ya serbestçe düşmesi nedeniyle ağırlıksızdır. kapalı dairesel yörünge.

İnsanlığın en büyük varlıklarından biri Uluslararası Uzay İstasyonu veya ISS'dir. Birkaç devlet onu yaratmak ve yörüngede işletmek için birleşti: Rusya, bazı Avrupa ülkeleri, Kanada, Japonya ve ABD. Bu aygıt, ülkelerin sürekli işbirliği yapması halinde çok şeyin başarılabileceğini gösteriyor. Gezegendeki herkes bu istasyonu biliyor ve birçok kişi ISS'nin hangi yükseklikte ve hangi yörüngede uçtuğu hakkında sorular soruyor. Orada kaç astronot vardı? Turistlerin oraya girmesine izin verildiği doğru mu? Ve insanlık için ilginç olan tek şey bu değil.

İstasyon yapısı

ISS, laboratuvarları, depoları, dinlenme odalarını, yatak odalarını ve malzeme odalarını barındıran on dört modülden oluşur. İstasyonda egzersiz ekipmanlarının bulunduğu bir spor salonu bile var. Bu kompleksin tamamı güneş panelleri ile çalışıyor. Çok büyükler, stadyum büyüklüğündeler.

ISS hakkında gerçekler

İstasyon, faaliyete geçtiği dönemde büyük beğeni topladı. Bu aparat insan aklının en büyük başarısıdır. Tasarımı, amacı ve özellikleri bakımından mükemmellik denilebilir. Elbette belki 100 yıl sonra Dünya'da farklı tipte uzay gemileri inşa etmeye başlayacaklar ama bugün için bu cihaz insanlığın malıdır. Bu, ISS ile ilgili aşağıdaki gerçeklerle kanıtlanmaktadır:

Varlığı sırasında yaklaşık iki yüz astronot ISS'yi ziyaret etti. Burada Evren'e yörünge yüksekliklerinden bakmaya gelen turistler de vardı.
İstasyon Dünya'dan çıplak gözle görülebilmektedir. Bu yapı, yapay uydular arasında en büyüğü olup, herhangi bir büyütücü cihaza ihtiyaç duymadan gezegenin yüzeyinden kolaylıkla görülebilmektedir. Cihazın şehirler üzerinde ne zaman ve ne zaman uçtuğunu görebileceğiniz haritalar var. Bunları kullanarak bulunduğunuz yer hakkında kolayca bilgi bulabilirsiniz: bölgenin uçuş tarifesine bakın.
İstasyonu monte etmek ve çalışır durumda tutmak için astronotlar 150'den fazla kez uzaya gitti ve orada yaklaşık bin saat geçirdi.
Cihaz altı astronot tarafından kontrol ediliyor. Yaşam destek sistemi, ilk hizmete girdiği andan itibaren insanların sürekli olarak istasyonda bulunmasını sağlıyor.
Uluslararası Uzay İstasyonu, çok çeşitli laboratuvar deneylerinin yapıldığı eşsiz bir yerdir. Bilim insanları, bilimin diğer alanlarının yanı sıra tıp, biyoloji, kimya ve fizik, fizyoloji ve meteorolojik gözlem alanlarında da benzersiz keşifler yapmaktadır.
Cihaz, uç bölgeleriyle birlikte futbol sahası büyüklüğünde dev güneş panelleri kullanıyor. Ağırlıkları neredeyse üç yüz bin kilogramdır.
Piller istasyonun çalışmasını tam olarak sağlayacak kapasitededir. Çalışmaları dikkatle takip ediliyor.
İstasyonda iki banyo ve spor salonu ile donatılmış bir mini ev bulunmaktadır.
Uçuş Dünya'dan izleniyor. Kontrol amaçlı milyonlarca satır koddan oluşan programlar geliştirilmiştir.

