Si chiamano i satelliti artificiali Satelliti artificiali poiché non sono naturali né fanno parte dei corpi celesti presenti nello spazio, vengono utilizzati da varie organizzazioni coinvolte per scopi di ricerca, militari o di posizionamento globale. Puoi saperne di più su questo argomento interessante qui.
Cosa sono i satelliti artificiali?
I satelliti artificiali sono oggetti che le persone hanno realizzato e messo in orbita usando razzi per trasportarli, attualmente ci sono più di mille satelliti attivi in orbita attorno alla Terra, le dimensioni, l'altitudine e il design di un satellite dipendono dal suo scopo.
I satelliti variano nelle dimensioni, alcuni satelliti cubici sono piccoli fino a 10 cm, altri satelliti per comunicazioni sono lunghi circa 7 m e hanno pannelli solari che si estendono per altri 50 m. Il più grande satellite artificiale è la Stazione Spaziale Internazionale, è grande come una grande casa di cinque stanze, compresi i pannelli solari, è grande come un campo sportivo.
Storia dei satelliti artificiali
I Satelliti artificiali della Terra è apparso sulla scena mondiale alla fine degli anni '1950 e sono stati adottati relativamente presto dai geodeti come l'ovvio potenziale strumento per risolvere i problemi geodetici mondiali. Nelle applicazioni geodetiche, i satelliti possono essere utilizzati sia per il posizionamento che per gli studi sul campo gravitazionale, come abbiamo menzionato nelle tre sezioni precedenti.
I geodeti hanno utilizzato molti satelliti diversi negli ultimi 40 anni, che vanno dai satelliti attivi, (trasmettitori) completamente passivi, a quelli altamente sofisticati, da abbastanza piccoli a molto grandi.
I satelliti artificiali, passivi, non hanno sensori a bordo e la loro funzione è sostanzialmente quella di un bersaglio orbitante. I satelliti attivi possono trasportare un'ampia varietà di sensori, che vanno da orologi precisi attraverso vari contatori a sofisticati processori di dati, e trasmettere i dati raccolti a terra su base continua o intermittente.
L'era spaziale moderna con Satelliti Artificiale inviato per misurazioni dirette dello spazio vicino alla Terra è iniziato nei primi anni 1960. Nonostante gli ultimi quattro decenni di misurazioni satellitari della magnetosfera terrestre, è generalmente accettato che la magnetosfera terrestre sia ancora scarsamente campionata semplicemente a causa del suo volume.
Questo fatto naturalmente pone un ostacolo al raggiungimento di una comprensione completa di molti fenomeni magnetosferici, ad aggravare questo ostacolo c'è la crescente evidenza che molti problemi magnetosferici impegnativi sono associati a processi fisici che coinvolgono più scale spaziali o temporali.
C'è un forte accoppiamento tra fenomeni microfisici e su larga scala, di conseguenza molte indagini magnetosferiche e missioni spaziali fino ad oggi enfatizzano misurazioni multipunto. Raggiungere misurazioni multipunto nello spazio richiede spesso sforzi ardui e risorse immense, che possono essere ottenute in modo più efficiente ed economico attraverso la collaborazione internazionale.
«Il primo satellite artificiale fu inviato nello spazio dall'Unione Sovietica il 4 ottobre 1957, questo satellite si chiamava Sputnik, pesava 183 libbre, aveva le dimensioni di un piccolo oggetto e impiegava 98 minuti per orbitare attorno alla terra, il lancio di questo satellite è stato scelto come l'inizio dell'era spaziale e l'inizio della competizione spaziale tra Stati Uniti e Unione Sovietica durata negli anni '1960.»
L'evento sovietico che ha cambiato il mondo
Lo Sputnik fu il satellite che inaugurò l'era spaziale, era una capsula da 83,6 kg (184 libbre), raggiungeva un'orbita con un apogeo di 940 km (584 miglia) e un perigeo (punto più vicino) di 230 km (143 miglia), girava intorno alla Terra ogni 96 minuti e rimase in orbita fino al 04 gennaio 1958, quando cadde e bruciò nell'atmosfera terrestre.
