지구 궤도에있는 위성은 궤도 속도로 약 7.8km / s가 필요합니다.
지금까지 발사 된 지구 궤도의 모든 위성에서 속도가 가장 높았나요?
댓글
- 11km / s는 탈출 속도입니다. 대기 위로 빠르게 움직이는 것은 모두 닫힌 궤도에 있지 않습니다. 궤도 속도는 약 7.8km / s로 $ \ sqrt {2} $보다 작습니다. 나는 당신의 질문에 대한 답이 탈출 속도보다 약간 낮다고 생각합니다. 달 임무, 의도적으로 고도로 타원형 궤도에 놓인 위성, 탈출 속도에 도달하려고했지만 부스터가 실패한 위성입니다.
- FWIW ‘ (폐쇄 된) 궤도의 속도에 대해 이야기하는 경우 ‘ 가장 낮은 근지점을 가진 가장 타원 궤도를 가진 위성과 가장 빠른 속도는 근지점에있을 것입니다. ‘ 안타깝게도 그게 뭔지 모르겠습니다.
답변
지구의 원형 저궤도 만 보면 :
height speed period km m/s hours:min:sec 200 7789.1 1:28:21 300 7730.5 1:30:22 400 7673.2 1:32:24 500 7617.2 1:34:28 600 7562.3 1:36:32 700 7508.7 1:38:37 800 7456.1 1:40:43 900 7404.7 1:42:50 1000 7354.3 1:44:21
최저 궤도가 가장 빠른 속도를 보입니다. 그러나 400km 미만의 궤도는 매우 빠르게 붕괴하고, 6 개월 내에 300km, 약 하루에 200km가됩니다.
이제 타원 궤도를 살펴 봅니다.
min at min max at max height speed height speed period km m/s km m/s hours:min:sec 400 7701.3 500 7589.2 1:33:26 400 7728.9 600 7507.1 1:34:28 400 7755.9 700 7426.9 1:35:30 400 7782.5 800 7348.4 1:36:32 400 7834.3 1000 7196.6 1:38:37 400 9127.0 10000 3774.9 3:26:26 400 10521.9 100000 669.8 37:11:36 400 10677.8 200000 350.3 96:10:06 400 10762.3 400000 179.3 259:31:25
따라서 매우 타원 궤도는 가장 빠른 속도를 갖지만 최소 높이에서 지구에 가까울 때만 가능합니다. 그러나 기간은 훨씬 길어지고 평균 속도는 낮아지며 마지막 선은 달과 그 뒤를 향한 타원형 궤도입니다. 이 속도 기록은 아폴로 임무에 의해 보관됩니다. (간단하게하기 위해 궤도는 달의 영향없이 계산되었습니다.)
모든 궤도는 Bernd Leitenberger의 웹 페이지 를 사용하여 계산되었습니다. 독일어로만 제공됩니다.
댓글
- 참조를 수정 해 주셔서 감사합니다!
- @ called2voyage 감사합니다. 참조를 포함하도록 상기시켜줍니다.
답변
근점에있는 모든 우주 물체의 속도를 계산하면 대답. Celestrak의 최신 공개 위성 카탈로그를 처리 한 후 근지점에서 가장 높은 궤도 속도를 가진 물체는 다음과 같습니다.
Object Name SSN# Type Country Apogee (km) Perigee(km) Velocity(m/s) DELTA 2 R/B(2) 22051 R/B US 359918.0 185.0 10929.8 PEGASUS R/B(2) 33404 R/B US 219611.0 247.0 10818.1 FALCON HEAVY R/B 44187 R/B US 88505.0 329.0 10542.2 FALCON 9 R/B 44050 R/B US 66488.0 232.0 10521.5 DELTA 2 R/B(2) 30799 R/B US 85277.0 377.0 10489.9 FALCON 9 R/B 43179 R/B US 48084.0 237.0 10372.5 FALCON 9 R/B 40426 R/B US 62208.0 406.0 10346.8 FALCON 9 R/B 45921 R/B US 45359.0 239.0 10341.4 EQUATOR S 25068 PAY GER 67160.0 470.0 10325.4
Satcat을
이 링크의 csv , 아래 Python 코드 스 니펫을 사용하여 파일을 처리하고 속도를 계산할 수 있습니다.
