Astronomiya

Ayın cazibə qüvvəsi kosmik stansiyanın orbitində müşahidə edilə bilərmi?

Ayın cazibə qüvvəsi kosmik stansiyanın orbitində müşahidə edilə bilərmi?

Astronomiya Bu Saytı gəzərkən Ayın ətrafında dövr etmə ilə bağlı bu suala rast gəldim (Ayın ətrafında sabit bir "aylıq" orbit əldə etmək mümkündürmü?). Daha çox baxarkən (Ayın cazibəsini ölçə bilərəmmi?) Rast gəldim ki, bu da kifayət qədər həssas avadanlıqla Ayın cazibə qüvvəsini göstərir. bilərdi yer üzündə ölçülür. Bu, Ayın cazibə qüvvəsinin Kosmik Stansiyanın və ya geosinxron peykin orbital yolunda müşahidə edilə biləcəyini düşünməyə vadar etdi? Və belədirsə, ayın cazibə qüvvəsi səbəbindən hər hansı bir təzminat (qısa və ya uzunmüddətli) tələb olunarsa. Bunun nisbətən əhəmiyyətsiz olacağını düşünürdüm, amma əmin deyiləm, ona görə sual.


NASA-ya görə, Yer orbitindəki peyklər Aydan "bir kosmik gəmini oyundan kənarlaşdırmaq" üçün kifayət qədər güclü müdaxilə ilə qarşılaşmırlar. Yerin orbitindəki bir peyk üçün Günəşin cazibə qüvvəsi Ayın təsirindən ~ 160 qat daha güclüdür. Mənbə: Ay orbitləri üçün yeni bir paradiqma (ətraflı məlumat üçün aşağıdakı EDIT qeydinə baxın).

Bununla birlikdə, Günəşdən, Aydan, Yupiter kimi planetlərdən cazibə qüvvəsi (günəş radiasiya təzyiqi, atmosfer sürüklənməsi və s. Kimi digər amillər) Yer kürəsində dövr edən hər bir peykin orbital yolunu bir az dəyişdirmək üçün kifayət qədər müdaxiləyə səbəb olur. Sapmaların əvəzini çıxarmaq üçün bütün peyklər, istədikləri doğru orbitdə qalmaq üçün periyodik olaraq qısa müddət ərzində itələyicilərini atəşə tutmalıdırlar. Bir peykin bu "orbital stansiya saxlama" manevrlərini həyata keçirmək üçün yanacağı yoxdursa, bu, əslində kosmik zibil olur. Mənbə: ISS və digər bütün peyklər ayın cazibə qüvvəsindən təsirlənirmi?

EDİT: 42.164 km radiusda geostasionar (GEO) orbitdə Yer ətrafında fırlanan kütləsi 3000 kq olan bir peyki nəzərdən keçirin. Yerdən cazibə qüvvəsi bütün orbit boyu sabitdir və ~ 673 N (Newton) -a bərabərdir. Peyk Yer ətrafında fırlandıqca Aydan və Günəşdən daha yaxın və ya uzaqlaşır və bu səbəblə onların cazibə qüvvələri dəyişir. Günəşdən çəkmə təxminən 17 Nyutondur, lakin yalnız 0.02 N ilə dəyişir. Aydan çəkilən cazibə qüvvəsi 0.12 N (peyk Yerlə Ay arasında olduqda) və 0.08 Nyuton (peyk Günəşdən ən uzaqda olduqda) arasında dəyişir. Yerin əks tərəfindəki ay). Beləliklə, Aydan çəkilmə Günəşdən daha kiçik olsa da, Ayın narahatlığının dəyişməsi Günəşdən iki dəfə çoxdur.

Qeyd: yuxarıdakı rəqəmlər, bütün orbitlərin eyni müstəvidə olması barədə sadələşdirilmiş fərziyyə ilə hesablanır. Əslində, orbitlərin meylləri sayəsində rəqəmlər bir qədər aşağı ola bilər, lakin ümumi mənzərə təxminən eyni olaraq qalır.


Aydan raket atmaq bizim Marsdakı bir evə biletimizdir

Minlərlə nəsil maraqla və təəccüblə Aya baxdı. Aya baxıb oraya getməkdən uzun bir yol qət etdik. Özümüzü bir növ olaraq qurtarmaq istəyiriksə, ikinci evimiz deyə biləcəyimiz bir dünyaya - Ayı müstəmləkə etməliyik.

Mars əlbəttə ki, daha yaşayışlıdır, lakin Ay çox planetar bir insanın varlığına doğru addım ola bilər. Aşağıdakı məqalədə ilk Ay koloniyasının necə ola biləcəyi araşdırılır.


Dünyanın oxu, planetimizdəki fəsillər və həyat

Yerin sabit oxu üçün təşəkkür etmək üçün ayın cazibə qüvvəsi var və bu, eyni istiqamətdə Yerin ardıcıl fırlanmasına təsir edən bir neçə amildir. Yerin bənzərsiz və əlverişli fırlanma oxu fəsilləri müəyyənləşdirir və iqlimimizi həyatın inkişafı üçün əlverişlidir. Ayımız da Yer kürəsini öz oxu üzərində sabitləşdirir, buna görə əksinə olandan daha az titrəyir.


# 4 Ayın Cazibəsi Okeanlarımızı necə hərəkətə gətirir?

& # 8220Yuxarıdakı fəza vaxtında bir kütlə olduqda onu təhrif edir ki, kosmosda səyahət etmənin zamanla səyahət etməyinizə səbəb olduğu həqiqət olaraq qalır, zamanla səyahət etmək artıq kosmosda hərəkət etməyə (sürətlənməyə) səbəb olur. Başqa sözlə, mövcud olduğuna görə, kosmosda hərəkət etmək məcburiyyətindəsiniz və bu, cazibə qüvvəsidir. & # 8221

Mövcud Ay Nəzəriyyəsinin Əsasları

4.5 milyard il əvvəl, Günəş Sisteminin yaranmasından təxminən 30-50 milyon il sonra, daha kiçik bir proto-Earth ilə Mars böyüklüyündə başqa bir planetoid arasında böyük bir toqquşma nəticəsində orbitə atılan dağıntılardan.

Başlanğıcda Ay çox daha sürətli fırlandı, ancaq mükəmməl kürə olmadığı və ekvatorda bir qədər qabarıq olduğu üçün orbit yavaşladı və nəticədə səliqəli şəkildə kilidləndi - eyni üzü Yer üzünə saxladı. Yer-Ay xətti boyunca çıxıntılar bir fırlanma anına səbəb oldu və Ayın fırlanmasını yavaşlatdı, eyni şəkildə bir fiqurlu konkisürən bir fırlanmanı yavaşlatmaq üçün açılır.

Ayın fırlanması orbital sürətinə uyğun gələ biləcək dərəcədə yavaşladıqda, qabarıqlıq Yer kürəsi ilə uzlaşırdı və bu səbəbdən həmişə Ayın eyni tərəfini görürük. Günəş sistemimizdə demək olar ki, bütün aylar orbitdə olduğu kimi eyni dərəcədə fırlanır. Ay olmasaydı, dünya çox fərqli bir yer olardı. Yer təkcə Ayın fırlanmasını yavaşlatmadı, eyni zamanda Ay da Yerin fırlanma sürətini yavaşlatdı.

