ઉપગ્રહ પૃથ્વી પર કેમ પડતો નથી? શું ઉપગ્રહ તમારા માથા પર પડી શકે છે? પરંતુ ઉપગ્રહ ભ્રમણકક્ષામાં કેવી રીતે રહે છે? શું તે સીધો અવકાશમાં નહીં ઊડે?

ચિત્ર કૉપિરાઇટગેટ્ટી છબીઓ

નીચી-પૃથ્વી ભ્રમણકક્ષામાં અવકાશના ભંગારનું પ્રમાણ સતત વધી રહ્યું છે. કટારલેખકે એ જાણવાનું નક્કી કર્યું કે જ્યારે ખર્ચવામાં આવેલા ઉપગ્રહો પૃથ્વી પર પડે ત્યારે શું થાય છે. જર્મન વૈજ્ઞાનિકો આ સમસ્યાનો અભ્યાસ કરી રહ્યા છે.

જે બિલ્ડિંગમાં વિલેમ્સ મને "હાઈલાઈટ્સ" બતાવવા જઈ રહ્યા છે તે કોલોનમાં સ્થિત જર્મન એવિએશન એન્ડ સ્પેસ સેન્ટર (DLR)ની એરોડાયનેમિક રિસર્ચ ઈન્સ્ટિટ્યૂટની છે.

વિલેમ્સ વિશાળ જૂના રિમોટ કંટ્રોલ સાથે વિન્ડ ટનલ કંટ્રોલ સેન્ટરની યાદી પણ આપે છે, જેમાં ઘણા સેન્સર, સ્વીચો અને બટનો છે, જે “સૌથી વધુ રસપ્રદ નથી”.

એક વિશાળ બ્લાસ્ટ-પ્રૂફ દરવાજો પસાર કરીને, અમે બારી વિનાના ઓરડામાં પ્રવેશીએ છીએ. દિવાલો સૂટથી ઢંકાયેલી છે, અને હવામાં ગનપાઉડરની ગંધ સ્પષ્ટપણે અનુભવાય છે.

અહીં રોકેટ એન્જિનના એરોડાયનેમિક પરીક્ષણો કરવામાં આવે છે.

પરંતુ આ, જેમ તે તારણ આપે છે, તે સૌથી રસપ્રદ નથી.

વિલેમ્સ કોલોન કેન્દ્રની એક પવન ટનલમાં તેના "સૌથી રસપ્રદ" પ્રયોગો કરે છે. તે પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષામાંથી ઉપગ્રહના પ્રસ્થાનનું અનુકરણ કરે છે.

"ત્યાં મોટી સંખ્યામાં કૃત્રિમ ઉપગ્રહો હવે પૃથ્વીની પરિક્રમા કરી રહ્યા છે, અને તે બધા વહેલા કે પછીથી ભ્રમણકક્ષા છોડી દેશે," વિલેમ્સ સમજાવે છે.

શું સેટેલાઇટનો કાટમાળ જે વાતાવરણમાં સળગ્યો ન હતો તે કોઈ વસ્તુ પર પડી શકે છે - અથવા કોઈ?

"જ્યારે અવકાશયાન વાતાવરણમાં પ્રવેશ કરે છે, ત્યારે તે નાશ પામે છે. અમને રસ છે કે તેમના ટુકડાઓ બચી જશે તેવી સંભાવના કેટલી છે."

બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, શું ખર્ચાયેલા ઉપગ્રહોનો કાટમાળ જે વાતાવરણમાં સળગ્યો ન હતો તે પૃથ્વી પર કોઈ વસ્તુ - અથવા કોઈ - પર પડી શકે છે?

કોંક્રિટ ફ્લોર પર સ્થાપિત પવન ટનલ, જે વિલેમ્સના પ્રયોગો માટે ફાળવવામાં આવી હતી, તે સ્ટીમર સાથે જોડાયેલા વિશાળ, અડધા-ડિસેમ્બલ વેક્યૂમ ક્લીનર જેવું લાગે છે.

ચળકતી એકમ પાઈપો અને ઇલેક્ટ્રિકલ વાયરના નેટવર્કમાં આવરી લેવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, આ પાઇપનો ઉપયોગ સુપરસોનિક અને હાયપરસોનિક એરક્રાફ્ટના મોડલ દ્વારા ફૂંકવા માટે થાય છે - તેમાં બનાવેલ હવાના પ્રવાહની ઝડપ અવાજની ગતિ કરતાં 11 ગણી વધી શકે છે.

