געזעצן פון מאשען, גראוועטי, א.ד.ג.: וויאזוי ארבעט די סאטעליטן און ספעיס-שיפן אין ספעיס

צו פארשטיין די ענין, דארף מען קודם מקדים זיין די געזעצן פון אייזיק ניוטען. ער איז געווען דער ערשטער וואס האט אראפגעשטעלט די יסוד פון גראוועטי.

ער האט יארן שטודירט וואס שלעפט אלעס אראפ צו די ערד, ביז ער עס צוגעקומען צו די אויפטרעף פון גראוועטי, וואס מען ניצט נאך ביזן היינטיגן טאג. אגב, אלבערט איינשטיין האט עס טאקע אביסל געטוישט, אבער די יסוד דערפון בלייבט די זעלבע.

ער האט ארויסגעשטעלט א ליסטע פון 3 געזעצן פון באוועגונג:

1. די ערשטע געזעץ לויטעט אז יעדע חפץ וועט בלייבן שטיין, אדער בלייבן אין באוועגונג אין א גלייכע ליניע, חוץ אויב ס'וועט ווערן געטוישט דורך א דרויסענדיגע קראפט. 
2. די צווייטע געזעץ איז מסביר, וויפיהל קראפט מען דארף האבן צו טוישן די באוועגונג פון א חפץ. אז ווי גרעסער א חפץ, אדער ווי שנעלער מען וויל גיין, אלס מער קראפט דארף מען האבן.
3. די דריטע געזעץ לויטעט, אז פאר יעדע קראפט, איז פארהאן א פארקערטע קראפט. דאס הייסט, ווען די קראפט פרובירט צו טוישן די באוועגונג פון א חפץ, פירט זיך די חפץ ווי א פארקערטע כוח אקעגן די קראפט, און שטיפּט עס אין די פארקערטע ריכטונג. 

קומט אויס פון זיינע געזעצן, אז אויב ווילסטו טוישן די מאמענטום פון א חפץ, סיי צו מאכן שנעלער און סיי צו מאכן שטייטער, אדער טוישן די מאמענטום צו אן אנדערע זייט, דארפסטו האבן קראפט. אן קראפט, טוישט זיך גארנישט.

לויט דעם, וואלט מען געקענט מיינען אז א קאר וואס פארט אויף 60 MPH, וואלט געבליבן פארן אויף 60 אפילו מ'לעשט אויס די מאטאר. אבער די סיבה פארוואס עס געשעהט נישט, איז ווייל ס'איז פארהאן אנדערע כוחות וואס שטעלן אפ די מאמענטום:

1. די לופט. ווען די קאר פארט, שטיפט עס די לופט, און לויט די 3'טע געזעץ שטיפט די לופט צוריק. 
2. גראוועטי. אויב מ'פארט בארג ארויף, איז פארהאן גראוועטי אויף אראפ, און די גראוועטי איז א קראפט וואס פארשטייטערט די קאר. 
3. פריקשאן. די קאר רייבט זיך אין די ערד, אדער אינעווייניג ווי די רעדלעך דרייען זיך. פריקשאן איז אויך אן אקט פון קראפט. 

אויב קענסטו אוועקנעמען די 3 זאכן, וואלט עס טאקע געפארן אן אפשטעל. אין ספעיס איז נישט פארהאן קיין ליפט, און אויך נישט קיין פריקשאן, די איינציגסטע זאך וואס איז פארהאן איז גראוועטי.

---

יעצט אז מען פארשטייט שוין די געזעצן פון באוועגונג, אז אלעס ווענדט זיך אין קראפט, לאמיר מסביר זיין די יסודות פון גראוועטי.

די לעגענדע גייט, אז אייזיק ניוטען איז געזיצן אונטער אן עפל בוים, ווען אן עפל איז אראפגעפאלן אויף אים. וויבאלד ס'האט אים וויי געטוהן, האט ער זיך געוואונדערט פארוואס אלע עפל פאלן אראפ נישט ארויף. נאך יארן חקר'נען, איז ער אויפגעקומען מיט די אויפטרעף פון גראוועטי.

ער האט אויפגעטאן אז יעדע זאך אין די וועלט, ציעט צו זיך די אנדערע זאך. אויב זאלסטו שטעלן 2 ברעקלעך זאמד איינס נאנט צו די 2'טע, וועט זיין א קראפט וואס וועט צוזאם שלעפן די ברעקלעך, און סוף כל סוף וועלן זיי זיך באהעפטן. 

ווי מער און גרעסער די זאך איז, אלס שטערקער ציעט עס. ממילא איז ער אויפגעקומען אזוי וויבאלד די ערד איז דאך מורא'דיג גרויס, פארדעם ציעט עס אלעס צו זיך. 

מ'קען טאקע זעהן אז די גראוועטי אויף יעדע פלאנעט, ווענדט זיך ווי גרויס די פלאנעט איז. למשל די לבנה, אדער מארס, איז קלענער ווי די ערד, און זייער גראוועטי איז טאקע שוואכער. ווידעראום דזשופיטער איז גרעסער ווי די ערד, איז זיין גראוועטי שטערקער.

די גראוועטי פון א פלאנעט איז קאנסטענט; דאס מיינט אז יעדע רגע ציעט עס די זעלבע שטארק. די סיבה פארוואס מיר פאלן נישט טיפער, איז פשוט ווייל ס'איז פארהאן ערד וואס שטעלט אונז אפ. אויב זאל זיך די ערד עפענען, וועט גלייך יעדער אנפאנגען צו פאלן. 

בשעת מען פאלט, גייט די ספיד פון פאלן א גאנצן צייט ארויף. פארוואס? 

ווייל לויט די ערשטע געזעץ פון באוועגונג, וועט א זאך וואס איז באוועגונג בלייבן אין באוועגונג אויפן זעלבן ספיד, אויב ס'איז נישט פארהאן קיין נייע קראפט, און די זעלבע אויב איז פארהאן פרישע קראפט צו די וועג ווי ס'גייט, וועט די ספיד וועגן שנעלער. ממילא וויבאלד די גראוועטי איז קאנסטענט, מיינט אז ס'איז פארהאן פרישע קראפט יעדע רגע, דערפאר קומט צו ספיד. 

לאמיר זיך פארשטעלן אז איר פאלט אראפ פון ספעיס מיט די קראפט פון גראוועטי, אבער פלוצלינג ווערד די ערד אויס, ס'איז נישטא מער. וואס וועט געשען? איר וועט ווייטער פאלן אויפן זעלבן ספיד לעולם ועד, חוץ אויב ס'קומט א נייע קראפט וואס וועט טוישן אייער באוועגונג. 

---

יעצט אז מ'פארשטייט שוין, אז כדי א זאך זאל זיך באוועגן אדער טוישן דירעקציע, דארף מען האבן א דרויסענדיגע קראפט, און אז גראוועטי איז אויך א קראפט, לאמיר פרובירן צו מסביר זיין "אָרביט".

ווען דו לאזט אפ א שטיינדל פון 10 פיס הויעך, גייט עס דויערן לאמיר זאגן - פאר אונזער דוגמא - 10 סקונדעס ביז ס'קומט אן צו די ערד, און ס'וועט פאלן נעבן דיר. אויב וועסטו עס ווארפן פאראויס לאמיר זאגן 10 פיס, וועט עס אויך געדויערן 10 סקונדעס צו פאלן ביז די ערד, אבער ס'וועט לאנדן 10 פיס אוועק פון דיר. (A)

ווייל די קראפט וואס דו ווארפסט עס, שטיפט עס פאראויס, אבער די קראפט פון גראוועטי שלעפט עס אראפ. מיט ווי מער קראפט דו וועסט עס ווארפן פאראויס, אלס ווייטער פון דיר וועט עס פאלן. אבער די קראפט וואס שלעפט עס אראפ וועט זיין די זעלבע, 10 סקונדעס. אין קורצן: גראוועטי טוט ווייטער איר ארבעט, אפגעזעהן וואס איר טוט.

אויב וועסטו שטיין אזוי הויעך אז ס'זאל נעמען א שעה ביז ס'פאלט אראפ, און וועסט עס ווארפן מיט א קראפט פון 60 מייל א שעה, גייט עס לאנדן 60 מייל ווייט פון דיר. אבער באמת גייט עס פאלן א משהו ווייטער ווי 60 מייל, ווייל וויבאלד די ערד איז רינדעכיג, איז 60 מייל ווייט פון דיר די ערד אביסל נידעריגער ווי דיר ממילא גייט נעמען א משהו מער ווי א שעה ס'זאל אנקומען צו די ערד. (B)

קומט אויס אז אויב וועסטו שטיין אזוי הויעך אז ס'זאל נעמען א שעה ביז ס'פאלט אראפ, און וועסט עס ווארפן מיט א קראפט פון 8,000 מייל א שעה, ווי גייט עס לאנדן? 8,000 מייל ווייט?

על פי חשבון יא. אבער וויבאלד די ערד איז דאך נאר 8,000 מייל ברייט, און ביז ס'גייט אראפפאלן די 1 מייל גייט עס שוין זיין ווייטער ווי די ערד, האט עס נישט אויף וואס צו פאלן. וואס גייט געשעהן איז, אזוי ווי די ערד'ס גראוועטי איז די זעלבע פון אלע זייטן, גייט די ערד יעצט טוישן די דירעקציע פון די שטיינדל און עס שלעפן זייטיג צו זיך, אבער ביז ווילאנג די שטיינדל גייט ווערן צוגעשלעפט צו די ערד, גייט עס שוין זיין נידעריגער ווי ערד...

דעמאלטס גייט די ערד שלעפן די שטיינדל אויף ארויף... אבער ביז די שטיינדל גייט אנקומען אויבן, גייט עס שוין זיין אריבער די ערד...

דעמאלטס גייט די ערד שלעפן די שטיינדל זייטיג... אבער ביז די שטיינדל גייט ווערן צוגעשלעפט זייטיג, גייט עס שוין זיין העכער די ערד...

דעמאלטס גייט די ערד שלעפן די שטיינדל אויף אראפ... אבער ביז די שטיינדל גייט אנקומען אינטן, גייט עס שוין זיין אריבער די ערד...

אזוי דרייט זיך עס און דרייט זיך עס אן אפשטעל.(C)

A: לאנדעט 10 פיס אוועק

B: א משהו ווייטער ווי 60 מייל

C: עס דרייט זיך אן אפשטעל

נאך א וועג צו פארשטיין ארביט, קען מען נעמען א משל פון א גרופע וואס דרייען זיך אין א רינג, און זיי דרייען זיך שנעל ארום און ארום. זיי דארפן זיך גוט אנכאפן, ווייל אויב זיי לאזן זיך אויס, פליט יעדער צו די אנדערע עק שטוב.

אויפנאויף איז שווער צו פארשטיין, אויב זיי דרייען זיך ארום רינדעכיג, פארוואס ווען זיי לאזן זיך אויס פליט יעדער אוועק? פארוואס בלייבן זיי זיך נישט דרייען?

די ענטפער איז, ווייל פון ניוטאן'ס ערשטע געזעץ זעהט מען, אז מאמענטום גייט נאר אויף א גלייכע ליניע. ס'איז נישט פארהאן אזא פארנעם ווי א רינדעכיגע מאמענטום. ממילא די קראפט פון זייער ספיד וואלט זיי געדארפט שיקן אין א גלייכע ליניע צו די עק פונעם שטוב, נאר וויבאלד זיי כאפן זיך אן שלעפט עס זיי צוריק אינמיטן. אזוי קומט אויס אז זיי דרייען זיך אין אן ארביט.

פארדעם זעהט מען אז ווי שנעלער זיי דרייען זיך, אלס שטערקער דארפן זיי זיך אנכאפן, ווייל אויף א שנעלערע ספיד איז די קראפט אוועקצופליען שטערקער, און כדי צו בלייבן אין ארביט, דארף די כוח פון ספיד זיין די זעלבע ווי די כוח פון גראוועטי וואס ציעט צו די מיטן.

---

ספעיס איז אנגעפילט מיט גראוועטי. קודם איז פארהאן ערד גראוועטי. אבער אפילו זייער ווייט פון די ערד, ווי די גראוועטי פון די ערד איז שוין שוואך, איז פארהאן די גראוועטי פון די זון, ווייל די זון איז איבער 100 מאל אזוי ברייט ווי די ערד.

און אפילו ווען מ'איז שוין גענוג ווייט פון די זון, איז פארהאן די גראוועטי פון אנדערע שטערנס, אדער די סופער מאסיווע שווארצע לעכער.

די איינציגסטע וועג צו קענען אוועקגיין פון די גראוועטי, איז אויב מ'האט גענוג ספיד.

און דאס איז די ציל פון א ראקעט, צו גיבן פאר די ספעיס שיף, אדער סעטעלייט, גענוג ספיד, צו קענען בלייבן אין ארביט.

אבער די ערשטע טריט פון די ראקעט, איז צו ארויסצוטראגן זיין פעקל העכער די אטמאספער, ווייל ווילאנג מ'איז אין די אטמאספער, איז פארהאן צו סאך פריקשאן, און עס ווערט כמעט אוממעגליך צו אנקומען צו די נויטיגע ספיד.

איינמאל מ'איז אינדרויסן פון די אטמאספער, טוט די ראקעט די עיקר ארבייט פון פארדינען ספיד ביז 17 טויזנט מייל א שעה, כדי זיין פעקל זאל קענען בלייבן אין ארביט.

די סיבה פארוואס די אסטראנאטן שוועבן, און שפירן נישט קיין גראוועטי, איז וויבאלד גראוועטי שפירט מען ווען מ'וויל זיך ארויסרייסן פון די כוח פון גראוועטי. די ספעיס סטאנציע לאזט זיך שלעפן פון די גראוועטי, און ס'פאלט טאקע אראפ, און אלעס פאלט צוזאמען.

---

לאמיר גיין א טריט ווייטער אין די חשבון.

די ספעיס סטאנציע איז 250 מייל הויעך, דאס איז די נענטסטע זאך וואס ארביט ארום די ערד. עס פליט אויף 17 טויזנט מייל א שעה, אדער 285 מייל א מינוט, אדער 4.76 מייל א סעקונדע.

לאמיר מאכן די חשבון. די וועלט איז דיק 8 טויזנט מייל, און עס ארומצונעמען, איז 24 טויזנט מייל. ווי חז"ל זאגן, אז יעדע רינדעכיגע זאך וואס מ'וויל ארומנעמען, איז 3 מאל די דיקקייט.

די ספעיס סטאנציע, איז 250 מייל העכער די ערד. וויבאלד עס פליט 250 מייל העכער די ערד, איז זיין צירקל 250 מייל דיקער אויף ביידע זייטן, 8,000 + 250 +250 = 8500. דאס איז די דיקקייט.

די צירקל איז 8500 * 3 = 25,500

וויפל מינוט נעמט צו מאכן א גאנצע סירקל?

ציטייל 25,500 די לענג פון די צירקל, ביי 285 די ספיד פער מינוט. קומט אויס בערך 90 מינוט.

דאס איז בערך 16 מאל טאג. און וויבאלד די ISS פליט פון מערב צו מזרח, קומט אויס די זון שיינט אויף און גייט אינטער 16 מאל א טאג!

די חשבון איז נאר בערך ווייל די ISS האלט און איין טוישן די אלטיטוט (הויעכקייט) און די ספיד.

ווי ווייטער מ'איז פון די פלאנעט - וואס מאכט די גראוועטי, אלס שוואכער ווערט די כוח פון גראוועטי. דאס איז א זאך וואס אייזיק ניוטען האט שוין פארגעזאגט.

ממילא ווי העכער מען איז, אלס לענגער נעמט א סירקל, צוליב 2 סיבות:

1. ווייל מ'דארף ווייניגער ספיד, ווייל די גראוועטי איז שוואכער.
2. ווייל די לענג פון די צירקל ווערט גרעסער.

ביי א הויכקייט פון בערך 22 טויזנט מייל, איז די ספיד וואס מ'דארף האבן איז בערך 6500 מייל א שעה. 

22,000 פון ביידע זייטן, פלאס די דיקקייט פון די ערד, איז 52 טויזנט מייל דיק. 

די רינג ארום איז 3 מאל אזוי לאנג, קומט עס אויס 156 טויזנט מייל. דאס איז פונקטליך 24 שעה צו מאכן א צירקל. 

אויב פליט מען העכערן קו המשוה (equator), און מ'פליט די זעלבע וועג ווי די ערד דרייט זיך, קומט אויס אז די סאַטעליט איז אלץ אויפן זעלבן פלאץ העכער די ערד. 

פאר א מענטש וואס באטראכט עס פון די ערד, קען זיך דאכטן אז די סאַטעליט שטייט. 

די ספעציעלע ארביט ווערט אנגערופן Geostationary Orbit, דאס איז צוויי ווערטער, geo קומט פון די ווארט geography, געאגראפיע איז די לאקאציע פון די וועלט, stationary מיינט סטאנציאנירט. צוזאמען מיינט עס סטאנציאנירט אויף א ספעציפישע פלאץ אין די וועלט. אין קורצן ווערט עס געשריבן GSO.

רוב קאמוניקאציע סעטעלייט ווערן געשיקט אין GSO, ווייל מען וויל אז עס זאל באדינען א געוויסע געגענט, נישט עס זאל ארומפליען אין יעדע פאר מינוט באדינען אן אנדערע געגענט.

זעה: כינע ליידט ארביטאלע דורכפאל

---

אויף די בילד, קען מען זעהן ווי הויך יעדע סיסטעם ארביט, און די דיטעילס. די ISS איז די נענטסטע צו די ערד. די האבבל ספעיס טעלעסקאופ איז אביסל העכער, און דערנאך קומט אירידואם.

אלעס ביז די ברוינע צירקל ווערט אנגערופן LEO (Low Earth Orbit) - נידעריגע ערד ארביט, פון דארט און ווייטער איז די MEO מיטעלע ערד ארביט.

די ברוינע צירקל איז ווי די מאגנעטישע פעלד פון די ערד ווערט שוואכער, און די שאדן פון ספעיס ראדיציע ווערט שטערקער.

די נעוויגאציע סעטעלייטס געפינען זיך בערך ביי 15 טויזנט מייל, GPS איז די אמעריקאנע סיסטעם, GLONASS איז די רוסישע וכו'.

די ווייטסטע אויפן בילד איז די GSO, וואס מיר האבן אויפן גערעדט.

עס איז פארהאן 4 מעסטונגען אויפן בילד. די שטריך אויף ארויף, ווייזט ווי לאנג עס געדויערט ארומצופליען די וועלט א גאנצע צירקל ביי יעדע הייך; די שטריך אויף די רעכטע זייט, ווייזט ווי הויעך יעדע ארביט איז; די שטריך אויף אראפ, ווייזט וויפל ספיד מ'דארף האבן; און די שטריך אויף די לינקע זייט, ווייזט וויפל מייל ס'איז יעדע צירקל.

העכער GSO, געפינט זיך אן ארביט, וואס ווערט גערופן בית הקברות ארביט, און כשמו כן הוא. אלע סעטעלייט פון GSO, ווען עס האלט פארן שטארבן, ריקט מען ארויף אפאר 100 מייל, און מ'לאזט אים דארט אויסגיין אויף אן אייביגע רוה... כ'מיין ארביט...

---

עליפטיקל ארביט

ביז יעצט האבן מיר גערעדט פון א פונקטליכע ארביט, ווען די קראפט פון די ספיד איז די זעלבע ווי די קראפט פון די גראוועטי. אזוי אויך האבן מיר נאר גערעדט ווען די גראוועטי ציעט פון די זייט.

וואס וועט זיין אויב די ספיד וועט זיין אביסל שטערקער ווי די גראוועטי? וואס וועט זיין אויב די גראוועטי איז נישט פינקטלעך פון די זייט, נאר שיעף פאראויס אדער שיעף פון הונטן?

דא קומט אריין עליפטיקל ארביט.

אויב פליט מען אביסל שנעלער ווי די ארביטל ספיד, גייט די ארביט זיך צוביסלעך דערווייטערן, אבער איינמאל ס'ווערט שוין אביסל ווייט גייט אויסקומען אז די גראוועטי גייט שוין נישט זיין פון די זייט, נאר אביסל שיעף פון הונטן, וואס גייט געשעהן איז אז די גראוועטי גייט נישט נאר בייגן די דירעקציע צו זיך, נאר ס'גייט אביסל פארשטייטערן די ספיד, ווייל ס'שעלפט עס פון הונטן. 

ביי א געוויסע פונקט גייט די ספיד ווערן אזוי שטייט אז ס'גייט שוין פליען שטייטער ווי די נויטיגע ארביטל ספיד, דעמאלסט גייט עס אנפאנגען צוריקצופאלן צו די פלאנעט, פארשטייט זיך אז ווען ס'פאלט שטייגט די ספיד, אזוי אז ווען ס'קומט אן נאנט צו די פלאנעט האט ער שוין ווידער א שנעלערע ספיד פון די נויטיגע ארביטל ספיד און ער הייבט זיך אן צו דערווייטערן און פארלירן ספיד, וחוזר חלילה... 

יעדע עליפטיקל ארביט האט א הויכע פונקט און א נידעריגע פונקט, דאס איז ווי הויעך/ווייט די ארביט ציעט זיך פון די פלאנעט, און ווי נידעריג/נאנט די ארביט גייט פון די פלאנעט. 

---

אלע פלאנעטן פליען ארום די זוהן אין אן עליפטיקל ארביט, איינער מער עקסטרעם עליפטיק און איינער ווייניגער. אריינגערעכנט די ערד, דאס איז די סיבה פארוואס די שקיעה רוקט זיך צוריק שנעלער נאך זומער, ווי ס'ווערט שפעטער פאר זומער, ווייל נאך זומער איז עס אויף די שנעלע חלק פון די עליפס. 

רוב סעטעלייט פליען אויך אין עליפטיקל ארביט, און באמת איז כמעט נישט מעגליך צו פליען אין א פונקטליכע רינג, ווייל די זון און די לבנה האבן אויך אן עפעקט אויף די ארביט וואס מאכט עס סייווי אומפינקטלעך. 

דאס איז די וועג וויאזוי מ'טרעוולט אין ספעיס... 

ווען א ראקעט קומט אן אין ספעיס שטעלט ער זיך קודם אריין אין די נידעריגסטע ארביט בערך 150 מייל פון די ערד, דאס ווערט אנגערופן די פארקינג ארביט, ווייל מ'פארקט דארט ביז מ'גייט ווייטער. נאכן איבערגיין אלע דעטאלן און זיכער מאכן אז אלעס קלאפט, צינדט מען צוריק אן די ראקעט ענדזשין און דאס שטעלט אריין די ראקעט אין אן עליפטיקל ארביט מיט א נידעריגע פוינט פון 150 מייל, און א הויכע פוינט פון... ווי הויעך מ'וויל גיין. 

ווען מ'איז געפלויגן צו די לבנה איז מען באמת קיינמאל נישט ארויס פון די ערד'ס ארביט, מ'איז געפלויגן אין א שטארקע עליפטיקל ארביט וואס ציעט זיך פון די ערד ביז די לבנה. 

די סיבה פארוואס מ'איז נישט געפלויגן אין א דירעקט פלייט צו די לבנה איז דא 3 סיבות.

1. ס'פארניצט סאך ווייניגער ברענשטאף, און ברענשטאף איז געווען זייער לימיטעד ווייל ווי מער וואג דארף מען אלס א שטערקערע ראקעט. 
2. מיט אן עליפטיקל ארביט האט מען די שטייטסטע ספיד ווען מ'קומט אן ביי די הויכע פונקט, דאס האט געמאכט גרינגער צו לאנדן, ווייל כדי צו לאנדן דארף מען נוצן ברענשטאף זיך צו פארשטייטערן ביז א פולשטענדיגע אפשטעל. 
3. והוא העיקר, מ'האט געוואלט פארדינען אז אין פאל די ראקעט מאכט פראבלעמען זאל עס פון זיך אליין צוריקקומען, ס'ווערט אנגערופן free return trajectory. דאס איז טאקע צוניץ געקומען ביי אפאלא 13, ווען די אקסידזשין טאנק האט עקספלאדירט ווען מ'איז שוין געווען כמעט ביי די לבנה, די מיסיע קאנטראלערס אויף די ערד האבן באשלאסן אז מ'גייט נישט לאנדן אויף די לבנה נאר ווייטער פליען אויף די עליפטיקל ארביט וואס האט געברענגט די אסטראנאטן אהיים.

---

קרעדיט: זאכליך פון אייוועלט