14. Вплив гравітаційного поля Землі
Відомо, що гравітаційне поле землі створюється силою ваги, яка є рівнодіючою двох сил: сили тяжіння і відцентрової сили.
,
(1.57)
Сила ваги на земній поверхні і в коло земному просторі створює гравітаційне поле, найкращою характеристикою якого є потенціал гравітаційного поля. Цей потенціал можна представити сумою двох потенціалів: нормального і збурюючого:
W=U+T, (1.58)
Нормальний потенціал створюється рівневим земним еліпсоїдом, центр якого співпадає з центром реальної землі, кутова швидкість якого дорівнює кутовій швидкості реальної землі і який має правильну геометричну фігуру і правильний розподіл мас.
Якщо гравітаційне поле створювалось тільки нормальним потенціалом, то рух супутників відповідав би умовам законів Кеплера і проходив би по незбурених орбітах.
,
(1.59)
Аномалії сили ваги, що входять в (1.59) характеризують відхилення реальної сили ваги від нормальної і їх поява є наслідком впливу неправильної фігури землі, неправильного розподілу мас, інших факторів на гравітаційне поле землі.
Відомо, що збурюючий потенціал враховує відхилення реальної фігури землі від геометрично правильної фігури, а також відхилення реального розподілу мас від правильного (рівномірного):
F=f (M*m)/r
Відхилення гравітаційного поля для реальної землі від аналогічного поля створюваного нормальною землею приводить до деформації орбіти супутників і відповідно до збурень тих чи інших елементів орбіти.
Вплив мас Сонця і Місяця
Дослідженнями встановлено, що на параметри гравітаційного поля Землі впливають не тільки сила тяжіння самої Землі, але й сила тяжіння, що створюється між ситником і іншими тілами сонячної системи. На супутника найбільший вплив мають маси місяця і сонця. Взаємодіючи із супутниками ці маси будуть створювати додаткові сили тяжіння напрямлені по дії лінії, що з’єднує супутник з відповідними небесними тілами. Ці додаткові сили тяжіння будуть старатися змістити супутник з відповідної орбіти по напрямку дії цих сил, що приведе до додаткових збурень у відповідних елементах орбіти.
Якщо R=2000, то вплив маси Землі на супутник буде в 140 раз більший за вплив маси Місяця. Якщо R=200 тис., то вплив маси Землі на супутник буде в 2 раз більший за вплив маси Місяця.
16 Вплив атмосфери на величину збурень
Відомо, що атмосфера Землі
має певну щільність. Встановлено, що
.
На висоті 200 км від поверхні землі ця
щільність зменшується до
,
500 км –
,
1000 км –
.
Приведені значення щільності свідчать при те, що на тих чи інших відстанях від поверхні вона існує. І при русі супутника по орбіті щільність атмосфери буде створювати гальмівний ефект і створювати силу протидії атмосфери рухові супутника.
,
(1.60)
Де V – швидкість супутника по орбіті, P – площа поперечного переріз супутника, CF – аеродинамічний коефіцієнт опору. CF-=2,2
Наявність цієї сили при русі супутника в атмосфері призводить до зменшення швидкості руху по орбіті і поступової зміни орбіти.
17. Вплив сонячного тиску.
Дослідженнями встановлено, що сонячні промені попадаючи на ту чи іншу поверхню здійснюють тиск на цю поверхню.
P – площа поперечного перерізу супутника
S – потужність сонячної радіації на одиницю площі
K – коефіцієнт відбивання
C – швидкість розповсюдження світла
R – відстань від землі до сенця
Δ – відстань від супутника до сонця
α – кут падіння сонячних променів на поверхню
Сила F здійснює тиск на поверхню супутника і старається змістити його з своєї орбіти.