Мертвые спутники все еще вращаются вокруг Земли на высоких орбитах. А могут ли спутники улететь с Земли навсегда? Ученые указывают на факторы и особенности, гарантирующие, что они останутся под контролем земной гравитации.
Если вы читаете это, то вы, вероятно, немного знаете об умирающих спутниках. Мы все слышали об этих бесполезных спутниках, которым приказали вернуться на землю, и иногда даже были свидетелями того, как они сгорали и исчезали, как падающие звезды.
Просто еще один спутник на орбите Земли (Фото: Дима Зел/Shutterstock).
Эти умирающие спутники больше не могут поддерживать себя по нескольким причинам. Они находятся на последнем издыхании, когда принимается решение совершить свои последние обряды. Если они скоро выйдут из-под контроля людей здесь, на земле, то лучше отправить их на кладбище, верно?
Меня постоянно мучил вопрос: может ли хоть один из этих мертвых спутников покинуть орбиту Земли? Если да, то как?
Последние обряды для спутников
По ряду причин эти спутники в металлическом корпусе имеют срок годности. Некоторые из них бросили вызов ожидаемой дате смерти, в то время как другие умерли рано. Тем не менее, отправляя спутник на орбиту Земли, ученые прекрасно осознают его неминуемую гибель.
Когда приходит время прощаться, принимается во внимание множество факторов, чтобы решить, какая процедура будет подходящим ритуалом смерти.
Достаточно ли он мал и далеко, чтобы сгореть в атмосфере Земли при входе в него? Если это так, то одна из падающих звезд в небе в то время могла быть последней вспышкой величия этого спутника.
Однако, если он не сгорает достаточно, чтобы не нанести ущерб земле, есть два других способа справиться с этим.
Во-первых, их можно приказать вернуться на сушу, но в отдаленный район, где это не нанесет никакого ущерба человеческой цивилизации. Собственно говоря, эта отдаленная местность уже определена и согласована, и у нее тоже есть название — Кладбище космических кораблей ! Это регион далеко от суши и находится в самой отдаленной части Тихого океана.
Кладбище космических кораблей расположено в самой отдаленной части Земли (Фото: Insider.com).
Второй метод заключается в том, чтобы отправить их дальше от Земли, но при этом держать ее под небольшим контролем гравитации. Таким образом, он не мешает другим спутникам, но продолжает вращаться вокруг Земли. Это гарантирует, что вышедшие из-под контроля и мертвые спутники не создадут никаких проблем для других спутников или не будут представлять опасность в космосе.
Теперь, чтобы понять, могут ли спутники покинуть орбиту Земли, давайте быстро погрузимся в их орбитальные модели и то, что на них влияет.
Орбиты спутников
Для этих спутников, вращающихся вокруг Земли, существует три типа орбит: низкая околоземная, средняя и высокая околоземная орбиты.
Высокая околоземная орбита также называется геосинхронной орбитой, так как именно на ней располагаются геосинхронные спутники или геостационарные спутники. Это спутники, которые кажутся неподвижными относительно нашего положения на Земле.
Основные орбиты спутников, вращающихся вокруг Земли (Фото: НАСА).
Средняя орбита Земли — это место, где мы в основном находим спутники GSP. Это спутники, которые отображают землю и помогают в обновлении трафика в реальном времени, отслеживании местоположения и т. д.
Наконец, низкую околоземную орбиту также называют солнечно-синхронной, потому что она в основном заселена спутниками, движущимися с северного на южный полюс. Их также называют солнечно-синхронными спутниками, потому что они пролетают над регионом в одно и то же местное время каждый день, т. е. их положение фиксируется относительно положения Солнца на небе.
Орбита спутника также характеризуется скоростью, эксцентриситетом, наклоном и т. д. Этого следовало ожидать, поскольку орбита представляет собой замкнутый контур вокруг Земли. Очевидно, что для того, чтобы он полностью покинул орбиту Земли, его петля должна разомкнуться. Говоря более научным языком, его траектория должна стать гиперболой, а не эллипсом.
Однако что же нужно, чтобы освободиться от гравитационных тисков Земли?
Для запуска спутника требуется, чтобы он двигался со скоростью, необходимой для полета над атмосферой и выхода на орбиту, но недостаточной, чтобы освободить его.
Находясь на смертном одре, спутникам приказано либо перейти на более низкую орбиту и войти в атмосферу Земли, либо вывести их на более высокую орбиту на их астральном кладбище.
Оба этих варианта требуют значительного расхода топлива.
Оказавшись на своей орбите с определенной скоростью, всю работу по удержанию ее в этом месте делает гравитационная сила, а не сами спутники. Только в случаях изменения своего положения и внутреннего функционирования они потребляют энергию.
Как мертвый спутник может полностью покинуть гравитацию Земли?
Представьте спутник на смертном одре. Он имеет очень ограниченный источник энергии и, безусловно, очень скоро выйдет из-под контроля операторов на Земле. Представьте, что спутник огромен, так как это единственный способ, которым ему будет позволено выйти на более высокую орбиту, чтобы умереть.
Следует знать, что для выхода на эту кладбищенскую орбиту требуется тяга, т. е. энергия. Как только он выйдет на орбиту кладбища, он потеряет всякую связь с людьми на Земле.
Попробуем выяснить, как мертвый спутник может покинуть эту последнюю орбиту и полностью попрощаться с Землей?
Эллиптические орбиты (с эксцентриситетом меньше или равным 1) замкнуты. Но гиперболическая орбита (с эксцентриситетом более 1) открыта и, следовательно, находится на траектории ухода от Земли.
Что ж, для этого ему потребуется еще один толчок, чтобы изменить траекторию с закрытой (эллипс) на открытую (гипербола). Для огромного спутника необходимая сила будет такой же огромной. Если бы это был исправный рабочий спутник с достаточным количеством топлива, он мог бы это сделать, но, увы, этот спутник израсходовал все свои ресурсы. Так что, если какая-то внешняя сила не сможет вытолкнуть его наружу, он так и застрянет во взаимоотношениях с Землей.
В заключение, спутники, вращающиеся вокруг Земли, умирают, но каким-то образом остаются связанными с Землей. Они не сошли с орбиты Земли даже в своей смерти и все последующие годы. Итак, окончательный ответ на наш первоначальный вопрос: «Нет, спутники, вращающиеся вокруг Земли, не уйдут с Земли после того, как задачи, поставленные передними, будут выполнены».
