Stworzone przez człowieka satelity nazywają się Sztuczne satelity ponieważ nie są one naturalne ani nie są jednym z ciał niebieskich obecnych w kosmosie, są wykorzystywane przez różne organizacje zaangażowane w badania, cele wojskowe lub globalne pozycjonowanie. Więcej na ten interesujący temat możesz dowiedzieć się tutaj.
Czym są sztuczne satelity?
Sztuczne satelity to obiekty, które ludzie wykonali i umieścili na orbicie za pomocą rakiet do ich transportu, obecnie na orbicie wokół Ziemi znajduje się ponad tysiąc aktywnych satelitów, wielkość, wysokość i konstrukcja satelity zależą od jego przeznaczenia.
Satelity różnią się wielkością, niektóre satelity sześcienne są tak małe, jak 10 cm, inne satelity komunikacyjne mają około 7 m długości i mają panele słoneczne, które rozciągają się na kolejne 50 m. Największym sztucznym satelitą jest Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, wielkości dużego pięciopokojowego domu, w tym paneli słonecznych, wielkości boiska do ćwiczeń.
Historia sztucznych satelitów
L Sztuczne satelity Ziemi pojawiły się na arenie światowej pod koniec lat pięćdziesiątych i zostały stosunkowo wcześnie przyjęte przez geodetów jako oczywiste potencjalne narzędzie do rozwiązywania światowych problemów geodezyjnych. W zastosowaniach geodezyjnych satelity mogą być wykorzystywane zarówno do pozycjonowania, jak i grawitacyjnych badań terenowych, o czym wspominaliśmy w poprzednich trzech rozdziałach.
Geodeci używali wielu różnych satelitów w ciągu ostatnich 40 lat, od satelitów aktywnych (nadajników) całkowicie pasywnych po wysoce zaawansowane, od dość małych do bardzo dużych.
Sztuczne, pasywne satelity nie mają czujników na pokładzie, a ich funkcją jest zasadniczo cel orbitujący. Aktywne satelity mogą przenosić szeroką gamę czujników, od precyzyjnych zegarów przez różne liczniki do zaawansowanych procesorów danych, i przesyłać zebrane dane z powrotem na Ziemię w sposób ciągły lub przerywany.
Nowoczesna era kosmiczna z Satelici Sztuczny wysłane do bezpośrednich pomiarów przestrzeni okołoziemskiej rozpoczęły się we wczesnych latach 1960. Pomimo ostatnich czterech dekad satelitarnych pomiarów magnetosfery Ziemi ogólnie przyjmuje się, że magnetosfera ziemska jest nadal słabo próbkowana po prostu ze względu na jej samą objętość.
Fakt ten naturalnie stanowi przeszkodę w osiągnięciu kompleksowego zrozumienia wielu zjawisk magnetosferycznych, a połączenie tej przeszkody jest coraz większym dowodem na to, że wiele trudnych problemów magnetosferycznych jest związanych z procesami fizycznymi obejmującymi wiele skal przestrzennych lub czasowych.
Istnieje silne sprzężenie między zjawiskami mikrofizycznymi i wielkoskalowymi, w związku z czym wiele dotychczasowych badań magnetosferycznych i misji kosmicznych kładzie nacisk na pomiary wielopunktowe. Osiągnięcie wielopunktowych pomiarów w kosmosie często wymaga żmudnych wysiłków i ogromnych zasobów, które można osiągnąć wydajniej i taniej dzięki współpracy międzynarodowej.
«Pierwszy sztuczny satelita został wysłany w kosmos przez Związek Radziecki 4 października 1957 r., Ten satelita nazywał się Sputnik, ważył 183 funty, był wielkości małego obiektu i okrążenie Ziemi zajęło 98 minut, wystrzelenie tego satelity został wybrany jako początek ery kosmicznej i początek kosmicznej rywalizacji między Stanami Zjednoczonymi a Związkiem Radzieckim, która trwała w latach 1960.”.
Sowieckie wydarzenie, które zmieniło świat
Sputnik był satelitą, który zainaugurował erę kosmiczną, była to kapsuła o wadze 83,6 kg (184 funty), osiągnął orbitę z apogeum 940 km (584 mil) i perygeum (najbliższy punkt) 230 km (143 mil), okrążał Ziemię co 96 minut i pozostawał na orbicie do 04 stycznia 1958 roku, kiedy to spadł i spłonął w ziemskiej atmosferze.
Uruchomienie Sputnika zszokowało wielu Amerykanów, którzy zakładali, że ich kraj technologicznie wyprzedza Związek Radziecki i doprowadziło do „konkurencji kosmicznej” między tymi dwoma krajami.
Aby zrozumieć, dlaczego Sputnik był tak niesamowity, należy przyjrzeć się temu, co się wtedy działo, dobrze przyjrzeć się późnym latom pięćdziesiątym.
