1950年代から、スプートニク、ボストーク、マーキュリーのプログラムによって、人間は”地球の無愛想な絆を滑り落ちる”ようになりました。 そして、しばらくの間、私たちの任務のすべては、低地球軌道(LEO)として知られているものでした。 時間が経つにつれて、アポロミッションやロボット宇宙船(ボイジャーミッションのような)を含む深宇宙ミッションでは、私たちは月や太陽系の他の惑星に到達し、超えて冒険し始めました。

しかし、全体として、長年にわたって宇宙へのミッションの大部分は、乗組員であっても乗組員でなくても、低地球軌道に行ってきました。, それは通信、ナビゲーションと軍事衛星の地球の広大な配列が存在することをここにあります。 そして、国際宇宙ステーション(ISS)が今日の有人ミッションの大部分が行く場所でもある、その運用を行っているのはここです。 そのようLEOそしてなぜ今昔ながらの送信もありますか?

定義:

技術的には、低軌道上の物体は、地球表面上の160から2,000km(99から1200mi)の高度にあります。, この高度以下の物体は軌道崩壊に苦しんでおり、急速に大気中に降下し、燃え上がるか、表面に衝突します。 この高度の物体はまた、88分から127分の軌道周期(すなわち、地球を一度周回するのにかかる時間)を持っています。

最も一般的なオーロラの高度を示す私たちの大気の層。, Credit:Wikimedia Commons

低軌道にある物体は、地球大気の上層、特に熱圏(80-500km;50–310mi)、休気圏(500-1000km;310-620mi)、外気圏(1000km;620mi、およびそれ以降)にまだあるため、大気抵抗の対象となる。 オブジェクトの軌道が高いほど、1atmospheric密度と抗力は低くなります。,

しかし、1000km(620mi)を超えると、物体は地球のVan Allen放射線帯の対象となります–地球の表面から60,000kmの距離まで伸びる荷電粒子のゾーン。 これらのベルトでは、太陽風と宇宙線は地球の磁場によって閉じ込められており、様々なレベルの放射線につながっています。 したがって、なぜLEOへのミッションは160-1000km(99-620mi)の間を目指すのでしょうか。

特性:

熱圏、熱界面および外圏内では、大気条件は異なります。, 例えば、熱圏の下部(80から550キロメートル;50から342マイル)には、粒子が太陽放射によって電離される大気中にあるため、いわゆる電離層が含まれています。 その結果、大気のこの部分内を周回する宇宙船は、紫外線および硬いイオン放射のレベルに耐えることができなければならない。

この領域の温度も高さとともに増加しますが、これは分子の密度が非常に低いためです。, したがって、熱圏の温度は1500°C(2700°F)まで上昇する可能性がありますが、気体分子の間隔は、空気と直接接触していた人間にとって熱く感じないこ また、この高度では、Aurora BorealisとAurara Australisとして知られている現象が起こることが知られています。

地球の大気の最も外側の層である外気圏は、外基から延びており、大気がない宇宙空間の空虚さと合流する。, この層は、主に水素、ヘリウム、および窒素、酸素および二酸化炭素(エキソベースに近い)を含むいくつかの重い分子の非常に低い密度で構成されています。

低地球軌道を維持するためには、物体は十分な軌道速度を持たなければならない。 高度150km以上の物体については、7.8km(4.84mi)/秒(28,130km/h;17,480mph)の軌道速度を維持する必要があります。 これは軌道に入るのに必要な脱出速度よりもわずかに小さく、毎秒11.3キロメートル(7マイル)(40,680km/h;25277mph)です。,

レオの重力の引きは地球の表面(約90%)よりも著しく小さくないという事実にもかかわらず、軌道上の人や物体は一定の自由落下状態にあり、無

LEOの使用:

この宇宙探査の歴史の中で、人間のミッションの大半は低地球軌道にされています。 国際宇宙ステーションはまた、320と380キロ(200と240マイル)の高度の間に、LEOで周回しています。 そして、LEOは、人工衛星の大部分が配備され、維持されている場所です。, この理由は非常に簡単です。

