Alussa vuonna 1950, jossa Sputnik, Vostok ja Elohopeaa ohjelmia, ihminen alkoi ”liukua Maan vaikutuspiiristä”. Ja jonkin aikaa kaikki tehtävämme olivat niin sanottua matalaa maata kiertävää rataa (LEO). Ajan kanssa Apollo tehtäviä ja syvä avaruuslentoja, joissa robotti avaruusalus (kuten Voyager-tehtäviä), aloimme venture ulkopuolella, saavuttaa Kuu ja muut planeetat Aurinkokunnan.
mutta suurin osa avaruuslennoista vuosien saatossa – olivatpa ne kreivittyjä tai avaamattomia – on ollut maan kiertoradalla., Juuri täällä asuu maapallon laaja joukko viestintä -, navigointi-ja sotilassatelliitteja. Ja juuri täällä kansainvälinen avaruusasema (ISS) hoitaa operaatioitaan, mihin myös suurin osa nykyisistä miehistötehtävistä menee. Mikä LEO on ja miksi aiomme lähettää tavaroita sinne?
määritelmä:
teknisesti matalan Maan kiertoradalla olevat kohteet ovat 160-2 000 kilometrin korkeudessa maan pinnan yläpuolella., Mikä tahansa esine alle tämän korkeuden tulee olla kärsivät orbital rappeutuminen ja nopeasti laskeutua ilmakehään, joko tulikuuma tai kaatuu pinnalla. Tämän korkeuden kohteilla on myös 88-127 minuutin kiertoaika (eli aika, jonka se vie ne kiertämään Maata kerran).
Esineitä, jotka ovat matalan Maan kiertoradalla sovelletaan ilmakehän vetää, koska ne ovat vielä sisällä ylempiin kerroksiin Maan ilmakehään – erityisesti thermosphere (80 – 500 km; 50 – 310 mi), theremopause (500-1000 km; 310-620 mi), ja exosphere (1000 km; 620 mi, ja sen jälkeen). Mitä korkeampi kohteen kiertorata on, sitä pienempi on 1atmosfääritiheys ja vedä.,
Kuitenkin yli 1000 km (620 mi), esineet tehdään Maan Van Allenin säteilyvyöhykkeitä – alue varautuneita hiukkasia, joka ulottuu etäisyys 60000 km: n päässä Maan pinnasta. Nämä vyöt, aurinkotuuli ja kosminen säteily on ollut loukussa Maan magneettikenttä, mikä vaihtelevia määriä säteilyä. Siksi tehtävät LEO tähtäävät asenteisiin välillä 160-1000 km (99-620 mi).
Ominaisuudet:
Sisällä thermosphere, thermopause ja exosphere, ilmakehän olosuhteet vaihtelevat., Esimerkiksi, alempi osa thermosphere (80 550 km; 50 342 mi) sisältää ionosfäärissä, joka on niin nimeksi, koska se on tässä ilmapiirissä, että hiukkaset ovat ionisoitua auringon säteilyn. Tämän seurauksena minkä tahansa ilmakehän tässä osassa kiertävän avaruusaluksen on kestettävä UV-ja kovan ionisäteilyn tasot.
myös tämän alueen lämpötilat nousevat korkeuden myötä, mikä johtuu sen molekyylien erittäin alhaisesta tiheydestä., Joten, kun lämpötilat thermosphere voi nousta peräti 1500 °C (2700 °F), väli kaasun molekyylien tarkoittaa, että se ei tunne kuumaa ihmisen, joka oli suorassa kontaktissa ilman kanssa. Tällä korkeudella tiedetään tapahtuvan myös Aurora Borealis-ja Aurara Australis-nimisiä ilmiöitä.
Exosphere, joka on uloin kerros Maapallon ilmakehää, ulottuu exobase ja sulautuu tyhjyyteen avaruudessa, jossa ei ole ilmakehää., Tämä kerros koostuu pääasiassa erittäin alhaiset tiheydet vety, helium ja useita raskaampia molekyylejä, kuten vetyä, happea ja hiilidioksidia (joka on lähempänä exobase).
matalan Maan radan ylläpitämiseksi kappaleella on oltava riittävä kiertoratanopeus. Esineitä korkeudessa 150 km ja edellä, kiertoradalla nopeus, 7,8 km (4.84 mi) sekunnissa (28,130 km/h; 17,480 mph) on säilytettävä. Tämä on hieman vähemmän kuin pakonopeus piti päästä kiertoradalle, joka on 11.3 km (7 mailin) sekunnissa (40,680 km/h; 25277 mph).,
Huolimatta siitä, että painovoiman LEO ei ole merkittävästi pienempi kuin Maan pintaa (noin 90%), ihmisiä ja esineitä kiertoradalla ovat jatkuvassa pudotuksessa, joka luo painottomuuden tunteen.
Käyttää LEO:
tässä historian avaruustutkimuksen, valtaosa ihmisen tehtäviä on ollut Alhainen Maan Kiertoradalla. Kansainvälinen avaruusasema kiertää Leossa myös 320-380 kilometrin korkeudessa (200-240 mi). Ja LEO on siellä, missä suurin osa keinotekoisista satelliiteista otetaan käyttöön ja ylläpidetään., Syyt tähän ovat melko yksinkertaiset.
yhden osalta rakettien ja avaruussukkuloiden sijoittaminen yli 1 000 kilometrin korkeuteen (610 mi) vaatisi huomattavasti enemmän polttoainetta. Ja sisällä LEO -, viestintä-ja navigointisatelliittien, sekä avaruuslentoja, kokemus korkea kaistanleveys ja alhainen viestintä viive (aka. latenssi).