W tym czasie świat znajdował się na obrzeżach badań kosmicznych, postęp technologii rakietowej był faktycznie skierowany w kosmos, ale został skierowany do użytku w czasie wojny, po II wojnie światowej Stany Zjednoczone i Związek Radziecki były konkurentami zarówno pod względem militarnym, jak i kulturowym .
Naukowcy po obu stronach pracowali nad większymi i potężniejszymi rakietami do przenoszenia ładunków w kosmos. Oba kraje chciały jako pierwsze zbadać wysoką granicę, było tylko kwestią czasu, zanim to się stanie, świat potrzebował naukowego i technicznego zastrzyku, aby się tam dostać.
W środku zimnej wojny Amerykanie byli szczególnie zaniepokojeni zacofaniem ich kraju i militarnymi konsekwencjami odkryć sowieckich.
W Moskwie nie spodziewali się sukcesu pierwszej próby, zaskoczyła ich fala uderzeniowa Sputnika na światową opinię. Jednak szybko zrozumieli, że Związek Radziecki używa tego sztucznego satelity jako broni propagandowej w zimnej wojnie przeciwko Stanom Zjednoczonym.
Rodzaje sztucznych satelitów
Zróbmy już rozróżnienie między dwoma typami satelitów, ta różnica działa na typ orbity zajmowanej przez satelitę, w rzeczywistości dokonuje się rozróżnienia między satelitami wędrujących a satelitami geostacjonarnymi. Podróżujące satelity mogą nawiązywać połączenia tylko wtedy, gdy są widoczne między nadajnikiem a odbiornikiem.
L Sztuczne satelity Mają dwie cechy i w ten sposób można je sklasyfikować zgodnie z ich misją lub orbitą.
Satelity według typu misji
Zgodnie z ich misją mamy następujące typy satelitów:
satelity astronomiczne
Są to satelity, które pozwalają na dogłębne badanie Ziemi lub dokładniejsze badanie przestrzeni kosmicznej, w przypadku teledetekcji jest to np. wykonanie precyzyjnych map lub pomiar dokładnego kształtu Ziemi lub nawet badanie przestrzeni kontynentalnych i oceanicznych.
Pomaga również lepiej zrozumieć pewne zjawiska atmosferyczne, w przypadku badania kosmosu są to w rzeczywistości duże teleskopy wysyłane w kosmos, ponieważ nie mają dyskomfortu, jaki zapewnia atmosfera na Ziemi, a zatem mogą rejestrować ostrzejsze obrazy.
Biosatelity
Są przeznaczone do badania biologicznych skutków zerowej grawitacji, promieniowania kosmicznego i braku 24-godzinnego rytmu dnia i nocy Ziemi na różne rośliny i zwierzęta, od różnych mikroorganizmów po naczelne, takie kosmiczne laboratoria są wyposażone w zdalne pomiary maszyny do monitorowania stanu próbek.
satelity telekomunikacyjne
System komunikacji satelitarnej można uruchomić stosunkowo szybko, ponieważ nie jest konieczny bezpośredni dostęp do obszaru, ponieważ konieczne byłoby wykonanie połączeń fizycznych, takich jak kable lub tym podobne. Jest to znacząca zaleta w trudnych geograficznie lub politycznie obszarach.
Typowy satelita telekomunikacyjny ma określoną liczbę transponderów, każdy transponder składa się z anteny odbiorczej dostrojonej do kanału lub zakresu częstotliwości, na wejściu urządzenia, które skaluje te częstotliwości do zakresu częstotliwości kanału wyjściowego, oraz mocy wzmacniacz zapewniający odpowiednią moc na wyjściu mikrofal. Liczba transponderów lub kanałów wskazuje pojemność satelity.
Miniaturowe satelity
Miniaturowy satelita to urządzenie krążące wokół Ziemi, które ma mniejszą masę i mniejsze wymiary fizyczne niż konwencjonalny satelita, taki jak satelita geostacjonarny, miniaturowe satelity stają się coraz bardziej popularne w ostatnich latach.
Nadają się do użytku w zastrzeżonych sieciach komunikacji bezprzewodowej, a także do obserwacji naukowych, gromadzenia danych i Globalnego Systemu Pozycjonowania (GPS).
