หรือทำไมดาวเทียมไม่ตก? วงโคจรของดาวเทียมนั้นมีความสมดุลที่ละเอียดอ่อนระหว่างความเฉื่อยและแรงโน้มถ่วง แรงโน้มถ่วงจะดึงดาวเทียมเข้าหาโลกอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ความเฉื่อยของดาวเทียมมีแนวโน้มที่จะทำให้การเคลื่อนที่ของมันตรง หากไม่มีแรงโน้มถ่วง ความเฉื่อยของดาวเทียมจะส่งมันโดยตรงจากวงโคจรของโลกไปยังอวกาศ อย่างไรก็ตาม ในแต่ละจุดในวงโคจร แรงโน้มถ่วงจะทำให้ดาวเทียมถูกล่ามไว้
เพื่อให้เกิดความสมดุลระหว่างความเฉื่อยและแรงโน้มถ่วง ดาวเทียมจะต้องมีความเร็วที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ถ้ามันบินเร็วเกินไป ความเฉื่อยจะเอาชนะแรงโน้มถ่วงและดาวเทียมจะออกจากวงโคจร (การคำนวณความเร็วหนีที่สองที่เรียกว่า ซึ่งช่วยให้ดาวเทียมออกจากวงโคจรโลก มีบทบาทสำคัญในการปล่อยสถานีอวกาศระหว่างดาวเคราะห์) หากดาวเทียมเคลื่อนที่ช้าเกินไป แรงโน้มถ่วงจะชนะการต่อสู้กับความเฉื่อย และดาวเทียมจะ ตกลงสู่พื้นโลก นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นในปี 1979 เมื่อสถานีโคจรของอเมริกา Skylab เริ่มลดลงอันเป็นผลมาจากความต้านทานที่เพิ่มขึ้นของชั้นบรรยากาศชั้นบนของโลก เมื่อติดอยู่ในกำมือเหล็กแห่งแรงโน้มถ่วง สถานีก็ตกลงสู่พื้นโลกในไม่ช้า
ความเร็วและระยะทาง
เนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกอ่อนลงตามระยะทาง ความเร็วที่จำเป็นในการรักษาดาวเทียมให้อยู่ในวงโคจรจึงแตกต่างกันไปตามระดับความสูง วิศวกรสามารถคำนวณได้ว่าดาวเทียมควรโคจรเร็วแค่ไหนและสูงแค่ไหน ตัวอย่างเช่น ดาวเทียมค้างฟ้าซึ่งอยู่เหนือจุดเดียวกันบนพื้นผิวโลกเสมอ จะต้องสร้างวงโคจรหนึ่งครั้งใน 24 ชั่วโมง (ซึ่งสอดคล้องกับเวลาของการปฏิวัติโลกหนึ่งครั้งรอบแกนของมัน) ที่ระดับความสูง 357 กิโลเมตร
แรงโน้มถ่วงและความเฉื่อย
ความสมดุลของดาวเทียมระหว่างแรงโน้มถ่วงและความเฉื่อยสามารถจำลองได้โดยการหมุนตุ้มน้ำหนักบนเชือกที่ติดอยู่ ความเฉื่อยของโหลดมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนออกจากจุดศูนย์กลางการหมุน ในขณะที่ความตึงของเชือกซึ่งทำหน้าที่เป็นแรงโน้มถ่วง จะทำให้โหลดอยู่ในวงโคจรเป็นวงกลม หากเชือกถูกตัด สิ่งของจะลอยออกไปตามเส้นทางตรงที่ตั้งฉากกับรัศมีวงโคจรของมัน
เรากำลังพูดถึงความจริงที่ว่าวัตถุใด ๆ ที่อยู่ใกล้กับโลกจะได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของมัน และถ้าเป็นเช่นนั้น มันก็ไม่สามารถอยู่ในวงโคจรของมันเป็นเวลานาน และจะตกลงสู่ผิวน้ำอย่างแน่นอนหากมันไม่ไหม้ในชั้นบรรยากาศชั้นบนก่อนหน้านั้น ตามทฤษฎีแล้วชะตากรรมเดียวกันควรจะเกิดขึ้นกับ ISS ซึ่งอยู่ห่างจากพื้นผิวโลก 400 กิโลเมตร แต่ถึงแม้ระยะทางที่ไกลขนาดนั้นก็ไม่สามารถบรรเทาสถานีอวกาศจากแรงโน้มถ่วงของโลกได้ แต่แล้วมันจะอยู่ในวงโคจรคงที่เป็นเวลานานได้อย่างไร?
