Por que as órbitas dos satélites parecem uma onda sinusoidal no mapa do mundo?

Se você já viu a filmagem da órbita de um satélite artificial, é isso que você teria visto:

Da imagem dada acima, é evidente que o satélite tem uma órbita onda-como, mas não olha um bocado incomun para o trajeto de um satélite em torno da terra? Certamente não parece muito eficiente! A pergunta é, todos os satélites artificiais, incluindo a ISS, realmente têm tais órbitas onduladas quando eles circundam a Terra?

Resposta curta: ISS, como qualquer outro satélite artificial, segue um caminho (quase) circular em torno da Terra. A razão pela qual sua órbita parece uma onda é porque a órbita é de natureza tridimensional, mas quando é projetada em um mapa 2-D Mercator do mundo, ela se aplana e aparece distorcida, então parece uma onda sinusoidal.

Embora todos os satélites artificiais traçam um caminho (quase) circular ao redor do planeta, neste artigo, consideraremos apenas a ISS.

Todos os entusiastas do espaço conhecem a Estação Espacial Internacional – um satélite artificial habitável que atua como uma estação espacial tripulada em órbita terrestre baixa e serve de anfitrião a 5-6 astronautas que conduzem diferentes tipos de pesquisa científica e tecnológica a bordo.

Assim como qualquer outro satélite artificial, a ISS também circunda a Terra em um caminho predefinido, chamado de órbita. A órbita do ISS está localizada a uma altitude acima da Terra, onde ainda experimenta uma forte atração gravitacional da Terra. Contrariamente à crença popular, não é “gravidade zero” lá em cima … não por um longo tiro. De fato, a ISS experimenta até 90% da gravidade que experimentamos aqui na Terra. Está caindo perpetuamente para a Terra, mas graças à sua enorme velocidade orbital (17.200 mph / 27.6000 km / h) e à rotundidade da Terra, nunca atinge a superfície.

Uma coisa digna de nota sobre a órbita da ISS é que ela não coincide com o equador da Terra. Sempre que falamos sobre um satélite girando em torno da Terra, geralmente tendemos a visualizar sua órbita coincidindo com o equador, mas na realidade, a órbita ISS parece mais assim:

É evidente a partir da imagem acima que a ISS segue um caminho circular ao redor do planeta. Ainda assim, quando o mesmo caminho é representado no mapa do mundo, ele sofre uma mudança drástica para se parecer com isto:

Por que a mudança dramática?

Os mapas que vimos nas escolas quando éramos crianças, os mapas mostrados na TV … basicamente (quase) cada mapa do mundo que encontramos é errado.

Há realmente uma boa razão por trás disso. Você vê, nosso planeta é um objeto 3D, enquanto mapas são sempre bidimensionais. Para que possamos ver e visualizar os limites de países e grandes massas de terra na face da Terra, precisamos de uma maneira de projetar todo esse material tridimensional em um pedaço de papel bidimensional. Isso é exatamente o que um mapa Mercator faz.

Representa bem as características físicas e massas do mundo em uma folha de papel retangular, onde latitudes e longitudes são linhas retas que se cruzam perpendicularmente e as formas dos países estão bem definidas. No entanto, além de causar alguns problemas quando se trata do tamanho relativo dos países , a projeção Mercator também distorce o caminho da ISS no mapa do mundo.

A órbita da ISS parece ondulada porque seu caminho está alinhado com o equador de nosso planeta em um mapa de mundo 2-D (para nossa conveniência visual).

Abaixo está uma animação que irá ajudá-lo a visualizar e entender isso com mais clareza:

Se você representa a órbita da ISS como ela realmente é (ou seja, circular) em um mapa 2D, então o equador apareceria como uma onda sinusoidal.

Em resumo, o caminho do ISS (e de outros satélites artificiais) aparece como uma onda porque é projetado em uma tela 2-D, e não porque os satélites artificiais seguem um trajeto ondulado em torno da terra.