DüŞüK DüNYA YöRüNGESI NEDIR?

Send

1950'lerde Sputnik, Vostok ve Merkür programları ile başlayan insanlar “Dünya'nın huysuz bağlarını atmaya” başladılar. Ve bir süreliğine, tüm görevlerimiz Düşük Dünya Yörüngesi (LEO) olarak bilinen şeydi. Zamanla, Apollo misyonları ve robotik uzay aracını içeren derin uzay misyonları ile ( Voyager görevleri), Ay'a ve Güneş Sisteminin diğer gezegenlerine ulaşarak ötesine geçmeye başladık.

Ancak, genel olarak, yıllar boyunca uzaydaki görevlerin büyük çoğunluğu - mürettebatlı veya mürettebatsız olsun - Alçak Dünya Yörüngesinde olmuştur. Dünya'nın geniş iletişim, navigasyon ve askeri uydu dizisi burada. Ve burada Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS), bugün mürettebatlı misyonların çoğunluğunun gittiği operasyonlarını yürütüyor. Öyleyse LEO nedir ve neden bir şeyler göndermeye niyetliyiz?

Tanım:

Teknik olarak, düşük Dünya yörüngesindeki nesneler Dünya yüzeyinin 160 ila 2.000 km (99 ila 1200 mi) yukarısındadır. Bu irtifanın altındaki herhangi bir nesne yörünge çürümesinden muzdarip olacak ve hızla yanacak veya yüzeyde çökecek atmosfere inecektir. Bu irtifadaki nesnelerin 88 ila 127 dakikalık bir yörünge periyodu (yani Dünya'nın yörüngesinde bir kez yuvarlanma süresi) vardır.

Düşük Dünya yörüngesindeki nesneler, hala Dünya atmosferinin üst katmanlarında - özellikle termosfer (80-500 km; 50- 310 mi), termopozda (500-1000 km; 310-) atmosferik sürüklenmeye maruz kalırlar. 620 mi) ve dışküre (1000 km; 620 mi ve ötesi). Nesnenin yörüngesi ne kadar yüksek olursa 1 atmosferik yoğunluk ve sürükleme o kadar düşük olur.

Bununla birlikte, 1000 km'nin (620 mi) ötesinde, nesneler Dünya'nın yüzeyinden 60.000 km mesafeye kadar uzanan yüklü parçacık bölgesi olan Dünya'nın Van Allen Radyasyon Kemerleri'ne tabi olacaktır. Bu kayışlarda, güneş rüzgarı ve kozmik ışınlar Dünya'nın manyetik alanı tarafından hapsolmuş ve bu da değişen seviyelerde radyasyona yol açmıştır. Bu nedenle LEO görevlerinin neden 160 ila 1000 km (99 ila 620 mi) arasındaki tutumları hedeflemesi.

Özellikleri:

Termosfer, termopoz ve ekzosfer içinde atmosferik koşullar değişir. Örneğin, termosferin alt kısmı (80 ila 550 kilometre; 50 ila 342 mi), burada adı verilen iyonosferi içerir, çünkü burada atmosferde parçacıklar güneş radyasyonu ile iyonize edilir. Sonuç olarak, atmosferin bu kısmında dönen herhangi bir uzay aracı UV ve sert iyon radyasyon seviyelerine dayanabilmelidir.

Bu bölgedeki sıcaklıklar da moleküllerinin aşırı düşük yoğunluğundan dolayı yükseklikle artar. Termosferdeki sıcaklıklar 1500 ° C'ye (2700 ° F) kadar yükselebilirken, gaz moleküllerinin aralığı hava ile doğrudan temas halinde olan bir insan için sıcak hissetmeyeceği anlamına gelir. Ayrıca bu yükseklikte Aurora Borealis ve Aurara Australis olarak bilinen fenomenlerin meydana geldiği bilinmektedir.

Dünya atmosferinin en dış katmanı olan Exosphere, exobase'den uzanır ve atmosferin olmadığı dış uzayın boşluğu ile birleşir. Bu tabaka esas olarak hidrojen, helyum ve azot, oksijen ve karbondioksit (ekobaza daha yakın) dahil olmak üzere birkaç daha ağır molekülden oluşur.

Düşük Dünya Yörüngesini korumak için, bir nesnenin yeterli yörünge hızına sahip olması gerekir. 150 km ve daha yüksek irtifada bulunan nesneler için saniyede 7,8 km (4,84 mi) (28,130 km / s; 17,480 mph) yörünge hızı korunmalıdır. Bu, yörüngeye girmek için gereken kaçış hızından biraz daha düşüktür, bu da saniyede 11,3 kilometre (7 mil) (40,680 km / s; 25277 mil / saat).

LEO'daki yer çekiminin Dünya yüzeyinden önemli ölçüde daha az olmamasına rağmen (yaklaşık% 90), yörüngedeki insanlar ve nesneler, ağırlıksızlık hissi yaratan sürekli bir serbest düşüş durumundadır.

LEO'nun Kullanım Alanları:

Bu uzay araştırma tarihinde, insan misyonlarının büyük çoğunluğu Düşük Dünya Yörüngesinde olmuştur. Uluslararası Uzay İstasyonu da 320 ila 380 km (200 ve 240 mi) rakım arasında LEO'da yörüngede dönüyor. Ve LEO, yapay uyduların çoğunun konuşlandırıldığı ve korunduğu yerdir. Bunun nedenleri oldukça basit.

Birincisi, roketlerin ve uzay mekiklerinin 1000 km'nin (610 mi) üzerindeki yüksekliklere yerleştirilmesi önemli ölçüde daha fazla yakıt gerektirecektir. Ve LEO içinde, iletişim ve navigasyon uydularının yanı sıra uzay görevleri, yüksek bant genişliği ve düşük iletişim süresi gecikmesi (diğer bir deyişle gecikme) yaşar.

