भूकेन्द्रित कक्षा

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एक भूकेन्द्रित कक्षा, पृथ्वी-केन्द्रित कक्षा, या पृथ्वी कक्षा में पृथ्वी की परिक्रमा करने वाली कोई भी वस्तु शामिल होती है, जैसे चंद्रमा या उपग्रह। 1997 में, नासा ने अनुमान लगाया कि लगभग 2,465 कृत्रिम उपग्रह पेलोड पृथ्वी की परिक्रमा कर रहे थे और 6,216 अंतरिक्ष मलबे के टुकड़े थे, जैसा कि गोडार्ड अंतरिक्ष उड़ान केंद्र द्वारा ट्रैक किया गया था।[1] पहले लॉन्च की गई 16,291 से अधिक वस्तुएं पृथ्वी के वायुमंडल में कक्षीय क्षय और वायुमंडलीय प्रवेश वातावरण से गुजर चुकी हैं।[1]

एक अंतरिक्ष यान कक्षा में तब प्रवेश करता है जब गुरुत्वाकर्षण के कारण उसका अभिकेन्द्रीय बल त्वरण उसके वेग के क्षैतिज घटक के कारण केन्द्रापसारक बल त्वरण से कम या उसके बराबर होता है। पृथ्वी की निचली कक्षा के लिए, यह वेग लगभग है 7,800 m/s (28,100 km/h; 17,400 mph);[2] इसके विपरीत, अब तक हासिल की गई सबसे तेज चालक दल वाले हवाई जहाज की गति (अंतरिक्ष यान को कक्षा से हटाकर हासिल की गई गति को छोड़कर) थी 2,200 m/s (7,900 km/h; 4,900 mph) 1967 में उत्तरी अमेरिकी एक्स-15 द्वारा।[3] की ऊँचाई पर पृथ्वी के कक्षीय वेग तक पहुँचने के लिए आवश्यक ऊर्जा 600 km (370 mi) लगभग 36 मेगाजूल/किग्रा है, जो कि संबंधित ऊंचाई पर चढ़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा का छह गुना है।[4] नीचे एक एपीसिस वाला अंतरिक्ष यान 2,000 km (1,200 mi) पृथ्वी के वायुमंडल से खींचे जाने के अधीन हैं,[5] जिससे कक्षीय ऊँचाई कम हो जाती है। कक्षीय क्षय की दर उपग्रह के क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र और द्रव्यमान के साथ-साथ ऊपरी वायुमंडल के वायु घनत्व में भिन्नता पर निर्भर करती है। नीचे के बारे में 300 km (190 mi), दिनों में मापे गए जीवनकाल के साथ क्षय अधिक तीव्र हो जाता है। एक बार एक उपग्रह उतरता है 180 km (110 mi), वायुमंडल में वाष्पीकृत होने में इसके पास केवल कुछ घंटे हैं।[6] पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र से पूरी तरह मुक्त होने और अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में जाने के लिए आवश्यक पलायन वेग लगभग है 11,200 m/s (40,300 km/h; 25,100 mph).[7]


शब्दों और अवधारणाओं की सूची

The following words may have more than one definition or other non-Earth specific definition(s).
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ऊंचाई
जैसा कि यहां उपयोग किया गया है, पृथ्वी के महासागरों की औसत सतह से ऊपर किसी वस्तु की ऊंचाई।
एनालेम्मा
खगोल विज्ञान में एक शब्द जिसका उपयोग एक वर्ष के दौरान आकाशीय क्षेत्र पर सूर्य की स्थिति की साजिश का वर्णन करने के लिए किया जाता है। आकृति-आठ से बिल्कुल मिलता-जुलता है।
पराकाष्ठा
वह सबसे दूर बिंदु है जहां कोई उपग्रह या खगोलीय वस्तु पृथ्वी से जा सकती है, जिस पर कक्षीय वेग न्यूनतम होगा।
विलक्षणता (गणित)
यह माप कि एक कक्षा एक पूर्ण वृत्त से कितना विचलित होती है। विलक्षणता को सभी गोलाकार कक्षा और अण्डाकार कक्षाओं, और परवलयिक प्रक्षेपवक्र और अतिपरवलयिक प्रक्षेपवक्र के लिए सख्ती से परिभाषित किया गया है।
भूमध्यरेखीय तल
जैसा कि यहां प्रयोग किया गया है, एक काल्पनिक तल (गणित) जो पृथ्वी पर भूमध्य रेखा से आकाशीय गोले तक फैला हुआ है।
पलायन वेग
जैसा कि यहां उपयोग किया गया है, अंतरिक्ष यान प्रणोदन के बिना किसी वस्तु को पृथ्वी से अनिश्चित काल तक दूर जाने के लिए न्यूनतम वेग की आवश्यकता होती है। इस वेग से एक वस्तु एक परवलयिक प्रक्षेपवक्र में प्रवेश करेगी; इस वेग के ऊपर यह एक अतिशयोक्तिपूर्ण प्रक्षेपवक्र में प्रवेश करेगा।
आवेग (भौतिकी)
किसी बल का उस समय का अभिन्न अंग जिसके दौरान वह कार्य करता है। (न्यूटन (इकाई)·दूसरा या पाउंड (बल) * सेकंड) में मापा जाता है।
झुकाव
एक संदर्भ तल और दूसरे तल (गणित) या निर्देशांक अक्ष के बीच का कोण। यहां चर्चा किए गए अर्थ में संदर्भ तल पृथ्वी का भूमध्यरेखीय तल है।

कक्षीय चाप: आकाश में एक काल्पनिक चाप जैसा कि पृथ्वी की सतह पर किसी भी स्थान से देखा जाता है।

कक्षीय पैरामीटर
उस कक्षा को विशिष्ट रूप से निर्दिष्ट करने के लिए आवश्यक केप्लरियन तत्वों के छह पैरामीटर।
कक्षीय अवधि
जैसा कि यहां परिभाषित किया गया है, एक उपग्रह को पृथ्वी के चारों ओर एक पूर्ण कक्षा बनाने में लगने वाला समय।
भू-समीपक
पृथ्वी से किसी उपग्रह या खगोलीय पिंड का निकटतम दृष्टिकोण बिंदु है, जिस पर कक्षीय वेग अपने अधिकतम पर होगा।
नाक्षत्र दिवस
किसी खगोलीय वस्तु को 360° घूमने में लगने वाला समय। पृथ्वी के लिए यह है: 23 घंटे, 56 मिनट, 4.091 सेकंड।
सौर समय
जैसा कि यहां उपयोग किया जाता है, स्थानीय समय धूपघड़ी द्वारा मापा जाता है।
वेग
किसी वस्तु की एक विशेष दिशा में गति। चूँकि वेग को एक वेक्टर (ज्यामितीय) के रूप में परिभाषित किया गया है, इसे परिभाषित करने के लिए गति और दिशा दोनों की आवश्यकता होती है।

प्रकार

निम्नलिखित विभिन्न भूकेन्द्रित कक्षा वर्गीकरणों की एक सूची है।

ऊंचाई वर्गीकरण

निम्न (सियान) और मध्यम (पीला) पृथ्वी कक्षा क्षेत्र पैमाने पर। काली धराशायी रेखा भू-तुल्यकालिक कक्षा है। हरी धराशायी रेखा ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम उपग्रहों के लिए उपयोग की जाने वाली 20,230 किमी की कक्षा है।

निम्न पृथ्वी कक्षा (एलईओ)
160 किलोमीटर (100 वैधानिक मील) से ऊंचाई तक की भूकेन्द्रित कक्षाएँ 2,000 kilometres (1,200 mi) औसत समुद्र तल से ऊपर। 160 किमी पर, एक चक्कर में लगभग 90 मिनट लगते हैं, और गोलाकार कक्षीय गति होती है 8,000 metres per second (26,000 ft/s).
मध्यम पृथ्वी कक्षा (एमईओ)
भूकेन्द्रित कक्षाएँ जिनके बीच की ऊंचाई चरम सीमा पर होती है 2,000 kilometres (1,200 mi) और उस पर भूतुल्यकाली कक्षा 35,786 kilometres (22,236 mi).
भूतुल्यकाली कक्षा (GEO)
की ऊँचाई वाली भूकेन्द्रित वृत्ताकार कक्षा 35,786 kilometres (22,236 mi). कक्षा की अवधि पृथ्वी की घूर्णन अवधि के साथ मेल खाते हुए, एक नाक्षत्र दिवस के बराबर होती है। गति लगभग है 3,000 metres per second (9,800 ft/s).
उच्च पृथ्वी कक्षा (HEO)
भू-केंद्रित कक्षाएँ जिनकी ऊंचाई भू-समकालिक कक्षा से अधिक होती है। उच्च पृथ्वी कक्षा का एक विशेष मामला अत्यधिक अण्डाकार कक्षा है, जहां उपभू पर ऊंचाई कम होती है 2,000 kilometres (1,200 mi).[8]


झुकाव वर्गीकरण

झुकी हुई कक्षा
एक कक्षा जिसका भूमध्यरेखीय तल के संदर्भ में झुकाव 0 नहीं है।
ध्रुवीय कक्षा
एक उपग्रह जो प्रत्येक परिक्रमण पर ग्रह के दोनों ध्रुवों के ऊपर या लगभग ऊपर से गुजरता है। इसलिए इसका झुकाव 90 डिग्री (कोण) सेकेंड का (या बहुत करीब) है।
ध्रुवीय सूर्य तुल्यकालिक कक्षा
एक लगभग ध्रुवीय कक्षा जो प्रत्येक पास (अंतरिक्ष उड़ान) पर एक ही स्थानीय समय पर भूमध्य रेखा से गुजरती है। छवि लेने वाले उपग्रहों के लिए उपयोगी क्योंकि हर पास पर छाया समान होगी।

विलक्षणता वर्गीकरण

वृत्ताकार कक्षा
एक कक्षा जिसकी कक्षीय विलक्षणता 0 है और जिसका पथ एक वृत्त का अनुरेखण करता है।
अण्डाकार कक्षा
0 से अधिक और 1 से कम कक्षीय विलक्षणता वाली एक कक्षा जिसकी कक्षा एक दीर्घवृत्त के पथ का पता लगाती है।
होहमैन स्थानांतरण कक्षा
एक कक्षीय पैंतरेबाज़ी जो दो इंजन आवेग (भौतिकी) का उपयोग करके एक अंतरिक्ष यान को एक गोलाकार कक्षा से दूसरे में ले जाती है। इस युद्धाभ्यास का नाम वाल्टर होहमान के नाम पर रखा गया था।
भूतुल्यकालिक स्थानांतरण कक्षा (जीटीओ)
एक जियोसेंट्रिक-अण्डाकार कक्षा जहां उपभू निम्न पृथ्वी कक्षा (एलईओ) की ऊंचाई पर है और अपोजी एक जियोसिंक्रोनस कक्षा की ऊंचाई पर है।
अत्यधिक अण्डाकार कक्षा (HEO)
35,786 किमी से ऊपर अपभू और निम्न उपभू (लगभग 1,000 किमी) के साथ भूकेन्द्रित कक्षा जिसके परिणामस्वरूप अपभू के निकट लंबे समय तक रुकना पड़ता है।
मोलनिया कक्षा
63.4° के झुकाव और एक नाक्षत्र दिवस के ½ की कक्षीय अवधि (लगभग 12 घंटे) के साथ एक अत्यधिक अण्डाकार कक्षा। ऐसा उपग्रह अपना अधिकांश समय पृथ्वी के एक निर्दिष्ट क्षेत्र पर व्यतीत करता है।
टुंड्रा कक्षा
63.4° के झुकाव और एक नाक्षत्र दिवस (लगभग 24 घंटे) की कक्षीय अवधि के साथ एक अत्यधिक अण्डाकार कक्षा। ऐसा उपग्रह अपना अधिकांश समय पृथ्वी के एक निर्दिष्ट क्षेत्र पर व्यतीत करता है।
अतिशयोक्तिपूर्ण प्रक्षेपवक्र
1 से अधिक विलक्षणता वाली एक कक्षा। वस्तु का वेग पलायन वेग से कुछ अधिक मान तक पहुँच जाता है, इसलिए यह पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव से बच जाएगा और एक वेग (पृथ्वी के सापेक्ष) के साथ कुछ धीमी गति से अनंत काल तक यात्रा करता रहेगा। परिमित मान, जिसे अतिशयोक्तिपूर्ण अतिरिक्त वेग के रूप में जाना जाता है।
पलायन प्रक्षेपवक्र
इस प्रक्षेपवक्र का उपयोग पृथ्वी से दूर एक अंतरग्रहीय जांच को लॉन्च करने के लिए किया जाना चाहिए, क्योंकि पलायन वेग की अधिकता पृथ्वी की तुलना में इसकी सूर्यकेंद्रित कक्षा को बदल देती है।
कैप्चर प्रक्षेप पथ
यह पलायन प्रक्षेप पथ की दर्पण छवि है; पर्याप्त गति से यात्रा करने वाली एक वस्तु, जिसका लक्ष्य सीधे पृथ्वी पर न हो, उसकी ओर बढ़ेगी और गति करेगी। इसे कक्षा में स्थापित करने के लिए धीमी गति से चलने वाले इंजन आवेग की अनुपस्थिति में, यह पेरीएप्सिस के बाद भागने के प्रक्षेप पथ का अनुसरण करेगा।
परवलयिक प्रक्षेपवक्र
1 के बराबर विलक्षणता वाली एक कक्षा। वस्तु का वेग पलायन वेग के बराबर होता है, इसलिए यह पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव से बच जाएगा और 0 तक कम होने वाले वेग (पृथ्वी के सापेक्ष) के साथ यात्रा करना जारी रखेगा। एक अंतरिक्ष यान से प्रक्षेपित इस वेग के साथ पृथ्वी उससे कुछ दूरी तय करेगी, लेकिन उसी सूर्यकेन्द्रित कक्षा में सूर्य के चारों ओर उसका अनुसरण करेगी। यह संभव है, लेकिन इसकी संभावना नहीं है कि पृथ्वी की ओर आने वाली कोई वस्तु परवलयिक कैप्चर प्रक्षेपवक्र का अनुसरण कर सकती है, लेकिन गति और दिशा सटीक होनी चाहिए।

दिशात्मक वर्गीकरण

प्रोग्रेड कक्षा
एक कक्षा जिसमें भूमध्यरेखीय तल पर वस्तु का प्रक्षेपण पृथ्वी के घूर्णन के समान दिशा में पृथ्वी के चारों ओर घूमता है।
प्रतिगामी कक्षा
एक कक्षा जिसमें भूमध्यरेखीय तल पर वस्तु का प्रक्षेपण पृथ्वी के घूर्णन की विपरीत दिशा में पृथ्वी के चारों ओर घूमता है।

जियोसिंक्रोनस वर्गीकरण

अर्ध-समकालिक कक्षा (एसएसओ)
लगभग ऊंचाई वाली कक्षा 20,200 km (12,600 mi) और लगभग 12 घंटे की एक कक्षीय अवधि
भूतुल्यकाली कक्षा (GEO)
लगभग ऊँचाई वाली कक्षाएँ 35,786 km (22,236 mi). ऐसा उपग्रह आकाश में एक एनालेम्मा (चित्र 8) का पता लगाएगा।
भूस्थैतिक कक्षा (जीएसओ)
शून्य के झुकाव के साथ एक भूतुल्यकाली कक्षा। ज़मीन पर मौजूद पर्यवेक्षक को यह उपग्रह आकाश में एक निश्चित बिंदु के रूप में दिखाई देगा।
क्लार्क कक्षा
भूस्थैतिक कक्षा का दूसरा नाम। लेखक आर्थर सी. क्लार्क के नाम पर रखा गया।
पृथ्वी कक्षीय लाइब्रेशन बिंदु
पृथ्वी की परिक्रमा करने वाली वस्तुओं के लिए लाइब्रेशन बिंदु 105 डिग्री पश्चिम और 75 डिग्री पूर्व में हैं। इन दोनों बिंदुओं पर 160 से अधिक उपग्रह एकत्रित हैं।[9]
सुपरसिंक्रोनस कक्षा
जीएसओ/जीईओ के ऊपर एक निपटान/भंडारण कक्षा। उपग्रह पश्चिम की ओर बहेंगे।
उपतुल्यकालिक कक्षा
एक बहाव कक्षा जो जीएसओ/जीईओ के करीब लेकिन नीचे है। उपग्रह पूर्व की ओर बहेंगे।
कब्रिस्तान कक्षा, निपटान कक्षा, कबाड़ कक्षा
भू-समकालिक से कुछ सौ किलोमीटर ऊपर की कक्षा जिसमें उपग्रहों को उनके संचालन के अंत में ले जाया जाता है।

विशेष वर्गीकरण

सूर्य-तुल्यकालिक कक्षा
एक कक्षा जो ऊंचाई और झुकाव को इस तरह से जोड़ती है कि उपग्रह उसी स्थानीय सौर समय में ग्रह की सतह के किसी भी बिंदु से गुजरता है। ऐसी कक्षा किसी उपग्रह को निरंतर सूर्य के प्रकाश में रख सकती है और इमेजिंग, जासूसी उपग्रह और मौसम उपग्रहों के लिए उपयोगी है।
चंद्रमा की कक्षा
पृथ्वी के चंद्रमा के कक्षीय पैरामीटर। की औसत ऊंचाई 384,403 kilometres (238,857 mi), अण्डाकार कक्षा-झुकाव वाली कक्षा।

