Tại sao vệ tinh địa tĩnh có thể đứng yên?

Tại sao vệ tinh địa tĩnh có thể đứng yên?

Đứng ở một nơi nào nếu ném một quả cầu theo chiều nằm ngang, do lực hấp dẫn của Trái đất, quả cầu sẽ bay theo một đường cong và nhanh chóng rơi xuống đất. Khi bắn viên đạn từ một khẩu súng, viên đạn cũng không ra ngoài hiện tượng đó, chỉ có so với quả cầu thì viên đạn bay xa hơn.


Chúng ta hãy suy nghĩ một chút về đường bay của viên đạn. Vì mặt đất có dạng hình mặt cầu, nếu kéo dài ra xa mặt đất sẽ cong xuống, vì vậy nếu bắn một viên đạn với một vận tốc lớn, viên đạn sẽ bay với khoảng cách xa hơn điều mà chúng ta tưởng tượng. Vì mọi người cho rằng Mặt đất là một mặt phẳng nằm ngang, nếu như không có bầu không khí ngăn cản thì viên đạn có khả năng như một vệ tinh nhân tạo chuyển động trên một quỹ đạo. Muốn thế vận tốc viên đạn phải đạt tới 7,91 km và bay một vòng quanh Trái đất hết 1 giờ 24 phút càng cao thì lực hấp dẫn càng bé, viên đạn bay đi nhẹ nhàng. Ví như khi bay cao cách mặt đất 500 km thì cần 1 giờ 35 phút để bay một vòng quanh Trái đất, nếu bay cao 3000 km thì cần 2 giờ 31 phút, nếu ở độ cao 39.500 km thì để bay một vòng quanh Trái đất phải cần tới 24 giờ.

Giả sử rằng nếu ta đứng dưới mặt đất nhìn lên một vệ tinh bay theo một quỹ đạo tròn ở trên cao. Vì Trái đất tự quay một vòng hết 24 giờ, nên khi đứng trên mặt đất nhìn lên một vệ tinh cần 24 giờ để bay hết một vòng quanh Trái đất, thì trông vệ tinh tựa hồ như đứng yên một chỗ. Thực tế vệ tinh cùng mặt đất chuyển động đồng bộ. Vậy vệ tinh địa tĩnh cũng gọi là vệ tinh đồng bộ.