Il lancio dello Sputnik ha scioccato molti americani, che avevano ipotizzato che il loro paese fosse tecnologicamente avanti rispetto all'Unione Sovietica, e ha portato alla "competizione spaziale" tra i due paesi.
Per capire perché lo Sputnik fosse così straordinario, è importante guardare cosa stava succedendo in quel momento, per dare una buona occhiata alla fine degli anni '1950.
A quel tempo, il mondo era ai margini della ricerca spaziale, il progresso della tecnologia missilistica era in realtà mirato allo spazio, ma fu dirottato verso l'uso in tempo di guerra, dopo la seconda guerra mondiale, gli Stati Uniti e l'Unione Sovietica erano concorrenti sia militarmente che culturalmente .
Gli scienziati di entrambe le parti stavano sviluppando razzi più grandi e potenti per trasportare carichi utili nello spazio. Entrambi i paesi volevano essere i primi ad esplorare l'alta frontiera, era solo questione di tempo prima che accadesse, ciò di cui il mondo aveva bisogno era una spinta scientifica e tecnica per arrivarci.
Nel bel mezzo della Guerra Fredda, gli americani erano particolarmente preoccupati per l'arretratezza del loro paese e le conseguenze militari delle scoperte sovietiche.
A Mosca, non si aspettavano il successo del primo tentativo, sono rimasti sorpresi dall'onda d'urto dello Sputnik sull'opinione pubblica mondiale. Tuttavia, hanno subito capito che l'Unione Sovietica stava usando questo satellite artificiale come arma di propaganda nella Guerra Fredda contro gli Stati Uniti.
Tipi di satelliti artificiali
Facciamo già una distinzione tra due tipologie di satelliti, questa differenza agisce sul tipo di orbita presa dal satellite, infatti si fa distinzione tra satelliti in roaming e satelliti geostazionari. I satelliti mobili possono stabilire collegamenti solo quando sono visibili tra un trasmettitore e un ricevitore.
I Satelliti artificiali Hanno due caratteristiche e in questo modo possono essere classificati in base alla loro missione o alla loro orbita.
Satelliti per tipo di missione
Secondo la loro missione abbiamo i seguenti tipi di satelliti:
satelliti astronomici
Si tratta di satelliti che consentono uno studio approfondito della Terra o uno studio più preciso dello spazio, nel caso del telerilevamento si tratta, ad esempio, della realizzazione di mappe precise o della misura della forma esatta della Terra o anche lo studio degli spazi continentali e oceanici.
Aiuta anche a comprendere meglio alcuni fenomeni atmosferici, nel caso dello studio dello spazio, si tratta in realtà di grandi telescopi inviati nello spazio poiché non hanno il disagio che l'atmosfera offre sulla Terra e quindi possono catturare immagini più nitide.
Biosatelliti
Sono progettati per studiare gli effetti biologici della gravità zero, della radiazione cosmica e dell'assenza del ritmo diurno e notturno di 24 ore della Terra su varie piante e animali che vanno da una varietà di microrganismi a un primate, tali laboratori spaziali sono dotati di misurazioni remote macchine per monitorare lo stato dei campioni.
satelliti per comunicazioni
Un sistema di comunicazione satellitare può essere messo in funzione in tempi relativamente brevi, poiché non è necessario avere un accesso diretto all'area, poiché sarebbe necessario effettuare collegamenti fisici come cavi o simili. Questo è un vantaggio significativo in aree geograficamente o politicamente difficili.