ก่อนอื่นเรามาดูกันว่าสถานีอวกาศนานาชาติคืออะไร นี่คือการออกแบบโมดูลาร์ที่ซับซ้อน ซึ่งมีน้ำหนัก 400 ตัน ถ้าพูดถึงขนาดก็จะพอๆ กับสนามอเมริกันฟุตบอลเลยทีเดียว การประกอบโครงสร้างดังกล่าวใช้เวลา 13 ปี ในช่วงเวลานี้ มีการดำเนินงานจำนวนมาก ซึ่งรวมถึง: การปล่อยเรือบรรทุกสินค้าอวกาศ Progress, กระสวยอเมริกัน และนักบินอวกาศจำนวนมากออกสู่อวกาศ ปัจจุบันสถานีอวกาศนานาชาติมีราคามากกว่า 150 พันล้านดอลลาร์ มีนักบินอวกาศหกคนอยู่ที่สถานีอย่างต่อเนื่องซึ่งเป็นตัวแทนของประเทศต่างๆทั่วโลก
แต่กลับมาที่คำถามเดิมของเราแล้วลองคิดดูว่าเหตุใดสถานีจึงไม่ตกลงสู่พื้นผิวโลกภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง
ที่จริงแล้วมันกำลังตกลงมาอย่างช้าๆ ในระหว่างปีลดลงถึงสองกิโลเมตร และถ้าไม่ใช่เพราะการปรับวงโคจร เราคงบอกลามันไปนานแล้ว เป็นการปรับเปลี่ยนอย่างทันท่วงทีเพื่อให้ ISS ยังคงอยู่ในวงโคจรที่อยู่กับที่ คุณจะไม่เชื่อ แต่การออกแบบที่ซับซ้อนและหนักหน่วงเช่นนี้มีความคล่องตัวสูงสุด มันสามารถเปลี่ยนพารามิเตอร์วงโคจร เคลื่อนที่ไปทุกทิศทาง และแม้กระทั่งพลิกกลับหากจำเป็น เช่น เพื่อหลบวัตถุอวกาศต่างๆ ซึ่งรวมถึงเศษอวกาศด้วย
การเคลื่อนไหวทั้งหมดดำเนินการโดยใช้เครื่องยนต์พิเศษที่เรียกว่าไจโรดิน ที่สถานีมีสี่คน เพื่อกำหนดทิศทางของสถานีหรือปรับวงโคจรของมัน จะได้รับคำสั่งจากโลกให้ปล่อยสถานีเหล่านั้น หลังจากนั้นสถานีก็เริ่มเคลื่อนที่ ผู้ดำเนินการพิเศษมีหน้าที่รับผิดชอบในการดำเนินการที่รับผิดชอบดังกล่าว ความรับผิดชอบของเขาไม่เพียงแต่รวมถึงการปรับวงโคจรของ ISS ให้ทันเวลาเท่านั้น แต่ยังรับประกันความปลอดภัยด้วย เพื่อป้องกันการชนกับอุกกาบาตและเศษอวกาศ บูสเตอร์และเครื่องยนต์ที่คล้ายกันนี้มีอยู่ในยานอวกาศขนส่งสินค้า Progress ซึ่งเทียบท่ากับ ISS ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา คุณสามารถแก้ไขวงโคจรของมันได้
ผู้ปฏิบัติงานยังตรวจสอบน้ำหนักของสถานีด้วย หากไม่มีสิ่งนี้ ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะคำนวณแรงขับของเฮโรดินได้อย่างแม่นยำ ซึ่งไม่ควรน้อยกว่า 1 เมตร/วินาที มวลของสถานีเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ตามกฎแล้วสิ่งนี้จะเกิดขึ้นในขณะที่เทียบท่ากับเรือบรรทุกสินค้า Progress ถัดไปซึ่งบรรทุกน้ำหนักบรรทุกบนเรือ นักบินอวกาศไม่ได้มีส่วนร่วมใดๆ ในกระบวนการย้ายที่ตั้งสถานีตามแผน ทุกอย่างถูกควบคุมโดยผู้ปฏิบัติงานจากโลก
สถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) เป็นโครงการขนาดใหญ่และบางทีอาจเป็นโครงการทางเทคนิคที่ซับซ้อนที่สุดในองค์กรของตนตลอดประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติ ทุกวัน ผู้เชี่ยวชาญหลายร้อยคนทั่วโลกทำงานเพื่อให้แน่ใจว่า ISS สามารถทำหน้าที่หลักได้อย่างเต็มที่ - เพื่อเป็นเวทีทางวิทยาศาสตร์สำหรับศึกษาอวกาศอันไร้ขอบเขตและแน่นอนว่าโลกของเรา
เมื่อคุณดูข่าวเกี่ยวกับ ISS มีคำถามมากมายเกิดขึ้นเกี่ยวกับวิธีการที่สถานีอวกาศสามารถทำงานได้ในสภาวะที่รุนแรงในอวกาศ วิธีที่มันบินในวงโคจรและไม่ตก ผู้คนสามารถมีชีวิตอยู่ได้อย่างไรโดยไม่ต้องทนทุกข์ทรมานจากอุณหภูมิสูงและรังสีดวงอาทิตย์ .
หลังจากศึกษาหัวข้อนี้และรวบรวมข้อมูลทั้งหมดมารวมกันแล้ว ฉันต้องยอมรับว่าแทนที่จะได้รับคำตอบ กลับได้รับคำถามเพิ่มมากขึ้น
ISS บินที่ระดับความสูงเท่าใด
สถานีอวกาศนานาชาติบินในเทอร์โมสเฟียร์ที่ระดับความสูงประมาณ 400 กม. จากโลก (สำหรับข้อมูลระยะทางจากโลกถึงดวงจันทร์อยู่ที่ประมาณ 370,000 กม.) เทอร์โมสเฟียร์นั้นเป็นชั้นบรรยากาศซึ่งอันที่จริงแล้วยังไม่มีพื้นที่มากนัก ชั้นนี้ขยายจากโลกไปเป็นระยะทาง 80 กม. ถึง 800 กม.
ลักษณะเฉพาะของเทอร์โมสเฟียร์คืออุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นตามความสูงและอาจผันผวนอย่างมาก เหนือ 500 กม. ระดับการแผ่รังสีแสงอาทิตย์จะเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจสร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์ได้ง่ายและส่งผลเสียต่อสุขภาพของนักบินอวกาศ ดังนั้น ISS จึงไม่สูงเกิน 400 กม.
นี่คือลักษณะของ ISS เมื่อมองจากโลก
อุณหภูมิภายนอก ISS คืออะไร?
มีข้อมูลน้อยมากในหัวข้อนี้ แหล่งข้อมูลที่แตกต่างกันพูดแตกต่างกัน พวกเขาบอกว่าที่ระดับ 150 กม. อุณหภูมิสามารถสูงถึง 220-240° และที่ระดับ 200 กม. มากกว่า 500° เกินกว่านั้น อุณหภูมิยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และที่ระดับ 500-600 กม. คาดว่าจะเกิน 1,500° แล้ว
ตามความเห็นของนักบินอวกาศเอง ที่ระดับความสูง 400 กม. ซึ่ง ISS บิน อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาขึ้นอยู่กับสภาพแสงและเงา เมื่อสถานีอวกาศนานาชาติอยู่ในที่ร่ม อุณหภูมิภายนอกจะลดลงเหลือ -150° และหากอยู่กลางแสงแดดโดยตรง อุณหภูมิจะสูงขึ้นถึง +150° และจะไม่ใช่ห้องอบไอน้ำในโรงอาบน้ำอีกต่อไป! นักบินอวกาศสามารถอยู่ในอวกาศที่อุณหภูมิดังกล่าวได้อย่างไร? ชุดระบายความร้อนพิเศษสามารถช่วยพวกเขาได้จริงหรือ?
งานของนักบินอวกาศในอวกาศที่ +150°
อุณหภูมิภายใน ISS เท่าไหร่?
ตรงกันข้ามกับอุณหภูมิภายนอก ภายใน ISS คุณสามารถรักษาอุณหภูมิให้คงที่ซึ่งเหมาะสมกับชีวิตมนุษย์ได้ - ประมาณ +23° ยิ่งกว่านั้นวิธีการทำสิ่งนี้ยังไม่ชัดเจนโดยสิ้นเชิง ตัวอย่างเช่น หากอุณหภูมิภายนอกอยู่ที่ +150° คุณสามารถทำให้อุณหภูมิภายในสถานีเย็นลงหรือในทางกลับกัน และรักษาอุณหภูมิให้เป็นปกติได้อย่างไร
รังสีส่งผลต่อนักบินอวกาศบน ISS อย่างไร
ที่ระดับความสูง 400 กม. การแผ่รังสีพื้นหลังจะสูงกว่าบนโลกหลายร้อยเท่า ดังนั้นเมื่อพวกเขาพบว่าตัวเองอยู่ในด้านที่มีแดดจัด นักบินอวกาศบน ISS จะได้รับระดับรังสีที่สูงกว่าปริมาณรังสีที่ได้รับหลายเท่า เช่น จากการเอ็กซเรย์ทรวงอก และในช่วงเวลาที่เกิดเปลวสุริยะ พนักงานสถานีสามารถรับรังสีในปริมาณที่สูงกว่าปกติถึง 50 เท่า วิธีที่พวกเขาจัดการให้ทำงานในสภาวะเช่นนี้มาเป็นเวลานานยังคงเป็นปริศนาอยู่
ฝุ่นและเศษอวกาศส่งผลกระทบต่อ ISS อย่างไร
จากข้อมูลของ NASA มีเศษซากขนาดใหญ่ประมาณ 500,000 ชิ้นในวงโคจรโลกต่ำ (บางส่วนของระยะที่ใช้แล้วหรือส่วนอื่นๆ ของยานอวกาศและจรวด) และยังไม่ทราบว่าเศษชิ้นส่วนขนาดเล็กที่คล้ายกันมากน้อยเพียงใด “ความดี” ทั้งหมดนี้หมุนรอบโลกด้วยความเร็ว 28,000 กม./ชม. และด้วยเหตุผลบางประการจึงไม่ถูกดึงดูดมายังโลก
นอกจากนี้ยังมีฝุ่นจักรวาลซึ่งเป็นเศษอุกกาบาตหรืออุกกาบาตขนาดเล็กทุกชนิดที่ดาวเคราะห์ดึงดูดอยู่ตลอดเวลา ยิ่งไปกว่านั้น แม้ว่าฝุ่นจะมีน้ำหนักเพียง 1 กรัม แต่มันก็กลายเป็นกระสุนเจาะเกราะที่สามารถสร้างรูในสถานีได้
พวกเขากล่าวว่าหากวัตถุดังกล่าวเข้าใกล้ ISS นักบินอวกาศจะเปลี่ยนเส้นทางของสถานี แต่ไม่สามารถติดตามเศษเล็กเศษน้อยหรือฝุ่นได้ ปรากฎว่า ISS เผชิญกับอันตรายร้ายแรงอยู่ตลอดเวลา วิธีที่นักบินอวกาศรับมือกับเรื่องนี้ยังไม่ชัดเจนอีกครั้ง ปรากฎว่าทุกวันพวกเขาเสี่ยงชีวิตอย่างมาก
หลุมเศษอวกาศในกระสวยอวกาศ Endeavour STS-118 ดูเหมือนรูกระสุน
ทำไม ISS จึงไม่ตก?