गैर-भूकेंद्रित वर्गीकरण

हॉर्सशू कक्षा
एक कक्षा जो जमीनी पर्यवेक्षक को किसी ग्रह की परिक्रमा करती हुई प्रतीत होती है लेकिन वास्तव में उसके साथ सह-कक्षीय उपग्रह | सह-कक्षा में होती है। क्षुद्रग्रह 3753 गेहूं (क्रुथने) और 2002 AA29|2002 AA देखें29.
उप-कक्षीय अंतरिक्ष उड़ान | उप-कक्षीय उड़ान
एक प्रक्षेपण जहां एक अंतरिक्ष यान कक्षा की ऊंचाई तक पहुंचता है लेकिन इसे बनाए रखने के लिए वेग का अभाव होता है।

Tangential velocities at altitude

Orbit Center-to-center
distance 		Altitude above
the Earth's surface 		Speed Orbital period Specific orbital energy
Earth's own rotation at surface (for comparison— not an orbit) 6,378 km 0 km 465.1 m/s (1,674 km/h or 1,040 mph) 23 h 56 min 4.09 sec −62.6 MJ/kg
Orbiting at Earth's surface (equator) theoretical 6,378 km 0 km 7.9 km/s (28,440 km/h or 17,672 mph) 1 h 24 min 18 sec −31.2 MJ/kg
Low Earth orbit 6,600–8,400 km 200–2,000 km
  • Circular orbit: 6.9–7.8 km/s (24,840–28,080 km/h or 14,430–17,450 mph) respectively
  • Elliptic orbit: 6.5–8.2 km/s respectively
 1 h 29 min – 2 h 8 min −29.8 MJ/kg
Molniya orbit 6,900–46,300 km 500–39,900 km 1.5–10.0 km/s (5,400–36,000 km/h or 3,335–22,370 mph) respectively 11 h 58 min −4.7 MJ/kg
Geostationary 42,000 km 35,786 km 3.1 km/s (11,600 km/h or 6,935 mph) 23 h 56 min 4.09 sec −4.6 MJ/kg
Orbit of the Moon 363,000–406,000 km 357,000–399,000 km 0.97–1.08 km/s (3,492–3,888 km/h or 2,170–2,416 mph) respectively 27.27 days −0.5 MJ/kg
The lower axis gives orbital speeds of some orbits

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 "Satellite Situation Report, 1997". NASA Goddard Space Flight Center. 2000-02-01. Archived from the original on 2006-08-23. Retrieved 2006-09-10.
  2. ↑ Hill, James V. H. (April 1999), "Getting to Low Earth Orbit", Space Future, archived from the original on 2012-03-19, retrieved 2012-03-18.
  3. ↑ Shiner, Linda (November 1, 2007), X-15 Walkaround, Air & Space Magazine, retrieved 2009-06-19.
  4. ↑ Dimotakis, P.; et al. (October 1999), 100 lbs to Low Earth Orbit (LEO): Small-Payload Launch Options, The Mitre Corporation, pp. 1–39, archived from the original on 2017-08-29, retrieved 2012-01-21.
  5. ↑ Ghosh, S. N. (2000), Atmospheric Science and Environment, Allied Publishers, pp. 47–48, ISBN 978-8177640434
  6. ↑ Kennewell, John; McDonald, Andrew (2011), Satellite Lifetimes and Solar Activity, Commonwealth of Australia Bureau of Weather, Space Weather Branch, archived from the original on 2011-12-28, retrieved 2011-12-31.
  7. ↑ Williams, David R. (November 17, 2010), "Earth Fact Sheet", Lunar & Planetary Science, NASA, archived from the original on October 30, 2010, retrieved 2012-05-10.
  8. ↑ Definitions of geocentric orbits from the Goddard Space Flight Center Archived May 27, 2010, at the Wayback Machine
  9. ↑ Out-of-Control Satellite Threatens Other Nearby Spacecraft, by Peter B. de Selding, SPACE.com, 5/3/10. Archived May 5, 2010, at the Wayback Machine


बाहरी संबंध

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