Các quỹ đạo vệ tinh

CHƯƠNG 2 CÁC QUỸ ĐẠO VỆ TINH ThS. Trần Bá Nhiệm

CHƯƠNG 2 CÁC QUỸ ĐẠO VỆ TINH

ThS Trần Bá Nhiệm

Nút lên

Góc ngẩng/nâng của vệ tinh

Góc ngẩng/nâng:

Góc giữa đường trung tuyến của tín hiệu

vệ tinh với tiếp tuyến bề mặt trái đất

Góc ngẩng/nâng nhỏ nhất:

Góc ngẩng/nâng tối thiểu để

truyền thông với vệ tinh

Quỹ đạo đồng hướng &

ngược hướng

Agumen cận điểm &

Góc lên đúng của nút lên

Độ dị thường

• Độ dị thường trung bình (Mean anomaly): Độ

dị thường trung bình M cho thấy giá trị trung bình vị trí góc của vệ tinh với tham chuẩn là cận điểm Đối với quỹ đạo tròn M cho thấy vị trí góc của vệ tinh trên quỹ đạo.

• Độ dị thường thật sự (True anomaly): Độ dị thường thực sự là góc từ cận điểm đến vệ

tinh được đo tại tâm trái đất Nó cho thấy vị trí góc của anten trên quỹ đạo phụ thuộc vào thời gian.

Thí dụ về thông số vệ tinh

• Số vệ tinh: 25338

• Năm kỷ nguyên (hai chữ số cuối cùng của năm): 00

• Ngày kỷ nguyên (ngày và ngày phân đoạn của năm):

• Chuyển động trung bình (vòng/ngày): 14,23304826

• Số vòng quay tại kỷ nguyên (vòng quay/ngày): 11663

Link budget

 Các yếu tố như độ suy dần hoặc

năng lượng nhận được có thể xác

định nhờ 4 tham số:

• Năng lượng gửi

• Độ khuếch đại của antenna gửi

(gain of sending antenna)

• Khoảng cách giữa bên gửi và bên

nhận

• Độ khuếch đại của antenna nhận

(gain of receiving antenna)

F 

r T

Hình ảnh hệ mặt trời

Hình ảnh hệ mặt trời

JONHANNES KEPLE (1571 – 1630 nhà thiên văn học người Đức )

 Thiên văn học là ngành nghiên cứu các vật thể trong vũ trụ

 Thuyết địa tâm của Ptôlêmê: Coi

Trái đất là trung tâm vũ trụ

 Thuyết nhật tâm của Cô-pec-níc (1543):

• Mặt trời là trung tâm vũ trụ, Trái đất và các hành

tinh khác quay quanh Mặt trời

 Quy luật chuyển động của các hành tinh tuân theo ba định luật Keple

Sơ lược lịch sử

Bán trục lớn

b

Bán trục nhỏ

s 1

S 2

S 3

Đoạn thẳng nối Mặt trời và một hành tinh bất

kỳ quét những diện tích bằng nhau trong

những khoảng thời gian như nhau trên mặt phẳng quỹ đạo của nó.

2

3

2 2

3 2 2

a T

a

Tỉ số giữa lập phương bán trục lớn và bìnhphương chu kì quay là giống nhau cho mọi hànhtinh quay quanh Mặt trời

Đối với hai hành tinh bất kì ta có:

2

2 1 3

a

Định luật Keple 3

Nếu coi quỹ đạo hai hành tinh là hình tròn thì ta có

hệ thức:

2 1

2 2

R

Hệ quả định luật Keple 3

Bài 1: Khoảng cách R1 từ Hoả tinh đến Mặt trời lớn hơn 52% khỏang cách R2 giữa Trái

Bài tập vận dụng

Bài 2: Tìm khối lượng MT của Mặt trời từ các dữ kiệncủa Trái đất:

• Khoảng cách tới Mặt trời: R = 1,5.1011m

4

T

R M

• Có thể xác định được khối lượng của thiên

thể nếu biết khoảng cách R và chu kỳ T củamột vệ tinh của nó

• Kết hợp với định luật Vạn vật hấp dẫn, tìm ra

được hành tinh mới trong hệ Mặt trời (Ví dụ:Hải vương tinh)

• Các định luật Keple cũng áp dụng đúng cho

chuyển động của các vệ tinh

Ứng dụng của các định luật

Keple

Vệ tinh nhân tạo & tốc độ vũ trụ

- Khi vận tốc vI = 7,9km/s  Quỹ đạo tròn.

Là tốc độ cần thiết để đưa một vệ tinh lên quỹ đạo quanh Trái đất mà không rơi trở về Trái đất

s

km R

Khi vận tốc 11,2 km/s > v > 7,9 km/s  Quỹ đạocủa vệ tinh là elip.

Tốc độ vũ trụ cấp 1

Với V = V III = 16,7 km/s vệ tinh có thể thoát ra khỏi hệ Mặt Trời theo quỹ đạo hypebol.

V III =16,7 km/s

Chú ý: Các tốc độ vũ trụ cấp I, II, III ở trên là tốc độ khi phóng vệ tinh vào quỹ đạo (rời khỏi tên lửa), bỏ qua tác dụng của khí quyển Trái đất và vệ tinh coi như bay sát mặt đất.

Tốc độ vũ trụ cấp 3

 Tốc độ vũ trụ cấp I: VI=7,9 km/s

• Vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo tròn

• 7,9 km/s <V<11,2km/s: Quỹ đạo elip

 Tốc độ vũ trụ cấp II: VII= 11,2km/s

• 11,2km/s < V < 16,7km/s: Quỹ đạo Parapol:

vệ tinh trở thành hành tinh của Mặt trời.

 Tốc độ vũ trụ cấp III:VIII=16,7 km/s

• V>VIII: Quỹ đạo Hypebol: vệ tinh thoát ra khỏi

hệ Mặt trời

Tốc độ vũ trụ

V I = 7,9km

Là vệ tinh của trái đất

Bài tập trắc nghiệm

Chu kỳ quay của một hành tinh xung quanh

Mặt trời:

A Phụ thuộc khối lượng hành tinh.

B Phụ thuộc vận tốc chuyển động trên quỹ

đạo.

C Giống nhau với mọi hành tinh.

D Phụ thuộc bán kính trung bình của quỹ

đạo.

Dựa vào ba định luật Keple

Bài tập trắc nghiệm

Một hành tinh của hệ Mặt trời có khối lượng

bằng 4 lần khối lượng Trái đất, có bán kính

bằng 3 lần bán kính Trái đất Trên hành tinh đó, trọng lượng của một người có khối lượng