Un tipico satellite per telecomunicazioni ha un certo numero di transponder, ogni transponder è costituito da un'antenna ricevente sintonizzata su un canale o una gamma di frequenze, all'ingresso di un dispositivo, che ridimensiona queste frequenze alla gamma di frequenza del canale di uscita, e una potenza amplificatore per fornire all'uscita delle microonde una potenza adeguata. Il numero di transponder, o canali, indica la capacità del satellite.
Satelliti miniaturizzati
Un satellite in miniatura è un dispositivo in orbita attorno alla Terra che ha una massa inferiore e dimensioni fisiche inferiori rispetto a un satellite convenzionale, come un satellite geostazionario, i satelliti miniaturizzati sono diventati sempre più comuni negli ultimi anni.
Sono adatti per l'uso in reti di comunicazione wireless proprietarie, nonché per l'osservazione scientifica, la raccolta di dati e il sistema di posizionamento globale (GPS).
I satelliti miniaturizzati sono spesso collocati in orbite terrestri basse e lanciati in gruppi chiamati "sciami". In questo tipo di satellite spaziale, ogni sistema funziona in modo simile a un ripetitore in un sistema di comunicazione cellulare, alcuni satelliti miniaturizzati sono posti in orbite allungate (ellittiche).
satelliti di navigazione
Sono stati molto utili per le compagnie marittime e aeree, infatti, permettono di posizionarsi con estrema precisione sulla Terra. Ciò porta un vantaggio nelle missioni di salvataggio, inoltre, la precisione può arrivare fino a 1 centimetro, ma solo per la ricerca militare, in altri casi è molto meno precisa. Questi satelliti possono anche eseguire misurazioni della distanza.
satelliti militari
Questi satelliti utilizzano diversi tipi di orbita, questo dipenderà dall'obiettivo, quindi ci vorrà un'orbita geostazionaria se la sua missione deve servire come satellite per telecomunicazioni o un'orbita molto ellittica se la sua missione è quella di spiare, ad esempio.
Questi ultimi tipi di satelliti sono chiamati "satelliti spia". Possono osservare la Terra anche come satelliti di telerilevamento, questo tipo di satellite non è certo limitato al tipo di missioni, ma ovviamente non si ha accesso a questo tipo di informazioni.
Satelliti per l'osservazione della Terra
Una varietà di strumenti è stata utilizzata a bordo di questi satelliti per fornire i dati necessari a risoluzioni spaziali, spettrali e temporali diversificate per soddisfare le diverse esigenze degli utenti nel paese e per l'uso globale.
I dati di questi satelliti vengono utilizzati per varie applicazioni che spaziano dall'agricoltura, alle risorse idriche, alla pianificazione urbana, allo sviluppo rurale, alla prospezione mineraria e all'ambiente, dallo spazio alla terra.
satelliti a energia solare
È un enorme sistema di alimentazione che raccoglie e converte l'energia solare in energia elettrica nello spazio e quindi trasmette l'energia elettrica alla terra in modalità wireless.
Fornisce energia ad altri sistemi, è uno dei sistemi più importanti, per molti aspetti determina la geometria del veicolo spaziale, il design, la massa e il periodo di esistenza attiva. Il guasto del sistema di alimentazione porta al guasto dell'intero apparato.
Il sistema di alimentazione comprende generalmente: una fonte primaria e secondaria di elettricità, la conversione, i caricatori e l'automazione del controllo.
Satelliti meteorologici
Situati anche in un'orbita più o meno bassa, questi satelliti consentono di prevedere, concentrando le loro misurazioni e studi sull'atmosfera, il tempo diretto e il maltempo sulla Terra e di studiare i climi e la loro evoluzione. Questi satelliti utilizzano telecamere a infrarossi e normali, inoltre, a seconda della precisione ricercata, sono posti più in orbita geostazionaria (meno precisa) o in orbita polare (più precisa).
stazioni spaziali
È una struttura artificiale posta in orbita, che dispone dell'energia, dei rifornimenti e dei sistemi ambientali necessari per sostenere l'abitazione umana per lunghi periodi. A seconda della sua configurazione, una stazione spaziale può fungere da base per una varietà di attività.
