Википедија

Niska Zemljina orbita

Niska Zemljina orbita (NZO) je, kao što joj ime kaže, najniža održiva orbita oko Zemlje.[1] NZO počinje od 160 km (kada se objekti usporavaju zbog otpora male količine atoma vazduha koji su još uvek prisutni, kao kod Međunarodne svemirske stanice), i završava se na oko 2.000 km.[2][3] Većina veštačkih objekata u svemiru nalazi se u NZO, sa nadmorskom visinom koja nikada nije veća od jedne trećine poluprečnika Zemlje.[4]

Osim misija projekta Apolo, sve ostale ljudske misije nisu napuštale NZO, i rekordnu visinu apogeja drži letelica Džemini 11 sa 1.374,1 km. Međunarodna svemirska stanica ima prosečan apogej i perigej između 330 i 435 km.

Termin NZO region se takođe koristi za oblast svemira ispod visine od 2.000 km (1.200 mi) (oko jedne trećine Zemljinog radijusa).[5] Objekti u orbitama koji prolaze kroz ovu zonu, čak i ako imaju udaljeniji apogej ili su podorbitalni, pažljivo se prate jer predstavljaju rizik od sudara za mnoge NZO satelite.

Definišuće karakteristike

uredi

Veliki broj izvora[6][7][8] definiše NZO u smislu nadmorske visine. Visina objekta u eliptičnoj orbiti može značajno da varira duž orbite. Čak i za kružne orbite, visina iznad zemlje može varirati za čak 30 km (19 mi) (posebno za polarne orbite) zbog spljoštenosti Zemljine sferoidne figure i lokalne topografije. Dok su definicije zasnovane na nadmorskoj visini inherentno dvosmislene, većina njih spada u opseg koji je određen periodom orbite od 128 minuta, jer prema Keplerovom trećem zakonu, ovo odgovara velikoj polu-osi od 8.413 km (5.228 mi). Za kružne orbite, ovo zauzvrat odgovara visini od 2.042 km (1.269 mi) iznad srednjeg radijusa Zemlje, što je u skladu sa nekim od gornjih granica visine u nekim NZO definicijama.

Neki izvori definišu NZO region kao region u svemiru koji zauzimaju NZO orbite.[5][9][10] Neke visoko eliptične orbite mogu proći kroz NZO region blizu svoje najniže visine (ili perigeja), ali nisu u NZO orbiti jer njihova najveća visina (ili apogej) prelazi 2.000 km (1.200 mi). Suborbitalni objekti takođe mogu doći do NZO regiona, ali nisu u NZO orbiti jer ponovo ulaze u atmosferu. Razlika između NZO orbita i NZO regiona je posebno važna za analizu mogućih sudara između objekata koji sami po sebi nisu u NZO, ali bi se mogli sudariti sa satelitima ili krhotinama u NZO orbiti.

 
Orbitalne altitude

Karakteristike orbite

uredi

Srednja orbitalna brzina potrebna za održavanje stabilne niske Zemljine orbite je oko 7,8 km/s (17.000 mph), ali se smanjuje za veće orbite. Izračunato za kružnu orbitu od 200 km (120 mi) iznosi 7,79 km/s, a za 1.500 km (930 mi) je 7,12 km/s.[11] [[delta-v]|Delta-v]] lansirne rakete potrebne za postizanje niske Zemljine orbite počinju oko 9,4 km/s.

Privlačenje gravitacije u NZO je samo nešto manje nego na površini Zemlje. To je zato što je rastojanje do NZO od Zemljine površine mnogo manje od Zemljinog radijusa. Međutim, objekat u orbiti je u stalnom slobodnom padu oko Zemlje, jer u orbiti gravitaciona i centrifugalna sila uravnotežuju jedna drugu. Kao rezultat toga, svemirske letelice u orbiti nastavljaju da ostaju u orbiti, a ljudi unutar ili izvan takvih letelica neprekidno doživljavaju bestežinsko stanje.

Objekti u NZO nailaze na atmosferski otpor gasova u termosferi (otprilike 80–600 km iznad površine) ili egzosferi (približno 600 km (400 mi) i više), u zavisnosti od visine orbite. Orbite satelita koje dosežu visine ispod 300 km (190 mi) brzo se raspadaju zbog atmosferskog otpora. Objekti u NZO orbiti oko Zemlje su između gušćeg dela atmosfere i ispod unutrašnjeg Van Alenovog radijacionog pojasa.

Ekvatorijalne niske Zemljine orbite (ENZO) su podskup NZO. Ove orbite, sa malim nagibom prema ekvatoru, omogućavaju brza vremena ponovne posete mesta na niskoj geografskoj širini na Zemlji i imaju najmanji delta-v zahtev (tj. potrošeno gorivo) od bilo koje orbite, pod uslovom da imaju direktnu (ne retrogradnu) orijentaciju sa poštovanjem Zemljine rotacije. Orbite sa veoma velikim uglom nagiba prema ekvatoru se obično nazivaju polarne orbite ili Sunčeve sinhrone orbite.

