Защо сателитните орбити изглеждат като синусоида на отварачката за очи на света 2020
Въведение и произход/история на тригонометрията (ноември 2020 г.).
Ако някога сте виждали кадри от изкуствен спътник, щяхте да видите:
Жълтите линии показват пътя на Международната космическа станция
От снимката по-горе може да се види, че спътникът има вълнообразна орбита, но не изглежда ли необичайно сателит да пътува около Земята? Със сигурност не изглежда много ефективно! Въпросът е дали всички изкуствени спътници, включително МКС, наистина имат такива вълнообразни орбити, когато обикалят около Земята?
Защо пътеката на МКС изглежда като вълна на световната карта?
Въпреки че всички изкуствени спътници следват (почти) кръгова пътека около планетата, в тази статия ще разгледаме само МКС.
МКС обикаля около Земята
Международната космическа станция
Както всеки друг сателит, създаден от човека, МКС обикаля Земята по предварително зададен път, наречен орбита. Орбитата на МКС е на височина над земята, където все още изпитва силно гравитационно привличане от земята. Противно на общоприетото схващане, там не става дума за „безтегловност“
не в дългосрочен план. Всъщност МКС изпитва до 90% от силата на гравитацията, която изпитваме тук на Земята. Той пада постоянно на земята, но благодарение на огромната си орбитална скорост (270 000 км/ч) и земната безкрайност, той никога не удря на повърхността.
Забележителното в орбитата на МКС е, че тя не съвпада с екватора на Земята. Винаги, когато говорим за сателит, въртящ се около Земята, ние сме склонни да сравняваме орбитата му с екватора, но в действителност орбитата на МКС изглежда по-скоро така:
От изображението по-горе се вижда, че МКС прави кръгова пътека около планетата. И все пак, когато същият път е показан на световната карта, той претърпява драстична промяна, за да изглежда така:
Защо драматичната промяна?
Проекцията на Меркатор
Има добра причина за това. Виждате ли, нашата планета е 3D обект, докато картите винаги са двуизмерни. За да можем да видим и визуализираме границите на държавите и големите земни маси на земята, ние се нуждаем от начин да проектираме всички тези триизмерни неща върху двуизмерно листче хартия. Това е точно това, което прави Mercator Map.
Прогноза на света на Меркатор.
Прекрасно изобразява физическите особености и земните маси на света на правоъгълен лист хартия, като географските ширини и дължини са прави линии, които се пресичат перпендикулярно и формите на страните са добре дефинирани. Освен някои въпроси, свързани с относителния размер на страните, проекцията на Меркатор също изкривява пътя на МКС на световната карта.
Проектирането на орбита на МКС изглежда като вълна на 2-D карта
По-долу има анимация, която ще ви помогне да визуализирате и разберете това с повече яснота:
Ако трябва да нанесете орбитата на МКС такава, каквато всъщност е (т.е. кръгла) на 2D карта, екваторът ще изглежда като синусоида.
Накратко, пътят на МКС (и други изкуствени спътници) изглежда като вълна, защото се проектира на 2-D екран, а не защото изкуствените спътници следват вълнообразна пътека около земята.