Plik sztuczne satelity Są to pojazdy lub urządzenia zbudowane specjalnie w celu wystrzelenia w kosmos bez potrzeby załogi, w celu orbitowania wokół Ziemi lub innego ciała niebieskiego.
Pierwsze pomysły na budowę sztucznych satelitów wyszły od autorów science fiction, takich jak Jules Verne i Arthur C. Clark. Ten ostatni był oficerem radarowym w Królewskich Siłach Powietrznych i pod koniec II wojny światowej wpadł na pomysł wykorzystania trzech satelitów na orbicie okołoziemskiej do utrzymania sieci telekomunikacyjnej..
W tamtym czasie nie były jeszcze dostępne środki do umieszczenia satelity na orbicie. Kilka lat zajęło wojsku Stanów Zjednoczonych wyprodukowanie pierwszej łączności satelitarnej na początku lat pięćdziesiątych..
Wyścig kosmiczny między Stanami Zjednoczonymi a Związkiem Radzieckim wzmocnił przemysł sztucznych satelitów. Pierwszym z powodzeniem umieszczonym na orbicie był radziecki satelita Sputnik w 1957 roku, który emitował sygnały w zakresie 20-40 MHz..
Potem nastąpiło uruchomienie Echo I przez Stany Zjednoczone w celach komunikacyjnych. Od tego czasu obie potęgi zastąpiły liczne starty na orbitę, a następnie wiele krajów przystąpiło do nowej technologii..
Sztuczne satelity mają różne zastosowania:
W jego pracy Zasada, Izaak Newton (1643-1727) ustalił, co było konieczne do umieszczenia satelity na orbicie, chociaż zamiast satelity jako przykładu użył kuli armatniej wystrzelonej ze szczytu wzgórza.
Wystrzelony z określoną prędkością poziomą, pocisk podąża po zwykłej parabolicznej trajektorii. Zwiększając prędkość, zasięg poziomy staje się coraz większy, coś, co było jasne. Ale czy pewna prędkość spowoduje, że pocisk wejdzie na orbitę wokół Ziemi??
Ziemia zakrzywia się od linii stycznej do powierzchni z prędkością 4,9 m na każde 8 km. Każdy obiekt uwolniony z odpoczynku spadnie o 4,9 m w ciągu pierwszej sekundy. Dlatego też, strzelając poziomo pociskiem ze szczytu z prędkością 8 km / s, spadnie on w pierwszej sekundzie o 4,9 m..
Ale Ziemia również opadnie w tym czasie 4,9 m, skręcając pod kulą armatnią. To nadal porusza się poziomo, pokrywając 8 km i nadal znajdowałoby się na tej samej wysokości w stosunku do Ziemi przez tę sekundę..
Oczywiście to samo dzieje się po następnej sekundzie i we wszystkich kolejnych sekundach, zamieniając pocisk w sztucznego satelitę, bez dodatkowego napędu, o ile nie ma tarcia..
Jednak tarcie spowodowane oporem powietrza jest nieuniknione, dlatego niezbędna jest rakieta wspomagająca..
Rakieta podnosi satelitę na dużą wysokość, gdzie cieńsza atmosfera stwarza mniejszy opór i zapewnia mu niezbędną prędkość poziomą..
Taka prędkość musi być większa niż 8 km / s i mniejsza niż 11 km / s. Ten ostatni to prędkość ucieczki. Rzutowany z taką prędkością satelita porzuciłby grawitacyjny wpływ Ziemi, lecąc w kosmos.
Sztuczne satelity zawierają różne złożone mechanizmy do wykonywania swoich funkcji, polegających na odbieraniu, przetwarzaniu i wysyłaniu różnego rodzaju sygnałów. Muszą być również lekkie i mieć autonomię działania.
Główne struktury są wspólne dla wszystkich sztucznych satelitów, które z kolei mają kilka podsystemów zgodnie z przeznaczeniem. Montowane są w obudowie wykonanej z metalu lub innych lekkich mieszanek, która służy jako podpora i nazywa się autobus.
W autobusie można znaleźć:
Ponieważ satelity spędzają dużo czasu narażone na to promieniowanie, wymagany jest system ochrony, aby zapobiec uszkodzeniom innych systemów..