Ayın meydana gəlməsindən bəri, Yer ayın yaratdığı gelgitlərin sürtünməsi səbəbindən dönməsini yavaşlatır və bu enerji mübadiləsinə reaksiya olaraq, Ay Yerdən uzaqlaşır. Əslində, Ayın meydana gəldiyi dövrdə Yer kürəsi erkən bir günün cəmi bir neçə saat sürdüyündən daha sürətlə fırlanırdı. Ancaq Ay, Yerlə əlaqəli olaraq, Yerin fırlanma sürətini Ayın orbital sürətinə qədər yavaşlatmaq üçün Günəş sisteminin yaşından iki dəfədən çox vaxt alacaq.

Ay Yerin cazibə qüvvəsinin 1/6 hissəsinə malikdir, buna baxmayaraq okeanlarımızı hər gün iki dəfə yuxarı və aşağı hərəkət etdirir və 238.000 mil məsafədən özündən 4X daha böyük bir kütlə şəklini dəyişdirir.

Buna, Yerin və Ayın öz orbitində kilidlənən 93 milyon mil uzaqlıqdakı Günəşin daha böyük Yer çəkilməsinə və daha böyük cazibə qüvvəsinə baxmayaraq nail olur.

Bununla birlikdə, Ayın cazibə qüvvəsi o qədər böyükdür ki, Yer kürəsini əhatə edən və okeanları hərəkətə gətirən stratosferlərimiz, troposferlərimiz, ionosferlərimiz və maqnitosferimiz vasitəsilə Günəşi və Dünyanı gücləndirə bildi.

Ayların çəkilişi o qədər uyğundur ki, gelgit masalarımızı saniyə ikinciyə qədər qura bilərik.

Yenə də gelgit çəkmələri hər yerdə eyni deyil. Bəzi bölgələrdə onlarca aylıq gelgit dəyişikliyi var və yalnız bir az məsafədə gelgit dəyişikliyi ayaq və ya iki qədər azdır.

Qəribədir ki, Ayın çəkisi bütün göllərdə, çaylarda, gölməçələrdə və axınlarda ölçülə bilməz. Verilən səbəb & # 8211 & # 8220 ölçüsünün əhəmiyyəti var & # 8221.

& # 8220Həqiqətən, gelgitlər bütün su hövzələrində, hətta bir küvetdə mövcuddur, ancaq ölçülə bilməyəcək qədər sonsuz qədər kiçikdir. Şimali Amerikanın Böyük Göllərindən ən böyüyü olan Superior gölündə də bir gelgitin kiçik təsiri barometrik təzyiq və seiche kimi tanınan fenomenin təsiri ilə aradan qaldırılır. Böyük Göllər arasında Gelgit Cədvəlləri yoxdur və seiche xəbərdarlıqları nadir hallarda yayımlanır, çünki əksəriyyəti 50 sm-dən az bir fərqə səbəb olur. Bir seiche təsiri, Huron və Michigan Gölləri arasındakı Mackinac Boğazlarında ən güclü hiss oluna bilər. & # 8221

Sir Isaac Newton, bu günə qədər inanmağımızı öyrətdiyimiz əsas cazibə qanunlarını kəşf etdiyi üçün etibarlıdır. Okeanlar yer üzündə öz yerində tutulur və öz oxu ətrafında 1000 mil / s sürətdə cazibə qüvvəsi ilə fırlanır, normalda hər şeyin yalnız fırlanma qüvvəsi ilə xaricə atılmasına səbəb olacaq mərkəzdənqaçma gücündən 238 qat daha güclüdür.

Beləliklə, Yerin cazibə qüvvəsi okeanlarda, binalarda və bizdə qalmaq üçün böyükdür. (Qırmızı ox sarı rəngin 238 gücünü, yaşıl isə 1000 mil / saat sürəti təmsil edir.)

Sualınız var? Bəs niyə yaş bir tennis topu suyunu bayıra atır? Niyə cazibə qüvvəsi suyu mərkəzdənqaçma gücünə qarşı tutmur?

Yenə cazibə görünmür, bizə deyilir və əyrilik və sirli & # 8220qara maddə & # 8221

  • Cazibə qüvvəsi, zamanın əyriliyinə səbəb olan maddənin mövcudluğunun təbii nəticəsidir
  • Boşluq sürətlənən hərəkəti ilə təhrif olunur qaranlıq enerji

Beləliklə, maddə məkanda və zamanda əyriliyə səbəb olur qaranlıq enerji cazibə yaratmaq. (cazibəni sadəcə bir şey kimi təsvir edən veb saytdakı & # 8220 sadə cazibə & # 8221 yuxarıdakı linki vurduğunuzdan əmin olun. Həm də yer cazibəsinin hələ bir & # 8220 nəzəriyyə olduğunu unutmayın.)

& # 8220A Gravitron & # 8221, mərkəzi oxda, bucaqlı bir düzlükdə fırlanaraq güc göndərir. Güc xarici & # 8230. və fırlanma 1000 mil / saat deyil.

& # 8220Gravity, standart modelin təsvir etdiyi digər qüvvələrdən tamamilə fərqlidir və & # 8221; İllinoysdakı Fermilab'ın nəzəri bir fiziki Mark Jackson dedi. & # 8220Kiçik cazibə qüvvəsi ilə əlaqəli bəzi hesablamalar apardığınızda, axmaq cavablar alırsınız. Riyaziyyat sadəcə işləmir. & # 8221

Klassik olaraq dalğaları ölçə bilərik və dalğalar hissəciklərdən ibarətdir. & # 8221, eyni zamanda cazibə dalğasına bənzər dalğalar axtaran Lazer İnterferometr Qravitasiya-Dalğa Rəsədxanasının (LIGO) üzvü olan Siemens dedi. Cazibə dalğalarını aşkar edərək, qravitonların həqiqətən mövcud olduğunu və onu axtarmağa başladıqlarını iddia edəcək əsaslar olardı.

& # 8220Bu nöqtədə elmi fantastika kimi görünür. Ancaq nəzəri olaraq tək qravitonları aşkar edə bilməliyik & # 8221 Siemens. & # 8220Amma böyük sual necədir. & # 8221

& # 8220Hey Bill, bütün ulduzlar hara getdi? & # 8221

(Astronavtın Yer kürəsi ətrafında 17.500 mil / saat sürətlə hərəkət edən kosmik stansiyanın xaricində olduğunu söylədi, ancaq ayrıldığı nəqliyyat vasitəsi ilə ayaqlaşmaq üçün heç bir gücə ehtiyac duymadığını və bu cür sürətlərin yaratdığı güclü külək hiss etmədiyini söylədi).

Yerin çəkisi, 100 mil məsafəni% 10 paylayır və bununla da astronavtların kosmosda gəzməsinə imkan yaradır, beləliklə hekayə davam edir. Kosmosda gəzə bilmə səbəbi, astronavtların Yerin cazibə qüvvəsinin NASA-dan gəldiyi deyilən Yerin mərkəz özəyinə doğru yenidən Dünyaya düşməsi və # 8220;

Bəzi insanlar kosmosda cazibə qüvvəsi olmadığını düşünürlər. Əslində kosmosun hər yerində az miqdarda cazibə qüvvəsinə rast gəlmək olar. Cazibə qüvvəsi, ayı Yerin ətrafındakı orbitdə saxlayan şeydir. Cazibə qüvvəsi Yerin günəşin ətrafında dövr etməsinə səbəb olur. Samanyolu qalaktikasında günəşi yerində saxlayır. Ancaq cazibə məsafədən zəifləyir. Bir kosmik gəminin Yerdən kifayət qədər uzaqlaşması, içindəki bir insanın cazibə qüvvəsini çox az hiss etməsi mümkündür. Lakin şeylərin orbitdə bir kosmik gəmidə üzməsinin səbəbi bu deyil. Beynəlxalq Kosmik Stansiya Yer ətrafında 200 ilə 250 mil yüksəklikdə dövr edir. Bu yüksəklikdə, Yerin cazibə qüvvəsi planetin səthindəki nisbətinin yüzdə 90-ıdır.

Niyə obyektlər Orbitdə üzür?
Əgər Yer kürəsinin cazibə qüvvəsinin yüzdə 90-ı kosmik stansiyaya çatırsa, astronavtlar niyə orada üzürlər? Cavab onlar içəridə olduqlarına görədir pulsuz düşmə. Bir vakuum, cazibə qüvvəsi bütün cisimlərin eyni sürətlə düşməsinə səbəb olur. The kütlə obyektin heç bir əhəmiyyəti yoxdur. Bir adam bir çəkic və bir lələk atarsa, hava lələyi daha yavaş yerə endirəcəkdir. Ancaq hava olmasaydı, eyni sürətdə düşərdilər. (Mənbə)

Məsələ burasındadır ki, Yerin kosmosdakı cazibə qüvvəsi azaldılsa da, ayın ətrafında dövr etməsi üçün kifayət qədər qalsa da, ay gəzənlər Yerlərin yalnız 1/6 hissəsi və ya 17% -i və kütləsi 1-dir. / Yerin ölçüsü 4.

Beləliklə, Ay təxminən 238.000 mil məsafədədir, Yerin çəkilişi 1/6 ilə hələ də cazibə qüvvəsi məsafələrə yayılsa da, qüdrətli okeanlarımızı gündə iki dəfə yuxarı və aşağı hərəkət etdirmək üçün kürə Yerini eliptik bir forma çevirmək üçün kifayət qədər gücə sahibdir.

Ancaq ayların cazibə sahəsi Ayda o qədər zəifdir ki, temperatur yüzlərlə dərəcə ilə dəyişir.

Yenə də 4X daha böyük yerin şəklini 6X daha böyük cazibə qüvvəsi ilə dəyişdirir.


Suallar: Kilidsiz bir Ay, Qara Deliklərə Enerji və Kosmik Stansiya və # 039s Orbit

Ay Yer üzünə yığışdırılmasaydı nə olardı? Bütün bu kütlə və enerjinin qara dəliyə doğru itməsinə nə olur? Və kosmik stansiyanın & # 8217s çılğın orbitini necə izah edə bilərik?
Astronomiya Cast komandası üçün bir sualınız varsa, xahiş edirəm [email protected] elektron poçtuna göndərin və gələcək bir şou üçün bu məsələni həll etməyə çalışacağıq. Zəhmət olmasa yerinizi və adınızı tələffüz etməyin bir yolunu daxil edin.

Göstərilənlər

Ay Yer kürəsinə səliqəli şəkildə kilidlənməyəcək qədər sürətlə fırlansaydı nə olardı?

İşıq və maddə qara dəliyə girəndə hara gedirlər?

Niyə kosmik stansiyanın orbitində 60 dərəcə şimal enlemi ilə 60 dərəcə cənub arasında salınan görünür?

Teleskoplar fərqli obyektlərə baxdıqda nə götürürlər və bu işıq dalğaları və ya fərdi fotonlardır?

Dark Matter & # 8220out & # 8221 ya da ətrafımızda?

Big Bang zamanı zaman sonsuzdan əvvəl baş verdiyi qədər yavaş keçdi?

Günəş sarı kimi təsnif edilirsə, niyə gün işığının rəngi ağ rəngdədir?

Verilişin əvvəlindən bəri müzakirə olunan hər hansı bir elm dəyişdi?

Kosmik gəmini məhv olmaqdan qurtarmaq üçün Hubble və ya Cassini kosmosa qaldırıla bilərmi?

Transkript: Kilidsiz bir Ay, Qara Deliklərə Enerji və Kosmik Stansiya & # 8217s Orbit

Fraser Cain: İnana bilmirəm ki, hazırlaşarkən uh kimi oldun ki, tornado xəbərdarlıqları olduğu üçün biraz kəsə bilərəm.

Dr. Pamela Gay: [Gülüşlər] Bəli, olduqca təəccüblüdür və hazırda hamısı günəş işığıdır və fırtınanın növbəti dalğası gələnə kimi quşlar cingildəyir.

Fraser: Zarafat!

Pamela: Orta qərbdir.

Fraser: Tamam, buna bənzər bir şey gətirsin, düşünürəm ki, həqiqətən şouya gətirib çıxarmır. Ay tamamilə Yerə kilidlənməsəydi nə olardı? Bütün bu kütlə və enerjinin qara dəliyə doğru itməsinə nə olur? Kosmik stansiyanın çılğın orbitini necə izah edə bilərik?

Astronomiya heyəti üçün bir sualınız varsa, xahiş edirəm [email protected] elektron poçtuna göndərin və gələcək bir şou üçün bu məsələni həll etməyə çalışacağıq. Zəhmət olmasa yerinizi və adınızı tələffüz etməyin bir yolunu daxil edin.

İlk sual John dweAngelo l ocation unknown tərəfindən gəlir. "Ay, hal-hazırda yığcam şəkildə kilidlənməyəcək qədər sürətlə fırlansaydı, Yer / Ay sisteminin təsiri necə olardı?"

Tamam, buna görə dinləyicilərin ayın gelgit kilidini niyə sevdiyini bilmirəm. Onlar doymurlar. Bununla bağlı çox sual alırıq.

Mövcud vəziyyətdə Ay həmişə eyni üzü Yer üzünə göstərir, ancaq Dünya fırlanır və eyni üzü Aya göstərmir. İndi dünya fırlansaydı və eyni zamanda Ay dünyaya eyni üzü göstərməsəydi nə olardı? Əgər ikisi də kilidlənməsə, hər hansı bir fərq olarmı?

Pamela: Ayın qaranlıq tərəfi adlandırdığımızı müntəzəm olaraq düşünə biləcəyinizə baxmayaraq, təqdirəlayiq bir şəkildə deyil. Hal-hazırda, Ay ətrafında fırlanarkən, Yerin ətrafında dövr etdiyi hər dəfə bir dəfə fırlanır. Bu yolla hər şey kilidli addımda saxlanılır və biz yalnız ayın yarısını görə bilərik.

Əlavə bir neçə faiz görməyimizə imkan verən bəzi titrəmə və rəqslər var. Ümumiyyətlə, yalnız eyni yarını görürük. Daha sürətli və ya əslində daha yavaş dönsəydi, yığcam şəkildə kilidlənməsəydi, o tərəfi görərik. O tərəfi görməkdən başqa, Yer planetində nəzərə çarpan bir fərq olmazdı. Bir az daha çox şey görmək istəyərdik.

Fraser: İnsanlar səni öldürməmişdən əvvəl səni düzəldəcəyəm. Ayın qaranlıq tərəfi deyil, uzaq tərəfi.

Pamela: Yaxşı və mən burada Pink Floyd düşünürəm. Əslində [gülüşlər] ayın uzaq tərəfi müntəzəm olaraq gördüyümüz tərəf qədər gün işığı alır, ancaq onu anladığımız üçün ayın qaranlıq tərəfi olaraq adlandırılır. Nə olduğunu bilmirik, buna görə qaranlıq sözü haradan gəlir.

Fraser: Ayın həmişə qaranlıq tərəfi var, çünki kölgədə həmişə ayın yarısı var.

Pamela: Bəzən görəcəyimiz tərəf budur. Beləliklə, kölgədə qaldıqda yaxşı başa düşdüyümüz tərəf budur.

