إذا ارتفع مكوك فضاء إلى مدار أبعد من مداره فماذا يحدث لزمنه الدوري

السؤال: إذا ارتفع مكوك فضاء إلى مدار أبعد من مداره فماذا يحدث لزمنه الدوري؟

• الإجابة: يزداد زمنه الدوري بشكل ملحوظ.

شرح الإجابة:

لفهم هذه الظاهرة الفيزيائية، علينا أن ندرك أن العلاقة بين أي جرم سماوي وآخر يدور في فلكه، مثل المكوك والأرض، تحكمها قوانين دقيقة. إن ابتعاد المكوك عن الأرض يغير من متغيرين أساسيين يؤثران مباشرة على زمن دورانه.

أولاً، تضعف قوة الجاذبية الأرضية كلما زاد الارتفاع. هذا الضعف في قوة الجذب يعني أن المكوك يحتاج إلى سرعة دوران أقل للحفاظ على توازنه واستقراره في مساره الجديد. قد يبدو الأمر غير متوقع، لكن السرعة المدارية العالية ضرورية فقط في المدارات القريبة لمقاومة الجاذبية القوية، أما في المدارات البعيدة حيث الجذب أوهن، فإن سرعة أبطأ تكون كافية تماماً.

ثانياً، وبشكل بديهي، فإن المدار الأبعد يعني مساراً أطول. فالمركبة الفضائية الآن عليها أن تقطع محيط دائرة أكبر بكثير لإكمال دورة واحدة حول كوكبنا. هذه الزيادة في المسافة المقطوعة تساهم هي الأخرى في إطالة مدة الرحلة المدارية.

وهنا تتضح الصورة كاملة؛ فنحن أمام عاملين يجتمعان معاً: المركبة الفضائية أصبحت تتحرك بسرعة أبطأ، وفي نفس الوقت يتوجب عليها أن تسافر لمسافة أطول. هذا المزيج من تباطؤ السرعة وزيادة طول المسار يؤدي كنتيجة حتمية ومباشرة إلى زيادة الزمن الدوري، وهو الوقت الذي يستغرقه المكوك لإتمام دورة كاملة حول الأرض.