人工衛星は 人工衛星 それらは自然ではなく、宇宙に存在する天体のXNUMXつでもないため、研究、軍事、または全地球測位の目的で関係するさまざまな組織によって使用されます。 この興味深いトピックについて詳しくは、こちらをご覧ください。
人工衛星とは何ですか？
人工衛星は、人々がロケットを使って軌道に乗せて輸送する物体です。現在、地球の周りの軌道にはXNUMXを超えるアクティブな衛星があり、衛星のサイズ、高度、設計はその目的によって異なります。
衛星のサイズはさまざまです。一部の立方体衛星は10cmと小さく、他の通信衛星は長さが約7mで、さらに50m伸びるソーラーパネルを備えています。 最大の人工衛星は国際宇宙ステーションで、ソーラーパネルを含むXNUMX部屋の大きな家と同じくらいの大きさで、スポーツの練習場と同じくらいの大きさです。
人工衛星の歴史
たくさん 人工衛星 of the Earthは、1950年代後半に世界のシーンに登場し、世界の測地問題を解決するための明白な潜在的なツールとして、測地学者によって比較的早く採用されました。 測地アプリケーションでは、前のXNUMXつのセクションで説明したように、衛星は測位と重力場の両方の研究に使用できます。
測地学者は過去40年間、アクティブ衛星（送信機）から完全にパッシブな衛星、高度に洗練された衛星、かなり小さい衛星から非常に大きい衛星まで、さまざまな衛星を使用してきました。
人工衛星にはセンサーが搭載されておらず、その機能は基本的に軌道を回るターゲットの機能です。 アクティブな衛星は、正確な時計からさまざまなカウンター、高度なデータプロセッサーまで、さまざまなセンサーを搭載し、収集したデータを継続的または断続的に地球に送り返すことができます。
現代の宇宙時代 Sアテライト 人工的な 地球近傍天体の直接測定のために送られたのは1960年代初頭に始まりました。地球の磁気圏の過去XNUMX年間の衛星測定にもかかわらず、地球の磁気圏はまだ不十分にサンプリングされていると一般に認められています。
この事実は当然、多くの磁気圏現象の包括的な理解を達成する上での障害となります。この障害を悪化させることは、多くの挑戦的な磁気圏問題が複数の空間的または時間的スケールを含む物理的プロセスに関連しているという証拠が増えています。
微物理現象と大規模現象の間には強い結合があり、その結果、これまでの多くの磁気圏調査と宇宙ミッションは多点測定を強調しています。 宇宙での多点測定を達成するには、多くの場合、骨の折れる努力と膨大なリソースが必要です。これは、国際協力を通じてより効率的かつ安価に達成できます。
«最初の人工衛星は4年1957月183日にソビエト連邦によって宇宙に送られました。この衛星はスプートニクと呼ばれ、重量は98ポンドで、小さな物体の大きさで、地球を周回するのに1960分かかりました。この衛星の打ち上げ宇宙時代の始まりと、XNUMX年代に続いた米国とソビエト連邦の間の宇宙競争の始まりとして選ばれました。»
世界を変えたソビエトの出来事
スプートニクは宇宙時代を開始した衛星であり、83,6 kg（184ポンド）のカプセルであり、940 km（584マイル）のアポジと230 km（143マイル）のペリジー（最接近点）で軌道を達成しました。地球を96分ごとに周回し、04年1958月XNUMX日、地球の大気中に落下して燃え尽きるまで軌道上に留まりました。
スプートニクの打ち上げは、自国がソビエト連邦よりも技術的に進んでいると考えていた多くのアメリカ人に衝撃を与え、両国間の「宇宙競争」につながった。
スプートニクがなぜこんなに素晴らしかったのかを理解するには、当時何が起こっていたのかを見て、1950年代後半をよく見ることが重要です。
当時、世界は宇宙研究の端にあり、ロケット技術の進歩は実際には宇宙に向けられていましたが、第二次世界大戦後、米国とソビエト連邦は軍事的にも文化的にも競争相手でした。 。
両側の科学者は、ペイロードを宇宙に運ぶために、より大きく、より強力なロケットを開発していました。 両国は最初にハイフロンティアを探検したいと考えていました。それが起こるのは時間の問題でした。世界が必要としているのは、そこに到達するための科学的および技術的な後押しでした。
冷戦の真っ只中で、アメリカ人は自国の後退とソビエトの発見の軍事的影響について特に心配していました。
モスクワでは、彼らは最初の試みの成功を期待していなかった、彼らは世界の意見に対するスプートニクの衝撃波に驚いた。 しかし、彼らはソビエト連邦がこの人工衛星を米国との冷戦の宣伝兵器として使用していることをすぐに理解しました。
人工衛星の種類
すでにXNUMX種類の衛星を区別しましょう。この違いは、衛星がとる軌道の種類に影響を及ぼします。実際、ローミング衛星と静止衛星は区別されます。 移動中の衛星は、送信機と受信機の間に見える場合にのみリンクを確立できます。
たくさん 人工衛星 それらにはXNUMXつの特徴があり、このようにして、それらはそれらの任務またはそれらの軌道に従って分類することができます。
ミッションタイプ別の衛星
彼らの使命によると、私たちは次のタイプの衛星を持っています：
天文衛星
これらは、地球の詳細な調査または宇宙のより正確な調査を可能にする衛星です。リモートセンシングの場合、たとえば、正確な地図の作成や地球の正確な形状の測定などです。大陸と海洋の空間の研究でさえ。
また、特定の大気現象をよりよく理解するのにも役立ちます。宇宙の研究の場合、それらは大気が地球に与える不快感がなく、したがってより鮮明な画像をキャプチャできるため、実際には宇宙に送られる大きな望遠鏡です。
生物衛星
それらは、無重力、宇宙線、およびさまざまな微生物から霊長類に至るまでのさまざまな動植物に対する地球の24時間の昼と夜のリズムの欠如の生物学的影響を研究するように設計されており、そのような宇宙研究所は遠隔測定を備えていますサンプルの状態を監視するためのマシン。
通信衛星
衛星通信システムは、ケーブルなどの物理的な接続が必要になるため、エリアに直接アクセスする必要がないため、比較的迅速に運用を開始できます。 これは、地理的または政治的に困難な地域での重要な利点です。
典型的な通信衛星には、特定の数のトランスポンダがあり、各トランスポンダは、デバイスの入力で、チャネルまたは周波数範囲に調整された受信アンテナで構成され、これらの周波数を出力チャネルの周波数範囲にスケーリングします。マイクロ波出力に適切な電力を供給するための増幅器。 トランスポンダまたはチャネルの数は、衛星の容量を示します。
小型衛星
小型衛星は、静止衛星などの従来の衛星よりも質量が小さく、物理的寸法が小さい地球を周回する装置であり、近年、小型衛星がますます一般的になっています。
これらは、独自の無線通信ネットワークでの使用だけでなく、科学的観測、データ収集、および全地球測位システム（GPS）での使用にも適しています。
小型衛星はしばしば低軌道に配置され、「スウォーム」と呼ばれるグループで打ち上げられます。 このタイプの宇宙衛星では、各システムはセルラー通信システムのリピーターと同様に機能し、一部の小型衛星は細長い（楕円）軌道に配置されます。
ナビゲーション衛星
これらは、海運会社や航空会社にとって非常に便利であり、実際、地球上で非常に正確に自分を配置することができます。 これは、救助任務に利点をもたらします。さらに、精度は1センチメートルまで上がる可能性がありますが、軍事研究の場合のみ、他の場合には、はるかに精度が低くなります。 これらの衛星は、距離測定も実行できます。
軍事衛星
これらの衛星はさまざまな種類の軌道を使用します。これは目的によって異なります。したがって、たとえば、通信衛星として機能する場合は静止軌道を使用し、スパイを使用する場合は非常に楕円軌道を使用します。
これらの後者のタイプの衛星は「スパイ衛星」と呼ばれます。 彼らは地球をリモートセンシング衛星として観測することもできます。このタイプの衛星は確かにミッションのタイプに限定されませんが、明らかにこのタイプの情報にアクセスすることはできません。
地球観測衛星
これらの衛星にはさまざまな機器が搭載されており、国内のユーザーのさまざまな要件に対応し、グローバルに使用するために、さまざまな空間、スペクトル、時間の解像度で必要なデータを提供しています。
これらの衛星からのデータは、農業、水資源、都市計画、農村開発、鉱物探査、および宇宙から地球までの環境にまたがるさまざまなアプリケーションに使用されます。
太陽光発電衛星
これは、太陽エネルギーを集めて宇宙で電気エネルギーに変換し、その電気エネルギーをワイヤレスで地球に送信する、途方もない電力システムです。
それは他のシステムに電力を供給し、最も重要なシステムのXNUMXつであり、多くの点で、宇宙船の形状、設計、質量、および活動期間を決定します。 電源システムの故障は、装置全体の故障につながります。
電源システムには、一般に、一次および二次電源、変換、充電器、および制御の自動化が含まれます。
気象衛星
また、多かれ少なかれ低軌道に位置するこれらの衛星は、大気、直接的な天気、地球の悪天候に関する測定と研究を集中することによって予測し、気候とその進化を研究することを可能にします。 これらの衛星は、赤外線カメラと通常のカメラを使用します。さらに、求められる精度に応じて、静止軌道（精度が低い）または極軌道（精度が高い）に配置されます。
宇宙ステーション