Astronotlar

Aralık 2017'den bu yana ISS mürettebatı aşağıdaki gökbilimcilerden ve kozmonotlardan oluşuyor:

Anton Shkaplerov - ISS-55'in komutanı. İstasyonu 2011-2012 ve 2014-2015'te iki kez ziyaret etti. 2 uçuş sırasında 364 gün istasyonda yaşadı.
Skeet Tingle - uçuş mühendisi, NASA astronotu. Bu astronotun uzay uçuşu deneyimi yok.
Norishige Kanai - uçuş mühendisi, Japon astronot.
Alexander Misurkin. İlk uçuşu 2013 yılında yapıldı ve 166 gün sürdü.
Macr Vande Hai'nin uçuş deneyimi yok.
Joseph Akabe. Discovery kapsamında ilk uçuş 2009 yılında, ikinci uçuş ise 2012 yılında gerçekleştirildi.

Uzaydan Dünya

Uzaydan Dünya'nın eşsiz görüntüleri var. Bu, astronotların ve kozmonotların fotoğrafları ve videolarıyla kanıtlanmaktadır. ISS istasyonundan çevrimiçi yayınları izlerseniz istasyonun çalışmalarını ve uzay manzaralarını görebilirsiniz. Ancak bakım çalışmaları nedeniyle bazı kameralar kapatılıyor.

ISS'nin boyutları, Dünya yüzeyinden çıplak gözle gözlem için yeterlidir. İstasyon, gökyüzünde batıdan doğuya doğru hızla uçan (dakikada yaklaşık 4 derecelik açısal hıza sahip) çok parlak bir yıldız olarak görülüyor. Ancak karanlıkta yapsanız bile bunu her zaman ve her yerde gözlemleyemezsiniz. Uluslararası Uzay İstasyonunun yörüngesi sürekli değiştiği için (bunu etkileyen faktörleri aşağıda ele alacağız), ISS'nin belirli bir zamanda Dünya üzerinde gözlemlenebileceği yerleri netleştirmek için bunu izlemek gerekiyor. İnternet sitesi veya web sitesi Roskosmos. Gözlem alanlarındaki bu değişiklikler de bu yüzden meydana geliyor...

İlk olarak ISS 280 ila 460 kilometre yükseklikte olabilir. Bu kadar yüksek bir yörüngede bile, Dünya atmosferinin çok seyrekleşmiş üst katmanlarının frenleyici etkisini sürekli olarak deneyimliyor. Evet, evet ve yakın uzayda hava parçacıkları var! UUİ her gün saniyede yaklaşık 5 cm hızından ve yaklaşık 100 metre yükseklikten kaybediyor. Bu nedenle, Progress uzay kamyonlarının ve diğer gelen gemilerin yakıtını yakarak istasyonu periyodik olarak yükseltmek gerekir. Bu maliyetlerden kaçınmak için istasyon neden hemen yükseltilemiyor?

Gerçek şu ki, tasarım sırasında varsayılan menzil ve yörüngenin mevcut gerçek konumu çeşitli nedenlerle belirlenmektedir.

Birincisi: Kozmonotlarımız ve diğer ülkelerden (ABD, Avrupa, Kanada, Japonya vb.) gelen astronotlar her gün bu yörüngede oldukça yüksek dozda radyasyon alıyor. Ancak 500 km'den sonra seviyesi keskin bir şekilde yükselir ve ölümcül hale gelir.

Bu arada, Belyaev ve Leonov'un Sovyet mürettebatı, hesaplamaların aksine, Voskhod-2 uzay aracının 495 kilometre yörüngeye fırlatıldığı 1965'te neredeyse ölüyordu, böylece SSCB, Leonov'un kahramanca kozmonotu yerine iki ölü kozmonotu alabilirdi. uzay yürüyüşü.

Astronotlar için altı aylık kalış sınırı yalnızca 1/2 sievert olarak belirlenmişken, tüm uzay kariyeri boyunca yalnızca sievert'e izin veriliyor (radyasyona maruz kalan her sievert, kanser riskini yüzde 5,5 artırıyor).

