Hispanopedia WikiUna órbita geocéntrica , órbita centrada en la Tierra u órbita terrestre involucra cualquier objeto que orbite la Tierra , como la Luna o satélites artificiales . En 1997, la NASA estimó que había aproximadamente 2465 cargas útiles de satélites artificiales orbitando la Tierra y 6216 fragmentos de basura espacial rastreados por el Centro de Vuelos Espaciales Goddard . [ 1 ] Más de 16 291 objetos lanzados previamente han sufrido desintegración orbital y han entrado en la atmósfera terrestre . [ 1 ]
Una nave espacial entra en órbita cuando su aceleración centrípeta debida a la gravedad es menor o igual que la aceleración centrífuga debida a la componente horizontal de su velocidad. Para una órbita terrestre baja , esta velocidad es de aproximadamente 7,8 km/s (28 100 km/h; 17 400 mph) ; [ 2 ] en contraste, la velocidad más rápida jamás alcanzada por un avión tripulado (excluyendo las velocidades alcanzadas por naves espaciales en desorbitación) fue de 2,2 km/s (7900 km/h; 4900 mph) en 1967 por el North American X-15 . [ 3 ] La energía requerida para alcanzar la velocidad orbital terrestre a una altitud de 600 km (370 mi) es de aproximadamente 36 MJ /kg, que es seis veces la energía necesaria simplemente para ascender a la altitud correspondiente. [ 4 ]
Las naves espaciales con un perigeo por debajo de unos 2000 km (1200 mi) están sujetas a la resistencia de la atmósfera terrestre, [ 5 ] lo que disminuye la altitud orbital. La tasa de decaimiento orbital depende del área de la sección transversal y la masa del satélite, así como de las variaciones en la densidad del aire de la atmósfera superior. Por debajo de unos 300 km (190 mi) , el decaimiento se vuelve más rápido, con vidas útiles que se miden en días. Una vez que un satélite desciende a 180 km (110 mi) , solo tiene horas antes de vaporizarse en la atmósfera. [ 6 ] La velocidad de escape necesaria para liberarse por completo del campo gravitatorio de la Tierra y moverse al espacio interplanetario es de aproximadamente 11,2 km/s (40 300 km/h; 25 100 mph) . [ 7 ]
Lista de términos y conceptos
- Altitud
- tal como se utiliza aquí, la altura de un objeto por encima de la superficie promedio de los océanos de la Tierra ( nivel medio del mar ).
- Analema
- Término astronómico que se utiliza para describir la representación gráfica de las posiciones del Sol en la esfera celeste a lo largo de un año. Se asemeja mucho a un ocho.
- Apogeo
- es el punto más alejado al que puede llegar un satélite o cuerpo celeste desde la Tierra, en el que la velocidad orbital será mínima.
- Excentricidad
- una medida de cuánto se desvía una órbita de un círculo perfecto. La excentricidad se define estrictamente para todas las órbitas circulares y elípticas , y las trayectorias parabólicas e hiperbólicas .
- Plano ecuatorial
- tal como se utiliza aquí, un plano imaginario que se extiende desde el ecuador en la Tierra hasta la esfera celeste .
- Velocidad de escape
- En este contexto, se refiere a la velocidad mínima que necesita un objeto sin propulsión para alejarse indefinidamente de la Tierra. Un objeto a esta velocidad seguirá una trayectoria parabólica ; por encima de esta velocidad, seguirá una trayectoria hiperbólica .
- Impulso
- La integral de una fuerza sobre el tiempo durante el cual actúa. Se mide en ( N · s o lb * s).
- Inclinación
- el ángulo entre un plano de referencia y otro plano o eje . En el sentido aquí tratado, el plano de referencia es el plano ecuatorial de la Tierra .
- Arco orbital
- un arco imaginario en el cielo visto desde cualquier punto de la superficie de la Tierra.
- Características orbitales
- los seis parámetros de los elementos keplerianos necesarios para especificar esa órbita de forma única.
- Período orbital
- Según se define aquí, es el tiempo que tarda un satélite en completar una órbita alrededor de la Tierra.
- Perigeo
- Es el punto de aproximación más cercano de un satélite o cuerpo celeste a la Tierra, en el que la velocidad orbital será máxima.
- Día sideral
- El tiempo que tarda un objeto celeste en girar 360°. Para la Tierra, este tiempo es de 23 horas, 56 minutos y 4,091 segundos.
- hora solar
- tal como se utiliza aquí, la hora local medida por un reloj de sol .
- Velocidad
- La velocidad de un objeto en una dirección determinada. Dado que la velocidad se define como un vector , tanto la rapidez como la dirección son necesarias para definirla.
Tipos
A continuación se presenta una lista de diferentes clasificaciones de órbitas geocéntricas.
clasificaciones de altitud
- órbita transatmosférica (TAO)
- Órbitas geocéntricas con altitudes en el apogeo superiores a 100 km (62 millas) y perigeo que intersecta con la atmósfera definida . [ 8 ]
- Órbita terrestre baja (LEO)
- Órbitas geocéntricas con altitudes que van desde los 160 km (100 mi) hasta los 2000 km (1200 mi) sobre el nivel medio del mar . A 160 km, una revolución tarda aproximadamente 90 minutos y la velocidad orbital circular es de 8 km/s (26 000 ft/s) .
- Órbita terrestre media (MEO)
- Órbitas geocéntricas con altitudes en el apogeo que oscilan entre los 2.000 km (1.200 millas) y la de la órbita geosíncrona, que se sitúa en 35.786 km (22.236 millas) .
- órbita geosíncrona (GSO)
- Órbita circular geocéntrica con una altitud de 35.786 km (22.236 millas) . El período de la órbita es igual a un día sideral , coincidiendo con el período de rotación de la Tierra. La velocidad es de aproximadamente 3 km/s (9.800 pies/s) .
- Órbita terrestre alta (HEO)
- Órbitas geocéntricas con altitudes en el apogeo superiores a las de la órbita geosíncrona. Un caso especial de órbita terrestre alta es la órbita altamente elíptica , donde la altitud en el perigeo es inferior a 2000 km (1200 mi) . [ 9 ]
clasificaciones de inclinación
- Órbita inclinada
- Una órbita cuya inclinación con respecto al plano ecuatorial no es 0.
- Órbita polar
- Un satélite que pasa por encima o casi por encima de ambos polos del planeta en cada revolución. Por lo tanto, tiene una inclinación de (o muy cercana a) 90 grados .
- Órbita síncrona del Sol polar
- Una órbita casi polar que pasa por el ecuador a la misma hora local en cada pasada . Útil para satélites de toma de imágenes porque las sombras serán las mismas en cada pasada.
Clasificaciones de excentricidad
- Órbita circular
- Una órbita que tiene una excentricidad de 0 y cuya trayectoria describe un círculo.
- Órbita elíptica
- Una órbita con una excentricidad mayor que 0 y menor que 1 cuya trayectoria describe la trayectoria de una elipse .
- órbita de transferencia de Hohmann
- Una maniobra orbital que mueve una nave espacial de una órbita circular a otra utilizando dos impulsos de motor . Esta maniobra recibió su nombre en honor a Walter Hohmann .
- órbita de transferencia geosíncrona (GTO)
- Una órbita geocéntrica-elíptica donde el perigeo está a la altitud de una órbita terrestre baja (LEO) y el apogeo a la altitud de una órbita geosíncrona .
- Órbita altamente elíptica (HEO)
- Órbita geocéntrica con apogeo por encima de 35.786 km y perigeo bajo (unos 1.000 km) que da como resultado largos tiempos de permanencia cerca del apogeo.
