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L'orbita della ISS attorno alla Terra

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L'orbita della ISS attorno alla Terra
« il: Ven 18/08/2017, 21:26 »
Grazie a tutti per l'accoglienza che ho sentito simpatica, aperta, intelligente e quasi affettuosa! Come potrò imparerò alla maniera dell'aspirapolvere e offrirò qualche contributo dal mio punto di vista.
Supero il timore e pongo la mia prima domanda da principiante. Seguo la ISS con un app sul mio iPhone 5 che si chiama ISS Spotter v. 1.6.1 Quando la consulto mi presenta la rotta della ISS su un "mappamondo" e mi da l'idea che l'orbita della ISS segua un andamento sinusoidale rispetto alla superficie terrestre e non rettilineo. Ma è proprio così? Viaggiando a 28.000 km/h pensavo che navigasse parallela ai meridiani o ai paralleli o comunque su una circonferenza regolare...Quando posso corro in terrazza e saluto la ISS con il suo equipaggio e li accompagno con una piccola preghiera...Grazie ancora a tutti e... Notte di pace, in questa sera triste e sofferta! Ad astra in aeternum!
« Ultima modifica: Sab 19/08/2017, 09:16 da marcozambi »
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Offline Lupin

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L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #1 il: Ven 18/08/2017, 21:45 »
Se ci pensi bene non può seguire una linea retta perché la Terra sotto di lei ruota su se stessa. Seguirebbe una linea retta solo se il nostro pianeta fosse immobile sotto di lei. In questo caso la Stazione però sorvolerebbe sempre e solo gli stessi punti ad ogni orbita.
« Ultima modifica: Sab 19/08/2017, 09:16 da marcozambi »

L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #2 il: Ven 18/08/2017, 22:08 »
Grazie Lupin per la spiega! Notte di pace!
« Ultima modifica: Sab 19/08/2017, 09:17 da marcozambi »
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Offline Giuiba

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L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #3 il: Sab 19/08/2017, 08:08 »
Inoltre, quella che vedi sull'app è la proiezione di una superficie pressoché sferica, la superficie terrestre (se non sbaglio la proiezione di Mercatore). L'orbita della ISS, che è sostanzialmente circolare e inclinata rispetto all'equatore, una volta proiettata assume quell'andamento sinusoidale che vedi. :-)
« Ultima modifica: Sab 19/08/2017, 09:17 da marcozambi »
Socio ISAA

L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #4 il: Sab 19/08/2017, 08:27 »
Grazie Giuiba per l'ulteriore spiega... quindi la ISS vola dritta davanti a se e non apporta nessuna correzione al proprio moto lineare, se non quelle necessarie per aggiustare la quota dell'orbita che tenderebbe ad abbassarsi, giusto? Approfitto del mio penultimo giorno di ferie per chiarirmi le idee....Pace bene a tutti!
« Ultima modifica: Sab 19/08/2017, 09:17 da marcozambi »
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Offline Giuiba

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Re: L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #5 il: Sab 19/08/2017, 08:46 »
Grazie Giuiba per l'ulteriore spiega... quindi la ISS vola dritta davanti a se e non apporta nessuna correzione al proprio moto lineare, se non quelle necessarie per aggiustare la quota dell'orbita che tenderebbe ad abbassarsi, giusto? Approfitto del mio penultimo giorno di ferie per chiarirmi le idee....Pace bene a tutti!
È così. La ISS è in caduta libera e l'unica forza che agisce su di essa è l'attrito aerodinamico dovuto all'atmosfera residua, che la rallenta costantemente. Ma di certo non c'è nulla che la fa "sterzare".

