Почему-то принято считать, что космонавтами хотят быть только мальчики. Неправда! Я с детства мечтала оказаться в космосе, посмотреть на нашу планету с высоты. Или даже отправиться к другим планетам. Мечты, к сожалению, так и остались мечтами, но знания о том, что такое орбита и как там живут космонавты, намертво отпечатались у меня в голове.
Что такое орбита
Как известно, все космические тела (планеты, как наша Земля) или их спутники (как Луна) не стоят на месте, а постоянно движутся.
Земля и другие планеты солнечной системы крутятся вокруг Солнца. Делают это они не так, как им заблагорассудится, а раз за разом проходят один и тот же путь. Он и называется орбитой.
Люди долго осваивали космос, и в наше время уже могут находиться на орбите. Но жизнь там отличается от той, к которой мы привыкли на Земле.
Жизнь на орбите
На орбите нельзя просто выйти на улицу погулять из космического корабля или с космической станции.
Для этого есть несколько причин:
- Первая – резкие перепады температуры. Представьте, что вас за доли секунды телепортирует с крайнего севера на жаркий пляж, а потом обратно. А теперь увеличьте разброс температуры раза в два-три. Такие перегрузки не выдержать даже самому подготовленному человеку.
- Вторая – радиация и ультрафиолет. На Земле-то нас заботливо спасает от них атмосфера – и то в жаркие дни можно сильно обгореть даже с солнцезащитным кремом. А в космосе от Солнца никакой крем не спасет.
- Третья, самая главная, - кислород, точнее, его отсутствие. Без дыхания нет жизни. Задержите дыхание – сколько сможете протянуть? Минуту или две, вряд ли больше. Это слишком мало для исследования космоса.
От всего этого надежно защищает скафандр. К счастью, большую часть времени можно находиться в более удобной одежде.
Не меньше сложностей с жидкостями. Космос и брезгливость несовместимы: все жидкие отходы жизнедеятельности тщательно собираются, после чего из них получается новая порция воды для космонавтов. Родника или речки здесь не предусмотрели, да и Млечный путь с молоком связан только из-за внешнего сходства.
С едой стало чуть проще, чем раньше. От тюбиков уже отказались, но еда все равно делается и запаковывается так, чтобы не оставлять ни единой крошечки. Даже такая малость может создать серьезные проблемы, если залетит в дыхательные пути кого-нибудь из космического экипажа.
Это не единственный минус невесомости: от нее просто-напросто устаешь физически. Именно поэтому все, кто хочет отправиться в космос, должны обладать идеальным здоровьем. Иначе перегрузок не выдержать, обострятся все болезни.
В детстве, листая энциклопедию, я особенно любила читать про космос и другие планеты. Поначалу меня очень удивляло, что вокруг планет нарисованы какие-то линии, подписанные непонятным словом «орбита». Я сразу же начала читать статью, чтобы понять, что же это такое.
Что такое орбита
У нас с вами есть выбор, какой дорогой пойти до того или иного места. Можно идти напрямую, можно найти дорогу покороче. У планет в этом отношении со свободой воли беда: под действием тяготения она не может свернуть с определенного пути.
Орбита – это траектория, вдоль которой одно небесное тело движется относительно другого. Например, это путь, по которому Земля и другие планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца.
Первые живые существа на орбите
Строго говоря, самыми первыми живыми существами, которые оказались на орбите нашей планеты, были бактерии. Их, конечно же, не отправляли туда специально. Но в процессе исследования космоса туда улетали первые ракеты, которые волей-неволей захватывали с собой этих миниатюрных пассажиров.
Затем, уже намеренно, американцы отправили туда мушек-дрозофил. И они выжили! А значит, пришла пора отправлять существ покрупнее.
Для нового полета в космос была выбрана обезьяна, ведь они по строению близки к людям. И если бы обезьяна вернулась невредимой, отправка в космос человека не заставила бы себя долго ждать. Увы, этим мечтам тогда еще было не суждено сбыться.
Заслуживает упоминания и собака Лайка. Она была первым земным животным, которое достигло орбиты Земли. К сожалению, собачка не выдержала перегрузок, и не смогла вернуться назад живой.
Все получилось только в 1960 году, когда на орбиту вышли две собаки – Белка и Стрелка. После долгой подготовки и тщательного отбора они покинули Землю, и, пробыв сутки на орбите, успешно вернулись домой.
Стрелка спустя пару месяцев после полета даже смогла родить здоровых щенят.
Могут ли живые существа размножаться на орбите
Здесь все не так просто, как кажется.
Пока что зачатие в космосе считается невозможным. Половые клетки из-за космического излучения перестают работать, как должны. В итоге, яйцеклетка не оплодотворяется, а значит, нельзя завести ребенка.
Пробовали привозить в космос живых эмбрионов человека, он они там погибали.
Однако, надежда есть. В 1990 году на космическом корабле «Мир» вылупился птенец перепела из яйца, оплодотворенного на Земле.
В конце концов, путь на орбиту тоже не был легким и коротким, так что стоит ждать и надеяться – и может быть, однажды мы сможем жить на орбите.
С самого детства меня интересовал космос, и о том, что такое орбита, я имею представление. Постараюсь кратко ответить на вопрос и расскажу какие бывают орбиты у ИСЗ.
Что означает термин «орбита»
Говоря доступным языком, это путь в пространстве, по которому движется наша планета совершая оборот вокруг звезды — Солнца. Что касается научного определения этого термина, то оно заключается в следующем: траектория, которую описывает небесное тело, находясь во взаимодействии с другим телом или телами. Если быть внимательным, то можно обнаружить, что практически все в нашем мире движется по своей орбите — крошечный электрон совершает оборот вокруг ядра атома — основы всего материального.
Орбиты спутников
Траектория движения каждого ИСЗ отличается от орбиты естественного небесного тела. Отличие в том, что ИСЗ имеют так называемые «активные участки» — точки, при прохождении которых включаются реактивные двигатели. Поэтому вычисление такой траектории — достаточно трудоемкая и ответственная задача, решением которой занимаются ученые-астродинамики. При этом каждой траектории присваивается определенный статус, определяемый целевым назначением аппарата, размером охватываемой им территории и многого другого. Выделяют спутниковые системы 3 типов:
- ведомственные;
- национальные;
- международные.
Кроме этого, существует еще одна классификация всех ИСЗ по типу орбиты:
- геостационарные — ИСЗ находится над экватором и движется со скоростью движения планеты вокруг оси;
- негеостационарные — имеют эллиптическую, низкоорбитальную и средневысотную орбиту.
Существует еще и особая «орбита захоронения». Сюда, на высоту более 250 километров выше геостационарной обиты, отправляют ИСЗ, срок эксплуатации которых уже истек. Это делается для того, чтобы избежать столкновений, а также освободить место под новый аппарат.
Необычные ИСЗ на орбите
Спустя несколько лет после запуска первого ИСЗ СССР, США был выведен спутник связи. Примечательно то, что представляя собой «воздушный шар» из металла, размерами он не уступал 11 этажному дому — 32 метра в диаметре.
Обычно аппараты служат несколько лет, однако существуют и исключения. ИСЗ LAGEOS выведен на орбиту с учетом времени «службы» в 7 миллионов лет. На его борту установлена специальная табличка, которая содержит послание будущим поколениям землян.
«Эстонский парусник» — такое неофициальное название получил аппарат ESTCube. Это первый аппарат с применением технологии «электрического паруса». Технология находится на стадии практических тестов и при успешном результате позволит аппаратам развивать огромное ускорение. Например, аппарат с таким «парусом» доберется до края Солнечной системы всего за 8 лет.
На борту всем известной МКС установлено несколько камер, и любой желающий может почувствовать себя космонавтом и полюбоваться видом нашей планеты с орбиты не выходя из дома. Очень люблю иногда посмотреть на нашу планету из космоса. :)
Еще со школьной скамьи я запомнила, что орбита — это траектория движения объекта в космическом пространстве. Чуть позже, когда мое увлечение астрономией дошло до скупки огромного количества научных журналов и энциклопедий, я по-настоящему углубилась в изучение космических тайн, часть из которых готова поведать вам сегодня. :)
Орбита — это путь
По сути, орбита — это путь любого небесного тела в космосе. Чаще всего, имеется ввиду взаимодействие космических тел: планет Солнечной системы, вращающихся вокруг Солнца или, например, Луны, вращающейся вокруг Земли. При этом существует орбита и у искусственного спутника (в большинстве случаев она вытянута), который вращается вокруг планеты или звезды.
Орбиты бывают четырех видов:
- круглые (редко);
- в форме эллипса (встречается чаще всего, сюда входит и наша Солнечная система);
- в форме параболы;
- в форме гиперболы.
Если говорить о скорости вращения тела по орбите в Солнечной системе, то чем ближе оно к Солнцу, тем быстрее оно делает круг вокруг нее.
