Небесный калейдоскоп (Часть 6)
У любой планеты есть своя стационарная орбита для спутника. Период обращения Земли примерно такой же, как у Марса, так что можно было бы предположить, что стационарная орбита ее спутников находится примерно там же. Но это было бы ошибкой. Земля массивнее Марса и имеет более мощное поле притяжения. Она способна удерживать на орбите спутник, находящийся гораздо дальше. Для Земли такая стационарная орбита будет находиться не в 12 710, а в 26 300 милях от центра планеты.
У Земли нет естественного спутника на геостационарной орбите, но мы вывели на нее искусственные спутники. Если орбита геостационарного спутника не идеально круглая или она наклонена к экватору, то наблюдатель увидит, что спутник совершает в небе колебательные движения относительно некоего центра, описывает эллипсы, восьмерки и тому подобное, но у него ни за что не получится описать полный круг вокруг планеты.
Геостационарные спутники особенно эффективны в телекоммуникациях, поскольку спутник, неподвижно висящий над Атлантическим океаном, всегда доступен для передачи сообщений между Европой и США.
Я предвижу один неизбежный вопрос. Кто-нибудь обязательно не поленится написать и спросить, почему спутник, неподвижно зависший в небе над заданной точкой, не падает.
Отвечаю: спутник на геостационарной орбите неподвижен только относительно точки на вращающейся поверхности планеты. Однако он быстро движется вокруг планеты относительно ее центра.
А теперь перейдем к Фобосу. Фобос ближе к Марсу, чем Деймос, и намного. Поэтому Фобос облетает Марс с запада на восток быстрее Деймоса. Более того, скорость его движения вокруг Марса с запада на восток выше скорости вращения Марса вокруг своей оси также с запада на восток.
Обычно в книгах по начальной астрономии этот интересный факт сообщается с каким-то придыханием, как будто от Фобоса никак нельзя было ожидать подобного поведения или как будто это его собственная заслуга. Мой знакомый критик мог бы даже постонать по этому поводу.
На самом деле здесь ничего странного нет. Это совершенно естественно! Любой спутник обогнал бы поверхность планеты, если бы находился близко к ней.
Мы уже отметили, что если бы Деймос отделяли от центра Марса 12 710 миль, то он находился бы на стационарной орбите и, двигаясь с запада на восток, обращался бы вокруг Марса за то же время, какое требуется Марсу, чтобы повернуться вокруг своей оси. Если бы Деймос находился еще ближе к Марсу, то он двигался бы еще быстрее и облетал бы вокруг Марса быстрее, чем Марс поворачивается вокруг своей оси.
Это верно для любого спутника, чья орбита ниже стационарной относительно поверхности планеты. Единственный достаточно крупный естественный спутник, орбита которого ниже стационарной, это Фобос. Именно такое близкое расположение относительно поверхности планеты выделяет Фобос из ряда других спутников. И, учитывая это близкое расположение, он неизбежно должен двигаться по своей орбите быстрее, чем планета повернется вокруг своей оси.
Кстати говоря, Сатурн обладает несколькими кольцами, внутренние участки которых вращаются вокруг планеты на более низкой орбите, чем стационарная. Пока Сатурн за 10,6 часа успеет повернуться вокруг своей оси, внутренние кольца уже совершат оборот вокруг своего хозяина за более короткий промежуток времени.
Далее, расстояние до стационарной орбиты у Земли составляет 26 300 миль от центра планеты. Любой спутник, находящийся ближе к Земле, неизбежно будет обегать Землю меньше чем за 24 часа, то есть за меньшее время, чем требуется Земле, чтобы повернуться вокруг своей оси. Орбиты большинства наших искусственных спутников ближе к Земле, чем стационарная, и потому они обращаются вокруг Земли быстрее, чем за 24 часа. Самый близкий к Земле спутник облетит Землю за полтора часа.
Конечно, чем быстрее планета вращается вокруг своей оси, тем ближе к ее поверхности стационарная орбита. Теоретически неизвестны причины, которые запрещали бы Земле вращаться вокруг своей оси со скоростью ие 24 часа, а 10 часов. Если бы земные сутки продолжались 10 часов, то геостационарная орбита находилась бы всего в 14 600 милях от ее центра. А если бы Земля поворачивалась вокруг своей оси за полтора часа, то геостационарная орбита была бы на расстоянии в 4000 миль от ее центра и совпала бы с поверхностью.
|
