Kako sateliti kruže oko Zemlje?

Sateliti su, u određenoj mjeri, “misteriozni” objekti. Putuju svemirom, što se čini kao egzotično mjesto jer većina nas tamo nikada nije bila. Toliko su daleko da ih ne možemo vidjeti. Obično koštaju milione ili milijarde dolara, što znači da niko od nas nikada neće lično da poseduje. I tako dalje…

Orbitalna mehanika također može biti misteriozna jer ne postoji lak način da lično iskusimo orbitalnu mehaniku. Međutim, uz malo mašte, vrlo lako možete razumjeti osnovnu ideju koja stoji iza orbitalne mehanike. Ispostavilo se da se stalno igramo sa orbitalnom mehanikom!

Razmislite šta se dešava kada bacite loptu. Zamislite da stojite na velikom polju i bacite bejzbol što jače možete — poput bacača. Lopta bi mogla otići 100 stopa (30 metara) i zatim udariti o tlo. Stavljate loptu u orbitu — Samo što je orbita lopte vrlo kratka!

Sada zamislite da ste pucali iz puške ravno i ravno umjesto da bacite loptu. Metak bi mogao putovati milju (1.6 km) prije nego što podlegne gravitaciji i udari o tlo.

Sada zamislite da pucate u veoma veliki top koji je u stanju da svojoj čauri da izuzetno veliku početnu brzinu. Zamislite i da je naš svijet potpuno prekriven vodom kako bi se otklonile sve brige oko brda, i da top puca ravno i ravno. Njegova putanja može izgledati kao na slici desno.

Na ovom dijagramu možete vidjeti da školjka ide dovoljno daleko da zapravo prati krivinu zemlje neko vrijeme prije nego što udari o tlo.

Jedna stvar koja zadivljuje ove primjere je otpor zraka, pa zamislite da ste ovaj top odnijeli na Mjesec i postavili ga na vrh najviše planine. Mjesec nema atmosferu i potpuno je okružen vakuumom svemira. Ako biste pravilno podesili brzinu granate i pucali iz topa, granata bi savršeno pratila krivulju mjeseca. Pao bi potpuno istom brzinom kojom mjesečeva kriva pada od njega, tako da nikada ne bi udario o tlo. Na kraju bi se zaokrenuo skroz oko mjeseca i zabio pravo u zadnji dio topa! Na Mjesecu biste zapravo mogli imati satelite u takvim ekstremno niskim orbitama - samo milju ili dvije od zemlje da biste izbjegli planine. A sateliti bi mogli biti lansirani iz topova.

Na Zemlji, to nije tako lako jer sateliti moraju da se uzdignu iznad atmosfere iu vakuum svemira da bi orbitirali bilo koji vremenski period. 200 milja (320 km) je otprilike minimum za izbjegavanje atmosferskih smetnji. Svemirski teleskop Hubble orbitira na visini od 380 milja (600 km) ili tako. Ali princip je potpuno isti. Brzina satelita je podešena tako da pada na Zemlju istom brzinom kojom se Zemljina kriva odmiče od satelita. Satelit neprestano pada, ali nikada ne udara o zemlju!