Satellieten zijn, tot op zekere hoogte, "mysterieuze" voorwerpen. Ze reizen in de ruimte, wat aanvoelt als een exotische plek omdat de meesten van ons er nog nooit zijn geweest. Ze zijn zo ver weg dat we ze niet kunnen zien. Ze kosten meestal miljoenen of miljarden dollars, wat betekent dat niemand van ons er ooit een persoonlijk zal bezitten. Enzovoort…

Orbitale mechanica kan ook mysterieus zijn omdat er voor ons geen gemakkelijke manier is om de orbitale mechanica persoonlijk te ervaren. Echter, met een beetje fantasie, je kunt het basisidee achter de orbitale mechanica heel gemakkelijk begrijpen. Het blijkt dat we de hele tijd met orbitale mechanica spelen!

Bedenk wat er gebeurt als je een bal gooit. Stel je voor dat je in een groot veld staat en een honkbal gooit zo hard als je kunt -- als een werper. De bal kan 30 meter gaan en dan de grond raken. Je plaatst de bal in een baan -- De baan van een bal is alleen erg kort!

Stel je nu voor dat je een geweer recht en waterpas hebt geschoten in plaats van een bal te gooien. De kogel kan een mijl (1,6 km) afleggen voordat hij bezwijkt voor de zwaartekracht en de grond raakt.

Stel je nu voor dat je een heel groot kanon afvuurt dat zijn granaat een extreem hoge beginsnelheid kan geven. Stel je ook voor dat onze wereld volledig bedekt is met water om alle zorgen over heuvels weg te nemen, en dat het kanon recht en waterpas wordt afgeschoten. Het pad zou eruit kunnen zien als de afbeelding aan de rechterkant.

In dit diagram kun je zien dat de schaal ver genoeg gaat om de kromming van de aarde een tijdje te volgen voordat hij de grond raakt.

Een ding dat deze voorbeelden opzweept, is luchtweerstand, dus stel je voor dat je dit kanon naar de maan hebt gebracht en het op de top van de hoogste berg hebt gemonteerd. De maan heeft geen atmosfeer en is volledig omgeven door het vacuüm van de ruimte. Als je de snelheid van de granaat precies goed afstelde en het kanon afschoot, de schaal zou perfect de ronding van de maan volgen. Het zou met precies dezelfde snelheid vallen als de curve van de maan ervan wegvalt, dus het zou nooit de grond raken. Uiteindelijk zou het helemaal rond de maan buigen en recht in de achterkant van het kanon rammen! Op de maan zou je zelfs satellieten kunnen hebben in extreem lage banen zoals dat - slechts een mijl of twee van de grond om de bergen te vermijden. En satellieten zouden mogelijk vanuit kanonnen kunnen worden gelanceerd.

Op aarde, het is niet zo eenvoudig omdat satellieten boven de atmosfeer en in het vacuüm van de ruimte moeten komen om voor een langere tijd in een baan om de aarde te kunnen draaien. 200 mijl (320 km) omhoog is ongeveer het minimum om atmosferische interferentie te voorkomen. De Hubble-ruimtetelescoop draait op een hoogte van ongeveer 600 kilometer. Maar het principe is precies hetzelfde. De snelheid van de satelliet wordt zodanig aangepast dat deze met dezelfde snelheid naar de aarde valt als de kromming van de aarde van de satelliet wegvalt. De satelliet valt voortdurend, maar het raakt nooit de grond!

Hier zijn een aantal interessante links:

• Orbitale mechanica
• Hemelse en orbitale mechanica
• Orbitale mechanica