Satellite artificiale
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Con il termine satellite artificiale si possono intendere tutti gli oggetti orbitanti intorno ad un corpo celeste che sono stati posti volutamente in quell'orbita con mezzi tecnologici.
Si possono suddividere in:
- satelliti per telecomunicazioni, apparecchiature costruite dall'uomo per le telecomunicazioni, es. i Satelliti COSPAS/SARSAT; spesso sono posizionati in un'orbita geostazionaria intorno alla Terra;
- satelliti meteorologici, es. METEOSAT;
- satelliti scientifici, es. Telescopio Spaziale Hubble o Envisat o Landsat;
- satelliti militari sia a scopo offensivo che difensivo, es. la rete di satelliti di monitoraggio nucleare Vela;
- stazioni orbitanti, es. Stazione Spaziale Internazionale, Skylab, Mir;
- sonde spaziali in modo improprio, perché in genere le sonde non orbitano attorno ad un altro corpo.
Inoltre vengono suddivisi a seconda dell'orbita che percorrono.
Per i satelliti artificiali, così come per quelli naturali, valgono delle regole atte a calcolare la loro velocità. Tuttavia, per la semplificazione dei calcoli, sono presi in considerazione i seguenti punti:
- L'orbita del satellite viene considerata come circolare;
- Il satellite si muove attorno ad un corpo puntiforme con una certa massa;
- Anche il satellite è un corpo puntiforme.
Per le leggi del moto circolare uniforme, è noto che la forza centripeta si calcola con la formula:
- F = mv2 / r
e ancora, per la legge di gravitazione universale, la forza gravitazionale si calcola con la formula:
- F = Gm1m2 / r2
Tuttavia, per creare una situazione di equilibrio, cioè fare in modo che il satellite ruoti attorno ad un corpo e non precipiti su di esso, la forza centripeta dev'essere uguale alla forza di gravitazione:
- FC=FG
Quindi ci è possibile eguagliare le due espressioni precedentemente citate:
mv2 / r = GMm / r2
dove:
- m = massa del satellite
- M = massa del corpo attorno al quale il satellite ruota
- r = raggio dell'orbita del satellite
- G= costante di gravitazione universale, che vale 6,67 * 10 − 11Nm2 / Kg
è possibile semplificare l'espressione, omettendo m.
v2 / r = GM / r2
risolvendo l'equazione, ossia moltiplicando i membri per r2, si trova il valore della velocità del satellite:
sapendo inoltre che il periodo, nel moto circolare uniforme, vale 2πr/v, si potrà calcolare quello di un satellite dividendo 2πr per la sua velocità.
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