Odsłonięte części bardzo się nagrzewają, podczas gdy w cieniu osiągają ekstremalnie niskie temperatury, ponieważ nie ma wystarczającej atmosfery, aby regulować zmiany. Dlatego grzejniki są wymagane, aby wyeliminować ciepło i osłony aluminiowe, które oszczędzają ciepło, gdy jest to konieczne..
W zależności od trajektorii, sztuczne satelity mogą być eliptyczne lub okrągłe. Oczywiście każdy satelita ma przypisaną orbitę, która jest generalnie w tym samym kierunku, w którym obraca się Ziemia, tzw asynchroniczna orbita. Jeśli z jakiegoś powodu satelita podróżuje w przeciwną stronę, to tak orbita wsteczna.
Pod wpływem grawitacji obiekty poruszają się po trajektoriach eliptyczny zgodnie z prawami Keplera. Sztuczne satelity nie unikają tego, jednak niektóre eliptyczne orbity mają tak małą ekscentryczność, że można je uznać okólnik.
Orbity mogą być również nachylone względem równika Ziemi. Przy nachyleniu 0º to około orbity równikowe, jeśli mają 90º to są orbity polarne.
Wysokość satelity jest również ważnym parametrem, ponieważ na wysokości od 1500 do 3000 km znajduje się pierwszy pas Van Allena, region, którego należy unikać ze względu na wysokie natężenie promieniowania..
Orbita satelity jest wybierana zgodnie z jego misją, ponieważ istnieją mniej lub bardziej korzystne wysokości dla różnych operacji. Według tego kryterium satelity klasyfikuje się jako:
W każdym razie znajdują się na dużej wysokości - mniej więcej 36 000 km. Podróżują po orbitach kołowych w okresach 1 dnia. Dzięki nim dostępny jest m.in. fax, telefonia międzystrefowa i telewizja satelitarna..
Na początku satelity komunikacyjne miały inne okresy niż rotacja Ziemi, ale utrudniało to ustawienie anten i utratę łączności. Rozwiązaniem było umieszczenie satelity na takiej wysokości, aby jego okres zbiegał się z okresem obrotu Ziemi..
W ten sposób satelita krąży razem z Ziemią i wydaje się być względem niej nieruchomy. Wysokość wymagana do umieszczenia satelity na orbicie geosynchronicznej wynosi 35786,04 km i jest znana jako pasek Clarke.
Wysokość orbity można obliczyć, ustalając okres, za pomocą następującego wyrażenia, wyprowadzonego z prawa powszechnej grawitacji Newtona i praw Keplera:
P = 2π (a3/ GM)½
Gdzie P to kropka, do jest długością półosi wielkiej eliptycznej orbity, sol jest uniwersalną stałą grawitacji i M to masa Ziemi.
Ponieważ w ten sposób nie zmienia się orientacja satelity względem Ziemi, gwarantuje to, że zawsze będzie z nią w kontakcie..
Był to pierwszy sztuczny satelita w historii ludzkości, umieszczony na orbicie przez były Związek Radziecki w październiku 1957 roku. Po nim, w ramach programu Sputnik, pojawiły się 3 inne satelity..
Pierwszy Sputnik był dość mały i lekki: głównie 83 kg aluminium. Był w stanie emitować częstotliwości od 20 do 40 MHz, znajdował się na orbicie przez trzy tygodnie, po czym spadł na Ziemię..
Repliki Sputnika można dziś oglądać w wielu muzeach Federacji Rosyjskiej, Europy, a nawet Ameryki..
Inną dobrze znaną misją załogową był Space Transport System STS lub Space Shuttle, który działał od 1981 do 2011 roku i oprócz innych misji uczestniczył m.in. w wystrzeleniu Teleskopu Kosmicznego Hubble'a i Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. naprawy innych satelitów.
Wahadłowiec kosmiczny miał asynchroniczną orbitę i był wielokrotnego użytku, ponieważ mógł przylatywać i lecieć na Ziemię. Spośród pięciu promów dwa zostały przypadkowo zniszczone wraz z załogą: Challenger i Columbia.
Globalny system pozycjonowania jest powszechnie znany z bardzo precyzyjnego lokalizowania ludzi i obiektów w dowolnej części świata. Sieć GPS składa się z co najmniej 24 satelitów na dużych wysokościach, z których zawsze są widoczne 4 satelity z Ziemi.