แหล่งข่าวหลายแห่งเขียนว่า ISS ไม่ได้ตกเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกที่อ่อนแอและความเร็วหลุดพ้นของสถานี นั่นคือหมุนรอบโลกด้วยความเร็ว 7.6 กม./วินาที (สำหรับข้อมูล ระยะเวลาการปฏิวัติของ ISS รอบโลกอยู่ที่เพียง 92 นาที 37 วินาที) ดูเหมือนว่า ISS จะพลาดตลอดเวลาและไม่ตก นอกจากนี้ ISS ยังมีเครื่องยนต์ที่ช่วยให้สามารถปรับตำแหน่งของยักษ์ใหญ่ขนาด 400 ตันได้อย่างต่อเนื่อง
วันนี้เราสามารถออกไปนอกบ้านในตอนเช้าหรือตอนเย็นและเห็นสถานีอวกาศที่สว่างไสวบินอยู่เหนือศีรษะ แม้ว่าการเดินทางในอวกาศจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของโลกสมัยใหม่ แต่อวกาศสำหรับหลาย ๆ คนและปัญหาโดยรอบยังคงเป็นปริศนา ยกตัวอย่างหลายๆ คนไม่เข้าใจว่าทำไมดาวเทียมถึงไม่ตกลงสู่โลกและบินไปในอวกาศ?
ฟิสิกส์เบื้องต้น
ถ้าเราโยนลูกบอลขึ้นไปในอากาศ อีกไม่นานลูกบอลจะกลับมายังโลก เช่นเดียวกับวัตถุอื่นๆ เช่น เครื่องบิน กระสุน หรือแม้แต่บอลลูน
เพื่อให้เข้าใจว่าเหตุใดยานอวกาศจึงสามารถโคจรรอบโลกได้โดยไม่ล้ม อย่างน้อยภายใต้สถานการณ์ปกติ เราจำเป็นต้องทำการทดลองทางความคิด ลองนึกภาพว่าคุณอยู่บนนั้นแต่ไม่มีอากาศหรือบรรยากาศ เราจำเป็นต้องกำจัดอากาศออกไปเพื่อที่เราจะทำให้แบบจำลองของเราเรียบง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ตอนนี้ คุณจะต้องปีนขึ้นไปบนยอดเขาสูงด้วยจิตใจด้วยปืนเพื่อทำความเข้าใจว่าเหตุใดดาวเทียมจึงไม่ตกลงสู่พื้นโลก
มาทำการทดลองกัน
เราเล็งลำกล้องปืนในแนวนอนแล้วยิงไปทางขอบฟ้าด้านตะวันตก กระสุนปืนจะพุ่งออกจากปากกระบอกปืนด้วยความเร็วสูงและมุ่งหน้าไปทางทิศตะวันตก ทันทีที่กระสุนปืนออกจากกระบอกปืน มันจะเริ่มเข้าใกล้พื้นผิวโลก
เมื่อลูกปืนใหญ่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วไปทางทิศตะวันตก มันจะกระแทกพื้นห่างจากยอดเขาเล็กน้อย หากเราเพิ่มพลังของปืนต่อไป กระสุนปืนจะตกลงสู่พื้นห่างจากจุดยิงมาก เนื่องจากดาวเคราะห์ของเรามีรูปร่างเหมือนลูกบอล ทุกครั้งที่กระสุนหลุดจากปากกระบอกปืน มันจะตกลงไปไกลกว่านี้เพราะดาวเคราะห์ยังหมุนอยู่บนแกนของมันต่อไป นี่คือสาเหตุที่ดาวเทียมไม่ตกลงสู่พื้นโลกเนื่องจากแรงโน้มถ่วง
เนื่องจากนี่คือการทดลองทางความคิด เราจึงสามารถทำให้การยิงปืนมีพลังมากขึ้นได้ ท้ายที่สุดแล้วเราสามารถจินตนาการถึงสถานการณ์ที่กระสุนปืนเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับดาวเคราะห์