આકાશમાંથી વધુને વધુ ઉપગ્રહો પડશે

"પાઈપ" પોતે એક ગોળાકાર મેટલ ચેમ્બર છે જે બે મીટર ઊંચો છે, જેની અંદર શુદ્ધિકરણ માટેના મોડેલ્સ ખાસ ક્લેમ્પ્સમાં સુરક્ષિત છે.

પરંતુ વિલેમ્સને ક્લેમ્પ્સની જરૂર નથી - તે ફક્ત એવી વસ્તુઓને પાઇપમાં ફેંકી દે છે જેના દ્વારા હવા લગભગ 3000 કિમી/કલાકની ઝડપે વિરુદ્ધ દિશામાં વહે છે (જે અવાજની ઝડપ કરતાં બમણી છે).

આ રીતે, પૃથ્વીના વાતાવરણમાંથી પસાર થતા ઉપગ્રહની ઉડાનનું અનુકરણ કરવામાં આવે છે.

વિલેમ્સ કહે છે, "અમે વસ્તુઓને હવાના પ્રવાહમાં મૂકીએ છીએ કે તેઓ સિમ્યુલેટેડ ફ્રી ફોલમાં કેવી રીતે વર્તે છે."

"દરેક પ્રયોગનો સમયગાળો માત્ર 0.2 સેકન્ડનો છે, પરંતુ ઘણા ચિત્રો અને જરૂરી માપ લેવા માટે આ પૂરતો સમય છે."

પ્રયોગો દરમિયાન મેળવેલ ડેટા કોમ્પ્યુટર મોડલમાં દાખલ કરવામાં આવશે, જેના કારણે ભ્રમણકક્ષા છોડતી વખતે અવકાશયાનની વર્તણૂકની વધુ સચોટ આગાહી કરવી શક્ય બનશે. ( આ વીડિયોમાં ડી.એલ.આરપૃથ્વીના વાતાવરણમાં રોસેટ ઉપગ્રહના વિનાશનું અનુકરણ કરવામાં આવ્યું હતું.)

હાલમાં પૃથ્વીની પરિક્રમા કરી રહેલા ભ્રમણકક્ષાના કાટમાળના લગભગ 500,000 ટુકડાઓ છે, જેમાં નાના ધાતુના ટુકડાઓથી માંડીને બસોના કદના સમગ્ર અવકાશયાન સુધીનો સમાવેશ થાય છે, જેમ કે યુરોપિયન સ્પેસ એજન્સીના એન્વિસેટ ઉપગ્રહ, જેણે એપ્રિલ 2012 માં અચાનક કામ કરવાનું બંધ કરી દીધું હતું.

યુકેની યુનિવર્સિટી ઓફ સાઉધમ્પ્ટન ખાતે એરક્રાફ્ટ અને રોકેટ સાયન્સના વરિષ્ઠ લેક્ચરર હુ લુઈસ કહે છે, "એકંદરે, કાટમાળના ટુકડાઓની સંખ્યા જેમના માર્ગને આપણે ટ્રેક કરી રહ્યા છીએ તે વધી રહી છે."

જેમ જેમ ભ્રમણકક્ષાના કાટમાળનું પ્રમાણ વધશે તેમ તેમ ઓપરેટિંગ ઉપગ્રહો અથવા માનવસહિત અવકાશયાન સાથે અથડામણની સંભાવના પણ વધશે.

ભ્રમણકક્ષાના કાટમાળની સમસ્યા લાંબા સમય સુધી સુસંગત રહેશે

પહેલેથી જ હવે, આ કારણોસર, ઇન્ટરનેશનલ સ્પેસ સ્ટેશનની ભ્રમણકક્ષાને સમયાંતરે ગોઠવવી પડે છે.

"અવકાશ સંશોધનની શરૂઆતથી જ ખર્ચાયેલા વાહનોના ટુકડાઓ ભ્રમણકક્ષામાંથી બહાર આવી રહ્યા છે," લેવિસે કહ્યું, "સામાન્ય રીતે, એક મોટી વસ્તુ દર ત્રણથી ચાર દિવસમાં એકવાર વાતાવરણમાં પ્રવેશે છે, અને આ સમસ્યા લાંબા સમય સુધી સુસંગત રહેશે. "

જો કે વાતાવરણમાં ઉપગ્રહો ઓવરલોડ અને ઊંચા તાપમાને નાશ પામે છે, કેટલાક મોટા ભંગાર પ્રમાણમાં અકબંધ પૃથ્વી પર પડે છે.

"ઉદાહરણ તરીકે, ઇંધણની ટાંકીઓ," લેવિસ કહે છે, "કેટલાક અવકાશયાનમાં તે નાની કારના કદના હોય છે."

જોકે વિલેમ્સ કારને પવનની સુરંગમાં ફેંકતા નથી, તેમનો ધ્યેય એ જોવાનો છે કે જ્યારે નાશ પામે ત્યારે મોટા પદાર્થો કેવી રીતે વર્તે છે અને તેમના કયા ટુકડાઓ સૈદ્ધાંતિક રીતે પૃથ્વીની સપાટી સુધી પહોંચી શકે છે.

"એક ઘટકની આસપાસનો પ્રવાહ તેના પડોશીઓની આસપાસના પ્રવાહને અસર કરે છે," તે સમજાવે છે, "તેઓ વ્યક્તિગત રીતે અથવા એક જૂથ તરીકે પૃથ્વી પર પડે છે તેના આધારે, વાતાવરણમાં તેમના સંપૂર્ણ દહનની સંભાવના પણ બદલાય છે."

પરંતુ જો અવકાશનો કાટમાળ આટલી વાર ભ્રમણકક્ષામાંથી બહાર નીકળે છે, તો તેનો કાટમાળ ઘરની છતમાંથી તૂટીને આપણા માથા પર કેમ નથી પડતો?

મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, જવાબ એ છે કે ખર્ચાયેલા ઉપગ્રહોને અવશેષ ઓનબોર્ડ ઇંધણનો ઉપયોગ કરીને ભ્રમણકક્ષામાંથી હેતુપૂર્વક દૂર કરવામાં આવે છે.

ઉપગ્રહનો ટુકડો તમારા પર પડવાની સંભાવના અત્યંત ઓછી છે

આ કિસ્સામાં, ઉતરતા માર્ગની ગણતરી એવી રીતે કરવામાં આવે છે કે ઉપગ્રહો મહાસાગરોના નિર્જન વિસ્તારો પર વાતાવરણમાં બળી જાય છે.

પરંતુ બિનઆયોજિત ડીઓર્બિટ વધુ મોટો ખતરો છે.

2011માં અમેરિકન સ્પેસ એજન્સી નાસાના અપર એટમોસ્ફિયર રિસર્ચ સેટેલાઇટ (UARS)નું બિનઆયોજિત ડીઓર્બિટ આવા તાજેતરના કેસોમાંનું એક હતું.

હકીકત એ છે કે પૃથ્વીનો 70% ભાગ મહાસાગરોથી ઢંકાયેલો છે અને જમીનના મોટા વિસ્તારો હજુ પણ ઓછા વસ્તીવાળા છે, UARS ની અસર પૃથ્વી પર વિનાશનું કારણ બને તેવી શક્યતા નાસાના અંદાજ મુજબ, 2,500 માંથી 1, લેવિસ નોંધે છે.

"આ ખૂબ ઊંચી ટકાવારી છે - જ્યારે વસ્તી માટે સંભવિત જોખમ 10,000માંથી 1 હોય ત્યારે અમે ચિંતા કરવાનું શરૂ કરીએ છીએ," તે કહે છે.

"અમે એ હકીકત વિશે વાત કરી રહ્યા નથી કે ઉપગ્રહનો ટુકડો તમારા પર પડશે - આની સંભાવના નજીવી છે જેનો અર્થ એ છે કે તે સૈદ્ધાંતિક રીતે કોઈ પર પડશે."

વિશ્વભરમાં કાર અકસ્માતોમાં દર વર્ષે એક મિલિયનથી વધુ લોકો મૃત્યુ પામે છે તે ધ્યાનમાં લેતા, ભ્રમણકક્ષાના કાટમાળના ટુકડાથી પૃથ્વી પર નોંધપાત્ર વિનાશ થવાની સંભાવના ખૂબ જ ઓછી છે.

જેટલા વધુ ઉપગ્રહો ભ્રમણકક્ષામાં મૂકવામાં આવશે, તેમાંથી વધુ તે છોડશે

અને તેમ છતાં તે અવગણના નથી, કારણ કે જે દેશ અવકાશયાન લોન્ચ કરે છે, યુએન કરારો અનુસાર, આવી પ્રવૃત્તિઓથી થતા કોઈપણ નુકસાન માટે કાનૂની અને નાણાકીય જવાબદારી સહન કરે છે.

આ કારણોસર, અવકાશ એજન્સીઓ ભ્રમણકક્ષામાંથી પડતી વસ્તુઓ સાથે સંકળાયેલા જોખમોને ઘટાડવાનો પ્રયત્ન કરે છે.

ડીએલઆરના પ્રયોગો વૈજ્ઞાનિકોને બિનઆયોજિત ડીઓર્બિટ દરમિયાન અવકાશના કાટમાળના વર્તનને વધુ સારી રીતે સમજવામાં અને વધુ નજીકથી દેખરેખ રાખવામાં મદદ કરશે.

અવકાશ પ્રક્ષેપણની કિંમત ધીમે ધીમે ઘટી રહી છે, અને ઉપગ્રહો વધુને વધુ લઘુચિત્ર બની રહ્યા છે, તેથી આગામી દાયકાઓમાં તેમની સંખ્યા માત્ર વધશે.

"માનવતા વધુને વધુ અવકાશનો ઉપયોગ કરી રહી છે, પરંતુ ભ્રમણકક્ષાના કાટમાળની સમસ્યા વધુ ખરાબ થઈ રહી છે," લેવિસ કહે છે, "જેમ જેમ વધુ ઉપગ્રહો ભ્રમણકક્ષામાં મૂકવામાં આવશે, તેમાંથી વધુ દૂર કરવામાં આવશે."

બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, સ્પેસક્રાફ્ટના કાટમાળથી અથડાઈ જવાની સંભાવના નહિવત્ છે, તેમ છતાં વધુને વધુ ઉપગ્રહો આકાશમાંથી પડશે.

નીચી-પૃથ્વી ભ્રમણકક્ષામાં પ્રક્ષેપિત કોઈ પણ વસ્તુ ત્યાં કાયમ રહી શકતી નથી.

અત્યારે પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષામાં 1,000 થી વધુ કૃત્રિમ ઉપગ્રહો છે. તેઓ વિવિધ પ્રકારના કાર્યો કરે છે અને વિવિધ ડિઝાઇન ધરાવે છે. પરંતુ તેમની પાસે એક વસ્તુ સમાન છે - ઉપગ્રહો ગ્રહની આસપાસ ફરે છે અને પડતા નથી.

ઝડપી સમજૂતી

વાસ્તવમાં, ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે ઉપગ્રહો હંમેશા પૃથ્વી પર પડે છે. પરંતુ તેઓ હંમેશા ચૂકી જાય છે, કારણ કે તેમની પાસે લૉન્ચ સમયે જડતા દ્વારા સેટ કરેલી બાજુની ગતિ હોય છે.

પૃથ્વીની આસપાસ ઉપગ્રહના પરિભ્રમણનો અર્થ એ છે કે તે સતત ભૂતકાળમાં પડે છે.

સમજૂતી

જો તમે હવામાં બોલ ફેંકો છો, તો બોલ પાછો નીચે આવે છે. આ કારણ છે ગુરુત્વાકર્ષણ- એ જ બળ જે આપણને પૃથ્વી પર રાખે છે અને આપણને બાહ્ય અવકાશમાં ઉડતા અટકાવે છે.

ઉપગ્રહોને રોકેટ દ્વારા ભ્રમણકક્ષામાં છોડવામાં આવે છે. રોકેટને વેગ આપવો જોઈએ 29,000 કિમી/કલાક સુધી! આ મજબૂત ગુરુત્વાકર્ષણને દૂર કરવા અને પૃથ્વીના વાતાવરણમાંથી છટકી જવા માટે પૂરતું ઝડપી છે. એકવાર રોકેટ પૃથ્વીની ઉપરના ઇચ્છિત બિંદુએ પહોંચે છે, તે ઉપગ્રહને છોડે છે.

ઉપગ્રહ ગતિમાં રહેવા માટે રોકેટમાંથી મળેલી ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. આ ચળવળ કહેવામાં આવે છે આવેગ.

પરંતુ ઉપગ્રહ ભ્રમણકક્ષામાં કેવી રીતે રહે છે? શું તે સીધો અવકાશમાં નહીં ઊડે?

ખરેખર નથી. જ્યારે ઉપગ્રહ હજારો કિલોમીટર દૂર હોય ત્યારે પણ પૃથ્વીનું ગુરુત્વાકર્ષણ તેને આકર્ષે છે. પૃથ્વીનું ગુરુત્વાકર્ષણ, રોકેટના વેગ સાથે મળીને, ઉપગ્રહને પૃથ્વીની આસપાસ ગોળાકાર માર્ગને અનુસરવાનું કારણ બને છે - ભ્રમણકક્ષા.

જ્યારે ઉપગ્રહ ભ્રમણકક્ષામાં હોય છે, ત્યારે તે વેગ અને પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ બળ વચ્ચે સંપૂર્ણ સંતુલન ધરાવે છે. પરંતુ આ સંતુલન શોધવું ખૂબ મુશ્કેલ છે.

કોઈ વસ્તુ પૃથ્વીની જેટલી નજીક છે તેટલું ગુરુત્વાકર્ષણ વધુ મજબૂત છે. અને પૃથ્વીની પરિક્રમા કરતા ઉપગ્રહોએ ભ્રમણકક્ષામાં રહેવા માટે ખૂબ જ ઊંચી ઝડપે મુસાફરી કરવી જોઈએ.

ઉદાહરણ તરીકે, NOAA-20 ઉપગ્રહ પૃથ્વીથી થોડાક સો કિલોમીટર ઉપર ભ્રમણ કરે છે. ભ્રમણકક્ષામાં રહેવા માટે તેને 27,300 કિમી/કલાકની ઝડપે મુસાફરી કરવી પડશે.

બીજી તરફ, NOAAનો GOES-East સેટેલાઇટ 35,405 કિમીની ઊંચાઈએ પૃથ્વીની પરિક્રમા કરે છે. ગુરુત્વાકર્ષણને દૂર કરવા અને ભ્રમણકક્ષામાં રહેવા માટે, તેને લગભગ 10,780 કિમી પ્રતિ કલાકની ઝડપની જરૂર છે.

ISS 400 કિમીની ઉંચાઈ પર સ્થિત છે, તેથી તેની ઝડપ 27,720 કિમી પ્રતિ કલાક છે.

ઉપગ્રહો સેંકડો વર્ષો સુધી ભ્રમણકક્ષામાં રહી શકે છે, તેથી આપણે તેમના પૃથ્વી પર પડવાની ચિંતા કરવાની જરૂર નથી.

પૃથ્વી પાસે એક શક્તિશાળી ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્ર છે જે ફક્ત તેની સપાટી પર સ્થિત પદાર્થોને જ આકર્ષે છે, પરંતુ તે અવકાશ પદાર્થોને પણ આકર્ષે છે જે, કેટલાક કારણોસર, પોતાને તેની નજીકમાં શોધે છે. પરંતુ જો આવું છે, તો પછી એ હકીકત કેવી રીતે સમજાવવી કે માણસ દ્વારા પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષામાં છોડવામાં આવેલા કૃત્રિમ ઉપગ્રહો તેની સપાટી પર આવતા નથી?

ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમો અનુસાર, પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષામાં સ્થિત કોઈપણ પદાર્થ તેના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્ર દ્વારા આકર્ષિત થઈને તેની સપાટી પર પડવું જોઈએ. આ બધું એકદમ સાચું છે, પરંતુ માત્ર ત્યારે જ જો ગ્રહનો આકાર આદર્શ ગોળાનો હોય, અને તેની ભ્રમણકક્ષામાં સ્થિત પદાર્થો પર કોઈ બાહ્ય દળોએ કાર્ય કર્યું ન હોય. હકીકતમાં, આ એવું નથી. પૃથ્વી, તેની પોતાની ધરીની આસપાસ પરિભ્રમણને કારણે, વિષુવવૃત્ત પર કંઈક અંશે ફૂલેલી છે અને ધ્રુવો પર ચપટી છે. વધુમાં, કૃત્રિમ ઉપગ્રહો સૂર્ય અને ચંદ્રમાંથી નીકળતી બાહ્ય શક્તિઓથી પ્રભાવિત થાય છે. આ કારણોસર, તેઓ પૃથ્વીની સપાટી પર આવતા નથી.

તેઓ ચોક્કસ રીતે ભ્રમણકક્ષામાં રાખવામાં આવે છે કારણ કે આપણો ગ્રહ આકારમાં આદર્શ નથી. પૃથ્વી પરથી નીકળતું ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્ર ઉપગ્રહોને પોતાની તરફ આકર્ષિત કરે છે, ચંદ્ર અને સૂર્યને તે જ કરતા અટકાવે છે. ઉપગ્રહો પર કાર્ય કરતા ગુરુત્વાકર્ષણ દળોને વળતર આપવામાં આવે છે, જેના પરિણામે તેમની ભ્રમણકક્ષાના પરિમાણો બદલાતા નથી. જેમ જેમ તેઓ ધ્રુવોની નજીક આવે છે તેમ તેમ પૃથ્વીનું ગુરુત્વાકર્ષણ ઓછું થાય છે અને ચંદ્રનું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ વધારે થાય છે. ઉપગ્રહ તેની દિશામાં ખસેડવાનું શરૂ કરે છે. વિષુવવૃત્ત ઝોનમાંથી પસાર થવા દરમિયાન, પરિસ્થિતિ બરાબર વિપરીત બને છે.

કૃત્રિમ ઉપગ્રહોની ભ્રમણકક્ષામાં એક પ્રકારનું કુદરતી કરેક્શન છે. આ કારણોસર તેઓ પડતા નથી. વધુમાં, પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ, ઉપગ્રહ ગોળાકાર ભ્રમણકક્ષામાં ઉડશે, પૃથ્વીની સપાટીની નજીક જવાનો પ્રયાસ કરશે. પરંતુ પૃથ્વી ગોળ હોવાથી આ સપાટી સતત તેનાથી દૂર ભાગશે.

આ હકીકત એક સરળ ઉદાહરણ દ્વારા દર્શાવી શકાય છે. જો તમે દોરડા સાથે વજન બાંધો છો અને તેને વર્તુળમાં ફેરવવાનું શરૂ કરો છો, તો તે સતત તમારી પાસેથી ભાગી જવાનો પ્રયત્ન કરશે, પરંતુ દોરડું પકડીને આ કરી શકશે નહીં, જે ઉપગ્રહોના સંબંધમાં, પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણનું અનુરૂપ છે. . તે તેણી છે જેણે તેમની ભ્રમણકક્ષામાં ઉપગ્રહો રાખ્યા છે જે બાહ્ય અવકાશમાં ઉડવાનો પ્રયાસ કરી રહી છે. આ કારણોસર, તેઓ કાયમ ગ્રહની આસપાસ ફરશે. જો કે, આ સંપૂર્ણપણે એક સિદ્ધાંત છે. ત્યાં મોટી સંખ્યામાં વધારાના પરિબળો છે જે આ પરિસ્થિતિને બદલી શકે છે અને ઉપગ્રહને પૃથ્વી પર પડી શકે છે. આ કારણોસર, સમાન ISS પર ભ્રમણકક્ષા સુધારણા સતત હાથ ધરવામાં આવે છે.

પૃથ્વી પર એક હજારથી વધુ કાર્યકારી ઉપગ્રહો છે. અને જો આપણે આપણા વિકાસમાં અટકી ન જઈએ, તો સદીના અંત સુધીમાં તેમની સંખ્યા તીવ્રતાના ક્રમમાં વધી શકે છે. આ હોવા છતાં, તેમના પ્રમાણમાં સફળ કામગીરીનું કારણ, તે બહાર આવ્યું છે, તે સંપૂર્ણપણે સ્પષ્ટ નથી. હા, હા, વાસ્તવમાં તેઓ પડવા જોઈએ.

શૂન્યાવકાશમાં ગોળાકાર પૃથ્વીની કલ્પના કરો. આ વિકલ્પમાં, ઉપગ્રહોની ભ્રમણકક્ષાને અવ્યવસ્થિત પરિબળોથી અસર થતી નથી, અને તેઓ ત્યાં, આપણા માથા ઉપર, લગભગ કાયમ માટે રહી શકે છે.

જો પૃથ્વી ચિત્રની જેમ ગોળાકાર હોત, તો ચંદ્રનું ગુરુત્વાકર્ષણ અમુક મહિનાઓમાં શક્તિશાળી વેર્નિયર એન્જિન વિના કોઈપણ ઉપગ્રહને ભ્રમણકક્ષામાંથી ફેંકી દેત. (શટરસ્ટોક દ્વારા ચિત્ર)

વાસ્તવિક પૃથ્વી પણ શૂન્યાવકાશમાં રહે છે, પરંતુ તે સખત રીતે ગોળાકાર નથી. વધુમાં, તેની પાસે ચંદ્ર છે - એક શરીર કે જે, તેના ગુરુત્વાકર્ષણ સાથે, પરિભ્રમણ ઉપગ્રહો અને અવકાશના ભંગારોના બિન-મૈત્રીપૂર્ણ પરિવારમાં મુખ્ય વિકૃતિનો પરિચય આપે છે. અવકાશમાં કૃત્રિમ પદાર્થો પર ચંદ્રના પ્રભાવ માટે અવકાશી મિકેનિક્સના નિયમોનો સીધો ઉપયોગ એ નિષ્કર્ષ તરફ દોરી જાય છે કે તે ટૂંકા સમયમાં પૃથ્વીના વાતાવરણમાં આવા શરીરના તેમના અનુગામી દહન સાથે પતન તરફ દોરી જાય છે.

જો તમે તમારા નેવિગેટર પર સહજતાથી નજર નાખો તો ખાતરી કરો કે GPS/GLONASS ઉપગ્રહો હજી તમારા માથા પર પડ્યા નથી, તો અમે તમને સમજીએ છીએ. પરિસ્થિતિ થોડી રહસ્યમય લાગે છે. આટલા બધા ટન આયર્નને કયા પ્રકારનું સેવિંગ ફોર્સ ઊંચાઈએ રાખે છે?

પ્રિન્સટન યુનિવર્સિટી (યુએસએ) ના જાણીતા સ્કોટ ટ્રેમેઈન અને ટોમર યાવેત્ઝને આ મુદ્દામાં ગંભીરતાથી રસ પડ્યો અને કોમ્પ્યુટર મોડેલિંગનો ઉપયોગ કરીને તે શોધવાનો પ્રયાસ કર્યો કે ઉપગ્રહોને પૃથ્વીના અવકાશી અવકાશમાં ક્રેશ થતા શું અટકાવે છે. ગણતરીઓ અનુસાર, આપણા ગ્રહની ઉપરોક્ત "નોનસ્ફેરિસિટી", તેમજ સૂર્યનો પ્રભાવ, આ માટે જવાબદાર છે.

આપણો ગ્રહ, જો તમને યાદ હોય, તો તે ધ્રુવો પર થોડો ચપટો છે અને વિષુવવૃત્ત સાથે થોડો બહિર્મુખ છે, જે તેના પરિભ્રમણનું કુદરતી પરિણામ છે. અને આ ખૂબ જ વિષુવવૃત્તીય "પ્રવાહ" પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણમાં એવો ઉમેરો કરે છે, જે ગોળા માટે ગણવામાં આવે છે, કે ચંદ્ર અથવા અન્ય મોટા પદાર્થોના કોઈપણ પ્રભાવને વળતર આપવામાં આવે છે અને એક અથવા બીજો ઉપગ્રહ ઝડપથી કોઈ એક દિશામાં ખસેડી શકતો નથી, સામાન્ય રીતે ઘણા વર્ષો હોય છે. ભ્રમણકક્ષામાં

તદુપરાંત, જો સૂર્યનો કોઈ ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રભાવ ન હોત, તો ચંદ્રના પ્રભાવને વળતર આપવા માટે આ એકલું પૂરતું નથી. અને માત્ર આ હંસ, ક્રેફિશ અને પાઈક પૃથ્વીની નજીકના અવકાશયાનના કાર્ટને સ્થાને રાખે છે, તેને પૃથ્વીના વાતાવરણની કોતરમાં સરકતા અટકાવે છે.


શટરસ્ટોક દ્વારા ચિત્ર.

તે રસપ્રદ છે કે ગણતરીઓ સ્પષ્ટપણે બતાવે છે: જો આપણો ગ્રહ ગોળાની સહેજ નજીક હોત, તો ઉપગ્રહો અનિવાર્યપણે અને પ્રમાણમાં ઝડપથી તેમની ભ્રમણકક્ષા છોડી દેશે. એક તરફ, આ, અલબત્ત, અમને કેટલાક અવકાશ ભંગારમાંથી બચાવશે. બીજી બાજુ, ટોવ ટ્રકનો શું ઉપયોગ છે જે રસ્તા પરની તમામ કારનો શિકાર કરે છે, અને માત્ર બેદરકારીપૂર્વક પાર્ક કરેલી કારનો જ નહીં?

ન્યૂસાયન્ટિસ્ટ પાસેથી તૈયાર. સ્પ્લેશ ઇમેજ શટરસ્ટોકના સૌજન્યથી.

ઉપગ્રહ પૃથ્વી પર કેમ પડતો નથી?

આ પ્રશ્ન વારંવાર સાંભળવા મળે છે. આનો ગુણાત્મક જવાબ નીચેના વિચાર પ્રયોગનો ઉપયોગ કરીને મેળવી શકાય છે. ચાલો માની લઈએ કે પૃથ્વી પર 200 કિમી ઊંચો પર્વત છે અને તમે ટોચ પર ચઢો છો. પર્વતની ટોચ પરથી એક પથ્થર ફેંકો. જેટલું તમે ઝૂલશો, તેટલું આગળ પથ્થર ઉડશે. પ્રથમ, તે પર્વતની બાજુ પર પડશે, પછી તેના પગ પર, અને, અંતે, તેના પતનનું બિંદુ ક્ષિતિજની બહાર ક્યાંક અદૃશ્ય થઈ જશે. અલબત્ત, અમે ધારીએ છીએ કે તમારી પાસે ખરેખર હર્ક્યુલિયન શક્તિ છે (જે, અલબત્ત, સ્વચ્છ પર્વત હવા દ્વારા મોટા પ્રમાણમાં સુવિધા આપવામાં આવી હતી). તમે એક પથ્થર ફેંકી શકો છો જેથી કરીને તે પૃથ્વીની વિરુદ્ધ બાજુએ અને પર્વતની તળેટી પર પડે, પરંતુ બીજી બાજુ, પૃથ્વીની પરિક્રમા કરીને, પૃથ્વીની પરિક્રમા કરતાં, પથ્થર તમારા પર સીટી વગાડશે માથું, એક પ્રકારના બૂમરેંગમાં ફેરવાઈ રહ્યું છે અને તેથી હવે પથ્થરની ફ્લાઇટને પ્રશ્ન સાથે જોડો - શા માટે ઉપગ્રહ પૃથ્વી પર પડતો નથી.

ઉપરોક્ત વિચાર પ્રયોગ દર્શાવે છે કે ઉપગ્રહ સતત પૃથ્વી પર પડે છે. આશ્ચર્ય પામશો નહીં, તે પડે છે અને પૃથ્વીની સપાટીના સંપર્કમાં આવવાનો પ્રયાસ કરે છે. શું વાત છે? ચાલો ધારીએ કે પૃથ્વી ગોળાકાર છે, તેનું ક્ષેત્ર કેન્દ્રિય છે, અને ઉપગ્રહોની ઉડાન તેની સપાટી ઉપર સીધી થાય છે, કહો કે, એક મીટરની ઊંચાઈએ. સૈદ્ધાંતિક રીતે, આને મંજૂરી આપી શકાય છે. ફિગ માં. 21 દ્વારા ઓએઉપગ્રહની ગોળાકાર ભ્રમણકક્ષાની ત્રિજ્યા દર્શાવે છે. અમુક ક્ષણે ઉપગ્રહને બિંદુ A પર રહેવા દો અને તેની ફ્લાઇટની ઝડપ AB રેખા સાથે નિર્દેશિત, ત્રિજ્યા પર લંબ છે ઓએ.

જો પૃથ્વીનું ગુરુત્વાકર્ષણ ન હોત, તો થોડા સમય પછી ઉપગ્રહ બિંદુ B પર સમાપ્ત થઈ જશે, વેગ વેક્ટરની ચાલુતા પર આડો પડી જશે, અને બિંદુ A થી દૂર AB સુધી જશે. પરંતુ પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણને લીધે, તેનો ઉડાનનો માર્ગ વળાંક આવશે અને તેથી ઉપગ્રહ અમુક બિંદુ C પર સમાપ્ત થશે. આનો અર્થ એ થાય છે કે જ્યારે આપણે પૃથ્વી તરફ એક સાથે "પતન" સાથે સતત ગતિએ ઉપગ્રહની ઉડાનને ધ્યાનમાં લઈએ છીએ તેના ગુરુત્વાકર્ષણ માટે, અમને રાઉન્ડબાઉટ પરિભ્રમણ સિવાય બીજું કંઈ મળતું નથી. હવે તે સ્પષ્ટ થઈ ગયું છે કે ઉપગ્રહ પૃથ્વીની સપાટી પર શા માટે પહોંચતો નથી: પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ દળોના પ્રભાવને લીધે ઉપગ્રહ રેક્ટિલિનીયર ગતિથી કેટલું વિચલિત થાય છે, પૃથ્વીની સપાટી તેના ગોળાકારતાને કારણે સીધી રેખાથી "વિચલિત" થશે. અલંકારિક રીતે કહીએ તો, ઉપગ્રહ સતત પૃથ્વીની સપાટી પર પહોંચવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યો હોય તેવું લાગે છે, અને પૃથ્વીની સપાટી, વળાંક લેતા, તેનાથી દૂર ભાગી જાય છે. અને આ પ્રક્રિયા સમગ્ર ફ્લાઇટ દરમિયાન ચાલુ રહે છે, જેના પરિણામે ઉપગ્રહ પૃથ્વીની સપાટી પર પહોંચી શકતો નથી. જો કે, આ ઘટનાની વિરોધાભાસી પ્રકૃતિ આશ્ચર્યજનક નથી, તેના માટે યોગ્ય "પૃથ્વી" સમાનતા મળી શકે છે. જ્યારે તમે વિસ્તરેલ સ્ટ્રિંગ પર વજન ફેરવવાનું વિચાર્યું ત્યારે પ્રયોગ યાદ રાખો. પરિભ્રમણની પ્રક્રિયા દરમિયાન, તમે સતત તારની મદદથી વજનને તમારી તરફ ખેંચો છો, પરંતુ તેમ છતાં તે ક્યારેય તમારા હાથ સુધી પહોંચતું નથી અને તેનાથી તમને જરા પણ આશ્ચર્ય થતું નથી. કોસ્મિક સ્કેલ પર આવું જ કંઈક થાય છે: પૃથ્વીનું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ એ ખૂબ જ દોરડું છે જે ઉપગ્રહને પકડી રાખે છે અને તેને પૃથ્વીની આસપાસ ફરે છે.