これは軌道上に配置された人工構造物であり、人間の居住を長期間サポートするために必要な電力、供給、および環境システムを備えています。 その構成に応じて、宇宙ステーションはさまざまな活動の拠点として機能することができます。
これらには、太陽やその他の天体の観測、地球の資源と環境の研究、軍事偵察、無重力状態または微小重力状態での人類生理学や生化学を含む物質や生物系の挙動の長期調査が含まれます。 。
小さな宇宙ステーションは完全に組み立てられて打ち上げられますが、大きなステーションはモジュールで出荷され、軌道上で組み立てられて、輸送車両の容量を最大限に活用します。空の宇宙ステーションが打ち上げられ、その乗組員のメンバー、場合によっては追加の機器が続きます。別の車で彼女。
軌道の種類別の衛星
軌道によると、衛星は次のように分類されます。
センターによる分類
- ガラクトセントリック軌道： 銀河中心の軌道である太陽は、天の川銀河中心の周りのこのタイプの軌道をたどります。
- 太陽周回軌道： 太陽の周りの軌道、 太陽系の惑星、彗星と小惑星は、多くの人工衛星やスペースデブリの破片のように、そのような軌道にあります。逆に、衛星は太陽周回軌道ではなく、それらの親オブジェクトの軌道にあります。
- 地球中心軌道： 月や人工衛星のように、地球に近い軌道です。
- 月の軌道： 月の周りの地球の軌道。
- 火星周回軌道： 火星の周りの軌道は、その衛星や人工衛星の軌道のようです。
高度分類
- 低軌道： 名前が示すように、これは地球の表面に比較的近い軌道であり、通常は高度1000 km未満ですが、地球から160 kmまで低くなる可能性があり、他の軌道と比較して低くなります。しかし、それでも地球の表面よりかなり上にあります。
- 平均地球軌道： それはどこでも広範囲の軌道を網羅し、地球の周りの特定の経路をたどる必要があり、多くの異なる用途を持つさまざまな衛星によって使用されます。
これは、ヨーロッパのガリレオシステムなどのナビゲーション衛星で広く使用されています。 ガリレオはヨーロッパ全土のナビゲーション通信を強化し、大型航空機の追跡からスマートフォンへの道順の取得まで、さまざまな種類のナビゲーションに使用されます。 ガリレオは、複数の衛星のコンステレーションを使用して、世界の大部分を一度にカバーします。
- 高軌道： 衛星が地球の中心から正確に42.164キロメートル（地球の表面から約36.000キロメートル）に到達すると、衛星はその軌道が地球の自転と一致する一種の「スイートスポット」に入ります。
衛星は地球の自転と同じ速度で軌道を回っているため、衛星は北から南にドリフトする可能性はありますが、単一の経度の間その場にとどまっているように見えます。この特別な高軌道は静止軌道と呼ばれます。
この軌道にある衛星が同じ表面の安定したビューを提供することは、気象監視にとって非常に重要です。インターネットにアクセスして気象サイトにアクセスし、故郷の衛星ビューを見ると、見ている画像は衛星から降りてきます。静止軌道で。
チルトソーティング
- 傾斜軌道： 赤道面に対して軌道傾斜角がない人。
- 極軌道： 極軌道にある衛星は、北極と南極を正確に通過する必要はありません。20〜30度以内の偏差でも、極軌道として分類されます。
- 太陽同期極軌道： 各パスで同じローカル太陽時で赤道を横断する近極軌道。 影は各パスで同じになるため、画像を撮影する衛星に便利です。
離心率による分類
- 円軌道： 軌道の離心率は0で、その軌道は円を描きます。
- 楕円軌道： 離心率が0より大きく1より小さい軌道は、楕円へのパスをトレースします。
- 静止トランスファ軌道： これは、近地点が地球のより低い軌道高度にあり、遠地点が静止軌道高度にある楕円軌道です。
- 静止トランスファ軌道： これは、XNUMXつの推進エンジンを使用して、宇宙船をXNUMXつの円軌道から別の円軌道に振る軌道操作です。
- 双曲線軌道： 離心率が1より大きい軌道です。このような軌道は、暴走速度を超える速度も持っているため、惑星の引力を回避し、十分な重力を持つ別の物体がキックインするまで無限に移動し続けます。
- 放物線軌道： 離心率が1の軌道です。この軌道も脱出速度に等しい速度を持っているので、惑星の重力を避けるために、放物線軌道の速度が上がると双曲線軌道になります。
https://youtu.be/ldFjh1Rqmr4
同期ソート
- 同期軌道： これは、衛星または天体の軌道ステージが、軌道重心を保持する物体の回転ステージよりも大きい軌道です。
- 準同期軌道： これは、この物体と同じ回転方向に回転する、物体の平均回転周期の半分に等しい軌道周期を持つ軌道です。
- 静止軌道： それらは42,164km（26199 mi）の準主軸を持っています。 高度35,786km（22,236マイル）で動作します。