이 정보가 도움이 되었기를 바랍니다. 매니
import pandas as pd import math mu = 3.986004418e14 pi = math.pi # Computes the SMA from the orbital period def getSMAfromPeriodMinutes(periodMinutes): # Gravitational parameter periodSeconds = periodMinutes*60 SMA_m = (((periodSeconds**2)*mu)/(4*(pi**2)))**(1/3) return SMA_m # p is Perigee in km, a is SMA in m def getPerigeeSpeed(p, a): x = mu*((2/(p*1000 + 6371000))-(1/a)) return math.sqrt(x) def getSatcat(): """ Gets the public satellite catalog from Celestrak Returns a pandas dataframe of the catalog """ df = pd.read_csv(r"C:\satcat.csv") return df if __name__ == "__main__": df = getSatcat(); # Limit to objects that orbit the Earth only, to exclude some objects that might # orbit about the Earth-Moon barycenter, Sun, etc... # Read the format documentation at http://celestrak.com/satcat/satcat-format.php df = df[df["ORBIT_CENTER"]=="EA"] # drop rows with empty perigee fields df = df.dropna(subset=["PERIGEE"]) # drops rows with objects that have decayed df = df[df["DECAY_DATE"].isna()] # drop rows with 0 perigee from the file (re-entered) df = df[df["PERIGEE"]>0] # compute the SMA df["SMA_m"] = df.apply(lambda row: getSMAfromPeriodMinutes(row["PERIOD"]), axis=1) # compute the speed at perigee df["v_PERIGEE"] = df.apply(lambda row: getPerigeeSpeed(row["PERIGEE"], row["SMA_m"]), axis=1) print(df[["v_PERIGEE"]].idxmax())
댓글
- ” SSN 43470 -QUEQIAO-10.761 km / s-Perigee : 395 km-Apogee : 383,110 km ” 속도가 잘못되었습니다. 7672.7 및 7686.2 m / s입니다.
- @Uwe 관심을 가져 주셔서 감사합니다. 위의 코드에 오류가 있습니다. 이제 수정되었습니다. QUEQIAO, LONGJIANG 1, LONGJIANG 2 데이터는 Celestrak이 궤도 중심을 Earth-Moon Barycenter로 제공하여 자동화가 잘못되었다는 사실에 주목하지 않았습니다. 결과와 코드를 지구의 달 Barycenter 나 Sun 또는 그 밖의 다른 것이 아닌 지구를 포함하는 신체로 조정했습니다 … 다시 한 번 감사합니다 …
- ” 67160.0 470.0 10325.4 “가 좋아 보이고 10326,2 m / s를 얻습니다. 아주 작은 차이입니다.
- 패키지, 프로그래밍 언어,이 페이지 만 : bernd-leitenberger.de/orbits.shtml for the 확인하고 내 답변에 대한 번호를 얻으십시오.
- 매니 ‘ 여기에서 유용하게 제공 한 코드 사용에 관심이있는 사람은 Manny ‘의 답변과 같은 최신 Stack Exchange 사용자 콘텐츠에 사용되는 라이선스는 GPL v3 : creativecommons.org와 호환됩니다. / share-your-work / licensing-considerations / … . Manny의 코드를 사용하는 경우 반드시 신용을 확인하십시오!
답변
나는 일부를 계산하기 위해 Python 스크립트를 작성했습니다. 궤도주기와 속도. 나는 m 또는 km 단위의 거리, kg 단위의 질량 및 m ^ 3 / kg s ^ 2 단위의 중력 상수로 계산하기 위해 천문 단위를 사용했습니다. 결과는 m / s 및 시간 단위시, 분 및 초입니다. 결과 단위가 잘못된 경우 숫자도 잘못되었을 수 있습니다.
200 ~ 1000km 높이의 원형 궤도에 대한 결과 :
height radius speed period 200 km 6567.4 km 7790.6 m / s 1 h 28 min 16.7 s 300 km 6667.4 km 7732.0 m / s 1 h 30 min 18.1 s 400 km 6767.4 km 7674.6 m / s 1 h 32 min 20.5 s 500 km 6867.4 km 7618.5 m / s 1 h 34 min 23.7 s 600 km 6967.4 km 7563.7 m / s 1 h 36 min 27.9 s 700 km 7067.4 km 7510.0 m / s 1 h 38 min 33.0 s 800 km 7167.4 km 7457.4 m / s 1 h 40 min 38.9 s 900 km 7267.4 km 7405.9 m / s 1 h 42 min 45.7 s 1000 km 7367.4 km 7355.5 m / s 1 h 44 min 53.4 s
최대 거리 500 ~ 400000km, 최소 거리 400km의 타원형 궤도 :
height semi mayor axis min speed max speed period 500 km 6817.4 km 7590.5 m / s 7702.7 m / s 1 h 33 min 22.0 s 600 km 6867.4 km 7508.4 m / s 7730.3 m / s 1 h 34 min 23.7 s 700 km 6917.4 km 7428.1 m / s 7757.4 m / s 1 h 35 min 25.7 s 800 km 6967.4 km 7349.6 m / s 7784.0 m / s 1 h 36 min 27.9 s 900 km 7017.4 km 7272.8 m / s 7810.1 m / s 1 h 37 min 30.3 s 1000 km 7067.4 km 7197.7 m / s 7835.8 m / s 1 h 38 min 33.0 s 5000 km 9067.4 km 5115.7 m / s 8593.0 m / s 2 h 23 min 12.9 s 10000 km 11567.4 km 3774.6 m / s 9129.1 m / s 3 h 26 min 21.3 s 50000 km 31567.4 km 1231.3 m / s 10255.4 m / s 15 h 30 min 17.5 s 100000 km 56567.4 km 669.6 m / s 10523.9 m / s 37 h 11 min 33.9 s 200000 km 106567.4 km 350.2 m / s 10679.8 m / s 96 h 10 min 16.5 s 400000 km 206567.4 km 179.3 m / s 10764.3 m / s 259 h 32 min 17.6 s
Python 스크립트
import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from astropy import units as u from astropy import constants as c def secToHMS(timePeriod) : # converting seconds to hours, minutes and seconds tP2 = timePeriod.to(u.s).value # integer division // does not work with units rest = tP2 // 60 secs = (tP2 % 60) * u.s #setting the proper unit hours = (rest // 60) * u.h mins = (rest % 60) * u.min return (hours, mins, secs) # orbital period of circular and elliptical orbits def orbitalPeriod(semi_mayor_axis, GMbody) : result = np.sqrt(semi_mayor_axis**3 / GMbody) * 2.0 * np.pi return result def orbitalspeed(radius, GMbody) : # only for circular orbits rad_m = radius.to(u.m) # converting orbit radius from km to m result = np.sqrt(GMbody / rad_m) return result def VisVivaSpeed(radius, semi_mayor_axis, GMbody) : rad_m = radius.to(u.m) # converting orbit radius from km to m sma = semi_mayor_axis.to(u.m) # semi_mayor_axis from km to m result = np.sqrt(GMbody * (2.0 / rad_m - 1.0 / sma)) return result dia_earth_a = 12756.27 * u.km # equatorial Earth diameter dia_earth_p = 12713.5 * u.km # polar Earth diameter rad_earth_a = 0.5 * dia_earth_a # equatorial Earth radius rad_earth_p = 0.5 * dia_earth_p # polar Earth radius rad_earth_ap = (rad_earth_a + rad_earth_p) * 0.5 # mean of equator and polar radius m_earth = 5.97e24 * u.kg # mass of Earth m_e = c.M_earth G = c.G # gravitaional constant GMe = c.GM_earth # product of G with the mass of Earth print(m_earth, m_e, G, GMe) print() print(" height radius speed period") # circular orbits from 200 up to 1000 km, steps 100 km for i in range(200, 1001, 100) : h = i * u.km # converting integer height to float with unit km a = h + rad_earth_ap # distance to earth center t4 = orbitalPeriod(a, GMe) t5 = secToHMS(t4) v = orbitalspeed(a, GMe) print(format(h, "5.0f"), format(a, "7.1f"), format(v, "7.1f"), format(t5[0], "2.0f"), format(t5[1], "2.0f"), format(t5[2], "4.1f")) print() print(" height semi mayor axis min speed max speed period") for i in (500, 600, 700, 800, 900, 1000, 5000, 10000, 50000, 100000, 200000, 400000) : h = i * u.km # converting integer height to float with unit km d_max = h + rad_earth_ap # maximum distance to earth center d_min = 400 * u.km + rad_earth_ap # minimum distance to earth center a = (d_max + d_min) * 0.5 # semi mayor axis t4 = orbitalPeriod(a, GMe) t5 = secToHMS(t4) v_min = VisVivaSpeed(d_max, a, GMe) # minimal speed at maximal distance v_max = VisVivaSpeed(d_min, a, GMe) # maximal speed at minimal distance print(format(h, "6.0f"), format(a, "9.1f"), format(v_min, "8.1f"), format(v_max, "8.1f"), format(t5[0], "4.0f"), format(t5[1], "2.0f"), format(t5[2], "4.1f"))