U orbiti morate usporiti da biste ubrzali

Ako gledate znanstveno-fantastičnih filmova, pomislili biste da je let svemirskim brodom poput vožnje malo kompliciranijeg automobila (ili Winnebaga u Svemirske lopte). A George Lucas nam je dao te galaktičke bitke s pilotima koji izgledaju kao da upravljaju borbenim avionima na Zemlji.

Pa, loše vijesti: svemir je stvarno, stvarno drugačiji. Konkretno, kretanje vozila u orbiti oko Zemlje puno je kompliciranije od toga. Manevri koje možete napraviti s avionom ponekad imaju suprotan učinak u orbiti.

Da bismo vidjeli na što mislim, prvo ćemo se samo uhvatiti neke osnove fizike i izgraditi si mali model orbitalne mehanike, a onda imam neke cool simulacije pokušaja manevra pristajanja. Čitaj dalje!

Kružne orbite

Zamislite da letite u kružnoj orbiti oko Zemlje. Postoje tri velike fizičke ideje koje su nam potrebne da bismo razumjeli ovu vrstu gibanja. Prvi, centripetalno ubrzanje. Podsjetimo se da je ubrzanje mjera kojom se brzo mijenja brzina objekta.

Ali brzina nije samo brzina, to je brzina u određenom smjer— drugim riječima, to je vektor. Ako se objekt kreće kružno, njegov smjer se stalno mijenja, što znači da stalno ubrzava, čak i ako mu je brzina konstantna!

Smjer ove akceleracije je prema središtu kruga. (“Centripetalno” znači usmjereno u središte.) Veličina ubrzanja ovisi o veličini brzine (v), tj. brzina i radijus (r) kruga. Ovo daje sljedeću jednadžbu: