На рис. 1 приведен график зависимости скорости от времени, значение g принято равным 9,8 м/с 2 . Если бы тело падало с постоянной скоростью, то пройденный им путь был бы равен произведению скорости на время падения. Так как в действительности его скорость не постоянна, следует все время падения разбить на маленькие отрезки, на протяжении которых скорость можно считать постоянной. Тогда путь тела будет выражаться в виде суммы произведений промежутков времени на скорости, которые имеет тело в эти промежутки. Из рис. 1 также видно, что эта сумма равна площади под графиком зависимости скорости от времени. Например, чтобы узнать расстояние, пройденное телом за первые 0,4 с падения, нужно найти площадь заштрихованного треугольника, показанного на графике. Эта площадь соответствует расстоянию 0,784 м. В случае такого равноускоренного движения расстояние, пройденное телом, равно 1/2gt 2 . Эта квадратичная зависимость пройденного пути от времени представлена на рис. 2. И наоборот, зная пройденный путь, можно вычислить время падения, которое будет пропорционально квадратному корню из расстояния.
Движение по параболе.
Теперь попытаемся ответить на вопрос, каким будет движение шарика, первоначально катившегося по горизонтальной поверхности стола, после того как он оторвется от его края. Как и в случае разложения силы на составляющие, представим это движение в виде суммы вертикального и горизонтального движений.


Рис.3. Движение по параболе

Поскольку сила тяжести действует по вертикали, расстояние, пройденное телом в этом направлении, будет определяться соотношением между расстоянием и временем, полученным выше для случая вертикального падения. В то же время, ввиду того что тело движется по горизонтали с постоянной скоростью, расстояние, пройденное в этом направлении, будет пропорционально времени, отсчитываемому с момента отрыва шарика от поверхности стола. Следовательно, расстояние, пройденное телом по горизонтали, связано с высотой падения квадратичной зависимостью, которая представлена на рис. 3. Три разных параболы на рис. 3 соответствуют разным значениям горизонтальной скорости. Естественно, чем больше горизонтальная скорость, тем дальше в горизонтальном направлении пролетит тело. Следует, однако, отметить, что в действительности из-за сопротивления воздуха расстояние по горизонтали будет во всех трех случаях меньше.
На Луне.
Итак, на самом деле движение по параболе может происходить только в безвоздушном пространстве. В случае, когда тело падает с небольшой высоты с небольшой горизонтальной скоростью, сопротивление воздуха незначительно и движение мало отличается от движения в безвоздушном пространстве. Если же тело брошено с высоты несколько десятков метров со скоростью по горизонтали несколько десятков метров в секунду, сопротивление воздуха становится существенным. Так как в земных условиях из-за сопротивления воздуха невозможно наблюдать равноускоренное движение тела с большой высоты, рассмотрим опыты, которые могли быть проведены космонавтами, побывавшими на Луне.

Масса Луны намного меньше массы Земли, поэтому сила гравитации на Луне будет в шесть раз меньше, чем на Земле, а ускорение силы тяжести составит 166 гал. Следовательно, тело, брошенное на Луне с той же высоты и с той же горизонтальной скоростью, что и на Земле, пройдет по горизонтали путь в 2,4 раза больше, чем на Земле. Кроме того, благодаря отсутствию сопротивления воздуха на Луне можно исследовать полет тела, пущенного с большой горизонтальной скоростью с большой высоты.
Как движется пуля после выстрела, произведенного с вершины лунного кратера?
На поверхности Луны есть горы, называемые кратерами, высота которых достигает 1600 м. Расстояние 1500 м по вертикали тело, брошенное вниз на Луне, пролетит (при условии, что ускорение силы тяжести на Луне составляет 166 гал) за 24,5 с. Следовательно, пуля, летевшая после выстрела со скоростью 500 м/с на этой высоте, прежде чем упасть на поверхность Лупы, преодолеет расстояние 21,25 км.


Рис.4. Выстрел, произведенный с вершины лунного кратера.

Однако, как это видно из рис. 4, поверхность Луны расположена под горизонтом. Пусть расстояние от точки Р до точки Q по горизонтали равно х. Тогда отрезок h" в свою очередь, равен отрезку PS, отсекаемому основанием перпендикуляра P"S, опущенного из точки Рг на отрезок ОР. Положив радиус Луны равным 1738 км и учитывая, что х равно 21,25 км, получим для h" значение 130 м. Таким образом, пуля будет находиться на высоте 130 м над поверхностью Луны, на преодоление которых ей понадобится еще 1,7 с. За это время она пролетит 850 м вперед. На этом отрезке пути отклонение от горизонтали составит дополнительно 10 м, и расстояние, которое пролетит тело до своего падения, немного увеличится. Итак, в рассмотренном выше случае пуля упадет в точке, расположенной дальше, чем это было бы в случае движения по параболе. Если скорость пули увеличить еще больше, допустим, до 1000 м/с, то выпущенная с высоты 1500 м, упадет на расстоянии 42,5 км. Однако в этой точке поверхность Луны будет на 520 м ниже линии горизонта. С учетом кривизны лунной поверхности время полета пули составит 52 с, а расстояние, пройденное ею вдоль поверхности Луны, будет равно 52,6 км. При этом отклонение поверхности Луны от горизонтали будет равно 795 м. Таким образом, пуля, выпущенная с вершины горы высотой 1500 м над поверхностью Луны со скоростью 1000 м/с, пролетит на 10 км дальше, чем в случае горизонтальной лунной поверхности. Это возможно потому, что точка падения на поверхность Луны лежит почти на 800 м ниже горизонтали, проходящей через точку Р.
Вращение пули вокруг Луны.
Дальнейшее увеличение скорости пули приведет к тому, что точка ее падения будет находиться все дальше и дальше.

Рис.5. С увеличением скорости наступает такой момент, когда движение становится замкнутым.

На рис. 5 показано, как пуля, выпущенная из точки Р, попадает последовательно в точки А, В и достигает точки С, являющейся антиподом точки Р. При еще большем увеличении скорости тела она уже не упадет на поверхность Луны, а возвратится в точку Р. Если в точке Р пуле сообщить горизонтальную скорость 1694 м/с, она начнет двигаться по окружности вокруг Луны, все время возвращаясь в точку Р. Если учесть, что форма Луны отлична от идеальной сферы, придется прибегнуть к более сложным рассуждениям, однако с уверенностью можно сказать, что пуля, летящая со скоростью свыше 1700 м/с, никогда не упадет на поверхность Луны.
На Земле.
Так как Земля окутана воздушной атмосферой, невозможно себе представить, что пуля, выпущенная в горизонтальном направлении, обогнув Землю, возвратилась в первоначальную точку. Однако на высоте 100 км над поверхностью Земли плотность воздуха становится чрезвычайно малой, и пуля, пущенная с этой высоты, будет двигаться так же, как и на Луне. Если скорость невелика, пуля, двигаясь по траектории, близкой к параболе, проходит через атмосферу и падает на Землю. При увеличении скорости может возникнуть ситуация, когда пуля станет двигаться вокруг Земли. Среди материалов, оставшихся после смерти Ньютона, были обнаружены рисунки, похожие на рис. 5. Пуля, выпущенная с вершины высокой горы с достаточно большой горизонтальной скоростью, может достигать в зависимости от ее величины различных точек на земной поверхности и даже пролетать над ее противоположной стороной. Таким образом, исходя из движения по параболе, открытого Галилеем, Ньютон вывел условие движения тела вокруг Земли по окружности. Точно так же он объяснил движение Луны относительно Земли.
Выстрел, произведенный из ракеты.
Высочайшая вершина Земли Эверест имеет высоту 8848 м. На этой высоте плотность воздуха в 2,6 раза меньше, чем на поверхности Земли, и его сопротивление во столько же раз меньше. Потому достичь высоты, на которой сопротивление воздуха станет минимальным, можно только на ракете. Пусть запущенная для этого ракета находится на высоте 200 км над Землей. Так как сила земного притяжения уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния от центра Земли, а ускорение силы тяжести на ее поверхности равно 980 гал, на высоте 200 км для нее получим значение 920 гад. Тело, выпущенное из ракеты, находящейся на этой высоте, будет двигаться, из-за отсутствия сопротивления воздуха, аналогично пуле, выстреленной с вершины лунного кратера в горизонтальном направлении. Так как сила гравитации Земли больше чем у Луны, тело, находящееся на этой высоте, будет двигаться по окружности только при условии, что его скорость равна 7,8 км/с. Когда скорость тела становится еще больше, оно начинает двигаться по эллиптической траектории, удаляясь от поверхности Земли на некоторых участках на расстояния, превышающие 200 км. Если же скорость тела меньше, чем 7,8 м/с, то оно, двигаясь вокруг Земли, постепенно снижается, затем на высоте 100 км попадает в плотные слои атмосферы, где сопротивление воздуха велико. В результате этого скорость движения тела уменьшается и оно падает на Землю.
Искусственные спутники.
Любое тело, движущееся вокруг Земли по окружности или по эллипсу, называют искусственным спутником. Под словом «спутник» подразумевают не только Луну или другие небесные тела, вращающиеся вокруг планет, но и тела, запущенные в околоземное пространство. Чтобы доставить искусственный спутник на высоту 200 км, требуется чрезвычайно большое количество топлива, так что полезный вес спутника составляет лишь 1-2 % его общего веса. По мере расходования топлива во время полета баки, где оно хранилось, опустошаются и отбрасываются. Такие ракеты называют многоступенчатыми, однако обычно количество ступеней не превышает 2-3.


Спутник, висящий над одной точкой на поверхности Земли.
Искусственный спутник, вращающийся вокруг Земли по окружности на высоте 200 км от ее поверхности, совершает полный оборот примерно за полтора часа. Если эта высота будет больше, период обращения увеличится. Дело в том, что квадрат периода обращения спутника пропорционален кубу расстояния до центра Земли. Чтобы период обращения спутника был равен точно 24 часам, его расстояние от центра Земли должно составлять 42 180 км. Период вращения искусственного спутника запущенного с экватора, равен периоду собственного вращения Земли, поэтому он всегда будет находиться над одной и той же точкой Земли. Такой спутник называется «висящим». Расстояние от него до поверхности Земли равно 35 800 км, и движется он по окружности со скоростью 30,7 км/с. Такие «висящие» спутники используются для передачи микроволновых сигналов и называются спутниками связи. С их помощью можно осуществлять связь между очень удаленными друг от друга точками земной поверхности.
Движение Луны.
Период обращения искусственного спутника увеличивается по мере увеличения его расстояния до Земли. Посмотрим теперь, чему равен период обращения тела, находящегося очень далеко от центра Земли, скажем, на расстоянии 384 400 км. Используя вышеупомянутое соотношение между периодом и расстоянием, получим значение 27,5 суток. 384 400 км - это среднее расстояние от Луны до Земли. Существование силы гравитационного притяжения между Землей и Луной приводит к тому, что Луна движется вокруг Земли аналогично искусственному спутнику. Если траекторию ее движения считать окружностью, то период обращения Луны будет составлять 27,5 суток. В действительности же период обращения Луны равен 27,3 суток. Это связано с тем, что движение Луны происходит несколько сложнее. 27,3 суток короче, чем период времени между двумя новолуниями, который длится 29,5 суток и называется месяцем.

Рис.6. Период обращения луны вокруг земли.

Такое различие объясняется (рис. 6) вращением Земли Е вокруг Солнца S. Если период обращения Луны - это время, за которое она из точки М перейдет в точку М", то 1 месяц - это время между двумя последовательными расположениями Солнца, Луны и Земли вдоль одной линии. Точно так же период обращения «висящего» спутника относительно неподвижных звезд будет составлять не 24 ч, а 23 ч 56 мин 4 с. Если рассчитать период обращения Луны по формуле, связывающей период и радиус орбиты, с учетом вышеприведенного значения для периода собственного вращения Земли, то получим 27,4 суток, а не 27,5, как раньше. Итак, движения Луны и спутника подчиняются одним и тем же законам. На поверхность Земли они не падают по той же причине.