Više orbite uključuju srednju Zemljinu orbitu (SZO), koja se ponekad naziva i srednja kružna orbita (SKO), i dalje iznad, geostacionarna orbita (GEO). Orbite veće od niske orbite mogu dovesti do ranog kvara elektronskih komponenti zbog intenzivnog zračenja i akumulacije naelektrisanja.

Godine 2017, „veoma niske Zemljine orbite“ (VNZO) počele su da se pojavljuju u regulatornim zahtevima. Ove orbite, ispod oko 450 km (280 mi), zahtevaju upotrebu novih tehnologija za orbitno podizanje jer rade u orbitama u kojima bi se obično prerano gubila visina da bi bile ekonomski korisne.[12][13]

Upotreba

uredi
Prikaz jedne polovine orbite Međunarodne svemirske stanice.

Niska Zemljina orbita zahteva najmanju količinu energije za postavljanje satelita. To obezbeđuje visok propusni opseg i nisko kašnjenje u komunikaciji. Sateliti i svemirske stanice u NZO-u su pristupačniji za posadu i servisiranje.

Potrebno je manje energije za postavljanje satelita u NZO, a satelitu u toj orbiti su potrebna manje moćna pojačala za uspešan prenos, NZO se koristi za mnoge komunikacione aplikacije, kao što je telefonski sistem Iridium. Neki komunikacioni sateliti koriste mnogo veće geostacionarne orbite i kreću se istom ugaonom brzinom kao i Zemlja tako da izgledaju nepomično iznad jedne lokacije na planeti.

Nedostaci

uredi

Za razliku od geosinhronog satelita, sateliti u NZO-u imaju malo vidno polje i tako mogu da posmatraju i komuniciraju sa samo delom Zemlje u isto vreme. To znači da je potrebna mreža (ili „konstelacija”) satelita da bi se obezbedila kontinuirana pokrivenost. Sateliti u nižim regionima NZO takođe pate od brzog orbitalnog propadanja i zahtevaju ili periodično ponovno pojačavanje da bi se održala stabilna orbita ili lansiranje zamenskih satelita kada stari ponovo uđu u atmosferu.

Primeri

uredi
U fikciji

Bivši primeri

uredi
  • Kineska stanica Tjengong-1 bila je u orbiti na oko 355 km (221 mi),[17] do njene deorbite 2018.
  • Kineska stanica Tjengong-2 bila je u orbiti na oko 370 km (230 mi), do njene deorbite 2019.
  • Gravimetrijske misije kao što je GOCE kružile su na oko 255 km (158 mi) da bi izmerile Zemljino gravitaciono polje pri najvećoj osetljivosti. Životni vek misije bio je ograničen zbog atmosferskog otpora. GRACE i GRACE-FO su kružile na oko 500 km (310 mi).

Svemirski otpad

uredi

NZO okruženje postaje zakrčeno svemirskim otpadom zbog učestalosti lansiranja objekata.[18] Ovo je izazvalo sve veću zabrinutost poslednjih godina, pošto sudari pri orbitalnim brzinama mogu biti opasni ili smrtonosni. Sudari mogu proizvesti dodatni svemirski otpad, stvarajući domino efekat poznat kao Keslerov sindrom. Centar za kombinovane svemirske operacije, deo Strateške komande Sjedinjenih Država (ranije Svemirska komanda Sjedinjenih Država), prati oko 8.500 objekata većih od 10 cm u NZO.[19] Prema studiji opservatorije Aresibo, moguće je da postoji milion opasnih objekata većih od 2 milimetra u orbiti,[20] koji su premali da bi bili vidljivi iz zemaljskih opservatorija.[21]

Orbitalni period

uredi
Visina Period
160 km 88 minuta
2.000 km 127 minuta

Vidi još

uredi

Reference

uredi
  1. ^ „Current Catalog Files”. Arhivirano iz originala 26. 6. 2018. g. Pristupljeno 13. 7. 2018. „LEO: Mean Motion > 11.25 & Eccentricity < 0.25” 
  2. ^ „IADC Space Debris Mitigation Guidelines” (PDF). Inter-Agency Space Debris Coordination Committee. 15. 10. 2002. Arhivirano iz originala (PDF) 03. 12. 2013. g. Pristupljeno 21. 05. 2013. 
  3. ^ „NASA Safety Standard 1740.14, Guidelines and Assessment Procedures for Limiting Orbital Debris” (PDF). Office of Safety and Mission Assurance. 1. 8. 1995. Arhivirano iz originala (PDF) 15. 02. 2013. g. Pristupljeno 21. 05. 2013. 
  4. ^ Sampaio, Jarbas; Wnuk, Edwin; Vilhena de Moraes, Rodolpho; Fernandes, Sandro (01. 01. 2014). „Resonant Orbital Dynamics in LEO Region: Space Debris in Focus”. Mathematical Problems in Engineering. 2014: Figure 1: Histogram of the mean motion of the cataloged objects. doi:10.1155/2014/929810  . Arhivirano iz originala 01. 10. 2021. g. Pristupljeno 13. 07. 2018. 
  5. ^ a b „IADC Space Debris Mitigation Guidelines” (PDF). INTER-AGENCY SPACE DEBRIS COORDINATION COMMITTEE: Issued by Steering Group and Working Group 4. septembar 2007. Arhivirano (PDF) iz originala 17. 07. 2018. g. Pristupljeno 17. 07. 2018. „Region A, Low Earth Orbit (or LEO) Region – spherical region that extends from the Earth's surface up to an altitude (Z) of 2,000 km” 
  6. ^ „Definition of LOW EARTH ORBIT”. Merriam-Webster Dictionary (na jeziku: engleski). Arhivirano iz originala 2018-07-08. g. Pristupljeno 2018-07-08. 
  7. ^ „Frequently Asked Questions” (na jeziku: engleski). FAA. Arhivirano iz originala 2020-06-02. g. Pristupljeno 2020-02-14. „LEO refers to orbits that are typically less than 2,400 km (1,491 mi) in altitude.” 
  8. ^ Campbell, Ashley (2015-07-10). „SCaN Glossary” (na jeziku: engleski). NASA. Arhivirano iz originala 2020-08-03. g. Pristupljeno 2018-07-12. „Low Earth Orbit (LEO): A geocentric orbit with an altitude much less than the Earth's radius. Satellites in this orbit are between 80 and 2000 kilometers above the Earth's surface.” 
  9. ^ „What Is an Orbit?”. NASA (na jeziku: engleski). David Hitt : NASA Educational Technology Services, Alice Wesson : JPL, J.D. Harrington : HQ;, Larry Cooper : HQ;, Flint Wild : MSFC;, Ann Marie Trotta : HQ;, Diedra Williams : MSFC. 2015-06-01. Arhivirano iz originala 2018-03-27. g. Pristupljeno 2018-07-08. „LEO is the first 100 to 200 miles (161 to 322 km) of space.” 
  10. ^ Steele, Dylan (2016-05-03). „A Researcher's Guide to: Space Environmental Effects”. NASA (na jeziku: engleski). str. 7. Arhivirano iz originala 2016-11-17. g. Pristupljeno 2018-07-12. „the low-Earth orbit (LEO) environment, defined as 200–1,000 km above Earth's surface” 
  11. ^ „LEO parameters”. www.spaceacademy.net.au. Arhivirano iz originala 2016-02-11. g. Pristupljeno 2015-06-12. 
  12. ^ Crisp, N. H.; Roberts, P. C. E.; Livadiotti, S.; Oiko, V. T. A.; Edmondson, S.; Haigh, S. J.; Huyton, C.; Sinpetru, L.; Smith, K. L.; Worrall, S. D.; Becedas, J. (avgust 2020). „The Benefits of Very Low Earth Orbit for Earth Observation Missions”. Progress in Aerospace Sciences. 117: 100619. Bibcode:2020PrAeS.11700619C. S2CID 220525689. arXiv:2007.07699  . doi:10.1016/j.paerosci.2020.100619. Arhivirano iz originala 2021-03-19. g. Pristupljeno 29. 03. 2021. 
  13. ^ Messier, Doug (03. 03. 2017). „SpaceX Wants to Launch 12,000 Satellites”. Parabolic Arc. Arhivirano iz originala 22. 01. 2020. g. Pristupljeno 22. 01. 2018. 
  14. ^ „Higher Altitude Improves Station's Fuel Economy”. NASA. Arhivirano iz originala 15. 05. 2015. g. Pristupljeno 12. 02. 2013. 
  15. ^ Holli, Riebeek (2009-09-04). „NASA Earth Observatory”. earthobservatory.nasa.gov (na jeziku: engleski). Arhivirano iz originala 2018-05-27. g. Pristupljeno 2015-11-28. 
  16. ^ „Space station from 2001: A Space Odyssey”. 
  17. ^ „"天宫一号成功完成二次变轨"”. Arhivirano iz originala 13. 11. 2011. g. Pristupljeno 13. 10. 2020. 
  18. ^ United Nations Office for Outer Space Affairs (2010). „Space Debris Mitigation Guidelines of the Committee on the Peaceful Uses of Outer Space”. Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC). Arhivirano iz originala 19. 08. 2022. g. Pristupljeno 19. 10. 2021. 
  19. ^ „Fact Sheet: Joint Space Operations Center”. Arhivirano iz originala 03. 02. 2010. g. 
  20. ^ „archive of astronomy: space junk”. Arhivirano iz originala 20. 03. 2017. g. Pristupljeno 15. 04. 2009. 
  21. ^ „ISS laser broom, project Orion”. Arhivirano iz originala 28. 07. 2011. g. 
Preuzeto iz „https://sr.wiki.x.io/w/index.php?title=Ниска_Земљина_орбита&oldid=27962685”