Questi includono osservazioni del Sole e di altri oggetti astronomici, studio delle risorse e dell'ambiente terrestre, ricognizioni militari e indagini a lungo termine sul comportamento dei materiali e dei sistemi biologici, inclusa la fisiologia umana e la biochimica, in uno stato di assenza di gravità o microgravità .
Le piccole stazioni spaziali vengono lanciate completamente assemblate, ma le stazioni più grandi vengono spedite in moduli e assemblate in orbita, per utilizzare nel modo più efficiente la capacità del loro veicolo di trasporto, viene lanciata una stazione spaziale vuota e i membri del suo equipaggio, e talvolta attrezzature aggiuntive, seguono lei in veicoli separati.
Satelliti per tipo di orbita
In base alla loro orbita, i satelliti sono classificati come segue:
Classificazione per centro
- Orbita galattocentrica: L'orbita del centro della galassia, il Sole segue questo tipo di orbita attorno al centro galattico nella Via Lattea.
- Orbita eliocentrica: L'orbita attorno al sole, il pianeti del sistema solare, comete e asteroidi si trovano in tali orbite, come molti satelliti artificiali e detriti spaziali, i satelliti, al contrario, non si trovano nell'orbita eliocentrica, ma nell'orbita del loro oggetto genitore.
- Orbita geocentrica: È l'orbita vicina al pianeta Terra, come nel caso della luna o dei satelliti artificiali.
- Orbita lunare: L'orbita terrestre attorno alla Luna.
- Orbita areocentrica: L'orbita attorno al pianeta Marte, come quella delle sue lune o lune artificiali.
Classificazione di altitudine
- Orbita terrestre bassa: Si tratta, come suggerisce il nome, di un'orbita relativamente vicina alla superficie terrestre, normalmente a un'altitudine inferiore a 1000 km, ma potrebbe trovarsi a 160 km sopra la Terra, che è bassa rispetto ad altre orbite. ma ancora ben al di sopra della superficie terrestre.
- Orbita terrestre media: Comprende un'ampia gamma di orbite ovunque, deve seguire percorsi specifici attorno alla Terra ed è utilizzato da una varietà di satelliti con molte applicazioni diverse.
È ampiamente utilizzato dai satelliti di navigazione, come il sistema europeo Galileo. Galileo alimenta le comunicazioni di navigazione in tutta Europa ed è utilizzato per molti tipi di navigazione, dal tracciamento di aerei di grandi dimensioni all'ottenimento di indicazioni stradali sul tuo smartphone. Galileo utilizza una costellazione di più satelliti per fornire la copertura di vaste parti del mondo contemporaneamente.
- Orbita terrestre alta: Quando un satellite raggiunge esattamente 42.164 chilometri dal centro della Terra (circa 36.000 chilometri dalla superficie terrestre), entra in una sorta di "sweet spot" in cui la sua orbita corrisponde alla rotazione terrestre.
Poiché il satellite orbita alla stessa velocità di rotazione della Terra, il satellite sembra rimanere sul posto per una singola longitudine, sebbene possa spostarsi da nord a sud, questa speciale orbita terrestre alta è chiamata geosincrona.
È molto importante per il monitoraggio meteorologico che i satelliti in questa orbita forniscano una visione costante della stessa superficie, quando si accede a Internet per i siti meteorologici e si osserva la vista satellitare della propria città, l'immagine che si sta guardando discende da un satellite in orbita geostazionaria.
Ordinamento di inclinazione
- Orbita inclinata: La cui orbita non è inclinata rispetto al piano equatoriale.
- orbita polare: I satelliti in un'orbita polare non devono superare accuratamente i poli nord e sud, anche una deviazione compresa tra 20 e 30 gradi è ancora classificata come orbita polare.