Zminiaturyzowane satelity są często umieszczane na niskich orbitach okołoziemskich i wystrzeliwane w grupach zwanych „rojami”. W tego typu satelitach kosmicznych każdy system działa podobnie do wzmacniaka w systemie komunikacji komórkowej, niektóre zminiaturyzowane satelity są umieszczane na wydłużonych (eliptycznych) orbitach.
satelity nawigacyjne
Były bardzo przydatne dla firm żeglugowych i lotniczych, w rzeczywistości pozwalają z niezwykłą precyzją ustawić się na Ziemi. Daje to przewagę w misjach ratowniczych, dodatkowo celność może sięgać nawet 1 centymetra, ale tylko w przypadku badań wojskowych, w innych przypadkach jest znacznie mniej dokładna. Satelity te mogą również wykonywać pomiary odległości.
satelity wojskowe
Satelity te wykorzystują różne typy orbit, będzie to zależeć od celu, dlatego przyjmą orbitę geostacjonarną, jeśli jej misją ma służyć jako satelita telekomunikacyjny, lub orbitę bardzo eliptyczną, jeśli jej misją jest np. szpiegowanie.
Te ostatnie typy satelitów nazywane są „satelitami szpiegowskimi”. Mogą również obserwować Ziemię jako satelity teledetekcyjne, tego typu satelita z pewnością nie ogranicza się do rodzaju misji, ale oczywiście nie masz dostępu do tego typu informacji.
Satelity obserwacyjne Ziemi
Na pokładzie tych satelitów zastosowano różne instrumenty w celu dostarczenia niezbędnych danych w zróżnicowanych rozdzielczościach przestrzennych, spektralnych i czasowych, aby spełnić różne wymagania użytkowników w kraju i do użytku globalnego.
Dane z tych satelitów są wykorzystywane do różnych zastosowań obejmujących rolnictwo, zasoby wodne, urbanistykę, rozwój obszarów wiejskich, poszukiwanie minerałów i środowisko, od kosmosu po ziemię.
satelity zasilane energią słoneczną
Jest to ogromny system energetyczny, który gromadzi i przekształca energię słoneczną w energię elektryczną w kosmosie, a następnie przesyła ją bezprzewodowo na ziemię.
Dostarcza zasilanie innym systemom, jest jednym z najważniejszych systemów, pod wieloma względami determinuje geometrię statku kosmicznego, konstrukcję, masę i okres aktywnego istnienia. Awaria układu zasilania prowadzi do awarii całego aparatu.
System zasilania generalnie obejmuje: podstawowe i wtórne źródło energii elektrycznej, konwersję, ładowarki i automatykę sterowania.
Satelity meteorologiczne
Satelity te, również na mniej lub bardziej niskiej orbicie, umożliwiają prognozowanie, koncentrując swoje pomiary i badania na atmosferze, bezpośredniej pogodzie i złej pogodzie na Ziemi oraz na badaniu klimatu i jego ewolucji. Satelity te wykorzystują kamery na podczerwień i zwykłe, dodatkowo w zależności od poszukiwanej precyzji umieszczane są bardziej na orbicie geostacjonarnej (mniej precyzyjne) lub na orbicie polarnej (bardziej precyzyjne).
stacje kosmiczne
Jest to sztuczna struktura umieszczona na orbicie, która ma energię, zaopatrzenie i systemy środowiskowe niezbędne do utrzymania ludzkiego zamieszkania przez dłuższy czas. W zależności od konfiguracji stacja kosmiczna może służyć jako baza do różnorodnych działań.
Obejmują one obserwacje Słońca i innych obiektów astronomicznych, badanie zasobów i środowiska Ziemi, rozpoznanie wojskowe oraz długoterminowe badania zachowania materiałów i systemów biologicznych, w tym fizjologii i biochemii człowieka, w stanie nieważkości lub mikrograwitacji. .
Małe stacje kosmiczne są wystrzeliwane w pełni zmontowane, ale większe są wysyłane w modułach i montowane na orbicie, aby jak najefektywniej wykorzystać pojemność pojazdu transportowego, wystrzeliwana jest pusta stacja kosmiczna, a członkowie jej załogi, a czasem także dodatkowy sprzęt, podążają za nią. ją w oddzielnych pojazdach.
Satelity według typu orbity
Zgodnie z ich orbitą satelity są klasyfikowane w następujący sposób:
Klasyfikacja według centrum
- Orbita galaktocentryczna: Orbita centrum galaktyki, Słońce podąża tego typu orbitą wokół centrum galaktyki w Drodze Mlecznej.
- Orbita heliocentryczna: Orbita wokół Słońca, planety Układu Słonecznego, komety i asteroidy znajdują się na takich orbitach, podobnie jak wiele sztucznych satelitów i śmieci kosmicznych, wręcz przeciwnie, satelity nie znajdują się na orbicie heliocentrycznej, ale na orbicie swojego obiektu macierzystego.
- Orbita geocentryczna: Jest to orbita blisko Ziemi, jak w przypadku księżyca czy sztucznych satelitów.
- Orbita księżyca: Orbita Ziemi wokół Księżyca.
- Orbita areocentryczna: Orbita wokół planety Mars, podobnie jak jej księżyce lub sztuczne księżyce.