Столкновение планет
О, это излюбленная тема писателей-фантастов! На самом же деле, у каждой из планет свой путь, поэтому столкнуться у них не получится. :)
Занимаясь изучением космических тел, астрономы пришли к выводу, что их орбиты не подвергаются изменениям. Помимо успокоения паникеров, это знание помогает вычислять и предсказывать положение абсолютно любого космического тела в любой момент времени! Собственно, именно так ученые и узнают о солнечных затмениях и местах, откуда они видны во всей своей красе. :)
Так уж исторически сложилось, что движение в космосе зависит от гравитации. Именно поэтому все объекты во Вселенной движутся по своим орбитам: Земля притягивает Луну, а Солнце — Землю.
Мы все движемся по немыслимой траектории на вращающейся планете, которая еще в придачу кружит не только вокруг своей оси, но и вокруг Солнца. Солнце же в это время летит вокруг центра Галактики, а последняя — вокруг центра Метагалактики и вся эта совокупность летит неведомо куда от центра неизведанной Вселенной. :)
Мне всегда нравилось рассматривать звёздное небо. Помню в детстве, мне не разрешали гулять до темноты, поэтому я садилась на балконе и глядела на таинственные мерцающие точки, недоумевая, где там древние греки смогли рассмотреть медведицу или змею. А ещё мне ужасно хотелось увидеть чёрную дыру… Слетать на Марс, посмотреть где кончается вселенная и что за ней :) Этого у меня пока ещё не получилось, но кое-что о далёких звёздах я всё-таки узнала.
Орбита в астрономии
В астрономии это движение чего-нибудь (например, планеты, спутники) в гравитационном поле другого объекта, превосходящего его по массе. То есть, грубо говоря, когда что-то лёгкое вертится вокруг чего-то тяжёлого. Например, вокруг тяжёлого Марса, водят хоровод его зловещие спутники Фобос и Деймос (их названия переводятся как страх и ужас). Или — все планеты Солнечной системы, чётко следуют своим орбитам вокруг массивной звезды.
Сложно представить, но даже своенравные кометы, подчиняются своим орбитам.
Какие бывают орбиты
Казалось бы, привязали корову к колышу, вот и ходит она по своей «орбите» в виде окружности. Но с космическими телами немножко по-другому, хотя схожесть тоже имеется. Колышком для них служит «центр масс» (тот самый тяжеловес, о котором я говорила раньше), но «силушки» у них будет куда больше. Поэтому существуют орбиты таки как:
- окружность;
- эллипс (это когда наша «космическая корова» пытается вырваться, растягивает верёвку, но у неё ничего не получается);
- параболы или гиперболы (а тут получается, что «корову» заарканили, она в недоумении пробежала часть круга, а потом всё-таки умчалась прочь, разорвав путы).
Искусственные спутники
Как же это здорово, что люди научились выводить на орбиту планеты искусственные спутники. Теперь там вращаются телескопы, целые научные станции и тысячи устройств, помогающих нам разговаривать друг с другом по телефону и определять своё местоположение.
Но дело это не простое. Чтобы заставить спутник вращаться вокруг Земли, его нужно разогнать до 8 км/сек или 480 км/час. Эта скорость называется «первой космической» и является минимальной для «доставки» на орбиту.
Все мы слышали термин орбита, и многие даже не имеют понятия, что же оно значит. Этот термин применяется для описания пути движения какого-то мелкого небесного тела в гравитации более крупного объекта. Например, наша планета передвигается по траектории вокруг Солнца, так и вокруг Земли движется Луна. Траектория редко бывает идеально круглой, намного чаще ее форму можно назвать эллипсовидной или овальной. Само значение термина "орбита" переводится как "путь".
Каждого привлекает неизведанность космоса. Я не исключение, всегда меня интересовали вопросы, связанные с этим предметом. На некоторые я нашел ответы. И сейчас попытаюсь легко и доступно объяснить один из них.
Как понять, что такое орбита
Очень просто. Достаточно представить резиновый мяч на веревке, который вы быстро крутите на всю длину этой веревки. Таким образом, не давая ему ни отдалится, ни приблизиться. Траектория мячика и будет его орбитой. Это если очень просто.
Если сложнее, то можно, к примеру, взять орбиту Земли, которая образуется вокруг Солнца. Благодаря силе притяжения создается гравитационное поле, которое держит Землю на определенном постоянном расстоянии от звезды. Но благодаря огромной инерции наша планета не приближается, а двигается по своей орбите вокруг Солнца, прямо как мячик на веревке.
Увеличивается ли орбита нашей планеты
Ученые установили, что со временем энергия Солнца выгорает, тем самым немного изменяя гравитационное поле. И да, мы постепенно отдаляемся, но на ничтожно маленькие расстояния. Не стоит переживать, что мы когда-то улетим из нашей Солнечной системы. Скорее, через несколько миллионов лет наша звезда станет красным гигантом, при этом разрастется до размеров, превышающих расстояние до орбиты Земли.