Dünya'da insanlar ölümcül kozmik ışınlardan gezegenimizin manyetosferi ve atmosferinin radyasyon kuşağı tarafından korunuyor, ancak yakın uzayda bu koruma çok daha zayıf. Yörüngenin bazı kısımlarında (örneğin Güney Atlantik Anomalisi, radyasyonun arttığı bir noktadır), bazen garip etkiler ortaya çıkabilir: gözleri kapalı bir insanda flaşlar belirir. Kozmik parçacıkların göz küresinden geçtiğine inanılıyor. Bu sadece uykuyu engellemekle kalmıyor, aynı zamanda bize bir kez daha rahatsız edici bir şekilde ISS'deki yüksek radyasyon seviyesini hatırlatıyor.

Ayrıca şu anda ana mürettebat değişim ve ikmal gemileri olan Rus Soyuz ve Progress gemileri, 460 km'ye kadar irtifalarda görev yapabilecek şekilde sertifikalandırılmıştır. ISS ne kadar yüksek olursa, buna bağlı olarak daha az kargo teslim edilebilir. Ancak öte yandan, ISS ne kadar aşağıda "takılırsa" o kadar yavaşlar, yani teslim edilen kargonun daha büyük bir kısmı sonraki yörünge düzeltmesi için yakıt olmalıdır.

Artı (veya daha doğrusu eksi) - Amerikan servisleri böyle bir yörüngeye çıkamadığı için daha önce ISS 390-400 km yüksekliğe bile yerleştirilmemişti. Bu nedenle motorlar tarafından daha sık periyodik düzeltmeler yapılarak istasyonun 330-350 km rakımda tutulması sağlandı. 2014 yılında mekik programının sona ermesiyle birlikte bu kısıtlama da nihayet kaldırıldı.

Böylece bilimsel görevler en ideal şekilde 400-460 kilometre yükseklikte gerçekleştirilebilir. Bu nedenle ISS'nin ortalama yörünge yüksekliği şu anda yaklaşık 420 km'dir. Doğal olarak, rakım ne kadar yüksek olursa, Dünya'nın daha büyük bir kısmı aynı anda istasyonu gözlemleyebilir. Doğru, bu durumda görünen büyüklüğü de düşecek!

Son olarak, istasyonun konumu uzay enkazından da etkileniyor: Başarısız roketler, uydular ve bunların kalıntıları, ISS'ye göre çok büyük bir hıza sahip, bu da onlarla çarpışmayı yıkıcı kılıyor.

ISS, istasyonun arkasında bulunan uzay aracıyla hızlandırılabilir: bunlar Progress kamyonları (çoğunlukla) ve ATV'ler (daha az sıklıkla) ve gerekirse Zvezda servis modülü ve Cygnus'tur (son derece nadiren). İstasyon sık sık ve hafifçe yükseltilir: düzeltme yaklaşık ayda bir kez küçük porsiyonlarda gerçekleşir (yaklaşık 900 saniyelik motor çalışması) ve yükselişin kendisi örneğin 100-200 metreye ulaşabilir.

Bazı yörünge parametreleri yalnızca teknik özellikler tarafından değil aynı zamanda politik gerçekler tarafından da belirlenir. Bir uzay aracına Dünya'dan fırlatılırken herhangi bir yön vermek mümkündür ancak en ekonomik olanı, Dünya'nın dönüşünün sağladığı hızı kullanmak olacaktır. Böylece aracı enlemine eşit eğimde bir yörüngeye fırlatmak daha ucuz olur. Herhangi bir manevra ve farklı bir eğime geçiş, ek yakıt tüketimi gerektirecektir: ekvatora doğru hareket ederken daha fazla, kutuplara doğru hareket ederken daha az. ISS'nin 51,6 derecelik yörünge eğimi garip görünebilir: Cape Canaveral'dan fırlatılan NASA araçlarının geleneksel olarak yaklaşık 28 derecelik bir eğimi vardır. Bunun nedeni, doksanların sonlarında gelecekteki ISS istasyonunun konumu tartışılırken, Rus yörünge parametrelerinin benimsenmesine karar verilmesiydi. Bununla birlikte, Baykonur Kozmodromu yaklaşık 46 derecelik bir enlemde yer alıyorsa, neden Rus fırlatmalarının 51,6 derecelik bir eğime sahip olması olağandır?! Buradaki önemli nokta, doğuda (Moğolistan ve Çin) komşuların olması ve bunların da Uzay'dan üzerlerine bir şey düşmeye başlamasından elbette mutlu olmayacak olmasıdır. Ve düzenli roket fırlatmalarında bu her zaman olur...

