Satellite artificiale

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.

File:Skylab and Earth Limb.jpg

Il satellite artificiale Skylab

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:

• ${\displaystyle F=mv^{2}/r}$

e ancora, per la legge di gravitazione universale, la forza gravitazionale si calcola con la formula:

• ${\displaystyle F=Gm1m2/r^{2}}$

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:

${\displaystyle mv^{2}/r=GMm/r^{2}}$

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 ${\displaystyle 6,67*10^{-}11Nm^{2}/Kg}$

è possibile semplificare l'espressione, omettendo m.

${\displaystyle v^{2}/r=GM/r^{2}}$

risolvendo l'equazione, ossia moltiplicando i membri per r^2, si trova il valore della velocità del satellite:

${\displaystyle v={\sqrt {\frac {G}{r}}}M}$

sapendo inoltre che il periodo, nel moto circolare uniforme, vale 2π/v, si potrà calcolare quello di un satellite dividendo 2π per la sua velocità.

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