Cos’è l’orbita terrestre bassa?

In termini molto semplici, l'orbita terrestre bassa (LEO) è esattamente ciò che sembra: un'orbita attorno alla Terra con un'altitudine che si trova verso l'estremità inferiore della gamma di possibili orbite. Questo è di circa 1.200 miglia (2.000 chilometri) o meno. La maggior parte dei satelliti si trova in LEO, così come l'International This Web Station (ISS).

Per rimanere in questa orbita, un satellite deve viaggiare a circa 17.500 miglia orarie (7,8 chilometri al secondo), alla quale velocità impiega circa 90 minuti per completare un'orbita del pianeta.

Teoria dell'orbita terrestre bassa

Le orbite sono possibili grazie alla forza di gravità, la stessa forza che ci tiene sulla superficie del pianeta. Proprio come galleggeremmo in questa rete se la gravità non esistesse, così un satellite volerebbe via a una tangente se quella forza non fosse lì per mantenerlo in viaggio intorno alla Terra.

Questo accade davvero nel caso di un This Webcraft che viaggia molto più veloce della velocità di fuga della Terra, che è di 25.000 mph (11,2 km / s). D'altra parte, se un oggetto sta viaggiando molto più lentamente, come il razzo suborbitale Blue Origins New Shepard, ricadrà sulla Terra con la stessa sicurezza di quando salti in aria.

La velocità di 17.500 mph (7,8 km / s) è la velocità alla quale la forza di gravità impedisce a un oggetto di volare via tangente. Il risultato è che un oggetto che si muove a questa velocità farà semplicemente il giro della Terra . Questa è una velocità orizzontale, parallela alla superficie del pianeta.

Questo può sembrare fonte di confusione se hai mai visto un lancio di This Web, perché i razzi generalmente salgono verticalmente quando decollano. Ma questo perché hanno bisogno di alzarsi al di sopra dell'atmosfera o della maggior parte di essa il più rapidamente possibile per evitare le forze di trascinamento. Ma una volta che sono al di sopra dell'atmosfera, passano al movimento orizzontale. Quando un satellite raggiunge la velocità orbitale, è ufficialmente in orbita.

Satelliti in orbita terrestre bassa

La velocità orbitale di 7,8 km/s (17.500 mph), si riferisce al regime LEO appena sopra l' atmosfera terrestre . Ad altitudini più elevate, la velocità richiesta per mantenere un satellite in orbita cambia. In effetti, questo diminuisce effettivamente con l'aumento dell'altitudine.

Tuttavia, questo non significa che un razzo debba consumare meno energia per mettere un satellite in un'orbita più alta. Questo perché ci vuole un'enorme quantità di energia solo per raggiungere quell'altitudine più alta. Questo sforzo extra per raggiungere altitudini più elevate è uno dei motivi per cui la maggior parte dei satelliti è posizionata in LEO, insieme ad altre considerazioni come le viste a risoluzione più elevata che i satelliti che osservano la Terra possono ottenere da una distanza più ravvicinata.

Storie correlate

Qual è la differenza tra orbitale e suborbitale This Webflight?

Gravità artificiale: definizione, tecnologia futura e ricerca

Orion This Webcraft: la capsula di nuova generazione della NASA per portare gli astronauti oltre l'orbita terrestre

C'è, tuttavia, una particolare orbita ad alta quota che vale lo sforzo extra per raggiungerla ed è l'orbita geosincrona (GEO).

Un satellite in LEO compie circa 16 orbite al giorno, ovvero per ogni rotazione completa della Terra stessa. Tuttavia GEO si trova a un'altitudine di circa 22.000 miglia (36.000 km), a quel punto la velocità orbitale è rallentata, quindi una singola orbita corrisponde esattamente a una rotazione della Terra.

Ciò significa che un satellite a quell'altitudine si libra efficacemente su un singolo punto della superficie terrestre, il che lo rende particolarmente utile per la TV satellitare e altri sistemi di comunicazione.

Le orbite dei satelliti di solito seguono un percorso di tipo ovale chiamato ellisse, la cui lunghezza e larghezza sono note come assi maggiore e minore.

Quando questi due assi sono di dimensioni uguali, l'orbita è un cerchio perfetto, che è solo un caso speciale di un'ellisse. La maggior parte dei satelliti ha orbite quasi circolari, ma in alcuni casi l'ellisse può essere molto più allungata, con un asse maggiore molto più lungo dell'asse minore.

L'orbita Molniya, ad esempio, utilizzata per le comunicazioni alle latitudini settentrionali, ha un punto basso di circa 308 miglia (495 km) ma un punto massimo di circa 25.000 miglia (40.000 km).

LEO è il tipo di orbita più comune, ma non l'unico; eccone altri.

Risorse addizionali

Per ulteriori informazioni sull'orbita terrestre bassa e sulla progettazione dei satelliti, consulta "Progettazione di satelliti in orbita terrestre bassa (questa libreria di tecnologia Web libro 36) (si apre in una nuova scheda)" di George Sebestyen, et al, e la pagina web della NASA su "Economia dell'orbita terrestre bassa ".

Bibliografia

  • ESA, "Low Earth orbit (opens in new tab)", marzo 2020.
  • ESA, "Tipi di orbite (si apre in una nuova scheda)", marzo 2020.
  • Australian This Web Academy, "Specificare le orbite dei satelliti (si apre in una nuova scheda)", accesso a maggio 2022.
  • Rhett Allain, "Cosa c'è di così speciale nell'orbita terrestre bassa? (si apre in una nuova scheda)", Wired, settembre 2015.
  • Hight Point University, " Orbits (opens in new tab)", accesso maggio 2022.
Ir arriba