Fraser: Mükəmməl. Pamela ayın qaranlıq tərəfini dedikdə, ayın Yer üzündə görə bilmədiyimiz sirli digər tərəfini nəzərdə tutur. Əlbətdə ki, kosmik gəmi göndərdik və onu mükəmməl bir şəkildə xəritələşdirdik. Ayın qaranlıq tərəfi budur.

Məncə çoxdan əvvəl heç kimin heç bir fikri yox idi? Böyük bir gülən üz ola bilər. Heç kim ayın digər tərəfində nə olduğunu bilmirdi. Hər halda mən fikirləşirəm. Ancaq bir sualım var, Yerlə Ay bir-birinə bir-birinə kilidlənsəydi nə olardı?

Pamela: Bu, ayda olsaydınız, hər zaman dünyanın tam eyni tərəfini görərdiniz və buradakı yer üzündə biz həmişə ayın tam eyni tərəfini görürük. Bunun üçün bu gün Yerin fırlanma sürətini dəyişdirmədən reallaşması üçün 24 saatlıq günlərimiz qalmışdı ki, ayı bir qədər yaxınlaşdırmalısınız.

Budur, həqiqətən ayı geosinxron bir orbitdə saxlamalı olacaqsınız. Hava peykləri və rabitə peyklərini yapışdırdığımız yerə qədər gedəcək. Hələ kifayət qədər uzaqdadır ki, Yerin cazibə qüvvəsinin onu hissə-hissə parçalamasının gelgit təsiri ilə parçalanmayacaq. Ancaq bu, şübhəsiz ki, səmamızın daha böyük bir hissəsini dolduracaqdı.

Gelgitlər əsla dəyişməyəcəyi istisna olmaqla, bizdə daha yüksək gelgitlər var idi. Tam eyni gelgit ilə həmişə ayın altında eyni yerdə qalacaqsınız. Bunu düşünməyin bir yolu, dünyanın bir hissəsində dünyanın başqa bir hissəsindən daha yüksək su təbəqələrinə sahib olmaqdır.

Fraser: Ancaq əsla dəyişməz, əsla fərq etməzsən. Gelgit olmayacaqdı, çünki okeanın olduğu sahilin üstündə olacaqdı.

Pamela: Tam olaraq. Nyu-Yorkda oturursan, dalğaların həmişə sahildə bir hündürlüyə vurması istərdin. Əgər Kaliforniyada oturursan, dalğaların həmişə günəşin qəflətən gelgitlərin əsas mənbəyi olacağı sahilin başqa bir hissəsini vurması və bu da gelgitlərə o qədər də təsir etməməsi istərdi.

Fraser: Tamam, ancaq ayın nizamlı olaraq fırlandığı zaman düz bir şəkildə kilidlənməməsi vəziyyətində heç bir dəyişiklik olmazdı.

Pamela: Tam olaraq.

Fraser: Heç bir fərq olmazdı. Səliqəli olaraq kilidlənmiş olmaq, səliqəli şəkildə kilidlənməyib, dünyanı heç dəyişdirmir. Əgər ikisi bir araya yığılsaydı, fərqli bir vəziyyətimiz olardı, çox sərin.

Kanadanın Ontario, Fergus şəhərindən olan Erin Warner soruşur: İşıq və ya maddə qara dəliyə girəndə hara gedir və nə baş verir?

[Gülüşlər] Düşünürəm ki, bu barədə əvvəllər məlumat vermişdik, amma düşünürəm ki, əşyalar qara dəliyə getəndə sual harada gedir?

Pamela: Qara çuxura girdiyini çox axmaqca açıq şəkildə söyləmək lazımdır. Əsasən aşağı enir və güman edirik - qara dəliyin hadisə üfüqünə girib məlumatı geri göndərə bilmirik, hadisə üfüqündə çökmüş bir ulduz və ya birləşmiş kütlə kimi bir hissənin olduğunu düşünürük. qaz yeyən bir çox çökmüş ulduzun, tükənmədən yıxılmaqdan belə narahat olmayan ulduzların.

Supermassive qara dəliklər normal ulduz kütləsi qara dəliklərdən daha böyük bağırsaqlara sahib olacaqdır. O hadisə üfüqündə olduğunuzda, həqiqətən başa düşmədiyimiz bir vəziyyətə sahib olan bu nəhəng kütlə damarına sahibsiniz. Normal ulduzların elektronlardan, neytronlardan, protonlardan ibarət olduğunu bilirik.

Bilirik ki, ağ cırtdanlar kondensasiya olunmuş maddələrdən ibarətdir, burada elektronlar əslində bizim degenerasiya qaz dediklərimizi əmələ gətirdikləri qədər sıx bir şəkildə bağladıqları yerdə meydana gətirirlər. Nüvələrin özləri bəzi hallarda bir kristal əmələ gətirirlər.

Neytron ulduzları ilə protonların və neytronların və elektronların yerləşdiyi daha yüksək bir mühit əldə edirik, əslində elektronlar və protonlar bir yerə enerji verir və hamısı neytron olur. Hər şey yalnız bu vəziyyətdə neytron qazına çevrilir.

İşləri daha da sıxdıqdan sonra nə olacağından əmin deyilik. Qara dəliklərin içindəki maddənin vəziyyəti, hələ də anlamağa çalışdığımız şeylərdən biridir. Hələ orada deyilik.

Maddənin qəribə yeni vəziyyəti nə olursa olsun işıq, kütlədir, qara dəliyə düşən hər şey bu yeni maddə vəziyyətinə sahib olan maddə və enerjinin qanına qapılır.

Fraser: Hər şey qara dəliyin kütləsini artırmağa çevrilir.

Pamela: Tam olaraq.

Fraser: Bir planet qara dəliyə düşərsə, qara dəlik daha kütləvi olur. Qara dəliyə bütöv bir işıq düşərsə, qara dəlik daha kütləvi olur.

Pamela: Bütün enerji kütlədir. Eyni sikkənin iki tərəfidir və yalnız qara dəliyin cazibə qüvvəsini bu qədər böyüdür.

Fraser: Düşünürəm ki, əvvəllər bir neçə şouda bu bənzətmədən istifadə etdik. Qara dəlik portal deyil. Qara dəlik başqa bir ölçüyə qapı deyil. Bu yerdəki bir deşik deyil. Bu başqa bir dünya üçün bir kanal deyil.

Qara dəlik bir maşın qırıcıdır. Qara dəlik [gülüş] zibil kompaktdır. Bir avtomobili bir maşın qırıcıya qoyduğunuzda və avtomobil hara gedir? Avtomobil avtomobil kompaktına girdi və sıxıldı. Bu belədir.

Verilişin əvvəlində dediyimiz kimi, məncə qara dəlik şousumuz, bu qarışdırıcının hara getdiyini təəccübləndirdiyini düşünən bir qurbağa kimidir. Atlayacağam və sehrli bir ölçüyə çatdırılacağam. Həqiqətən, gedəndə qarışdırıcıya girər və qarışıq halına gəlirsən. [Gülüşlər] Budur hara gedir. Yəni qara dəliklər - eyni yer yoxdur. Qara dəlik nəqliyyat sistemi deyil. Bu bir yerdir.

Chapel Hill, NC-dən Jim Dennis-in Beynəlxalq Kosmik Stansiya orbiti olan ISS orbitinə dair bir sualı var. Niyə orbitinin ekvatordan təxminən 60 dərəcə şimal enliyindən və təxminən 60 dərəcə cənub enliyindən aşağıya və geriyə doğru tərpəndiyi görünür? Mən orbitdə saatda 27.000 kilometr yol qət edərkən düz bir xətt üzrə gedəcəyinizi düşünürdüm. Bu düz kompüter ekranımdakı düz xəritənin funksiyasıdır?

Bilirəm Jim burada nədən danışır. Bir - NASA-ya baxsanız, kosmik stansiyanın orbitinin bir siyahısına sahibdirlər və belədir, xəritədəki bu 'S' əyrisinə bənzəyir. Gördüyünüz kimi bu yolu yuxarıya qaldıran, sonra aşağı enən və sonra geri qayıdan yoldan gedir. Yəni Pamela, nə baş verir?

Pamela: Kosmik stansiya Yer planetinin ətrafında kifayət qədər dairəvi bir orbitdə hərəkət edir. Bu dairəvi orbit ekvatora nisbətən meyllidir, ona görə orbitinin bir nöqtəsində birbaşa ekvatorun üzərindədir. Orbitindəki başqa bir nöqtədə ekvatorun cənubundadır. Orbitindəki başqa bir nöqtədə Kanadada sizi ziyarət edən bir yerdədir. Problem bütün bunların altında yer kürəsinin dönməsidir.

Beynəlxalq Kosmik Stansiyamız meylli orbitdə şimala və cənuba gedib-gəlməkdədir. Yer planetinin ən şimal nöqtəsində, ən cənub nöqtəsində olanda altındakı yer hissələri, Yer planetindəki bu nöqtələr daim dəyişir. Bir orbitdə Kanada üzərindən, sonrakı orbitdə Beynəlxalq Kosmik Stansiya Sibir üzərində ola bilər.

İki ölçülü ekranınızda gördüyünüz həmin xəritəni götürə və parçalaya bilsəydinizsə, iki kənarını bir-birinə yapışdırın, bu orbiti ətrafında və ətrafında izləyə və həqiqətən meylli bir dönən dairə olduğunu görə bilərsiniz. Əslində bunu başınızın üstündəki bir hula halqa ilə edə bilərsiniz.

Əgər o hula halqasını götürsəniz və onu sabit vəziyyətdə saxlasanız və əyilmiş hula halqasının içərisində yavaş-yavaş dönsəniz, hula halqasının ən yuxarı hissəsinin və ən aşağı hissəsinin bədəninizin müxtəlif hissələrinə gəldiyini görərsiniz. Hula halqasının altından döndüyünüz zaman bədəninizin müxtəlif hissələrində olurlar.

Fraser: Düzdü. Mənə ağıl verir, davam edək. Stuart Kinear soruşdu: Mən bilirəm ki, işıq hissəcik və ya dalğa ola bilər. Qarışıq qaldığım şey teleskoplarımızın uzaq obyektlərə baxanda götürdükləri şeydir? Arxa həyət teleskopum onları götürəndə gölməçədəki dalğalanma kimi bir işıq dalğası və ya gözlərimə dəyən fərdi fotonlar? Fotonlar eyni zamanda dalğalar və hissəciklərdir? Müşahidə olunduqlarına görə bir və ya digər olmaq məcburiyyətindədirlərmi?

Bu, yüz illərdir fizikləri əzablandıran sualdır [gülüş]? Cavab verməyimizə kömək edən müəyyən bir İsveçrə patent katibimiz var. Nədir, teleskopdan baxanda və işıq görəndə nəyi görürsən?

Pamela: Həm hissəcik, həm də dalğa görürsən. Və bunun son dərəcə narazı olduğunu bilirəm.

Fraser: Hər ikisi necə ola bilər? Bu bir və ya digər olmalı.

Pamela: Xeyr, bir və ya digər olmalı deyil. Düşünmək lazım olan şey, həqiqətən yaxşı fokuslanmış bir ulduzun ətrafında bir sıra disk gördüyünüz zaman. Bu dizi diski, teleskopunuzun bir-birinə qarşılıqlı təsir göstərməsi və müdaxilə etməsi ilə fərqli fotonların hamısındakı fərqli dalğalar nəticəsində meydana gəlir.

Fərqli nöqtələrin hamısına sahib olduğunuz zaman bütün fərqli işıq hissəcikləri tək bir nöqtədə fokuslanmağa gəlir və gözünüzlə kimyəvi reaksiya verirlər, onlar hissəciklər kimi davranırlar. Hər an bizdə həm hissəcik, həm də dalğa fenomeni eyni anda davam edir.

Teleskopunuzun fərqli təsirləri hadisələrin fərqli hissələrindən qaynaqlanır. COMA-nı gördükdə, ümumiyyətlə sistemdəki linzalar səbəbindən fərqli işıq hissəciklərinin fərqli nöqtələrdə fokuslaşdığı bir hissəcik problemi kimi davranırıq.

Xromatik aberrasiya ilə qarşılaşdığınız zaman, dalğa kimi işləyən işıqla işləyirsiniz və fərqli işıq rəngləri müxtəlif yollarla əyilir. Həmişə fotonları həm hissəciklər, həm də dalğalar kimi görürük.

Fraser: Tamam və Astronomikastın 83-cü seriyası olan Wave Particle Duality adlı bir veriliş etdik. Buna daha ətraflı baxırıq və bəli, bu həm qarışıqdır, həm də [gülüş] insan olmağı bacarır və bunu anlamağa çalışır.

Kainatın vecinə deyil. Bu necə işləyir və bunu başa düşməkdə çətinlik çəkiriksə, bu çox pisdir.

Pamela: Reallıq, xəyal edə biləcəyimiz hər şeydən çox daha təəccüblüdür. Bu, kvant mexanikasını almaqdan əziyyət çəkən şeydir.

Fraser: Hansı ki, hələ bir şou göstərmədik. Beləliklə, bunu bir nöqtədə etməliyik.

Pamela: Bir plan kimi səslənir.

Fraser: Mike Maswich sked etdi: qaranlıq maddə "var" bir şeydir, yoxsa ətrafımızda? Mike-in bilmək istədiyini düşünürəm ki, qaranlıq maddənin qalaktikaları əhatə edən bu nəhəng halolarda olduğunu bilirik, amma qaranlıq maddə detektorumuzu çıxarıb onu günəş sistemində və ya yer üzündə aşkar edə bilsəydik burada?

Pamela: Bəli. Çox maraqlı şeylərdən biri budur ki, orada həqiqətən də günəş sistemimizdə nə qədər qaranlıq maddə olduğunu hesablamaq üçün çalışan nəzəriyyəçilər var.

Qaranlıq maddə ilə yəqin ki, müntəzəm olaraq qarşılıqlı əlaqə qururuq. Sadəcə içimizdən keçir.

Fraser: Demək istəmirsən ki, onunla müntəzəm olaraq qarşılıqlı əlaqə qurma [gülüş]?

Pamela: Yəqin ki, belədir. Müntəzəm olaraq qaranlıq maddə ilə eyni otaqda yerləşirik. Hələ qaranlıq maddənin nə olduğunu anlamağa çalışırıq.

Qaranlıq maddənin bir hissəsini təşkil edən hissəciklərdən biri də neytrino ola biləcəyini düşünürük. Neytrinolar ilə hər zaman qarşılıqlı əlaqədə olduğumuzu bilirik. Yalnız qardaşlarının qalan hissəsini tapmaq və bir model qurmaq lazımdır.

Əldə etdiyimiz bütün modellərə hər yerdə mövcud olan qaranlıq maddə yalnız fərqli miqdarda daxil edilmişdir. Hər yerə, bugünkü olduğumuz yerə daxil olur.

