Jeśli oglądasz filmów science-fiction, można by pomyśleć, że latanie statkiem kosmicznym jest jak prowadzenie nieco bardziej skomplikowanego samochodu (lub Winnebago w Kosmiczne kulki). A George Lucas dał nam te galaktyczne bitwy z pilotami, którzy wyglądają, jakby latali myśliwcami na Ziemi.
Cóż, zła wiadomość: wszechświat jest naprawdę, naprawdę inny. W szczególności ruch pojazdów na orbicie okołoziemskiej jest znacznie bardziej skomplikowany. Manewry, które można wykonać samolotem, czasami mają odwrotny skutek na orbicie.
Aby zobaczyć, co mam na myśli, najpierw przejdziemy do podstaw fizyki i zbudujemy mały model mechaniki orbitalnej, a następnie otrzymam kilka fajnych symulacji prób manewrów dokowania. Czytaj dalej!
Orbity kołowe
Wyobraź sobie, że lecisz po orbicie kołowej wokół Ziemi. Aby zrozumieć tego rodzaju ruch, potrzebujemy trzech głównych pojęć fizycznych. Pierwszy, przyspieszenie dośrodkowe. Pamiętajmy, że przyspieszenie to miara, o jaką szybko zmienia się prędkość obiektu.
Ale prędkość to nie tylko prędkość, to prędkość w pewnym sensie kierunek— innymi słowy, jest to wektor. Jeśli obiekt porusza się po okręgu, jego kierunek stale się zmienia, co oznacza, że stale przyspiesza, nawet jeśli jego prędkość jest stała!
Kierunek tego przyspieszenia jest skierowany do środka okręgu. („Dośrodkowy” oznacza skierowany do środka.) Wielkość przyspieszenia zależy od wielkości prędkości (v), tj. prędkość i promień (R) koła. Daje to następujące równanie:
Dzięki uprzejmości Rhetta Allena