ISS istasyonunun gökyüzümüzde parlak bir yıldız gibi uçmasını izlemek her zaman keyif verir ve sevindirir. Sonuçta, bugün 20 yılı aşkın süredir başarıyla faaliyet gösteren insanlığın ana kozmik başarısıdır. Uluslararası Uzay İstasyonu'nun varlığından itibaren mümkün olan en büyük pozitif dengeyi sağlayacağına inanalım. Ve elbette, bir gün, kendisini oluşturan düğümlerin kaynağı tamamen tükendiğinde, mevcut ISS'nin yerini yeni, benzer, hatta daha gelişmiş bir uluslararası işbirliği projesi alacak. Sonuçta Uzay ancak Dünya'daki tüm devletlerin ve insanların çabalarıyla keşfedilebilir!

Alexey Korolev, kozmonotik tarihçisi

Ayrıca grubumuzdan ISS HAKKINDA DAHA FAZLA BİLGİ EDİNEBİLİRSİNİZ

> ISS hakkında bilmediğiniz 10 gerçek

ISS hakkında en ilginç gerçekler(Uluslararası Uzay İstasyonu) fotoğraflı: astronotların yaşamı, ISS'yi Dünya'dan, mürettebat üyelerini, yerçekimini, pilleri görebilirsiniz.

Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS), tarihteki tüm insanlığın en büyük teknolojik başarılarından biridir. ABD, Avrupa, Rusya, Kanada ve Japonya'nın uzay ajansları bilim ve eğitim adına birleşti. Teknolojik mükemmelliğin sembolüdür ve işbirliği yaptığımızda ne kadar çok şey başarabileceğimizi gösterir. Aşağıda ISS hakkında hiç duymadığınız 10 gerçek var.

1. ISS, 2 Kasım 2010'da sürekli insan operasyonunun 10. yıldönümünü kutladı. İlk seferden (31 Ekim 2000) ve yanaşmadan (2 Kasım) bu yana istasyonu sekiz ülkeden 196 kişi ziyaret etti.

2. ISS, teknoloji kullanılmadan Dünya'dan görülebilmektedir ve gezegenimizin yörüngesinde dönen en büyük yapay uydudur.

3. 20 Kasım 1998'de Doğu Saatiyle 1:40'ta fırlatılan ilk Zarya modülünden bu yana, ISS Dünya çevresinde 68.519 yörüngeyi tamamladı. Kilometre sayacı 1,7 milyar mil (2,7 milyar km) gösteriyor.

4. 2 Kasım itibarıyla kozmodroma 103 fırlatma yapıldı: 67 Rus aracı, 34 mekik, bir Avrupa ve bir Japon gemisi. İstasyonun montajı ve çalışmasının sürdürülmesi için 944 saatten fazla süren 150 uzay yürüyüşü yapıldı.

5. ISS, 6 astronot ve kozmonottan oluşan bir ekip tarafından kontrol edilmektedir. Aynı zamanda istasyon programı, ilk seferin başladığı 31 Ekim 2000'den bu yana yaklaşık 10 yıl 105 gün süren insanın uzayda sürekli varlığını garanti altına aldı. Böylece program, Mir'de belirlenen 3.664 günlük önceki rekoru kırarak mevcut rekoru korudu.

6. UUİ, mürettebatın biyoloji, tıp, fizik, kimya ve fizyoloji alanlarında deneyler ile astronomik ve meteorolojik gözlemler yaptığı, mikro yerçekimi koşullarıyla donatılmış bir araştırma laboratuvarı olarak hizmet vermektedir.

7. İstasyon, uç bölgeler de dahil olmak üzere bir ABD futbol sahası büyüklüğünde ve 827.794 pound (275.481 kg) ağırlığında devasa güneş panelleriyle donatılmıştır. Komplekste iki banyo ve spor salonu ile donatılmış yaşanabilir bir oda (beş yatak odalı bir ev gibi) bulunmaktadır.