Интересные факты, связанные с орбитой:
- ежегодно Луна отдаляется от своей орбиты на несколько сантиметров;
- движение Земли по своей орбите потихоньку замедляется, исходя из этого, через пару миллионов лет, нам придется вводить 25 часовой день;
- температура на орбите Земли может колебаться от +4 до –160 градусов.
Круглая ли орбита у Земли
Если вспомнить карты звездного неба и Солнечной системы, то кажется, что наша планета движется по ровному и четкому кругу. Как бы не так, ведь орбита Земли вытянута. Летом мы на 5 миллионов километров дальше от Солнца, чем зимой. Как же так, спросите вы, ведь чем ближе, тем должно быть теплее.
А так, температура на нашей планете не зависит от растягивания орбиты. Это обусловлено, скорее, наклоном Земли к Солнцу, который изменяется во время одного вращения по орбите.
Астрономия и космонавтика — науки, которые увлекали меня всегда. Одна древняя, как сам мир, друга возникла совсем недавно, в эпоху космических полётов. Но обе науки работают с космическими телами. Одна с естественными, другая с искусственными. И одним из главных факторов, который используется при описании объекта в космосе, является орбита. Но что это такое и какими бывают космические орбиты?
Чем является орбита космического тела
Орбита, если подсмотреть в учебник — это траектория движения некого объекта в гравитационном поле другого объекта. Но не стану запутывать вас дальше и объясню чуть понятнее. Орбитой является некое воображаемое кольцо, круглой или эллиптической формы, по которому движется объект снова и снова. Даже атомы в нашем теле обладают собственными орбитами. Но нас, безусловно, интересуют орбиты в межзвёздном пространстве.
Так, Земля вращается по орбите вокруг Солнца. Вокруг Земли вращается Луна и искусственные спутники. Солнце, в свою очередь, движется по орбите вокруг центра Млечного пути. Так, как матрёшки, могут образовываться орбиты. Их создают тела, обладающие достаточной массой для удержания объектов поменьше
Орбиты различных объектов
Вот высота орбит некоторых тел, относительно земли:
- МКС — 400 км.;
- спутники связи — 35 768 км.;
- Луна — 384 467 км.
Кстати, орбита спутников связи — самая интересная. На ней они не опережают и не отстают от вращения Земли, таким образом, всё время находясь в одной точке, относительно поверхности.
Что нужно для выхода на орбиту
Самое главное, что должна сделать ракета, чтоб выйти на определённую траекторию — набрать нужную скорость. Чтоб рассчитать её — есть определённые формулы. Но для Земных кораблей они давно вычислены.
- Орбита вокруг Земли — 7,9 км. в секунду.
- Орбита вокруг Солнца — 11,2 км. в секунду.
- Орбита вокруг центра галактики — 42 км. в секунду.
- Выход из галактики — 300 км. в секунду.
Эти скорости впечатляют. И от того ещё сильнее поражает, насколько тонко устроена наша вселенная и орбиты всех космических тел, вращающихся в ней!
В детстве я очень любила кататься на каруселях, да что скрывать, и сейчас периодически катаюсь! Одной из самых любимых была карусель под названием «Орбита». Услышав название, я задумалась, а что же означает это слово?
Понятие орбиты
Итак, самое простое определение. Орбита – это путь, по которому тела вращаются вокруг Солнца. Это же понятие сопоставимо и с каруселью, это путь, который я проезжала в кабинке вокруг оси вращения.
Силы тяготения заставляют космические тела вращаться по неизменной траектории. Обычно форма орбит планет напоминает собой эллипс. Чем больше она напоминает круг, тем стабильней климат на планете.
Движение Земли строго по орбите играет огромную роль в существовании всего живого на планете. Важны несколько характеристик этого движения:
- непрерывность;
- стабильная скорость;
- четкость траектории.
Что будет, если Земля остановится
Внезапная остановка Земли практически нереальна. Но если все же предположить, что это случится, то это однозначно приведет к гибели всего живого. Ведь отдельные элементы планеты (магма и ядро) будут двигаться по закону инерции еще какое-то время. А значит, до полной остановки они успеют несколько раз провернуться внутри планеты, ломая собой кору. Это приведет к огромным разломам, а значит и к выбросам лавы в самых неожиданных местах.
Если законы инерции не подействуют на нутро Земли, и все элементы прекратят движение одновременно, то атмосфера то точно продолжит инерционное движение. Представьте себе ветерок скоростью 500 м/с! Он однозначно сметет с поверхности все…
Если планета остановится не резко, а это произойдет постепенно, то все же будет малюсенький шанс выжить. В экстремальную сторону изменится климатический режим, а также изменится смена дня и ночи, продолжительность суток составит ровно год.
Что будет, если Земля сойдет с орбиты
Ученые уверяют, что просто так это произойти не может. Это способно вызвать только столкновение с другим массивным космическим объектом. В результате такого столкновения произойдет взрыв, способный уничтожить все живое.
Я прекрасно помню свой первый научно-фантастический фильм, это был "Чужой", после него данная тематика меня заинтересовала и я посмотрел такие ленты как "Космическая одиссея 2001 года", "Звездные войны" и так далее. Разумеется, многих терминов я не мог понять, поэтому захотел изучить хотя бы азы, например, четко для себя понимать, что такое орбита планеты.
Орбита космических объектов
Как известно, все планеты и небесные тела вращаются вокруг какого-нибудь центрального объекта, у которого масса и гравитация больше в несколько десятков крат, в большинстве случаев это звезды разных спектральных классов, либо же черные дыры. Так вот орбита - это своего рода путь, которым следует планета, замкнутая в гравитационном поле более значительного тела в пространстве. Впервые четкое определение данному термину подобрал Кеплер, а в будущем его теория лишь нашла последователей и была доведена до идеала. На протяжении длительного периода времени ученный полагал, что орбита должна иметь абсолютный круговой радиус, однако доказать это не вышло, потому как даже у Марса она таковой не является. Подобная механика движения тел в открытом космосе позволяет жить нам всем в относительной безопасности, без риска столкновения с другой планетой Солнечной системы. Единственное, что может нарушить такую гармонию - столкновение с внесистемным объектом, масса которого способна выбить Землю из привычной колеи.
Характеристика орбит
На сегодня принято классифицировать орбиты на следующие:
- Круговые.
- Эллиптические.
- Замкнутые.
- Незамкнутые.
Помимо этого, важно учитывать угол наклона и пр. Орбитальная скорость - тоже достаточно важный вопрос, необходимо помнить, что, чем ближе планета находится к своему светилу, тем быстрее она проходит свой путь. Так, год на Меркурии составляет всего лишь 88 земных дней, а вот Нептун проходит один круг за 164 года. Человечеству всего раз удалось отследить полное обращение по орбите в 2011 году. Орбитальная скорость нашей планеты составляет чуть менее 30 километров в секунду, что в 6 раз быстрее Нептуна.
Интерес к космическим объектам у меня не появился бы, если бы не увлечение Вселенной моего отца. Его молодость припала на 60-е годы, после полета Юрия Гагарина в космос. У папы был телескоп и масса занимательной литературы по теме устройства Вселенной. Помню, когда я уже был 10-летним мальчиком, то мог просидеть весь день за подобной книгой. Когда мой ребенок спросил у меня: "Пап, а что такое орбита?", — я не растерялся, и не допущу, чтобы растерялись вы.
Понятие под названием «орбита»
Орбита — это округлая траектория движения тела в космосе.
Участники такого движения:
- планеты;
- спутники;
- искусственные спутники и МКС.
Орбиты могут быть и круглыми, и параболическими, но лучше всего отвечать на уроках географии или экзаменах, что траектория имеет форму эллипса, так как она наиболее частая. Подобную траекторию задают предметам сами небесные тела, вокруг которых вращаются объекты. Земля, например, некоторым географам своей формой напоминает мяч для американского футбола(эллипсоид) и за счет этого, Луна и все искусственные спутники вынуждены ходить по эллипсу вокруг планеты.
Почему небесные тела все время вращаются
Наверное, вам будет интересно узнать и то, по какой причине планеты и спутники все время своего существовании проходят в движении, ведь без движения никаких орбит бы и не было.
Законы физики, которые работают на Земле, способны остановить любой объект, но в космическом вакууме отсутствует необходимая для остановки сила трения, и движение космических тел в таких условиях может быть бесконечным, если не учитывать внешних факторов (астероиды, взрывы звезд и т.д.).
Откуда берется толчок для начала движения
Новые системы планет берут начало из молекулярных облаков (пыль, газы, обломки), которые при столкновении друг с другом образовывают несколько гравитационных коллапсов (их центры — это будущие звезды).
Тела небольших размеров притягиваются к центру коллапса и становятся его частью, а чуть более массивные объекты — не могут притянуться вплотную к звезде, но и не могут покинуть радиус действия её гравитационного поля.
Таким образом, в результате столкновения молекулярных облаков космическое тело получает импульс к бесконечному движению, и на миллиарды лет становится рабом гравитационного поля более крупного объекта.