WikiDer > Орбитальная скорость

Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью к добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найдите источники: «Орбитальная скорость» – Новости · газеты · книги · ученый · JSTOR (Сентябрь 2007 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Часть серии по
Астродинамика
Орбитальная механика
Параметры орбиты Апсис Аргумент периапсиса Азимут Эксцентриситет Наклон Средняя аномалия Орбитальные узлы Большая полуось Истинная аномалия
Виды двухчастичные орбиты, к эксцентриситет Круговая орбита Эллиптическая орбита Переходная орбита (Переходная орбита Хомана Биэллиптическая переходная орбита) Параболическая орбита Гиперболическая орбита Радиальная орбита Затухающая орбита
Уравнения Динамическое трение Скорость убегания Уравнение Кеплера Законы движения планет Кеплера Орбитальный период Орбитальная скорость Поверхностная гравитация Удельная орбитальная энергия Уравнение Vis-viva
Небесная механика
Гравитационные воздействия Барицентр Сфера холма Возмущения Сфера влияния
N-тела орбиты Лагранжевые точки (Гало-орбиты) Орбиты Лиссажу Ляпуновские орбиты
Инженерия и эффективность
Предполетная инженерия Соотношение масс Доля полезной нагрузки Массовая доля топлива Уравнение ракеты Циолковского
Меры эффективности Помощь гравитации Эффект Оберта
v т е

В гравитационно связанный системы, орбитальная скорость астрономического тела или объекта (например, планета, Луна, искусственный спутник, космический корабль, или же звезда) это скорость на котором это орбиты вокруг либо барицентр или, если один объект намного массивнее других тел в системе, его скорость относительно центр массы самого массивного кузова.

Термин может использоваться для обозначения либо средней орбитальной скорости, то есть средней скорости по всей орбите, либо ее мгновенной скорости в определенной точке ее орбиты. Максимальная (мгновенная) орбитальная скорость достигается при перицентр (перигей, перигелий и т. д.), а минимальная скорость для объектов на замкнутых орбитах приходится на апоапсис (апогей, афелий и т. д.). В идеальных системах из двух тел объекты на открытых орбитах продолжают вечно замедляться по мере увеличения расстояния до центра масс.

Когда система приближается к двухчастная система, мгновенную орбитальную скорость в данной точке орбиты можно вычислить, исходя из расстояния до центрального тела и расстояния до объекта. удельная орбитальная энергия, иногда называемый «полной энергией». Удельная орбитальная энергия постоянна и не зависит от положения.^[1]

Радиальные траектории

Далее предполагается, что система представляет собой систему из двух тел, а вращающийся вокруг объекта имеет незначительную массу по сравнению с более крупным (центральным) объектом. В реальной орбитальной механике в фокусе находится барицентр системы, а не более крупный объект.

Удельная орбитальная энергия, или полная энергия, равна K.E. - П.Е. (кинетическая энергия - потенциальная энергия). Знак результата может быть положительным, нулевым или отрицательным, и этот знак говорит нам кое-что о типе орбиты:^[1]

• Если удельная орбитальная энергия положительный, орбита не связана или открыта и будет следовать гипербола с большим телом фокус гиперболы. Объекты на открытых орбитах не возвращаются; после прохождения периапсиса их расстояние от фокуса неограниченно увеличивается. Видеть радиальная гиперболическая траектория
• Если полная энергия равна нулю, (K.E = P.E.): орбита является парабола с фокус на другом теле. Видеть радиальная параболическая траектория. Параболические орбиты также открыты.
• Если полная энергия отрицательна, К.Е. - П.Е. <0: орбита ограничена или закрыта. Движение будет эллипс с одним фокус на другом теле. Видеть радиально-эллиптическая траектория, время свободного падения. Планеты имеют связанные орбиты вокруг Солнца.

Поперечная орбитальная скорость

Поперечная орбитальная скорость обратно пропорциональна расстоянию до центрального тела из-за закона сохранения угловой момент, или эквивалентно, Кеплерс второй закон. Это означает, что когда тело движется по своей орбите в течение фиксированного промежутка времени, линия от центра масс к телу охватывает постоянную площадь орбитальной плоскости, независимо от того, какую часть своей орбиты тело отслеживает в течение этого периода времени.^[2]

Этот закон означает, что тело движется медленнее рядом с апоапсис чем рядом с его перицентр, потому что на меньшем расстоянии по дуге ему нужно двигаться быстрее, чтобы покрыть ту же площадь.^[1]

Средняя орбитальная скорость

За орбиты с малыми эксцентриситетдлина орбиты близка к круговой, а средняя орбитальная скорость может быть приблизительно определена из наблюдений орбитальный период и большая полуось его орбиты, или из знания массы двух тел и большой полуоси.^[3]

${ displaystyle v приблизительно {2 pi a над T} приблизительно { sqrt { mu over a}}}$

куда v - орбитальная скорость, а это длина из большая полуось в метрах, Т - период обращения, а μ=GM это стандартный гравитационный параметр. Это приближение справедливо только тогда, когда вращающееся тело имеет значительно меньшую массу, чем центральное, а эксцентриситет близок к нулю.

Если одно из тел не имеет значительно меньшей массы, см.: Гравитационная задача двух тел

Итак, когда одна из масс почти ничтожна по сравнению с другой массой, как в случае земной шар и солнце, можно аппроксимировать орбитальную скорость ${ displaystyle v_ {o}}$ в качестве:^[1]

${ displaystyle v_ {o} приблизительно { sqrt { frac {GM} {r}}}}$

или предполагая р равный радиусу тела^{[нужна цитата]}

${ displaystyle v_ {o} приблизительно { frac {v_ {e}} { sqrt {2}}}}$

Где M это (большая) масса, вокруг которой вращается эта ничтожная масса или тело, и v_е это скорость убегания.

Для объект на эксцентрической орбите вращаясь вокруг гораздо большего тела, длина орбиты уменьшается с увеличением орбитальный эксцентриситет е, и является эллипс. Это можно использовать для получения более точной оценки средней орбитальной скорости:

${ displaystyle v_ {o} = { frac {2 pi a} {T}} left [1 - { frac {1} {4}} e ^ {2} - { frac {3} {64 }} e ^ {4} - { frac {5} {256}} e ^ {6} - { frac {175} {16384}} e ^ {8} - dots right]}$^[4]

Средняя орбитальная скорость уменьшается с увеличением эксцентриситета.

Мгновенная орбитальная скорость

Для мгновенной орбитальной скорости тела в любой заданной точке его траектории учитываются как среднее расстояние, так и мгновенное расстояние:

${ displaystyle v = { sqrt { mu left ({2 over r} - {1 over a} right)}}}$

куда μ это стандартный гравитационный параметр орбитального тела, р - расстояние, на котором должна быть рассчитана скорость, и а - длина большой полуоси эллиптической орбиты. Это выражение называется уравнение vis-viva.^[1]

Для Земли в перигелий, значение:

${ displaystyle { sqrt {1.327 times 10 ^ {20} ~ { text {m}} ^ {3} { text {s}} ^ {- 2} cdot left ({2 over 1.471 раз 10 ^ {11} ~ { text {m}}} - {1 более 1,496 раз 10 ^ {11} ~ { text {m}}} right)}} примерно 30 300 ~ { text { м}} / { текст {s}}}$

что немного быстрее, чем средняя орбитальная скорость Земли 29 800 м / с (67 000 миль в час), как и ожидалось от 2-й закон Кеплера.

Касательные скорости на высоте

Смотрите также

• Скорость убегания
• Бюджет Delta-v
• Переходная орбита Хомана
• Биэллиптический перенос

Рекомендации