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Trieste, 28 aprile 2007 1 Le orbite di un satellite Le orbite di un satellite Le orbite di un satellite Le orbite di un satellite Le orbite di un satellite Le orbite di un satellite Le orbite di un satellite Le orbite di un satellite Leggi di Keplero Leggi di Keplero Leggi di Keplero Leggi di Keplero Leggi di Keplero Leggi di Keplero Leggi di Keplero Leggi di Keplero Leggi di Newton Leggi di Newton Leggi di Newton Leggi di Newton Leggi di Newton Leggi di Newton Leggi di Newton Leggi di Newton Equazioni del moto Equazioni del moto Equazioni del moto Equazioni del moto Equazioni del moto Equazioni del moto Equazioni del moto Equazioni del moto Anomalie Anomalie Anomalie Anomalie Anomalie Anomalie Anomalie Anomalie Elementi Orbitali Elementi Orbitali Elementi Orbitali Elementi Orbitali Elementi Orbitali Elementi Orbitali Elementi Orbitali Elementi Orbitali Perturbazioni Perturbazioni Perturbazioni Perturbazioni Perturbazioni Perturbazioni Perturbazioni Perturbazioni Orbite varie Orbite varie Orbite varie Orbite varie Orbite varie Orbite varie Orbite varie Orbite varie

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Trie

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april

e 20

071

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Legg

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073

Legg

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ggi

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iche

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iche

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Con

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Con

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Con

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iche

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Con

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Anom

alie

Anom

alie

Anom

alie

Anom

alie

Anom

alie

Anom

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Anom

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Anom

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Elem

enti

Elem

enti

Elem

enti

Elem

enti

Elem

enti

Elem

enti

Elem

enti

Elem

enti

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Orb

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Orb

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Orb

itali

Orb

itali

Orb

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Orb

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Orb

itali

1/2

1/2

1/2

1/2

1/2

1/2

1/2

1/2

Simbolo

Nome

Significato

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form

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Elem

enti

Elem

enti

Elem

enti

Elem

enti

Elem

enti

Elem

enti

Elem

enti

Elem

enti

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Orb

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Orb

itali

Orb

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Orb

itali

Orb

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Orb

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itali

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2/2

2/2

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2/2

2/2

2/2

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0°, 1

80°

Ω=9

0°, ω

=0, 9

0°, 1

80°

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1/3

Pertu

rbaz

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1/3

Pertu

rbaz

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Pertu

rbaz

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1/3

Pertu

rbaz

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Pertu

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Pertu

rbaz

ioni

1/3

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f rco

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Pertu

rbaz

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2/3

Pertu

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2/3

Pertu

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2/3

Pertu

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Pertu

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Pertu

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2/3

Pertu

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Pertu

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2/3

Tria

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iass

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Tria

ssia

litTr

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ialit

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lla T

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lla T

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Ter

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t~ 4

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(Req

/a)3

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2 (i)-

1)

grad

i/gio

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r pe

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km

Attri

toAt

trito

Attri

toAt

trito

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osfe

rico

Atm

osfe

rico

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osfe

rico

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= -1

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a2

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π(C

DA

/m) ρ

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a rev

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)

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Pertu

rbaz

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3/3

Pertu

rbaz

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3/3

Pertu

rbaz

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Pertu

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Pertu

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3/3

Pertu

rbaz

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3/3

Pertu

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3/3

Pertu

rbaz

ioni

3/3

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Forz

e G

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Sol

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Gra

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el S

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s(i)

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3(4

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i)) /

n gr

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iorn

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n gr

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one

Pres

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Rad

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one

Pres

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Rad

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one

Pres

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e di

Rad

iazi

one

f = -

4.5·

10-6

(1+r

) A/m

m/s

2

r = c

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cien

terif

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ione

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Terra

GEO

MEO

LEO

Fascedi Van A

llen

OR

BITE

OR

BITE

OR

BITE

OR

BITE

OR

BITE

OR

BITE

OR

BITE

OR

BITE

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Trie

ste,

28

april

e 20

0717

Low

Ear

th O

rbit

(LEO

)Lo

w E

arth

Orb

it (L

EO)

Low

Ear

th O

rbit

(LEO

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Orb

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LE

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2 0

00 k

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nera

lly s

ome

700

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400

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Orb

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bet

wee

n 90

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20 m

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oM

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whi

ch a

sat

ellit

e is

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ve th

e ho

rizon

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n th

e ea

rth is

20

min

utes

. o

Foot

prin

trad

ius

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ally

3 0

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4 0

00 k

mo

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Nee

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ellit

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Nee

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Trie

ste,

28

april

e 20

0718

Med

ium

Ear

th O

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(MEO

)M

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m E

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Orb

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m E

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Orb

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d 10

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urs

oTh

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e du

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ires

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ellit

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and

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y an

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e sp

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e gr

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r

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Trie

ste,

28

april

e 20

0719

Geo

stat

iona

ry O

rbit

(GEO

)G

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atio

nary

Orb

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EO)

Geo

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equa

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The

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y 25

0 m

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Trie

ste,

28

april

e 20

0720

Orb

ite p

artic

olar

iO

rbite

par

ticol

ari

Orb

ite p

artic

olar

iO

rbite

par

ticol

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Orb

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par

ticol

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artic

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iO

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ticol

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τ =

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28

april

e 20

0721

Lagr

angi

ane

Lagr

angi

ane

Lagr

angi

ane

Lagr

angi

ane

Lagr

angi

ane

Lagr

angi

ane

Lagr

angi

ane

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angi

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1=

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TL

3=

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km

TL

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km

TS

2=

1.5

E+06

km

TS

=1.5

E+08

km

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28

april

e 20

0722

Lagr

angi

ane

Lagr

angi

ane

Lagr

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ane

Lagr

angi

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km

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e 20

0723

Lagr

angi

anLa

gran

gian

Lagr

angi

anLa

gran

gian

Lagr

angi

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gran

gian

Lagr

angi

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tspo

ints

poin

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ints

poin

tspo

ints

poin

tspo

ints

L1

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the

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defin

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n th

e 2

larg

e m

asse

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1 an

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2. It

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: whe

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tiona

l attr

actio

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2 o

bjec

ts

effe

ctiv

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canc

el e

ach

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r out

L2

: lie

s on

the

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ed b

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e m

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s, b

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d th

e sm

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r of t

he 2

. The

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tiona

l for

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of th

e 2

larg

e m

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sba

lanc

e th

e ce

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ugal

forc

e on

the

smal

ler m

ass

L3

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the

line

defin

ed b

y th

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larg

e m

asse

s, b

eyon

d th

e la

rger

of t

he 2

: the

com

bine

d pu

ll of

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nd S

un a

gain

cau

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the

obje

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it w

ith th

e sa

me

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the

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L4

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e 3r

d co

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s of

the

2 eq

uila

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l tria

ngle

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the

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it, b

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5) o

r ahe

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sm

alle

r mas

s w

rtits

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it ar

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the

larg

er m

ass.

The

dis

tanc

es to

the

2 m

asse

s ar

e eq

ual ⇒

grav

itatio

nal f

orce

s fro

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e 2

mas

sive

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ies

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me

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as

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r mas

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the

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forc

e ac

ts th

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ntre

of

the

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of m

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and

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nof

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e sy

stem

, the

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ltant

forc

e is

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ctly

that

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to k

eep

a bo

dy

in o

rbita

l equ

ilibriu

m w

ith th

e re

st o

f the

sys

tem

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ste,

28

april

e 20

0724

Perio

doPe

riodo

Perio

doPe

riodo

Perio

doPe

riodo

Perio

doPe

riodo

side

rale

side

rale

side

rale

side

rale

side

rale

side

rale

side

rale

side

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e e e e e e e e si

nodi

cosi

nodi

cosi

nodi

cosi

nodi

cosi

nodi

cosi

nodi

cosi

nodi

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nodi

co

Periodo

Sid

era

leτ S

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Sin

odic

oτ S

S(g

iorn

osola

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nte

)

A B

Ste

lle

fisse

A B

Sole

+ Φ

= 2

π/τ S

(t2-t

1)

Φ= 2

π/τ M

(t2-t

1)

⇒1/(t 2-t

1) = 1

/τS

-1/τ

M= 1

/τS

S

LEO

t 1

t 2Φ

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ste,

28

april

e 20

0725

Terra

e

Terra

e

Terra

e

Terra

e

Terra

e

Terra

e

Terra

e

Terra

e p

iane

tipi

anet

ipi

anet

ipi

anet

ipi

anet

ipi

anet

ipi

anet

ipi

anet

i est

erni

este

rni

este

rni

este

rni

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rni

este

rni

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rni

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rni e

Lun

a e

Luna

e

Luna

e

Luna

e

Luna

e

Luna

e

Luna

e

Luna

M1

M2

S1

S2

C

⇒1/τ

P= 1

–1/T

P

1/τ

M-1/τ

S= 1

/τSS

⇒1 -

1/τ

S= 1

/τSS

Congiu

nzio

ne

S, T, P (C

,M,S

):

periodo

sin

odic

o

Congiu

nzio

ne

T, L, S (C

,M,S

):

“Luna N

uova”, p

eriodo

sin

odic

o

τ S= 3

65 g

iorn

i, τ

L= 2

7.3

gio

rni,

⇒τ S

S= 2

9. 5 g

iorn

i

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Trie

ste,

28

april

e 20

0726

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

LEO

LEO

LEO

LEO

LEO

LEO

LEO

LEO

- ---- --- GEO

: GTO

1/3

GEO

: GTO

1/3

GEO

: GTO

1/3

GEO

: GTO

1/3

GEO

: GTO

1/3

GEO

: GTO

1/3

GEO

: GTO

1/3

GEO

: GTO

1/3

Elli

ssidi

Hohm

ann

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Trie

ste,

28

april

e 20

0727

Tras

ferim

enti

Tras

ferim

enti

Tras

ferim

enti

Tras

ferim

enti

Tras

ferim

enti

Tras

ferim

enti

Tras

ferim

enti

Tras

ferim

enti

poss

ibili

poss

ibili

poss

ibili

poss

ibili

poss

ibili

poss

ibili

poss

ibili

poss

ibili

⇒r p

eri= p

/ (1+e)

≤r 1

⇒r a

po= p

/ (1-e

) ≥

r 2

r 1

r 2

⇒e ≥

p/r

1-1

⇒e ≥

1 -

p/r

2

012

sem

ilatu

s rectu

s, p

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p/r1 - 1

e =

1 - p

/r2

r1r2

F

Hohm

ann

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Trie

ste,

28

april

e 20

0728

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

LEO

LEO

LEO

LEO

LEO

LEO

LEO

LEO

- ---- --- GEO

: GTO

2/3

GEO

: GTO

2/3

GEO

: GTO

2/3

GEO

: GTO

2/3

GEO

: GTO

2/3

GEO

: GTO

2/3

GEO

: GTO

2/3

GEO

: GTO

2/3

LEO

GEO

h400

km

h35781

km

radiu

s6778

km

radiu

s42160

km

v7.6

69

km

/sv

3.0

75

km

/s

ELLISSE

a24469

km

r A6778

km

r B42160

km

v' A

10.0

66

km

/s

v' B

1.6

18

km

/s

τ19046

s

317.4

min

∆v

A2.3

97

km

/s

∆v

B-1

.456

km

/s

∆v

TO

T3.8

54

km

/s

A

B

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28

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e 20

0729

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

di p

iano

di p

iano

di p

iano

di p

iano

di p

iano

di p

iano

di p

iano

di p

iano

θ

∆v

vf

vi

θ

∆v

vf

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∆v

pla

ne,if2

= v

i2+ v

f2-2

viv

fcos

θ∆v

pla

ne/2

= v

isin

θ/2

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28

april

e 20

0730

Tutto

trasfe

rim

ento

effettuato

in B

LEO

GEO

ELLISSE

h400

km

h35781

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a24469

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radiu

s6778

km

radiu

s42160

km

r A6778

km

v7.6

69

km

/sv

3.0

75

km

/sr B

42160

km

i28

deg

i0

deg

v' A

10.0

66

km

/s

0.4

887

rad

0ra

dv' B

1.6

18

km

/s

τ19046

s

317.4

min

∆v

A2.3

97

km

/s

∆v

B1.4

56

km

/s

∆v

TO

T3.8

54

km

/s

∆v

pla

ne

1.4

877

km

/s

∆v

TO

T5.3

42

km

/s

∆v

pla

ne,B

1.8

128

km

/s

∆v

TO

T4.2

10

km

/s

Tutto

trasfe

rim

ento

effettuato

in A

∆v

pla

ne

3.7

10

km

/s

∆v

TO

T7.5

64

km

/s

∆v

pla

ne,A

4.8

80

km

/s

∆v

TO

T6.3

37

km

/s

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

Tras

ferim

ento

LEO

LEO

LEO

LEO

LEO

LEO

LEO

LEO

- ---- --- GEO

: GTO

3/3

GEO

: GTO

3/3

GEO

: GTO

3/3

GEO

: GTO

3/3

GEO

: GTO

3/3

GEO

: GTO

3/3

GEO

: GTO

3/3

GEO

: GTO

3/3

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april

e 20

0731

Aggi

usta

men

ti di

orb

itaAg

gius

tam

enti

di o

rbita

Aggi

usta

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ti di

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gius

tam

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di o

rbita

Aggi

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ti di

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gius

tam

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di o

rbita

Aggi

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ti di

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gius

tam

enti

di o

rbita

Attri

toAt

trito

Attri

toAt

trito

Atm

osfe

rico

Atm

osfe

rico

Atm

osfe

rico

Atm

osfe

rico

∆v r

ev=

π(C

DA

/m) ρ

av

Tria

ssia

litTr

iass

ialit

Tria

ssia

litTr

iass

ialit

à àààde

lla T

erra

della

Ter

rade

lla T

erra

della

Ter

ra

∆v a

nno=

1.7

15 s

in( 2

|long

-long

s| ) m

/s(lo

ngs=

75o

/225

oE)

Forz

e G

ravi

tazi

onal

i del

Sol

e e

della

Lun

aFo

rze

Gra

vita

zion

ali d

el S

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una

Forz

e G

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tazi

onal

i del

Sol

e e

della

Lun

aFo

rze

Gra

vita

zion

ali d

el S

ole

e de

lla L

una

∆v L

una,

anno

= 10

2.67

cos

α s

in α

m/s

∆v S

ole,

anno

= 4

0.17

cos

γ si

n γ

m/s

Page 32: Le orbite di un satellite Equazioni del moto Elementi ...gregorio//lessons/lesson_2.pdf · Trieste, 28 aprile 2007 3 Leggi di Newton 1/2 F Forza gravitazionale tra due corpi G Costante

Trie

ste,

28

april

e 20

0732

Para

met

ri O

rbita

liPa

ram

etri

Orb

itali

Para

met

ri O

rbita

liPa

ram

etri

Orb

itali

Para

met

ri O

rbita

liPa

ram

etri

Orb

itali

Para

met

ri O

rbita

liPa

ram

etri

Orb

itali

OR

BIT

CG

Terr

estre

Luna

Sole

Shuttle

(a=6700 k

m,e

=0.0

,i=28

O)

Ω'

-7.3

50

-0.0

0019

-0.0

0008

gra

di/gio

rno

ω'

12.0

50

0.0

0031

0.0

0014

gra

di/gio

rno

Sun-S

ynchro

nous

(a=6728 k

m,e

=0.0

,i=96.8

5O)

Ω'

0.9

86

0.0

0003

0.0

0001

gra

di/gio

rno

ω'

-4.8

90

-0.0

0010

-0.0

0005

gra

di/gio

rno

GP

S(a

=26600 k

m,e

=0.0

,i=60

O)

Ω'

-0.0

33

-0.0

0085

-0.0

0038

gra

di/gio

rno

ω'

0.0

08

0.0

0021

0.0

0010

gra

di/gio

rno

Moln

iya

(a=26600 k

m,e

=0.7

5,i=63.4

O)

Ω'

-0.3

00

-0.0

0076

-0.0

0034

gra

di/gio

rno

ω'

0.0

00

0.0

0000

0.0

0000

gra

di/gio

rno

Geosynchro

nous

(a=42160 k

m,e

=0.0

,i=0

O)

Ω'

-0.0

13

-0.0

0338

-0.0

0154

gra

di/gio

rno

ω'

0.0

25

0.0

0676

0.0

0307

gra

di/gio

rno

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Trie

ste,

28

april

e 20

0733

Appu

ntam

enti

Appu

ntam

enti

Appu

ntam

enti

Appu

ntam

enti

Appu

ntam

enti

Appu

ntam

enti

Appu

ntam

enti

Appu

ntam

enti

in

in

in

in

in

in

in

in o

rbita

orbi

taor

bita

orbi

taor

bita

orbi

taor

bita

orbi

ta

AP: τ

A=

π√a

3 /µ =

τB

= t H

BP: τ

B=

αL/ω

B=

αL√

r B3 /µ

αL

= π

-Φf

t wω

A–

t wω

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Φi-

Φf

(+2k

π)(Φ

i=0)

t w=

(αL–

π+2

kπ) /

(ωA–

ωB)

= (τ

B–π+

2kπ)

/ (ω

A–ω

B)

r Ar B

F

Φf

αL

A

B

P

t tot=

t w+

t H+

t o

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Para

met

riPa

ram

etri

Para

met

riPa

ram

etri

Para

met

riPa

ram

etri

Para

met

riPa

ram

etri

Ellis

seEl

lisse

Ellis

seEl

lisse

Ellis

seEl

lisse

Ellis

seEl

lisse

γ=0 e

β=

π/2 p

er

orb

ite

circola

ri

(v=v

n, v

r=0)

vn= v

sin

β= v

cos

γ

vr= v

sin

γ= v

cos

β