Почему спутник не падает на Землю?

Такой вопрос можно услышать часто. Качественный ответ на него можно получить с помощью следующего мысленного эскперимента. Давайте предположим, что на Земле есть гора высотой 200 км и вы взобрались на ее вершину. Бросайте камень с вершины горы. Чем сильнее вы размахнетесь, тем дальше будет лететь камень. Вначале он будет падать на склоне горы, затем у ее подошвы и, наконец, точка его падения скроется где-то за горизонтом. Конечно, мы предполагаем, что вы обладаете поистине геркулесовской силой (чему, разумеется, немало способствовал чистый горный воздух). Вы можете камень бросить и так, что он упадет на противоположной стороне Земли и даже у подошвы горы, но с другой "стороны, облетев Землю. Еще небольшое усилие и камень, облетев Землю, просвистит над вашей головой, превратившись в своеобразный бумеранг. И вот теперь свяжите полет камня с вопросом - а почему спутник не падает на Землю.

Приведенный мысленный эксперимент показывает, что спутник беспрерывно падает на Землю. Не удивляйтесь, именно падает и старается соприкоснуться с поверхностью Земли. В чем дело? Давайте предположим, что Земля имеет форму шара, поле ее центральное и полет спутников происходит непосредственно над ее поверхностью, скажем, на высоте один метр. Теоретически такое допустить можно. На рис. 21 через ОА обозначен радиус круговой орбиты спутника. Пусть в некоторый момент спутник находится в точке А и скорость его полета направлена вдоль линии АВ, перпендикулярной радиусу ОА .

Если бы отсутствовало притяжение Земли, то спустя некоторое малое время спутник оказался бы в точке В, лежащей на продолжении вектора скорости., и удалился бы от точки А на расстояние АВ. Но за счет притяжения Земли его траектория полета искривится и поэтому спутник окажется в некоторой точке С. А это означает, что когда мы рассматриваем полет спутника с постоянной скоростью с одновременным "падением" к Земле за счет ее притяжения, то получаем не что иное, как круговое движение. Вот теперь становится понятным, почему спутник не достигает поверхности Земли: на сколько спутник отклонится от прямолинейного движения за счет влияния сил притяжения Земли, настолько поверхность Земли за счет сферичности "отойдет" от прямой линии. Образно говоря, спутник беспрерывно как бы старается достичь поверхности Земли, а поверхность Земли, изгибаясь, убегает от него. И этот процесс продолжается в течение всего полета, в результате чего спутник никак не может достичь поверхности Земли. Впрочем, парадоксальность этого явления не удивительна, ему можно найти приличную "земную" аналогию. Вспомните опыт, когда рассматривалось вращение грузика на вытянутой веревочке. В процессе вращения вы беспрерывно с помощью веревочки притягиваете грузик к себе, а он тем не менее никогда не достигает вашей руки и вас это совершенно не удивляет. Нечто аналогичное происходит и в космическом масштабе: сила притяжения Земли есть та самая веревочка, которая удерживает спутник и заставляет его вращаться вокруг Земли.

Правообладатель иллюстрации Getty Images

Количество космического мусора на околоземной орбите неуклонно растет. Обозреватель решил разобраться, что происходит, когда отработавшие своё спутники падают на Землю. Изучением этой проблемы занимаются немецкие ученые.

Здание, в котором Виллемс собирается продемонстрировать мне "самое интересное", принадлежит институту аэродинамических исследований Германского центра авиации и космонавтики (DLR), расположенному в Кельне.

К "не самому интересному" Виллемс причисляет и пункт управления аэродинамическими трубами с огромным старинным пультом, на котором имеется множество датчиков, переключателей и кнопок.

Минуя массивную взрывостойкую дверь, мы входим в помещение без окон. Стены покрыты копотью, в воздухе явственно чувствуется запах пороха.

Здесь проводятся аэродинамические испытания ракетных двигателей.

Но и это, как выясняется, не самое интересное.

Виллемс ставит свои "самые интересные" эксперименты в одной из аэродинамических труб кельнского центра. Он имитирует сход спутника с околоземной орбиты.

"Вокруг Земли сейчас обращается огромное количество искусственных спутников, и все они рано или поздно сойдут с орбиты", - объясняет Виллемс.

Могут ли обломки спутников, не сгоревшие в атмосфере, упасть на что-нибудь - или на кого-нибудь?

"При входе в атмосферу космические аппараты разрушаются. Нас интересует, какова вероятность того, что уцелеют их фрагменты".

Иными словами, могут ли не сгоревшие в атмосфере обломки отработавших спутников упасть на что-нибудь - или на кого-нибудь - на Земле?

Установленная на бетонном полу аэродинамическая труба, которую выделили под эксперименты Виллемса, напоминает огромный полуразобранный пылесос, подсоединенный к пароварке.

Блестящий агрегат покрыт сетью труб и электропроводов. Обычно эта труба используется для продувки моделей сверхзвуковых и гиперзвуковых самолетов - скорость создаваемого в ней воздушного потока может превышать скорость звука в 11 раз.

С неба будет падать все больше и больше спутников

Собственно "труба" представляет собой сферическую металлическую камеру высотой в два метра, внутри которой в специальных зажимах укрепляют модели для продувки.

Но зажимы Виллемсу не нужны - он просто бросает предметы в трубу, сквозь которую в обратном направлении подается поток воздуха со скоростью примерно в 3000 км/ч (что вдвое выше скорости звука).

Таким образом имитируется полет сходящего с орбиты спутника сквозь земную атмосферу.

"Мы помещаем предметы в воздушный поток, чтобы посмотреть на то, как они ведут себя в условиях имитации свободного падения", - говорит Виллемс.

"Продолжительность каждого эксперимента составляет всего 0,2 секунды, но этого времени достаточно для того, чтобы сделать множество снимков и необходимых измерений".

Данные, полученные в ходе экспериментов, будут внесены в компьютерные модели, благодаря которым можно будет более точно прогнозировать поведение космических аппаратов при сходе с орбиты. (В этом ролике DLR смоделировано разрушение спутника Rosat в земной атмосфере.)

В настоящее время вокруг Земли обращается около 500 тыс. объектов орбитального мусора - от мелких металлических фрагментов до целых космических аппаратов размером с автобус - таких, как спутник Envisat Европейского космического агентства, который внезапно прекратил работу в апреле 2012 г.

"В целом количество фрагментов мусора, траектории которых мы отслеживаем, растет", - говорит Хью Льюис, старший преподаватель кафедры авиа- и ракетостроения в британском Саутгемптонском университете.

По мере роста объемов орбитального мусора будет расти и вероятность столкновения с ним работающих спутников или пилотируемых космических кораблей.

Проблема орбитального мусора будет сохранять свою актуальность в течение долгого времени

Уже сейчас по этой причине орбиту Международной космической станции приходится периодически корректировать.

"Фрагменты отработавших аппаратов сходят с орбиты с самого начала эпохи освоения космоса, - отмечает Льюис. - Как правило, крупный объект входит в атмосферу раз в три-четыре дня, и эта проблема будет сохранять свою актуальность в течение долгого времени".

Хотя спутники в атмосфере и разрушаются под действием перегрузок и высоких температур, некоторые крупные обломки падают на Землю относительно целыми.

"Например, топливные баки, - говорит Льюис. - У некоторых космических аппаратов они размером с небольшой легковой автомобиль".

Хотя Виллемс и не бросает в аэродинамическую трубу легковые автомобили, его задача заключается в том, чтобы посмотреть, как ведут себя при разрушении крупные предметы, и какие из их фрагментов теоретически могут достичь земной поверхности.

"Обтекание одного компонента влияет на обтекание соседних, - объясняет он. - В зависимости от того, падают ли они на Землю поодиночке или в сборе, меняется и степень вероятности их полного сгорания в атмосфере".