Poi in realtà, l'orbita della ISS, come tutte le orbite peraltro, è soggetta a precessione della linea dei nodi, ma qui entriamo in particolari molto meno evidenti.
« Ultima modifica: Sab 19/08/2017, 09:17 da marcozambi »
Socio ISAA

Offline marcozambi

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Re:L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #6 il: Sab 19/08/2017, 09:18 »
Ho scorporato questo thread partendo dal benvenuto a Fra Marcello per agevolarne la lettura. Buone discussioni!
Marco Zambianchi
ForumAstronautico Founder
Presidente Associazione ISAA

Offline Giuiba

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Re:L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #7 il: Sab 19/08/2017, 09:39 »
Ecco un'animazione. Immaginiamo di tracciare il percorso sul terreno e riportarlo sul "mappamondo"...

Socio ISAA

Offline Ares Cosmos

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Re:L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #8 il: Lun 21/08/2017, 07:36 »
Se osservi anche le mappe per la navigazione aerea o navale, ti accorgerai che è sempre presente un cerchio graduato con i punti cardinali. Non serve per ricordare dove si trova il nord ma, con un apposita squadra ed un righello, a tracciare la rotta tenendo conto della deformazione introdotta dalla sfericità della Terra anche su distanze relativamente brevi, così su una mappa il percorso più breve tra due punti che non si trovano esattamente su un meridiano o un parallelo è paradossalmente una curva. Se le rotte fossero tracciate su mappe sferiche sarebbero linee, ma è più comoda una mappa 2D. Se guardi in rete le rotte navali o aeree mondiali vedrai che spesso non sono rettilinee ma curve, eppure sulle navi e sugli aerei c'è la barra (timone) al centro, ovvero viaggiano dritti.
Questo è un indice di come la nostra percezione del mondo sia limitata. Ottima sulle distanze brevi, inadeguata sulle lunghe.
Se tu fossi sulla ISS comunque vedresti il mondo scorrere sempre dritto sotto di te. Lo puoi verificare collegandoti alle telecamere di bordo con le App connesse 24/24. Ovviamente ad ogni giro ti trovi leggermente più spostato di lato anche perché la Terra ti ruota sotto. Non dimentichiamoci che all'equatore la velocità della Terra è di 1.600 km/h (velocità tangenziale). Vero che la ISS viaggia a 28.000 km/h, ma 1.600 km in circa 90' fanno comunque un bel po' di km. 
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Re:L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #9 il: Lun 21/08/2017, 20:37 »
Grazie davvero Ares Cosmos: con le tue spiegazioni mi sembra di aver finalmente capito. Devo provare a guardare le carte di navigazione aerea e navale... Ti dirò!
GRAzie ancora!
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Ad astra in aeternum! Fra Marcello

Re:L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #10 il: Lun 21/08/2017, 21:08 »
Aggiungo il mio plauso per la spiegazione di Ares Cosmos ed il video postato da Giuiba... un ottimo esempio di come si possa (debba!) fare comunicazione scientifica efficiente, e di immediato impatto, senza dover ricorrere a tecnicismi o linguaggio da "iniziati"... grazie!

Offline felottina

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Re:L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #11 il: Mar 22/08/2017, 22:38 »
Spiegazione e animazione chiarissime, se non vi spiace le userò' con i miei alunni. Il forum e' per me un corso di aggiornamento!

Re:L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #12 il: Mer 23/08/2017, 06:46 »
Una richiesta pigra ad Ares Cosmos: puoi darmi i link dove scaricare le App delle telecamere di bordo della ISS? Grazie  e buona giornata! Fra Marcello
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Offline amoroso

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Re:L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #13 il: Mer 23/08/2017, 08:50 »
ISS onLive è una buona app Android per vedere le immagini dalle telecamere della ISS, visibili anche qui:

http://www.ustream.tv/channel/iss-hdev-payload
http://www.ustream.tv/channel/live-iss-stream