Znajdują się na orbicie na wysokości 20 000 km, a ich czas trwania wynosi 12 godzin. GPS wykorzystuje matematyczną metodę podobną do triangulacji do oceny położenia obiektów, tzw trilateracja.
GPS nie ogranicza się do lokalizowania ludzi lub pojazdów, jest również przydatny między innymi w kartografii, topografii, geodezji, akcjach ratowniczych i praktykach sportowych..
Jest to sztuczny satelita, który oferuje niezrównane, nigdy wcześniej nie widziane obrazy Układu Słonecznego, gwiazd, galaktyk i odległego Wszechświata, bez ziemskiej atmosfery lub zanieczyszczenia świetlnego blokującego lub zniekształcającego odległe światło..
Stąd jej uruchomienie w 1990 roku było najbardziej niezwykłym postępem astronomii ostatnich czasów. Ogromny 11-tonowy cylinder Hubble'a znajduje się na wysokości 340 mil (548 km) okrążając Ziemię ruchem okrężnym w okresie 96 minut..
Oczekuje się, że zostanie dezaktywowany między 2020 a 2025 rokiem, a zastąpi go teleskop kosmiczny Jamesa Webba..
Znane jako ISS (Międzynarodowa Stacja Kosmiczna) to orbitujące laboratorium badawcze, zarządzane przez pięć agencji kosmicznych na całym świecie. Jak dotąd jest to największy sztuczny satelita, jaki istnieje.
W przeciwieństwie do pozostałych satelitów, na pokładzie stacji kosmicznej są ludzie. Oprócz stałej załogi co najmniej dwóch astronautów stacja odwiedziła nawet turystów.
Zadanie stacji ma przede wszystkim charakter naukowy. Posiada 4 laboratoria, w których bada się skutki zerowej grawitacji, prowadzi się obserwacje astronomiczne, kosmologiczne i klimatyczne, a także różne eksperymenty z zakresu biologii, chemii i wpływu promieniowania na różne układy..
Ten sztuczny satelita jest obserwatorium wykrywającym promienie rentgenowskie, które są pochłaniane przez atmosferę ziemską i dlatego nie mogą być badane z powierzchni. NASA umieściła go na orbicie w 1999 roku przy użyciu promu kosmicznego Columbia.
Tworzą sieć 66 satelitów na wysokości 780 km na orbitach typu LEO, z okresem 100 minut. Zostały zaprojektowane przez firmę telefoniczną Motorola, aby zapewnić łączność telefoniczną w trudno dostępnych miejscach. Jest to jednak usługa bardzo kosztowna.
Jest to system pozycjonowania opracowany przez Unię Europejską, odpowiednik GPS i do użytku cywilnego. Obecnie działa na nim 22 satelity, ale nadal jest w budowie. W wersji otwartej lokalizuje osobę lub obiekt z dokładnością do 1 metra i współpracuje z satelitami systemu GPS.
Są to satelity zaprojektowane specjalnie do obserwacji powierzchni Ziemi. Swoją pracę rozpoczęli w 1972 roku. Zajmują się m.in. mapowaniem terenu, rejestrowaniem informacji o ruchu lodu na biegunach i zasięgu lasów, a także poszukiwaniami górniczymi..
Jest to system geolokalizacji Federacji Rosyjskiej, odpowiednik GPS i sieci Galileo.
Sztuczne satelity mogą być widziane z Ziemi przez amatorów, ponieważ odbijają światło słoneczne i mogą być postrzegane jako punkty świetlne, nawet jeśli Słońce zaszło..
Aby je zlokalizować, zaleca się zainstalowanie w telefonie jednej z aplikacji do wyszukiwania satelitów lub skorzystanie ze stron internetowych śledzących satelity.
Na przykład Kosmiczny Teleskop Hubble'a może być widoczny gołym okiem lub jeszcze lepiej, z dobrą lornetką, jeśli wiesz, gdzie patrzeć..
Przygotowania do obserwacji satelitów są takie same jak do obserwacji rojów meteorytów. Najlepsze wyniki uzyskuje się w bardzo ciemne i pogodne noce, bez chmur i bez księżyca lub przy księżycu nisko nad horyzontem. Im dalej od zanieczyszczenia światłem, tym lepiej, trzeba też zabrać ze sobą ciepłą odzież i gorące napoje.
Jeszcze bez komentarzy