Но если космический мусор сходит с орбиты так часто, почему его обломки не пробивают крыши домов и не падают нам на голову?

В большинстве случаев ответ заключается в том, что отработавшие спутники целенаправленно сводят с орбиты за счет остатков бортового топлива.

Вероятность того, что на вас упадет обломок спутника, крайне мала

При этом траектории схода рассчитываются таким образом, чтобы спутники сгорали в атмосфере над безлюдными районами океанов.

А вот незапланированные сходы с орбиты представляют гораздо большую опасность.

Одним из последних таких случаев стал нерасчетный сход с орбиты Верхнеатмосферного исследовательского спутника (Upper Atmosphere Research Satellite, UARS) американского космического агентства НАСА в 2011 году.

Несмотря на то, что 70% Земли покрыто океанами и обширные участки суши до сих пор остаются малозаселенными, вероятность того, что падение UARS приведет к разрушениям на Земле, составляла, по оценкам НАСА, 1 к 2500, отмечает Льюис.

"Это весьма высокий процент - мы начинаем беспокоиться, когда возможная опасность для населения составляет 1 к 10 000", - говорит он.

"Речь идет не о том, что обломок спутника упадет именно на вас - вероятность этого ничтожно мала. Имеется в виду вероятность того, что он упадет на кого-нибудь в принципе".

Если учесть, что каждый год в автокатастрофах по всему миру гибнет свыше миллиона человек, вероятность того, что фрагмент орбитального мусора причинит значительные разрушения на Земле, очень незначительна.

Чем больше спутников будет выводиться на орбиту, тем больше их будет с нее сходить

И все-таки ей не пренебрегают, поскольку страна, запускающая космические аппараты, в соответствии с соглашениями ООН несет юридическую и финансовую ответственность за любой ущерб, нанесенный вследствие такой деятельности.

По этой причине космические агентства стремятся свести риски, связанные с падением объектов с орбиты, к минимуму.

Эксперименты, проводимые DLR, помогут ученым лучше понимать и более тщательно отслеживать поведение космического мусора, в том числе при незапланированных сходах с орбиты.

Стоимость космических запусков постепенно снижается, а спутники становятся все более миниатюрными, так что в ближайшие десятилетия их количество будет только расти.

"Человечество все активнее использует космос, но проблема орбитального мусора при этом усугубляется, - говорит Льюис. - Чем больше новых спутников выводится на орбиту, тем больше их будет с нее сходить".

Иными словами, хотя вероятность попасть под обломок космического корабля остается ничтожно малой, с неба будет падать все больше и больше спутников.

Ни один объект, выведенный на околоземную орбиту, не может оставаться на ней вечно.

Простые вопросы. Книга, похожая на энциклопедию Антонец Владимир Александрович

Почему спутники не падают на Землю?

Ответ на этот вопрос дают еще в школе. При этом одновременно обычно еще и объясняют, как возникает невесомость. Все это настолько не соответствует интуиции, основанной на опыте земной жизни, что плохо укладывается в голове. И поэтому, когда школьные знания выветриваются (есть даже такой педагогический термин - «остаточные знания»), люди опять недоумевают, почему же спутники не падают на Землю и внутри космического корабля во время полета возникает невесомость.

Между прочим, если мы сможем ответить на эти вопросы, то одновременно проясним для себя, почему Луна не падает на Землю, а Земля, в свою очередь, не падает на Солнце, хотя сила притяжения Солнца, действующая на Землю, огромна - примерно 3,6 млрд млрд тонн. Кстати, человека массой 75 кг Солнце притягивает с силой около 50 г.

Движение тел с очень высокой точностью подчиняется законам Ньютона. Согласно этим законам два взаимодействующих тела, на которые не влияют никакие внешние силы, могут находиться в покое друг относительно друга, только если силы их взаимодействия уравновешиваются. Нам удается неподвижно стоять на земной поверхности, потому что сила земного притяжения в точности компенсируется силой давления поверхности Земли на поверхность нашего тела. При этом Земля и наше тело деформируются, благодаря чему мы и ощущаем тяжесть. Если, например, мы станем поднимать какой-то груз, то ощутим его тяжесть через напряжение мышц и деформацию тела, посредством которого груз опирается на землю.

Если же такой компенсации сил нет, начинается движение тел друг относительно друга. Это движение всегда имеет переменную скорость, причем может меняться как величина скорости, так и ее направление. Теперь представим, что мы разогнали какое-то тело, направив его движение параллельно поверхности Земли. Если стартовая скорость была меньше 7,9 км/с, то есть меньше так называемой первой космической скорости, то под действием земного притяжения скорость тела начнет изменяться и по величине, и по направлению, и оно обязательно упадет на Землю. Если скорость разгона была больше 11,2 км/с, то есть второй космической скорости, тело улетит и никогда не вернется на Землю.

Если же скорость была больше первой, но меньше второй космической скорости, то при движении тела будет меняться только направление скорости, а величина останется постоянной. Как вы понимаете, это возможно, если только тело движется по замкнутому кругу, диаметр которого тем больше, чем ближе скорость ко второй космической. Это и означает, что тело стало искусственным спутником Земли. При определенных условиях движение будет происходить не по круговой, а по вытянутой эллиптической траектории.

Если тело в районе Земли разогнать в направлении, перпендикулярном к отрезку, соединяющему Землю с Солнцем, до скорости 42 км/с, оно навсегда покинет пределы Солнечной системы. У Земли скорость движения по орбите всего 29 км/с, поэтому она, к счастью, не может ни улететь от Солнца, ни упасть на него и навсегда останется его спутником.

Земля обладает мощным гравитационным полем, которое притягивает к себе не только предметы, находящиеся на ее поверхности, но и те космические объекты, которые, по каким – то причинам, оказываются в непосредственной от нее близости. Но если это так, то как объяснить тот факт, что запущенные человеком на земную орбиту искусственные спутники, не падают на ее поверхность?

Согласно законам физики, любой предмет, находящийся на земной орбите, обязательно должен упасть на ее поверхность, будучи притянут ее гравитационным полем. Все это абсолютно справедливо, но только в том случае, если бы планета имела форму идеальной сферы, и на объекты, находящиеся на ее орбите, не действовали бы сторонние силы. На самом же деле, это не так. Земля, ввиду вращения вокруг собственной оси, несколько раздута на экваторе, и сплюснута на полюсах. К тому же, на искусственные спутники действуют сторонние силы, исходящие от Солнца и Луны. По этой причине и не происходит их падение на поверхность Земли.

На орбите они удерживаются именно благодаря тому, что наша планета не идеальна по форме. Исходящее от Земли гравитационное поле стремиться притянуть к себе спутники, не позволяя Луне и Солнцу сделать то же самое. Происходит компенсация гравитационных сил, действующих на спутники, в результате чего, параметры их орбит не меняются. Во время их приближения к полюсам, земная гравитация становится меньше, а сила притяжения Луны больше. Спутник начинает смещаться в ее сторону. Во время его прохождения через зону экватора, ситуация становится прямопротивоположной.

Происходит как бы естественная коррекция орбиты искусственных спутников. По этой причине они и не падают. Кроме того, под действием земной гравитации спутник будет летать по скругленной орбите, стараясь приблизиться к земной поверхности. Но так как Земля круглая, то эта поверхность будет постоянно от него убегать.

Этот факт можно продемонстрировать на простом примере. Если привязать к веревке грузик и начать его вращать по кругу, то он будет постоянно стремиться от вас убежать, но не может этого сделать, удерживаемый веревкой, что, применительно к спутникам, является аналогом земной гравитации. Именно она удерживает на своей орбите, стремящиеся улететь в открытый космос спутники. По этой причине они и будут вечно вращаться вокруг планеты. Хотя, это чисто теория. Существует огромное количество дополнительных факторов, которые способны изменить эту ситуацию, и заставить спутник упасть на Землю. По этой причине на той же МКС постоянно проводится коррекция орбиты.