- Orbita polare sincrona al sole: Un'orbita quasi polare che attraversa l'equatore nella stessa ora solare locale ad ogni passaggio. Utile per i satelliti che scattano immagini, poiché l'ombra sarà la stessa ad ogni passaggio.
Classificazione per eccentricità
- orbita circolare: L'orbita ha un'eccentricità pari a 0 e la cui traiettoria disegna un cerchio.
- Orbita ellittica: Un'orbita con un'eccentricità maggiore di 0 e minore di 1, l'orbita traccia il percorso verso l'ellisse.
- Orbita di trasferimento geosincrona: È un'orbita ellittica in cui il perigeo si trova a un'altitudine dell'orbita terrestre inferiore e un apogeo a un'altitudine dell'orbita geostazionaria.
- Orbita di trasferimento geostazionario: È una manovra orbitale che fa oscillare un veicolo spaziale da un'orbita circolare all'altra utilizzando due motori di propulsione.
- orbita iperbolica: È un'orbita con un'eccentricità maggiore di 1. Tale orbita ha anche una velocità che supera la velocità di fuga e come tale eviterà l'attrazione gravitazionale del pianeta e continuerà a viaggiare all'infinito fino a quando un altro corpo con gravità sufficiente non entra in azione.
- Orbita parabolica: Si tratta di un'orbita con eccentricità pari a 1. Anche questa orbita ha una velocità pari alla velocità di fuga e quindi, per evitare la gravità del pianeta, se la velocità dell'orbita parabolica aumenta, diventerà un'orbita iperbolica.
https://youtu.be/ldFjh1Rqmr4
Ordinamento sincrono
- Orbita sincrona: È qualsiasi orbita in cui lo stadio orbitale di un satellite o di un corpo celeste è maggiore dello stadio di rotazione del corpo che contiene il baricentro orbitale.
- Orbita semisincrona: È un'orbita con un periodo orbitale pari alla metà del periodo medio di rotazione del corpo, che ruota nello stesso senso di rotazione di questo corpo.
- Orbita geosincrona: Hanno un semiasse maggiore di 42,164 km (26199 mi). Funziona a un'altitudine di 35,786 km (22,236 miglia).
- Orbita geostazionaria: Sono le orbite attorno alla Terra corrispondenti al periodo di rotazione stellare della Terra.
- Orbita del cimitero: È un'orbita che è lontana dalle orbite operative comuni.
- Orbita areosincrona: Si tratta di un'orbita sincrona che si posiziona vicino al pianeta Marte con un tempo orbitale pari alla permanenza del giorno siderale di Marte, 24.6229 ore.
- Orbita areostazionaria: È simile all'orbita geostazionaria, ma si trova su Marte.
altre orbite
- Orbita a ferro di cavallo: È l'orbita che appare all'osservatore terrestre come un pianeta orbitale specifico, ma in realtà in un'orbita congiunta con il pianeta.
- Punto lagrangiano: Sono punti adiacenti a due enormi corpi in orbita, dove una piccola cosa manterrà la sua posizione rispetto a grandi oggetti in movimento.
Classificazione dei satelliti in base al loro peso
In base al loro peso possiamo classificare i Satelliti artificiali nel seguente modo:
- Satelliti grandi: maggiore di 1000 kg
- Satelliti medi: tra 500 e 1000 kg
- Mini satelliti: tra 100 e 500 kg
- Microsatelliti: tra 10 e 100 kg
- Satelliti nano: tra 1 e 10 kg
- Picco del satellite: tra 0,1 e 1 kg
- Satellite Femto: meno di 100 g
Paesi con capacità di lancio
Esistono diversi paesi con la capacità di lanciare satelliti nello spazio, come ad esempio:
Russia
Leader nei lanci spaziali commerciali, la Russia gestisce diversi spazioporti, la nazione paga al Kazakistan 115 milioni di dollari all'anno per l'utilizzo del suo sito di lancio più trafficato.
