¿Por qué un satélite permanece en órbita?

Respuesta corta: es una combinación de inercia y gravedad.

Respuesta larga:

en el espacio, donde (casi) no hay resistencia del aire porque (casi) no hay aire, un objeto en movimiento tenderá a desplazarse en línea recta a una velocidad constante, a menos que se aplique una fuerza que cambie la dirección del movimiento del objeto (por ejemplo: colisión con otro objeto, lanzamiento de un cohete, etc.). Esta tendencia a seguir "moviéndose bien" se llama inercia.

En el caso de un satélite en órbita, la fuerza que se aplica es el tirón gravitacional de la Tierra, que intenta atraer al satélite hacia la superficie de la Tierra. Cuanto más te alejes de la Tierra, menos efecto tendrá la fuerza de gravedad.

Entonces, para ponerlo todo junto, la NASA (o quien sea) lanza un satélite al espacio a la velocidad correcta para que no vaya lo suficientemente rápido como para alejarse y escapar de la gravedad de la Tierra, y a la distancia justa de la Tierra para que la gravedad pueda No lo jale hacia abajo.

La combinación de la inercia del satélite y la gravedad de la Tierra hace que el satélite viaje en una trayectoria circular alrededor de la Tierra, es decir, una órbita estable. Es exactamente la misma combinación de fuerzas la que hace que la Luna orbite la Tierra y la Tierra y otros planetas orbitan alrededor del Sol.

Por supuesto, hay algunos problemas con esto. El espacio no es un vacío perfecto, por lo que hay una pequeña cantidad de "resistencia del aire", lo que provoca cambios muy leves en el movimiento del satélite. En segundo lugar, incluso la NASA no puede obtener la velocidad y la distancia lo suficientemente precisas para mantener al satélite en una órbita estable durante mucho más tiempo que unos pocos años.

Sin pequeñas correcciones en el curso del satélite, sucede una de dos cosas: o el satélite termina viajando demasiado rápido y escapa de la gravedad de la Tierra, flotando en el espacio, o la gravedad finalmente gana este pequeño juego de tira y afloja celeste, y el satélite vuelve a descender demasiado cerca de la Tierra, entra en la atmósfera y se quema.

Para extender la vida útil de un satélite, se pueden construir pequeños cohetes en el satélite y usarlos para corregir su órbita, o un satélite puede ser capturado por una nave espacial (por ejemplo: Transbordador espacial) y devuelto a una órbita más estable. En la mayoría de los casos, sin embargo, un satélite sobrevivirá a su utilidad mucho antes de que esto suceda. SkyLab, por ejemplo, iba a ser trasladado a una órbita más alta por el primer transbordador espacial en 1979, pero cuando la finalización del primer transbordador espacial se retrasó dos años, se dejó que Skylab volviera a entrar en la atmósfera y se quemara en pedazos. El telescopio Hubble podría ser una excepción a esto; probablemente será útil durante muchos años.

Espero que esto responda a su pregunta de manera satisfactoria.

-B

Una vez que un satélite entra en órbita, incluso con un poco de energía, puede girar alrededor del planeta con la ayuda de la gravedad.

Un satélite en órbita alrededor de un planeta está cayendo mientras avanza. Pero avanza lo suficientemente rápido como para que su velocidad de caída coincida con la curvatura del planeta. Un satélite se pone en órbita y el combustible del cohete lo empuja con fuerza para alcanzar una velocidad muy alta, por lo que comienza con mucha energía. Como hay muy poca atmósfera a la altura a la que orbitan los satélites, hay muy poca fricción para frenarla. Entonces sigue moviéndose a la misma velocidad.

Dependiendo de la fuerza de la gravedad del planeta, el satélite será arrastrado hacia abajo a un ritmo particular. Entonces, en diferentes planetas, se requerirán diferentes velocidades para mantener un satélite en órbita a su alrededor.

Pero si bien la cantidad de atmósfera en las grandes alturas a las que orbitan los satélites es muy baja, a menudo habrá un poco de aire y se producirá un poco de fricción. Durante un largo período de tiempo, esto puede ser suficiente para ralentizarlo un poco y luego lentamente comienza a acercarse en espiral, se encuentra con más aire y se ralentiza más. Eventualmente se quema debido a la fricción.

Un satélite permanece en órbita debido al equilibrio de dos factores:

1- Velocidad o la velocidad a la que viajaría en línea recta.
2- La atracción gravitacional entre la tierra y el satélite.

Para ilustrar este principio, coloque un peso pequeño o una pelota en una cuerda y gírela en círculo. Si la cuerda se rompiera, la pelota saldría volando en línea recta, pero debido a que está atada (como la gravedad ata a un satélite) te orbita.

Lo podemos explicar con el ejemplo general:

Imagina que puedes escalar una montaña imaginaria cuya cima se eleva sobre la atmósfera de la tierra (sería unas 10 veces más alta que el Monte Everest), si lanzaras una pelota de béisbol desde la cima de la montaña, caería al suelo en una trayectoria curva. Sobre él actúan dos movimientos: intentar ir en línea recta y caer hacia la tierra. Cuanto más rápido lances la pelota, más lejos llegará antes de que toque el suelo. Si pudieras lanzar la pelota a una velocidad de 17,000 mph, la pelota no llegaría al suelo. Daría la vuelta a la tierra en una trayectoria curva; estaría en órbita. Viajaría a 5 m.p.m. y tardaría unos 10 minutos en cruzar los Estados Unidos.

Esta es la velocidad necesaria para poner satélites en órbita, razón por la cual el transbordador espacial y otros satélites requieren impulsores tan poderosos.

Un satélite "permanece arriba" porque la fuerza centrípeda de su órbita compensa la fuerza de gravedad que lo empuja hacia la Tierra. Si piensas en un tiovivo dando vueltas, tienes que agarrarte de él para evitar que te arrojen. Para un satélite en órbita, la fuerza de gravedad se ve compensada por el mismo tipo de fuerza que se siente en un tiovivo.

Iba a explicarte la ley de la gravedad de Newton, sin embargo ranajee82 ya lo hizo, ¡y él también es inteligente!
Logica101