Dünya gözlemi ve casus uydular için, LEO hala Dünya yüzeyine iyi bakacak ve yüzeydeki büyük nesneleri ve hava desenlerini çözecek kadar düşüktür. Yükseklik ayrıca hızlı yörünge dönemlerine (bir saatten iki saate kadar biraz) izin verir, bu da aynı bölgeyi tek bir günde birden çok kez yüzeyde görüntüleyebilmelerini sağlar.

Ve tabii ki, Dünya'nın yüzeyinden 160 ila 1000 km arasındaki yüksekliklerde, nesneler Van Allen Kemerleri'nin yoğun radyasyonuna maruz kalmaz. Kısacası LEO, uyduların, uzay istasyonlarının ve mürettebat uzay görevlerinin konuşlandırılması için en basit, en ucuz ve en güvenli yer.

Uzay Enkazı ile ilgili sorunlar:

Uydular ve uzay misyonları için bir hedef olarak popülaritesi ve son birkaç on yılda uzay lansmanlarındaki artış nedeniyle LEO, uzay enkazıyla da giderek sıkışık hale geliyor. Bu atılan roket aşamaları, çalışmayan uydular ve büyük çöp parçaları arasındaki çarpışmaların yarattığı enkaz şeklindedir.

LEO'da bu enkaz alanının varlığı, son yıllarda artan endişelere yol açmıştır, çünkü yüksek hızlardaki çarpışmalar uzay görevleri için felaket olabilir. Ve her çarpışmada, Kessler Etkisi olarak bilinen yıkıcı bir döngü yaratan ek döküntüler yaratılır - bu adı ilk kez 1978'de öneren NASA bilim adamı Donald J. Kessler'den almıştır.

2013 yılında NASA, 10 cm'den büyük 21.000 bit, 1 ila 10 cm arasında 500.000 parçacık ve 1 cm'den 100 milyon daha küçük çöp olabileceğini tahmin etti. Sonuç olarak, son on yılda, uzaydaki birikintileri ve çarpışmaları izlemek, önlemek ve azaltmak için çok sayıda önlem alınmıştır.

Örneğin, 1995 yılında NASA, yörünge birikintilerinin nasıl azaltılacağı konusunda bir dizi kapsamlı kılavuz yayınlayan dünyadaki ilk uzay ajansı oldu. 1997'de ABD Hükümeti, NASA yönergelerine dayanarak Yörünge Enkazını Azaltma Standart Uygulamalarını geliştirerek yanıt verdi.

NASA ayrıca uzay enkazını izlemek ve çarpışmaların yol açtığı aksaklıkları gidermek için diğer federal departmanlarla koordinasyon sağlayan Orbital Enkaz Program Ofisini kurdu. Ayrıca, ABD Uzay Gözetleme Ağı şu anda çarpışma tehlikesi olarak kabul edilen yaklaşık 8.000 yörünge nesnesini izlemekte ve çeşitli kurumlara sürekli yörünge verisi akışı sağlamaktadır.

Avrupa Uzay Ajansı'nın (ESA) Uzay Enkaz Ofisi ayrıca şu anda ESA tarafından izlenmekte olan tüm nesneler için lansman ayrıntıları, yörünge geçmişleri, fiziksel özellikler ve görev açıklamaları hakkında bilgi sağlayan Veritabanı ve Bilgi Sistemi Uzayda Nesneleri Karakterize Ediyor (DISCOS). Bu veritabanı uluslararası alanda tanınmaktadır ve dünya çapında yaklaşık 40 acente, kuruluş ve şirket tarafından kullanılmaktadır.

70 yılı aşkın bir süredir, Low-Earth Orbit insan alanı yeteneğinin oyun alanı olmuştur. Bazen, oyun alanının ötesine ve daha sonra Güneş Sistemine (ve hatta ötesine) doğru ilerledik. Önümüzdeki on yıllarda, daha fazla uydu, küpes, ISS'de sürekli operasyonlar ve hatta havacılık turizmi olmak üzere LEO'da çok daha fazla faaliyetin gerçekleşmesi bekleniyor.

Söylemeye gerek yok, bu etkinlik artışı, uzay şeritlerine nüfuz eden tüm önemsiz şeyler hakkında bir şeyler yapmamızı gerektirecek. Daha fazla uzay ajansı, özel havacılık şirketi ve LEO'dan yararlanmak isteyen diğer katılımcılarla bazı ciddi temizliklerin yapılması gerekecektir. Ve temiz kalmasını sağlamak için bazı ek protokollerin mutlaka geliştirilmesi gerekecektir.

Burada Space Magazine'de Dünya'nın yörüngesiyle ilgili birçok ilginç makale yazdık. İşte Dünya'nın Yörüngesi Nedir ?, Uzay Ne Kadar Yüksek ?, Uzayda Kaç Uydu Var ?, Kuzey ve Güney Işıkları - Aurora Nedir? ve Uluslararası Uzay İstasyonu nedir?

Düşük Dünya yörüngesi hakkında daha fazla bilgi edinmek isterseniz, Avrupa Uzay Ajansı web sitesinden yörünge türlerine göz atın. Ayrıca, NASA'nın Low Earth Orbit hakkındaki makalesine bir bağlantı.

Ayrıca, Güneş Sisteminin Etrafında Gezinme hakkında tüm bir Astronomi Oyuncusu bölümünü de kaydettik. Burada dinle, 84. Bölüm: Güneş Sisteminde Gezinme.

Kaynaklar: