De ce orbitele de satelit arată ca o undă sinusoidală pe deschizătorul de ochi al hărții lumii 2020
Introducere în trigonometrie și origine/istorie (noiembrie 2020).
Dacă ați văzut vreodată imagini dintr-un satelit artificial, ați fi văzut:
Liniile galbene arată calea Stației Spațiale Internaționale
Din imaginea de mai sus se poate observa că satelitul are o orbită asemănătoare undelor, dar nu pare neobișnuit ca un satelit să călătorească în jurul pământului? Cu siguranță nu pare foarte eficient! Întrebarea este dacă toți sateliții artificiali, inclusiv ISS, au într-adevăr astfel de orbite ondulate atunci când orbitează pământul?
De ce calea ISS apare ca un val pe harta lumii?
Deși toți sateliții artificiali urmează o cale (aproape) circulară în jurul planetei, vom analiza doar ISS în acest articol.
ISS orbitează în jurul pământului
Stația spațială internațională
Ca orice alt satelit creat de om, ISS orbitează Pământul pe o cale predefinită numită orbită. Orbita ISS se află la o înălțime deasupra pământului, unde încă se confruntă cu o puternică atracție gravitațională de pe pământ. Contrar credinței populare, nu este „imponderabilitate” acolo
nu pe termen lung. De fapt, ISS experimentează până la 90% din forța de greutate pe care o experimentăm aici pe Pământ. Cade constant pe pământ, dar datorită vitezei sale orbitale enorme (270.000 km/h) și a infinitului pământului, nu atinge niciodată cu adevărat suprafața.
Ceea ce este remarcabil la orbita ISS este că nu coincide cu ecuatorul Pământului. Ori de câte ori vorbim despre un satelit care se rotește în jurul pământului, avem tendința de a compara orbita acestuia cu ecuatorul, dar în realitate orbita ISS arată mai mult așa:
Din imaginea de mai sus, se vede că ISS face o cale circulară în jurul planetei. Totuși, atunci când aceeași cale este afișată pe harta lumii, aceasta suferă o schimbare drastică pentru a arăta astfel:
De ce schimbarea dramatică?
Proiecția Mercator
Există un motiv întemeiat pentru asta. Vedeți, planeta noastră este un obiect 3D, în timp ce hărțile sunt întotdeauna bidimensionale. Pentru a putea vedea și vizualiza granițele țărilor și maselor mari de pământ de pe pământ, avem nevoie de o modalitate de a proiecta toate acele lucruri tridimensionale pe o bucată de hârtie bidimensională. Exact asta face o hartă Mercator.
O proiecție a lumii Mercator.
Descrie frumos trăsăturile fizice și masele terestre ale lumii pe o coală de hârtie dreptunghiulară, latitudinile și longitudinile fiind linii drepte care se încrucișează perpendicular, iar formele țărilor sunt bine definite. În afară de anumite probleme legate de dimensiunea relativă a țărilor, proiecția Mercator distorsionează și calea ISS pe harta lumii.
Proiectarea orbitei ISS arată ca o undă pe o hartă 2-D
Mai jos este o animație pentru a vă ajuta să vizualizați și să înțelegeți acest lucru cu mai multă claritate:
Dacă ar fi să trasezi orbita ISS pentru ceea ce este cu adevărat (adică circular) pe o hartă 2D, ecuatorul ar arăta ca o undă sinusoidală.
Pe scurt, calea ISS (și a altor sateliți artificiali) apare ca o undă, deoarece este proiectată pe un ecran 2-D, nu pentru că sateliții artificiali urmează o cale ondulată în jurul pământului.