Fraser: Bəs onda bədənimdən milyonlarla qaranlıq maddə hissəciyi axa bilər?

Pamela: Bəli.

Fraser: Ya da qaranlıq maddənin necə işlədiyini və bunun yalnız bir cazibə funksiyası olduğunu başa düşmədikdə [gülüş] deyil.

Pamela: Bildiyimiz hər hansı bir anda Günəş sisteminin içindəki qaranlıq maddənin miqdarı çox azdır. Bunu cazibə hesablamalarımızın heç birinə daxil etmək məcburiyyətində deyilik.

Yüksək sürət, sürətli hərəkət, bir çox maddəyə, sıfır olmayan hissəciklərə kömək etməmək ehtimalı. Neytrinolar bunun bir hissəsidirsə, bilirik ki, hər saniyədən içərinizdən keçən neytrinolar var.

Fraser: Bəli, həm orada, həm də ətrafımızda. Yəqin ki. İngiltərədəki Essexdən olan Thomas William Pawlett soruşdu: ümumi nisbilik altında bilirik ki, cazibə sahəsi artdıqca zaman yavaşlayır. Böyük partlayış kütləsi və çəkisi sonsuz idi. Bu, böyük partlayışda zamanın həqiqətən sonsuzdan çox əvvəl olduğu qədər yavaş keçdiyini göstərir?

Tamam, böyük partlayış kütləsində və cazibədə sonsuz idimi?

Pamela: Yalnız kainatın özü sonsuzdursa.

Fraser: Aha! Tamam, belə deyirsən ki, sonlu bir kainata sahibiksə, o zaman sonlu bir maddə var idi, ona görə də səndə sonlu bir kütlə və bir cazibə var.

Pamela: Bəli, astronomlar kainatdakı kütlə miqdarı haqqında danışarkən adətən kütlə sıxlığı, bir günəş sistemi ölçüsündə bir fəzada bir kubmetr kütlə miqdarı haqqında danışırıq.

Bəzi həcmdə nə qədər sıxlığın, bütün kainatda nə qədər şeyin olmasından narahat oluruq. Hələ sonlu və ya sonsuz bir kainatda yaşadığımızı dəqiq bilmirik, bunun əvəzinə sıxlıqlarla üzləşməliyik.

Fraser: Tamam, görürəm.

Pamela: Böyük partlayışdan bəhs edildikdə, hər şey tək bir nöqtəyə qədər birləşdirildi. Sonsuz olmasa da, zaman kəsilir. Əslində böyük partlayışdan sonrakı andan başlayacaq vaxt haqqında danışırıq.

Böyük partlayışdan əvvəl təklik olan şeylər içərisində zaman haqqında da danışmırıq. Tənliklərimiz o nöqtədə olduğu qədər də müəyyən deyildi.

Fraser: Düşünürəm ki, bəlkə sual, kainatın sonlu və ya sonsuz olduğunu bilməyimizə kömək edən bir şeydir?

Pamela: Xeyr, həqiqətən deyil. Bildiyimiz yalnız böyük partlayışdan sonra saniyənin 47-sindən ondan azına qədər bir şey təsvir edə bilməməyimizdir. Ondan əvvəl fizikanı anlamaq qabiliyyətimiz, hələ orada deyilik.

Fraser: Ancaq Tomasın dediyi kimi sonsuz bir kainatda sonsuz bir kütlə olsaydı, sonsuz bir kütlə olduğu üçün bu heç genişlənməzmi?

Pamela: Böyük partlayışa nə başladığına dair bir məlumatımız yoxdur. Beləliklə, indi fəlsəfi bir mübahisəyə başlamısınız.

Fraser: Xeyr, faktdan sonra deyirəm. Sonsuz bir cazibə qüvvəsi ilə özündən uzaqlaşmağa çalışan sonsuz bir kütlə varsa, bu o demək deyilmi ki, ümumi nisbilik sayəsində bunun reallaşması üçün sonsuz bir zaman qazanacaqsan?

Pamela: Düzdür, ancaq tənliklərə fəsad gətirən sonsuz miqdarda qaranlıq enerji və ya inflyasiya olmadığını necə bilirik? Sadəcə buradan ora çatmağın bir yolu yoxdur.

Fraser: Sağ sonsuzluq mənfi sonsuzluq sıfıra bərabərdir.

Pamela: Sonsuzluğa bölmək və çoxaltmaq nəyi ləğv edir, nə həddi. We don’t know all of the whereins and wherefores of those first moments.

Fraser: We have no way to describe before that one times ten to the negative 42 nd of a second after the big bang. So we have no way to describe what came before and the expansion of the universe is evidence that time is happening. That’s kind of all we can do right now. We don’t know yet whether the universe is finite or infinite.

Pamela: Right so more to learn, more to discover. More reasons to continue being an astronomer.

Fraser: Whew! I’m glad. We were almost out of reasons. [Laughter] Steve Arch from Wales (I’m not going to pronounce his town in Wales – Dugavolche there we go) if our sun is classified as a yellow star and it looks yellow if you look or glance at it with eye protection why is the color of daylight white on the surface of the Earth? Oh good one. Is the sun a yellow star?

Pamela: This depends on who you ask. It’s actually a fairly controversial question. You wouldn’t think it’s a controversial question but it is.

Fraser: Wow.

Pamela: If you ask me what color is the peak wavelength of light emitted by the sun, it’s actually green. If you then ask me what color does the human eyeball perceive the sun to be from the surface of the planet Earth then it is yellow.

If you ask me what color would the sun be perceived to be if you were on orbit and stupid enough to look directly at it then the answer becomes white?

What color the sun is actually depends on where you’re looking at it from and what you’re using to say what color it is. It is kind of complex.

Fraser: It sounds like the yellow color is coming from the atmosphere somehow.

Pamela: Right, the sunlight passing through the atmosphere, we’re scattering blue light out. That’s why we end up with blue sky. There are other different things.

We’re losing the ultraviolet, bits of the infrared and all of these different filtering processes of our atmosphere lead to sun straight overhead mostly white. Sun on the horizon pretty red, sun in-between the two appears yellow.

When you go out into space where you no longer have the filtering of the atmosphere now your eye is going to combine all the different amounts of light coming off in all the different colors to see it is a white star.

Fraser: Then the classification of the sun is a huge controversy let’s not go there. [Laughter] Seen from space the light is white. Seen from Earth the color of the sun changes depending upon how much atmosphere it has to go through and how much of the blue end is taken out of the spectrum and you’re left with the red.

Pamela: Bəli.

Fraser: Okay that makes sense. I think astronomers need some new controversies because that one doesn’t sound like that exciting.

Jean Sullivan asked: since the beginning of the show has anything been said that was thought to be right at the time that has now been discovered to be wrong?

Pamela: Wow, we’ve but I remember thinking oh that changed since we did a story on it. But I can’t remember what so I guess this is one of those things where we should issue a challenge out to our listeners.

In just a few months we’re going to be coming up on our third anniversary. It would be really cool to do an everything that has changed. We have 150 something transcripts sitting online.

Those of you who’ve recently listened to all of our episodes or who have memories better than our memories are proving to be today, tell us what’s changed. Help us put together a retrospective show to air sometime in September.

Fraser: It’s true because we’ve been going at it for almost three years now. We always talk about how everything has changed from when you took your bachelor’s and even when you got your PhD.

That wasn’t that long ago and yet as I sit and think about the stuff that we’ve reported on and the science that we’ve explained there haven’t a lot of changes in it since over the three years. [Laughter] What killed the dinosaurs? No I get nothing black holes, supermassive black holes quasars? No.

Pamela: Yeah we’ve known that one since around 2000.

Fraser: Do people think that quasars, Seyfert galaxies and radio galaxies are all the same thing?

Pamela: That’s true.

Fraser: Yeah, new mass for the Milky Way.

Pamela: Number of arms of the Milky Way.

Fraser: Thickness of the Milky Way bulge was increased. The number of arms of the Milky Way but I think we covered it right when we did. Listeners help us out, we’ve got nothing.

If you can think of anything that has radically changed since we started doing the show or even slightly changed, that would be great. We could talk about some of the new changes. We can go back and revise our old episodes with one episode.

Ryan Peterson from Vancouver, BC (nice town – lived there most of my life) asked: I’ve read that as part of NASA’s latest and final service mission to Hubble they attached some sort of docking device to assist in crashing Hubble into the ocean. I’ve also read that Cassini will meet a similar fate at the end of its lifetime by crashing into Saturn. I was wondering if it would be feasible for satellites like Hubble and Cassini to instead be safely blasted out into space once they’re retired.

This is true. Hubble has had a retrorocket fitted to it by the most recent space shuttle mission. This is where the time of the show is getting kind of weird because by the time we’re recording this, the Hubble mission will have already landed and everything went fine. Yet by the date of the show it wasn’t sure, anyway.

It’s got a retrorocket attached to it. At the end of the mission it’s going to be crashed into the ocean. Cassini will also be crashed probably into Saturn by the end of its mission. Why do they do that?

Pamela: We’re looking at a couple of different reasons here. With Hubble what they attached was called the soft capture and rendezvous system. It actually will potentially allow us to go out with either robots or humans if we get a better manned space program with that capability going to go out and grab hold of Hubble and do something interesting with it.

Exactly what happens? Well the current plans are yes let’s destroy it. Let’s plunge it through the atmosphere someplace where the biggest chunks will probably not hurt anyone. We really don’t want to do that so this soft capture and rendezvous doesn’t close all the doors. We don’t have to destroy Hubble.

The real issue is we can’t afford to have a dead mission orbiting the planet where it doesn’t have the ability to control itself where if it gets hit by something it might go into an unstable orbit. Space is a dangerous place. We don’t need to be leaving school bus size junk around to potentially collide with future missions.

Fraser: No disrespect to Hubble. You’re a beautiful wonderful school bus size piece of junk that we’ll love very much.

Pamela: Exactly. [Laughter] Someday it’s just not going to be functional. We need to have plans on how to handle it. The energy necessary to boost it into a really high orbit is costly. Additionally then we just have a larger orbiting piece of space junk waiting to potentially hit something someday in the far future.

Bringing it back to Earth, either destroying it in the atmosphere or figuring out someway to rescue it someday and bring it back down to the planet is really the best bet in terms of not creating a disaster for the future.

With Cassini it’s a bit more complicated. There is always why don’t we just jettison it out to the outer regions of the solar system? There’s a lot of that empty space out there right? There are also potentially a lot of moons that might harbor life.

We don’t want Cassini which has been handled and touched by human beings and potentially is carrying germs and bacteria landing on Titan or anyplace that might potentially have its own bacteria.

The best way to prevent Cassini from potentially being a bio-weapon is to plunge it into Saturn. Saturn itself we’re not worried about supporting life so we’re going to use it as a garbage disposal unit.

Fraser: I think that the argument for Hubble is pretty straightforward. It costs half a billion dollars to launch a mission to Hubble. You have to say do you want to spend half a billion dollars to just have something you could put in a museum or would you rather spend that money on a couple of low-cost missions. Some of the missions that we love a lot – WMAP cost us less than half a billion dollars.

There are some important scientific questions that could be answered but yeah, you’re going to have to lose Hubble. Could you launch it into a higher orbit? Same deal you’re going to have to expend a lot of money and you still have to worry about that thing.

The best solution when it is non-functional is to crash into the ocean where nobody will be harmed and thank it very much for its wonderful service to science.

I think with Cassini the explanation, once again it’s sort of like clean up after yourself. When you’re done with Cassini, it’s no longer functional, kicking it to Saturn and that way we just don’t have to worry about what’s going to happen to it from here on out.

At the same time NASA also abandoned spacecraft on big long crazy missions all the time. The Pioneer and the Voyager spacecraft are zipping out of the solar system. There’s a bunch of other spacecraft that are on these big long elliptical orbits in the solar system.

They sometimes do that. I think in these cases where the spacecraft is trapped around a planet that’s how they get rid of them. That’s what they did with Galileo into Jupiter.

Pamela: On that note I think I’m going to have to request we end the show so I can hide in my basement because we have tornado sirens going off [laughter] here.

Fraser: Okay then we’ll talk to you next week. Bye Pamela.

This transcript is not an exact match to the audio file. It has been edited for clarity. Transcription and editing by Cindy Leonard.


Orbits

Objects in space are continuously following orbits. Even the moon is on an orbit around the Earth. Orbits are circular and stable paths around a planet or a moon.

Here’s how they work, briefly: The Earth is moving, revolving. If you can set up your craft or satellite in a suitable position and with a suitable speed, you can get it to orbit.

The satellite starts to fall towards the Earth, but due to its high speed, it takes some time to do that. By that time, the Earth has moved a bit, so the satellite sort of misses falling to the Earth. The satellite continues this process until it can no longer able to maintain that suitable speed.

The satellite in orbit is technically falling, just slow enough to go around the Earth entirely, and repeating this process again.


Gravity in Orbit

Space is nearly a perfect vacuum beyond Earth’s atmosphere there is no air to produce lift or drag. Gravity is the main force to be dealt with in space, and thrust is the force that allows a spacecraft to get into space and maneuver.

A spacecraft in orbit is yox beyond the reach of Earth’s gravity. In fact, gravity is what holds it in orbit—without gravity, the spacecraft would fly off in a straight path. As the spacecraft orbits, it is actually falling, though it never reaches the ground.


7 Answers 7

The effective gravity inside the ISS is very close to zero, because the station is in free fall. The effective gravity is a combination of gravity and acceleration. (I don't know that "effective gravity" is a commonly used phrase, but it seems to me to be applicable here.)

If you're standing on the surface of the Earth, you feel gravity (1g, 9.8 m/s 2 ) because you're yox in free fall. Your feet press down against the ground, and the ground presses up against your feet.

Inside the ISS, there's a downward gravitational pull of about 0.89g, but the station itself is simultaneously accelerating downward at 0.89g -- because of the gravitational pull. Everyone and everything inside the station experiences the same gravity and acceleration, and the sum is close to zero.

Imagine taking the ISS and putting it a mile above the Earth's surface. It would experience about the same 1.0g gravity you have standing on the surface, but in addition the station would accelerate downward at 1.0g (ignoring air resistance). Again, you'll have free fall inside the station, since everything inside it experiences the same gravity and acceleration (at least until it hits the ground).

The big difference, of course, is that the ISS never hits the ground. Its horizontal speed means that by the time it's fallen, say, 1 meter, the ground is 1 meter farther down, because the Earth's surface is curved. In effect, the station is perpetually falling, but never getting any closer to the ground. That's what an orbit is. (As Douglas Adams said, the secret of flying is to throw yourself at the ground and miss.)

But it's not quite that simple. There's still a little bit of atmosphere even at the height at which the ISS orbits, and that causes some drag. Every now and then they have to re-boost the station, using rockets. During a re-boost, the station isn't in free fall. The result is, in effect, a very small "gravitational" pull inside the station -- which you can see in a fascinating NASA video about reboosting the station.


How much, if at all, does the moon's gravity effect satellite's orbits?

Specifically do we have to include a moon's gravity variable in satellite orbiting calculations?

Yes, the moon's gravity exerts influence on satellites. This is especially important for geostationary satellites where very small alterations in their orbits could make them no longer geostationary.

Unfortunately is isn't that simple. The distance between the moon and the satellite is constantly variable as both things are orbiting.

Analyzing deviation from a mathematically ideal orbit is called [orbital perturbation analysis](https://en.wikipedia.org/wiki/Orbital_perturbation_analysis_(spacecraft). This gets incredibly complicated very quickly, as the orbits of the moon and Earth themselves are also irregular.

Satellites have some propellant onboard for station-keeping, which is regularly correcting for irregularities in its orbit.

I worked in a satellite-related field in the military. The routine corrections of orbital perturbations were referred to as delta-V maneuvers (since any maneuver of one body in space relative to another can be described as a change in velocity (V), whether in amplitude, vector, or both).

Because of the limited supply of propellant, and because of technological improvements, satellites are routinely replaced by new ones. I've met people who didn't realize this and just assumed satellites stayed in their orbits, operating indefinitely. For instance, I believe the current series of GPS satellites being slung into orbit is the Boeing-developed IIF series, however Lockheed Martin won the contract for the IIIA series. Not sure when those will start getting put into orbit.

It depends. There are a lot of contributing factors to the acceleration of an earth-orbiting satellite: earth gravity, atmospheric drag, the moon and sun, etc. The relative magnitude of these contributions depends largely on the hündürlük of the orbit. For example, for low-earth orbits (e.g., the ISS), atmospheric drag can be a larger effect than the moon's gravity.

There is a useful figure 3.1, p. 55, in Montenbruck and Gill's "Satellite Orbits" text that shows these contributions a Google book search for "montenbruck gill satellite orbits fig 3.1" should get you there.

This is actually pretty easy to figure out with a quick back of the envelope calculation. The acceleration an object feels from gravity is just MG/(r 2 ). If we plug in values for Earth's mass and the Moons mass and look at a couple of different orbital locations we can get a feel for the relative pull between the earth and the moon.

For a satellite on the outer edge of Low Earth Orbit (LEO), the orbital distances is about 2000km above the surface of the earth (r = 8371 km). The moon as a semi-major axis of about 385000km so that means this satellite is roughly 377000 km from the moon. so if we take the ratio of the acceleration toward the moon and the acceleration from earth and plug in these values we get 5.76*10 -6 . This is a very small correction, and is also the largest it will be. As the satellite and moon orbit the earth they will move out of this idealized system where they fall exactly on a line from the earth through the satellite to the moon.

Lets consider now a satellite in Geosynchronous orbit, much further from the earth/closer to the moon. We'll again assume the maximal configuration and take the ratio of the accelerations (r = 48000km from the earth now). For GEO orbit we get a ratio of 2.428*10 -4 much larger than before, but still quite small, and again coming from the maximal configuration.

Looking at these numbers it seems like the moon's gravity on a satellite is going to be pretty much negligable when launching the satellite. That said even these small numbers over time can start to significantly affect the orbit so people in charge of operating these satellites while their in orbit will have to consider the Moon's gravity and occasionally have the satellite make orbital corrections to account for it.


2 Answers 2

The reason is essentially to do with tides. And a slightly over-simplified summary is: If the moon orbits more slowly than the rotation of the parent body (as our Moon does, 12 degrees per day while the Earth rotates about 360 degrees per day) then the moon will gradually orbit further and further away. If the moon orbits faster than the rotation of the parent body, then the moon will gradually orbit closer and closer and eventually crash.

If there were no tides, none of this would happen. If both bodies are perfectly rigid and perfectly spherical, they will orbit each other for ever, with no change.

The Earth is soft, and stretches in response to gravitational forces. By "the Earth" here, I mean mostly the oceans but the rock also stretches (much less) in response to gravity.

Let us assume for a moment that the Earth is perfectly fluid, and that that fluid is also perfectly frictionless and has no inertia. In that case, there will be a "bulge" just beneath the Moon, caused by the fact that this position is closer to the Moon than the centre of the Earth is, and therefore is more strongly attracted by the Moon's gravity. Similarly there is a "bulge" on the side furthest away from the Moon, caused by the fact that this position is further from the Moon than the centre of the Earth is, and therefore is az strongly attracted to the Moon by the Moon's gravity. (From memory, the height of these bulges is about 50cm).

Thus as the Moon orbits a fluid, frictionless, inertia-free Earth, the Earth becomes slightly elliptical, and the "bulge" follows the sub-lunar point exactly. There is therefore no effect on the Moon's motion.

The Earth is yox perfectly fluid. The motion of its component materials (especially water) is yox frictionless. Real materials et have inertia. So the description I have just given is completely false.

In the real world, tides are higher than 50cm. This is because the water sloshes around - for a simple example, take a shallow tray, fill it with water, and try carrying it: the small irregularities in the way you walk become huge irregularities in the way the water moves, and you end up spilling most of the water.

In the real world, since the Earth is rotating more rapidly (360°/day) than the Moon is orbiting (12°/day), the bulge is being carried too far forward by the Earth's rotation. Omitting a lot of accurate detail, this means that the Moon "sees" beneath itself a slightly elliptical Earth with its bulge slightly ahead of the sub-lunar point. Thus the Moon is always being pulled slightly forwards in its orbit.

Pulling a satellite forwards in its orbit makes it orbit higher, and also makes its orbital period longer. Since action and reaction are equal and opposite, this is also pulling the Earth backwards in its rotation, which is why the days are gradually getting longer. Two interesting consequences: since the Moon moves further away, it gets smaller in the sky, and one day it will get small enough that there will be no more total eclipses of the Sun. Since the days are getting longer, one day the days will be $frac 1 <365>$ of a year in length, and there will be no more 29 February.

When a moon orbits faster than its parent planet's day, exactly the opposite happens. The moon will be "seeing" beneath itself a slightly elliptical planet whose bulge is "too far behind" and pulls it backwards in its orbit. This makes the orbit lower, and makes its orbital period shorter. There is no end to this process and eventually the moon will fall low enough to be caught by the planet's atmosphere, and crash.

Because of tides, the orbits of moons and satellites tend to decay away from the "one orbit = one day" position. A moon that is outside that position will move further and further outside it. A moon that is inside that position will move further and further inside it.

How fast this process happens depends on the nature of the planet. If the planet were made of a perfectly rigid substance then the effect would not happen at all because it would not be changing shape because of the moon's gravity. If it were perfectly fluid and inertialess then the effect would not happen at all because the bulge could be kept exactly under the moon with no effort at all. The Earth is a good candidate for orbital decay because of its oceans. Saturn is a good candidate for orbital decay because it is mostly gas. Mars is yox a good candidate because it is mostly rock which, although flexible, is not as flexible as water or gas.

Postscript: The Earth also orbits the Moon, and the overall effect has been that the Moon's day has got lengthened until it equals the time the Earth takes to orbit the Moon. The Sun also raises tides on the Earth (and the Earth on the Sun) and so, since the Sun rotates faster than once per year, the Earth is being pulled forward in its orbit, it is moving steadily away from the Sun, and the year is getting steadily longer.


Videoya baxın: Beynəlxalq Kosmik Stansiyadan reportaj (Sentyabr 2021).