- Órbita de Molniya
- Una órbita altamente elíptica con una inclinación de 63,4° y un período orbital de ½ día sideral (aproximadamente 12 horas). Este tipo de satélite pasa la mayor parte del tiempo sobre un área designada de la Tierra.
- órbita de la tundra
- Una órbita altamente elíptica con una inclinación de 63,4° y un período orbital de un día sideral (aproximadamente 24 horas). Este tipo de satélite pasa la mayor parte del tiempo sobre un área designada de la Tierra.
- trayectoria hiperbólica
- Una "órbita" con excentricidad mayor que 1. La velocidad del objeto alcanza un valor superior a la velocidad de escape , por lo que escapará de la atracción gravitatoria de la Tierra y continuará viajando infinitamente con una velocidad (relativa a la Tierra) que se desacelera hasta un valor finito, conocido como velocidad hiperbólica de exceso .
- Trayectoria de escape
- Esta trayectoria debe utilizarse para lanzar una sonda interplanetaria lejos de la Tierra, porque el exceso sobre la velocidad de escape es lo que cambia su órbita heliocéntrica con respecto a la de la Tierra.
- Trayectoria de captura
- Esta es la imagen especular de la trayectoria de escape; un objeto que viaja a velocidad suficiente, sin apuntar directamente a la Tierra, se moverá hacia ella y acelerará. En ausencia de un impulso de desaceleración del motor que lo coloque en órbita, seguirá la trayectoria de escape después del periapsis.
- trayectoria parabólica
- Una órbita con excentricidad exactamente igual a 1. La velocidad del objeto es igual a la velocidad de escape ; por lo tanto, escapará de la atracción gravitatoria de la Tierra y continuará viajando con una velocidad (relativa a la Tierra) que se desacelera hasta cero. Una nave espacial lanzada desde la Tierra con esta velocidad se alejaría de ella, pero la seguiría alrededor del Sol en la misma órbita heliocéntrica . Es posible, aunque improbable, que un objeto que se acerque a la Tierra pueda seguir una trayectoria de captura parabólica, pero la velocidad y la dirección tendrían que ser precisas.
Clasificaciones direccionales
- órbita prograda
- una órbita en la que la proyección del objeto sobre el plano ecuatorial gira alrededor de la Tierra en la misma dirección que la rotación de la Tierra.
- Órbita retrógrada
- una órbita en la que la proyección del objeto sobre el plano ecuatorial gira alrededor de la Tierra en dirección opuesta a la de la rotación de la Tierra.
Clasificaciones geosíncronas
- Órbita semisíncrona (SSO)
- Una órbita con una altitud de aproximadamente 20.200 km (12.600 millas) y un período orbital de aproximadamente 12 horas.
- órbita geoestacionaria (GEO)
- Órbitas con una altitud aproximada de 35.786 km (22.236 millas) . Un satélite de este tipo trazaría un analema (figura de 8) en el cielo.
- Órbita geoestacionaria (OGE)
- Una órbita geosíncrona con una inclinación de cero. Para un observador en tierra, este satélite aparecería como un punto fijo en el cielo.
- órbita de Clarke
- Otro nombre para una órbita geoestacionaria. Recibe su nombre del escritor Arthur C. Clarke .
- puntos de libración orbital de la Tierra
- Los puntos de libración para los objetos que orbitan la Tierra se encuentran a 105 grados oeste y 75 grados este. Más de 160 satélites se concentran en estos dos puntos. [ 10 ]
- órbita supersíncrona
- Una órbita de eliminación/almacenamiento sobre GSO/GEO. Los satélites se desplazarán hacia el oeste.
- órbita subsíncrona
- Una órbita de deriva cercana pero inferior a la órbita geoestacionaria/GSO. Los satélites se desplazarán hacia el este.
- órbita cementerio , órbita de eliminación, órbita de basura
- Una órbita situada a unos cientos de kilómetros por encima de la órbita geoestacionaria , a la que se trasladan los satélites al final de su vida útil.