- 静止軌道： それらは、地球の恒星の自転周期に対応する地球の周りの軌道です。
- 墓場軌道： これは、一般的な運用軌道からはほど遠い軌道です。
- 火星同期軌道： これは、火星の恒星日である24.6229時間の恒星時に等しい軌道時間で、火星の近くに配置された同期軌道です。
- 火星静止軌道： 静止軌道に似ていますが、火星にあります。
他の軌道
- 馬蹄形軌道： 地球の観測者には特定の軌道惑星であるように見えますが、実際には惑星との共同軌道にある軌道です。
- ラグランジュ点： それらは、軌道上にあるXNUMXつの巨大な物体に隣接する点であり、小さなものが大きな移動物体に対してその位置を保持します。
重量による衛星の分類
彼らの体重に応じて、私たちは分類することができます 人工衛星 次のようにします。
- 大型衛星：1000kg以上
- 中型衛星：500〜1000 kg
- ミニサテライト：100〜500 kg
- マイクロ衛星：10〜100 kg
- ナノ衛星：1〜10 kg
- 衛星ピーク：0,1〜1 kg
- フェムト衛星：100g未満
打ち上げ能力のある国
衛星を宇宙に打ち上げる能力を持つ国はいくつかあります。
ロシア
商業宇宙発射のリーダーであるロシアは、いくつかの宇宙港を運営しており、国は最も忙しい発射場の使用に対してカザフスタンに年間115億XNUMX万ドルを支払っています。
米国
民間企業と州政府は、衛星打ち上げ産業を直接的または間接的にサポートする宇宙港を米国に絶えず設立しています。
フランス
この国は、1970年代にフランス領ギアナに打ち上げ施設を建設し、地球の赤道スピンを使用して、数百ポンドの追加のペイロードを軌道に打ち上げました。
日本
最初の追放は2012年XNUMX月に韓国の衛星から行われ、それは成功した任務以上のものでした。 宇宙航空研究開発機構の衛星打ち上げ事業の正式な自由化を開始。
Brasil
ブラジルの打ち上げ業界への参入の難しさは、このビジネスが技術的に困難で危険である可能性があることを思い出させます。XNUMXつの衛星打ち上げは打ち上げに失敗しました。
地球を周回している衛星はいくつありますか？
「国連宇宙局（UNOOSA）によると、歴史上、合計8378個の天体が宇宙に打ち上げられました。 現在、4928はまだ軌道上にありますが、そのうちの7つは地球以外の天体の周りを周回しています。 つまり、毎日4921個の衛星が頭上を賑わっています。」
衛星の大きさはどれくらいですか？
小型車のサイズから小型家電のサイズまで、あらゆる形状とサイズの衛星を使用して、 地球の構造 宇宙から、3.238kgの衛星から570kgの衛星まで。
現在、衛星技術の急速な発展により、さらに小型の衛星でも同様の機能を提供できるようになりました。これらの小型衛星は、建設時間の短縮とコストの削減を実現します。
衛星の機能は何ですか？
衛星は、他の何かの近くを周回する宇宙の物体であり、月のように自然なものでも、人工的なものでもかまいません。 人工衛星はロケットに取り付けて軌道に乗せ、宇宙に送り、正しい位置にあるときに分離します。 人工衛星 それらはまた火星を含む私達の太陽系の他の部分を調査するために使用されます、 プラネットジュピター と太陽。
衛星はどのように軌道にとどまりますか？
重力は、衛星が宇宙に打ち上げられてからの運動量と組み合わされて、衛星が地面に落下するのではなく、地球の上の軌道に入る原因となります。
つまり、実際には、衛星が軌道を維持する能力は、速度（または衛星が直線的に移動する速度）と衛星と軌道を回る惑星との間の引力というXNUMXつの要素のバランスになります。
衛星は衝突できますか？
軌道上には多くの衛星があり、地球と通信できなくなった何千もの古くて機能しなくなった衛星を考えると、それらが衝突することがいかに少ないかは驚くべきことです。 しかし、そのような衝突は間違いなく発生する可能性があります。
誰が衛星を制御しますか？
すべて 人工衛星 それらは、地球上のさまざまな場所にある衛星制御センターから制御されます。 静止衛星に関しては、衛星を地球に固定し、打ち上げられた任務を遂行するために適切に機能するための専用のコンピューターとソフトウェアが装備されています。
衛星は衛星制御センターにテレメトリを継続的に送信するため、技術スタッフはXNUMX日中いつでも搭載されているさまざまなサブシステムのステータスを確認できます。
誰でも衛星を宇宙に送ることができますか？
はい、確かに、あなたは連邦通信庁から免許を取得する必要があるだけです。そうしないと、通信期間または軌道旅程のいずれかのために他の衛星に干渉する可能性があるからです。