ด้วยความเร็วนี้ หากไม่มีแรงต้านอากาศมาทำให้ช้าลง โพรเจกไทล์จะยังคงโคจรรอบโลกตลอดไปในขณะที่มันตกลงสู่โลกอย่างต่อเนื่อง แต่โลกก็จะตกลงต่อไปด้วยความเร็วเท่าเดิม ราวกับว่า "หลบหนี" โพรเจกไทล์ ภาวะนี้เรียกว่าการตกอย่างอิสระ
ในการฝึกฝน
ในชีวิตจริง ทุกสิ่งไม่ง่ายเหมือนในการทดลองทางความคิดของเรา ตอนนี้เราต้องจัดการกับแรงต้านของอากาศ ซึ่งทำให้โพรเจกไทล์เคลื่อนที่ช้าลง ส่งผลให้ความเร็วต้องอยู่ในวงโคจรและหลีกเลี่ยงการตกลงสู่พื้นโลกในที่สุด
แม้จะอยู่ห่างจากพื้นผิวโลกหลายร้อยกิโลเมตร แต่ก็ยังมีแรงต้านอากาศบางส่วนที่กระทำต่อดาวเทียมและสถานีอวกาศและทำให้พวกมันเคลื่อนที่ช้าลง การลากนี้ในที่สุดจะทำให้ยานอวกาศหรือดาวเทียมเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งโดยปกติแล้วจะไหม้เนื่องจากการเสียดสีกับอากาศ
หากสถานีอวกาศและดาวเทียมอื่นๆ ไม่มีความเร่งที่จะผลักพวกมันให้สูงขึ้นในวงโคจร พวกมันทั้งหมดก็จะตกลงสู่พื้นโลกไม่สำเร็จ ดังนั้นความเร็วของดาวเทียมจึงถูกปรับให้ตกเข้าหาดาวเคราะห์ด้วยความเร็วเท่ากับดาวเคราะห์ที่โค้งออกจากดาวเทียม นี่คือสาเหตุที่ดาวเทียมไม่ตกสู่โลก
ปฏิสัมพันธ์ของดาวเคราะห์
กระบวนการเดียวกันนี้ใช้กับดวงจันทร์ของเราซึ่งเคลื่อนที่ในวงโคจรตกอย่างอิสระรอบโลก ทุกวินาที ดวงจันทร์เข้าใกล้โลกประมาณ 0.125 ซม. แต่ในขณะเดียวกัน พื้นผิวของดาวเคราะห์ทรงกลมของเราเคลื่อนไปในระยะทางเท่ากัน โดยหลบเลี่ยงดวงจันทร์ ดังนั้นพวกมันจึงยังคงอยู่ในวงโคจรที่สัมพันธ์กัน
ไม่มีอะไรมหัศจรรย์เกี่ยวกับวงโคจรหรือการตกอย่างอิสระ พวกมันแค่อธิบายว่าทำไมดาวเทียมถึงไม่ตกลงสู่พื้นโลก มันเป็นเพียงแรงโน้มถ่วงและความเร็ว แต่มันก็น่าสนใจอย่างไม่น่าเชื่อ เช่นเดียวกับทุกสิ่งทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับอวกาศ
ดังที่คุณทราบ ดาวเทียมค้างฟ้าแขวนอยู่เหนือพื้นโลกที่จุดเดียวกัน ทำไมพวกเขาไม่ตก? ที่ความสูงนั้นไม่มีแรงโน้มถ่วงเหรอ?
คำตอบ
ดาวเทียมโลกเทียมแบบค้างฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่เคลื่อนที่รอบดาวเคราะห์ในทิศทางตะวันออก (ในทิศทางเดียวกับที่โลกหมุนตัวเอง) ในวงโคจรเส้นศูนย์สูตรวงกลมที่มีคาบของการปฏิวัติเท่ากับระยะเวลาการหมุนของโลกเอง
ดังนั้น ถ้าเรามองจากโลกไปที่ดาวเทียมค้างฟ้า เราจะเห็นว่าดาวเทียมดวงนั้นห้อยนิ่งอยู่ในที่เดียวกัน เนื่องจากการไม่สามารถเคลื่อนที่ได้และระดับความสูงประมาณ 36,000 กม. ซึ่งเกือบครึ่งหนึ่งของพื้นผิวโลกมองเห็นได้ ดาวเทียมถ่ายทอดสำหรับโทรทัศน์ วิทยุ และการสื่อสารจึงถูกวางไว้ในวงโคจรค้างฟ้า