Clasificaciones especiales
- órbita heliosíncrona
- Una órbita que combina altitud e inclinación de tal manera que el satélite pasa sobre cualquier punto de la superficie del planeta a la misma hora solar local . Dicha órbita permite que un satélite reciba luz solar constante y resulta útil para satélites de imágenes, espionaje y meteorología .
- órbita lunar
- Las características orbitales de la Luna de la Tierra. Altitud media de 384.403 kilómetros (238.857 millas) , órbita elíptica inclinada .
Clasificaciones no geocéntricas
- órbita en forma de herradura
- Una órbita que, a ojos de un observador terrestre, parece orbitar un planeta, pero que en realidad comparte órbita con él. Véanse los asteroides 3753 (Cruithne) y 2002 AA 29 .
- vuelo suborbital
- Un lanzamiento en el que una nave espacial se aproxima a la altura de la órbita, pero carece de la velocidad suficiente para mantenerla.
Velocidades tangenciales en altitud
Véase también
Referencias
- 1 2 "Informe de situación de satélites, 1997" . Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA . 1 de febrero de 2000. Archivado del original el 23 de agosto de 2006. Recuperado el 10 de septiembre de 2006 .
- ↑ Hill, James VH (abril de 1999), "Getting to Low Earth Orbit" , Space Future , archivado del original el 19 de marzo de 2012 , recuperado el 18 de marzo de 2012 .
- ↑ Shiner, Linda (1 de noviembre de 2007), X-15 Walkaround , Air & Space Magazine , consultado el 19 de junio de 2009 .
- ↑ Dimotakis, P.; et al. (octubre de 1999), 100 libras a la órbita terrestre baja (LEO): opciones de lanzamiento de carga útil pequeña , The Mitre Corporation, págs. 1–39 , archivado del original el 29 de agosto de 2017 , recuperado el 21 de enero de 2012 .
- ↑ Ghosh, SN (2000), Atmospheric Science and Environment , Allied Publishers, pp. 47–48 , ISBN 978-8177640434
- ↑ Kennewell, John; McDonald, Andrew (2011), Vida útil de los satélites y actividad solar , Commonwealth of Australia Bureau of Weather, Space Weather Branch, archivado del original el 28-12-2011 , recuperado el 31-12-2011 .
- ↑ Williams, David R. (17 de noviembre de 2010), "Hoja informativa sobre la Tierra" , Lunar & Planetary Science , NASA, archivado del original el 30 de octubre de 2010 , recuperado el 10 de mayo de 2012 .
- ↑ McDowell, Jonathan (24 de mayo de 1998). "Informe espacial de Jonathan" .
Órbita transatmosférica (OTA): vuelo orbital con perigeo inferior a 80 km pero superior a cero. Potencialmente utilizada por misiones de frenado aerodinámico y vehículos transatmosféricos, también en algunas fases temporales de vuelo orbital (por ejemplo, STS antes de OMS-2, algunos fallos cuando no hay reinicio del apogeo).
- ↑ Definiciones de órbitas geocéntricas del Centro de Vuelos Espaciales Goddard. Archivado el 27 de mayo de 2010 en Wayback Machine .
- ↑ Satélite fuera de control amenaza a otras naves espaciales cercanas , por Peter B. de Selding, SPACE.com, 3/5/10. Archivado el 5 de mayo de 2010 en Wayback Machine .
Enlaces externos
- Velocidad orbital
- Órbita terrestre media
- NASA.gov Archivado el 4 de mayo de 2015 en Wayback Machine
- ¿Más lunas alrededor de la Tierra? No es tan descabellado (archivado el 21 de febrero de 2010)
- Asteroide cercano a la Tierra 3753 Cruithne: el curioso compañero de la Tierra
- Asteroide coorbital terrestre 2002 AA29
Categoría :
- Órbitas terrestres