一つには、1000km(610mi)以上の高度にロケットやスペースシャトルを配備するには、はるかに多くの燃料が必要になります。 そして、LEO内では、通信および航法衛星、ならびに宇宙ミッションは、高帯域幅および低い通信タイムラグ(aka)を経験する。 レイテンシー)。

地球観測およびスパイ衛星の場合、LEOはまだ地球の表面をよく見て、表面上の大きな物体や気象パターンを解決するのに十分な低さです。, 高度はまた、彼らは一日で複数回表面上の同じ領域を表示することができるようにすることができ、急速な軌道周期(長い一時間から二時間にわたって少し)を可能にします。

もちろん、地球の表面から160-1000kmの高度では、物体はVan Allenベルトの強い放射線の影響を受けません。 要するに、LEOは、衛星、宇宙ステーション、および有人宇宙ミッションの展開のための最も簡単で、最も安く、最も安全な場所です。,

スペースデブリに関する問題:

衛星や宇宙ミッションの目的地としての人気と、過去数十年にわたる宇宙打ち上げの増加に伴い、LEOもますます これは、廃棄されたロケットステージ、機能していない衛星、および大きな破片の間の衝突によって作成された破片の形をとります。

LEOにおけるこのデブリフィールドの存在は、高速度での衝突が宇宙ミッションにとって壊滅的なことがあるため、近年懸念が高まっています。, そして、すべての衝突で、追加の破片が作成され、ケスラー効果として知られている破壊的なサイクルを作成します–これは1978年に最初にそれを提案したNASAの科学者ドナルド-J-ケスラーにちなんで命名されました。

2013年、NASAは21,000ビットのジャンクが10cmより大きく、500,000ビットの粒子が1から10cmの間にあり、100万ビット以上のジャンクが1cmより小さい可能性があると推定した。 その結果、ここ数十年の間に、スペースデブリや衝突を監視、防止、軽減するための多くの措置が講じられています。,

例えば、1995年に、NASAは軌道デブリを軽減する方法に関する包括的なガイドラインを発行した世界で最初の宇宙機関となりました。 1997年、アメリカ政府はNASAのガイドラインに基づいた軌道破片緩和標準法を開発することによって対応した。

NASAはまた、スペースデブリを監視し、衝突によって引き起こされる混乱に対処するために他の連邦部門と調整する軌道破片プログラムオフィ, さらに、米国の宇宙監視ネットワークは現在、衝突の危険と考えられている約8,000個の軌道上の物体を監視し、様々な機関に継続的な軌道データの流れを提

欧州宇宙機関(ESA)のスペースデブリオフィスはまた、ESAによって現在追跡されているすべてのオブジェクトの打ち上げの詳細、軌道履歴、物理的性質およびミッションの説明に関する情報を提供するデータベースおよび情報システムDISCOSを維持している。, このデータベースは国際的に認められており、世界中の約40の機関、組織、企業で使用されています。

70年以上にわたり、低地球軌道は人間の宇宙能力の遊び場となっています。 時には、私たちは遊び場を越えて、さらに太陽系に出て(そしてさらにはそれを超えて)冒険しました。 今後数十年間で、LEOではより多くの衛星、cubesat、ISSでの継続的な運用、さらには航空宇宙観光など、さらに多くの活動が行われることが期待されています。,

言うまでもなく、この活動の増加には、宇宙レーンに浸透しているすべての迷惑について何かをする必要があります。 より多くの宇宙機関、民間航空宇宙会社、およびLEOを利用しようとする他の参加者が増えているため、深刻な清掃が行われる必要があります。 そしてある付加的な議定書は確かにきれいにとどまることを確かめるために開発される必要が

私たちは今日、宇宙で地球を周回することについて多くの興味深い記事を書いています。 ここでは、地球の軌道は何ですか? スペースの高さは?、どのように多くの衛星が宇宙にありますか?,、北と南の光–オーロラとは何ですか? そして、国際宇宙ステーションとは何ですか?

低軌道について詳しく知りたい場合は、欧州宇宙機関のウェブサイトから軌道の種類をチェックしてください。

低軌道について また、ここに低地球軌道に関するNASAの記事へのリンクがあります。

また、太陽系の周りを回ることについての天文学キャストの全体のエピソードを記録しました。 ここで聞いてください、第84話:太陽系の周りを取得します。