Offline CristiaPi

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Re: L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #14 il: Gio 24/08/2017, 01:04 »
La ISS è in caduta libera e l'unica forza che agisce su di essa è l'attrito aerodinamico dovuto all'atmosfera residua, che la rallenta costantemente.
In realtà l'accelera. So che sembra un paradosso, ma se non ci fosse l'atmosfera, un satellite orbiterebbe quasi indisturbato mantenendo invariata la forma dell'orbita (l'eccentricità e il semiasse maggiore). L'attrito con l'atmosfera fa cadere il satellite che quindi accelera (come un qualunque oggetto in caduta libera) fino a quando la densità dell'aria non diventa sufficientemente alta; a quel punto, l'incremento di velocità causato dalla perdita di quota non compensa più la decelerazione dovuta all'attrito con l'aria e il satellite rallenta.
Per visualizzare il fenomeno, posto questo grafico che è relativo alla Tiangong-1, ma che qualitativamente è valido per qualunque satellite:



In esso è mostrata la quota, la velocità orbitale e la velocità rispetto all'atmosfera alla quale ho aggiunto 350 m/s per farla rientrare nel grafico con quella scala (in modo tale da mantenere un sufficiente dettaglio).
Si nota questa cosa apparentemente paradossale (che però è la realtà): la quota diminuisce, la densità atmosferica aumenta, aumenta l'attrito e aumenta pure la velocità; mentre quando la quota aumenta, diminuisce l'attrito e diminuisce pure la velocità. La sinusoide della quota è esattamente in controfase con quella delle velocità.

Ma di certo non c'è nulla che la fa "sterzare".
Infatti durante alcune correzioni dell'orbita (non propriamente reboost) applicano anche una spinta laterale (oltre che longitudinale). Accade tipicamente quando è previsto un arrivo o una partenza per allineare l'orbita come richiesto.
Ad esempio, attualmente (come in passato), il sito
https://spaceflight.nasa.gov/realdata/sightings/SSapplications/Post/JavaSSOP/orbit/ISS/SVPOST.html
riporta una correzione prevista tra meno di 4 giorni di appena 0,1 ft/s sull'asse laterale (oltre a 1 ft/s sull'asse longitudinale) e solitamente il sito
https://blogs.nasa.gov/stationreport/
riporta anche la motivazione (una volta che la correzione è avvenuta).

Offline CristiaPi

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Re:L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #15 il: Gio 24/08/2017, 01:15 »
Spiegazione e animazione chiarissime, se non vi spiace le userò' con i miei alunni. Il forum e' per me un corso di aggiornamento!

In questo forum (miniera d'informazioni) si era parlato del programma JSatTrak:
http://www.gano.name/shawn/JSatTrak/
Non so se già lo conosci, ma per te che sei un'insegnate potrebbe essere molto utile a livello didattico (se è l'astrodinamica che devi insegnare agli studenti), perché imposti molto facilmente una simulazione che puoi visualizzare in 3D, poi puoi creare anche un'animazione di ciò che hai simulato.

Offline CristiaPi

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Re:L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #16 il: Gio 24/08/2017, 01:31 »
Viaggiando a 28.000 km/h pensavo che navigasse parallela ai meridiani o ai paralleli o comunque su una circonferenza regolare
Oltre alle esaurienti risposte che hai già ricevuto, vorrei aggiungere che è possibile orbitare parallelamente ai meridiani, anche se con un continuo dispendio di carburante (piccolo o grande che sia), ma orbitare parallelamente ai paralleli è solo possibile se l'orbita è sull'equatore, negli altri casi è proprio impossibile perché significherebbe non orbitare intorno al centro della Terra.

Offline Ares Cosmos

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Re:L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #17 il: Gio 31/08/2017, 14:02 »
Piacere d'essere stato d'aiuto nel mio piccolo.  :embarrass:



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Ares Cosmos, alias Starcruiser, alias PCC

Offline felottina

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Re:L'orbita della ISS attorno alla Terra
« Risposta #18 il: Gio 31/08/2017, 14:39 »
@CristiaPi grazie,  i miei alunni sono piccoli, 11-14 anni, per l'astrodinamica bastano cenni e soprattutto animazioni. Non hanno ancora le basi matematiche e fisiche per capire, l' importante e' attraverso cenni e video suscitare delle curiosità' da approfondire in seguito e fornire un'idea intuitiva e accattivante. Sara' prezioso il programma che mi indichi, non lo conoscevo.