Stati Uniti
Compagnie private e governi statali creano costantemente spaziporti negli Stati Uniti che supportano direttamente o indirettamente l'industria del lancio di satelliti.
Francia
Questo paese ha costruito le sue strutture di lancio nella Guyana francese negli anni '1970, utilizzando la rotazione equatoriale della Terra per lanciare in orbita centinaia di libbre aggiuntive di carico utile.
Giappone
La prima espulsione è avvenuta nel maggio 2012 da un satellite sudcoreano ed è stata più che una missione di successo; ha avviato la liberalizzazione ufficiale dell'attività di lancio di satelliti dell'Agenzia di esplorazione aerospaziale giapponese.
Brasile
Il difficile ingresso del Brasile nel settore dei lanci ricorda quanto tecnicamente difficile e pericolosa possa essere questa attività, poiché due lanci di satelliti non sono stati lanciati.
Quanti satelliti sono in orbita attorno alla Terra?
“Secondo l'Ufficio delle Nazioni Unite per gli affari spaziali (UNOOSA), nella storia sono stati lanciati nello spazio un totale di 8378 oggetti. Attualmente, 4928 sono ancora in orbita, sebbene 7 di loro siano in orbita attorno a corpi celesti diversi dalla Terra; Il che significa che ci sono 4921 satelliti che ronzano sopra la testa ogni giorno".
Qual è la dimensione di un satellite?
Dalle dimensioni di una piccola auto alla dimensione di un piccolo elettrodomestico, per monitorare il sistema vengono utilizzati satelliti di tutte le forme e dimensioni struttura della terra dallo spazio, dal satellite da 3.238 kg al satellite da 570 kg.
Ora, il rapido sviluppo della tecnologia satellitare consente anche ai satelliti più piccoli di fornire capacità simili, questi piccoli satelliti forniscono tempi di costruzione più brevi e costi ridotti.
Qual è la funzione di un satellite?
Un satellite è un corpo nello spazio che orbita vicino a qualcos'altro, può essere naturale, come una luna, o artificiale. Un satellite artificiale viene messo in orbita collegandosi a un razzo, inviato nello spazio e quindi separato quando si trova nella posizione corretta, il tutto Satelliti artificiali Sono anche usati per studiare altre parti del nostro sistema solare, incluso Marte, Pianeta Giove e il sole.
Come fa un satellite a rimanere in orbita?
La gravità, combinata con la quantità di moto del satellite dal suo lancio nello spazio, fa sì che il satellite entri in orbita sopra la Terra, invece di cadere a terra.
Quindi, in realtà, la capacità dei satelliti di mantenere la loro orbita si riduce a un equilibrio tra due fattori: la loro velocità (o la velocità con cui viaggerebbe in linea retta) e l'attrazione gravitazionale tra il satellite e il pianeta su cui orbita. .
I satelliti possono entrare in collisione?
Ci sono molti satelliti in orbita, considerando le migliaia di satelliti vecchi e defunti che non possono più comunicare con la Terra, è sorprendente quanto poco si scontrino; ma una tale collisione potrebbe senza dubbio verificarsi.
Chi controlla i satelliti?
Tutti gli Satelliti artificiali sono controllati da centri di controllo satellitari situati in diversi luoghi della Terra. Per quanto riguarda i satelliti geosincroni, sono dotati di computer e software dedicati a mantenere il satellite ancorato alla Terra ea funzionare correttamente per svolgere la missione per la quale sono stati lanciati.
I satelliti inviano continuamente la telemetria ai centri di controllo dei satelliti, in modo che il personale tecnico possa controllare in qualsiasi momento della giornata lo stato dei diversi sottosistemi di bordo.
Qualcuno può inviare un satellite nello spazio?
Sì, infatti, devi solo ottenere una licenza dalla Federal Communications Agency, perché altrimenti potresti finire per interferire con altri satelliti, sia per periodi di comunicazione che per itinerario orbitale.