จากข้อเท็จจริงที่ว่าดาวเทียมค้างฟ้าห้อยอยู่เหนือจุดเดียวกันบนพื้นผิวโลกอยู่ตลอดเวลา บางคนจึงสรุปอย่างไม่ถูกต้องว่าดาวเทียมค้างฟ้าไม่ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงที่มีต่อโลก และแรงโน้มถ่วงจะหายไปในระยะหนึ่งจาก โลกนั่นคือ พวกเขาหักล้างนิวตันเอง แน่นอนว่าสิ่งนี้ไม่เป็นความจริง การปล่อยดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรค้างฟ้านั้นคำนวณอย่างแม่นยำตามกฎแรงโน้มถ่วงสากลของนิวตัน
ดาวเทียมค้างฟ้านั้นก็เหมือนกับดาวเทียมอื่นๆ ทั้งหมด ที่ตกลงสู่พื้นโลกจริงๆ แต่ไม่ถึงพื้นผิวของมัน พวกมันถูกกระทำโดยแรงดึงดูดของโลก (แรงโน้มถ่วง) ซึ่งพุ่งเข้าหาศูนย์กลางของมัน และในทิศทางตรงกันข้าม แรงเหวี่ยงหนีศูนย์ (แรงเฉื่อย) ที่ขับไล่โลกจะกระทำบนดาวเทียม ซึ่งทำให้เกิดความสมดุลระหว่างกัน - ดาวเทียมไม่ได้บินออกไปจากโลกและไม่ตกลงไปเหมือนกับถังที่หมุนอยู่บนเชือกที่ยังอยู่ในวงโคจรของมัน
หากดาวเทียมไม่เคลื่อนที่เลย มันก็จะตกลงสู่พื้นโลกภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงที่เข้าหามัน แต่ดาวเทียมจะเคลื่อนที่ รวมถึงการเคลื่อนที่ในอากาศ (ค้างอยู่ด้วย - ด้วยความเร็วเชิงมุมเท่ากับความเร็วเชิงมุมของการหมุนของโลก นั่นคือ การปฏิวัติหนึ่งครั้ง ต่อวัน และดาวเทียมในวงโคจรต่ำกว่าจะมีความเร็วเชิงมุมที่สูงกว่า กล่าวคือ พวกมันสามารถหมุนรอบโลกได้หลายครั้งต่อวัน) ความเร็วเชิงเส้นที่มอบให้กับดาวเทียมขนานกับพื้นผิวโลกระหว่างการแทรกเข้าสู่วงโคจรโดยตรงนั้นค่อนข้างใหญ่ (ในวงโคจรโลกต่ำ - 8 กิโลเมตรต่อวินาที, ในวงโคจรค้างฟ้า - 3 กิโลเมตรต่อวินาที) หากไม่มีโลก ดาวเทียมจะบินด้วยความเร็วดังกล่าวเป็นเส้นตรง แต่การมีอยู่ของโลกจะบังคับให้ดาวเทียมตกลงมาบนพื้นภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ทำให้วิถีโคจรไปทางโลกโค้งงอ แต่พื้นผิวของ โลกไม่แบน มันโค้ง เท่าที่ดาวเทียมเข้าใกล้พื้นผิวโลก พื้นผิวโลกจะเคลื่อนออกจากใต้ดาวเทียม ดังนั้น ดาวเทียมจึงมีความสูงเท่ากันตลอดเวลา โดยเคลื่อนที่ไปตามวิถีปิด ดาวเทียมตกตลอดเวลาแต่ตกไม่ได้
ดังนั้นดาวเทียมโลกเทียมทั้งหมดตกลงสู่พื้นโลก แต่อยู่ในวิถีโคจรปิด ดาวเทียมอยู่ในสภาวะไร้น้ำหนัก เช่นเดียวกับวัตถุอื่นๆ ที่ตกลงมา (หากลิฟต์ในตึกระฟ้าพังและเริ่มตกลงอย่างอิสระ ผู้คนที่อยู่ข้างในก็จะอยู่ในสภาพไร้น้ำหนักเช่นกัน) นักบินอวกาศใน ISS อยู่ในสภาพไร้น้ำหนัก ไม่ใช่เพราะแรงโน้มถ่วงที่มายังโลกไม่ได้กระทำในวงโคจร (เกือบจะเหมือนกับบนพื้นผิวโลก) แต่เป็นเพราะ ISS ตกลงสู่พื้นโลกอย่างอิสระ - ตามแนว วิถีวงกลมปิด
