В момент, когда вы это читаете, на орбите земли находится более одной тысячи различных искусственных спутников от разных государств и корпораций, каждая из которых преследует свои цели запуска этих аппаратов. Все спутники, по сути, уникальны, ведь выполняют специфические функции и имеют отличительные друг от друга конструкции. Но есть у них и кое что общее – искусственные спутники не падают и не притягиваются к Земле.
Почему Земля не притягивает спутники гравитационным полем
Если объяснять кратко, то на самом деле спутники постоянно «пытаются» упасть, но «промахиваются» по Земле. Основано это явление на так называемой боковой скорости устройства, заданной аппарату инерцией в процессе запуска ракетного ускорителя.
Более подробно это взаимодействие можно описать так: вы подбрасываете мяч вверх, и он приземляется вниз из-за воздействия на него сил гравитации. Именно эта сила удерживает людей и другие объекты на Земле, не давая им улететь в открытый космос. Спутники также как и мяч, «подбрасываются» вверх на ракетных носителях, которые летают со скоростью до 29 тысяч километров в час. Этого вполне хватает, чтобы преодолеть сильное притяжение и силы гравитации и покинуть атмосферу Земли с тяжелым спутником на борту. Как только аппарат достигает конкретной высоты, он отсоединяется и спутник двигается дальше. Это движение основано на энергии, которую передает импульс от движения ракетного ускорителя, применяемого для вывода системы на орбиту.
Почему Земля не притягивает спутники гравитационным полем
Даже когда импульс ослабевает, спутник не улетает в открытый космос, так как гравитация все еще работает. Ее сочетание с импульсом и заставляет аппарат двигаться по круговой траектории вкруг планеты (на орбите). Находясь на орбите, спутник имеет практически идеальное соотношение сил гравитации и импульса, но получить и вычислить этот параметр довольно сложно.
Чтобы силы притяжения Земли не перевешивали в свою сторону, устройство должно двигаться на очень больших скоростях. К примеру, спутник NOAA-20 находится на высоте всего пару сотен километров над поверхностью планеты. Для того чтобы он оставался на орбите его скорость должна составлять 27 300 км/ч. Для другого спутника, вращающегося на высоте в 35 тысяч километров, эта скорость равна уже 10 780 км/ч.
Современные устройства могут находиться на орбите в течение сотни лет на полном автономном обеспечении и передавать людям различные измерения и фотографии, налаживать и ретранслировать связь радиосигналов между несколькими удаленными точками земли. Именно поэтому думать о том, что какой-то их них упадет, не приходится.
А́том (от др.-греч. ἄτομος «неделимый[1], не разрезаемый[2]») — частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств[1][3].
Атомы состоят из ядра и электронов (точнее, электронного «облака»). Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Количество нейтронов в ядре может быть разным: от нуля до нескольких десятков. Если число электронов совпадает с числом протонов в ядре, то атом в целом оказывается электрически нейтральным. В противном случае он обладает некоторым положительным или отрицательным зарядом и называется ионом[1]. В некоторых случаях под атомами понимают только электронейтральные системы, в которых заряд ядра равен суммарному заряду электронов, тем самым противопоставляя их электрически заряженным ионам[3][4].
Ядро, несущее почти всю (более чем 99,9 %) массу атома, состоит из положительно заряженных протонов и незаряженных нейтронов, связанных между собой при сильного взаимодействия. Атомы классифицируются по количеству протонов и нейтронов в ядре: число протонов Z соответствует порядковому номеру атома в периодической системе Менделеева и определяет его принадлежность к некоторому химическому элементу, а число нейтронов N — определённому изотопу этого элемента. Единственный стабильный атом, не содержащий нейтронов в ядре — лёгкий водород (протий). Число Z также определяет суммарный положительный электрический заряд (Z×e) атомного ядра и число электронов в нейтральном атоме, задающее его размер[5].
Атомы различного вида в разных количествах, связанные межатомными связями, образуют молекулы.