Maapallon havainnoinnin ja vakooja satelliitteja, LEO on edelleen alhainen tarpeeksi saada hyvä tarkastella Maan pintaa ja ratkaista suuria esineitä ja sää kuvioita pinnalla., Korkeus mahdollistaa myös nopean silmäkuopan aikoja (hieman yli tunnin kaksi tuntia pitkä), jonka avulla niitä voi katsella samalla alueella pinnalla useita kertoja päivässä.
Ja tietenkin, korkeudessa välillä 160 ja 1000 km päässä Maan pinnasta, esineet eivät kuulu voimakasta säteilyä Van Allenin Vyöt. Lyhyesti sanottuna, LEO on yksinkertaisin, halvin ja turvallisin paikka käyttöönottoa satelliitit, avaruusasemien, ja miehistöä avaruuslentoja.,
Ongelmia avaruusromua:
Koska sen suosio kohteita satelliitit ja avaruus-tehtäviä, ja lisää tilaa käynnistää viime vuosikymmeninä, LEO on myös tulossa yhä ruuhkainen kanssa avaruusromua. Tämä on muodoltaan hävittää rakettien vaiheet, ei-toimivat satelliitit, ja roskat luoma törmäysten välillä suuria paloja roskia.
olemassaolon roskia kentän LEO on johtanut kasvava huolenaihe viime vuosina, koska törmäykset korkean nopeudet voivat olla katastrofaaliset avaruuslentoja varten., Ja jokaisen törmäyksen, muita roskia on luotu, luo tuhoisa sykli tunnetaan Kessler Vaikutus – joka on nimetty NASA-tieteilijä Donald J. Kesslerin, joka ensimmäisenä ehdotti sitä vuonna 1978.
Vuonna 2013, NASA arvioi, että siellä voi olla niin paljon kuin 21,000 bittiä roskaa suurempi kuin 10 cm, 500,000 hiukkasten välillä 1 ja 10 cm, ja yli 100 miljoonaa pienempi kuin 1 cm. Tämän seurauksena viime vuosikymmeninä on toteutettu lukuisia toimenpiteitä avaruusromun ja-törmäysten seuraamiseksi, ehkäisemiseksi ja lieventämiseksi.,
esimerkiksi, vuonna 1995, NASA tuli ensimmäinen avaruusjärjestön maailmassa antaa kattavia ohjeita siitä, miten lieventää kiertoradan roskia. Vuonna 1997 Yhdysvaltain hallitus vastasi kehittelemällä Nasan ohjeistuksen pohjalta Kiertoratajätteen vähentämisen Standardikäytäntöjä.
NASA on myös perustettu Kiertoradan Roskia Ohjelma Toimisto, joka koordinoi muiden liittovaltion osastojen seurata avaruusromua ja käsitellä häiriöiden aiheuttamia törmäyksiä., Lisäksi YHDYSVALTAIN Space Surveillance Network seuraa nykyisin noin 8000 kiertämässä esineitä, joita pidetään törmäys vaarat, ja tarjoaa jatkuvan virtauksen kiertoradalla tietoja eri virastojen.
Euroopan avaruusjärjestön (ESA) avaruusromua Toimisto ylläpitää myös Tietokannan ja tietojärjestelmän Kuvaavat Esineitä Avaruudessa (DISKOT), joka tarjoaa tietoa käynnistää yksityiskohtia, silmäkuopan historia, fysikaaliset ominaisuudet ja tehtävän kuvaukset kaikki esineet tällä hetkellä seuratun ESA., Tämä tietokanta on kansainvälisesti tunnustettu ja käytetään lähes 40 virastot, järjestöt ja yritykset maailmanlaajuisesti.
yli 70 vuoden ajan Matala Maan kiertorata on ollut ihmisen avaruuskyvyn leikkikenttä. Toisinaan olemme uskaltautuneet leikkikentän ulkopuolelle ja kauemmas aurinkokuntaan (ja jopa sen ulkopuolelle). Tulevina vuosikymmeninä, paljon enemmän toimintaa on tarkoitus toteuttaa vuonna LEO, joka sisältää käyttöönoton enemmän satelliitteja, cubesats, jatkuvat toiminnot kyytiin ISS, ja jopa ilmailu-matkailu.,
Tarpeetonta sanoa, tämä aktiivisuuden lisääntyminen edellyttää, että kaikki turhat leviämässä tilaa kaistaa. Enemmän tilaa virastot, yksityiset ilmailualan yritykset, ja muut osallistujat jotka haluavat hyödyntää LEO, joitakin vakavia siivous tulee tapahtua. Ja joitakin lisäprotokollia on varmasti kehitettävä, jotta se pysyy puhtaana.
olemme kirjoittaneet monia mielenkiintoisia artikkeleita maapallon kiertämisestä täällä universumissa tänään. Mikä on Maan kiertorata? Kuinka korkealla avaruus on? Kuinka monta satelliittia avaruudessa on?,, Revontulet ja etelän valot-mikä on revontulet? mikä on kansainvälinen avaruusasema?
Jos haluat lisätietoa matalasta maan kiertoradasta, katso kiertoradan tyypit Euroopan avaruusjärjestön verkkosivuilta. Tässä linkki Nasan artikkeliin maan matalasta kiertoradasta.
olemme myös nauhoittaneet kokonaisen jakson tähtitiedettä Cast all about Getting Around the Solar System. Kuuntele, jakso 84: aurinkokunnan kiertäminen.