Klasyfikacja wysokości
- Niska orbita okołoziemska: Jest to, jak sama nazwa wskazuje, orbita, która znajduje się stosunkowo blisko powierzchni Ziemi, zwykle na wysokości mniejszej niż 1000 km, ale może znajdować się tak nisko, jak 160 km nad Ziemią, co jest niską wartością w porównaniu z innymi orbitami. ale wciąż znacznie powyżej powierzchni Ziemi.
- Średnia orbita Ziemi: Obejmuje szeroki zakres orbit w dowolnym miejscu, musi podążać określonymi ścieżkami wokół Ziemi i jest używany przez różne satelity o wielu różnych zastosowaniach.
Jest szeroko stosowany przez satelity nawigacyjne, takie jak europejski system Galileo. Galileo obsługuje komunikację nawigacyjną w całej Europie i jest używany do wielu rodzajów nawigacji, od śledzenia dużych samolotów po uzyskiwanie wskazówek na smartfonie. Galileo wykorzystuje konstelację wielu satelitów, aby jednocześnie zapewnić pokrycie dużej części świata.
- Wysoka orbita okołoziemska: Kiedy satelita dotrze dokładnie 42.164 36.000 km od środka Ziemi (około XNUMX XNUMX km od powierzchni Ziemi), wejdzie w rodzaj „słodkiego punktu”, w którym jego orbita odpowiada rotacji Ziemi.
Ponieważ satelita krąży z tą samą prędkością, z jaką obraca się Ziemia, satelita wydaje się pozostawać w miejscu przez jedną długość geograficzną, chociaż może dryfować z północy na południe, ta specjalna orbita wokół Ziemi nazywana jest geosynchroniczną.
Dla monitoringu pogody bardzo ważne jest, aby satelity na tej orbicie zapewniały stały widok tej samej powierzchni, kiedy wejdziesz do internetu na strony z pogodą i spojrzysz na widok satelitarny swojego miasta rodzinnego, obraz, na który patrzysz, pochodzi z satelity na orbicie geostacjonarnej.
Sortowanie przechyłu
- Pochylona orbita: którego orbita nie jest nachylona w stosunku do płaszczyzny równikowej.
- orbita polarna: Satelity na orbicie polarnej nie muszą dokładnie mijać bieguna północnego i południowego, nawet odchylenie w granicach od 20 do 30 stopni jest nadal klasyfikowane jako orbita polarna.
- Orbita biegunowa synchroniczna ze słońcem: Orbita zbliżona do bieguna, która przemierza równik w tym samym lokalnym czasie słonecznym przy każdym przejściu. Przydatne przy robieniu zdjęć z satelitów, ponieważ cień będzie taki sam przy każdym przejściu.
Klasyfikacja według ekscentryczności
- orbita kołowa: Orbita ma mimośród 0, a jej trajektoria rysuje okrąg.
- Orbita eliptyczna: Orbita z mimośrodem większym niż 0 i mniejszym niż 1, orbita wyznacza ścieżkę do elipsy.
- Orbita transferu geosynchronicznego: Jest to orbita eliptyczna, na której perygeum znajduje się na niższej wysokości orbity Ziemi, a apogeum na wysokości orbity geostacjonarnej.
- Geostacjonarna orbita transferu: Jest to manewr orbitalny, który potrząsa statkiem kosmicznym z jednej orbity kołowej na drugą za pomocą dwóch silników napędowych.
- orbita hiperboliczna: Jest to orbita o ekscentryczności większej niż 1. Taka orbita ma również prędkość przekraczającą prędkość ucieczki i jako taka pozwoli uniknąć przyciągania grawitacyjnego planety i będzie podróżować w nieskończoność, dopóki nie pojawi się inne ciało o wystarczającej grawitacji.
- Orbita paraboliczna: Jest to orbita o mimośrodzie równym 1. Orbita ta ma również prędkość równą prędkości ucieczki, a zatem, aby uniknąć grawitacji planety, jeśli prędkość orbity parabolicznej wzrośnie, stanie się orbitą hiperboliczną.
https://youtu.be/ldFjh1Rqmr4
Sortowanie synchroniczne
- Orbita synchroniczna: Jest to dowolna orbita, na której stopień orbitalny satelity lub ciała niebieskiego jest większy niż stopień rotacji ciała, w którym znajduje się barycentrum orbity.
- Orbita półsynchroniczna: Jest to orbita o okresie orbitalnym równym połowie średniego okresu obrotu ciała, które obraca się w tym samym kierunku obrotu, co to ciało.
- Orbita geosynchroniczna: Mają oś główną o długości 42,164 km (26199 mil). Działa na wysokości 35,786 22,236 km (XNUMX XNUMX mil).
- Orbita geostacjonarna: Są to orbity wokół Ziemi odpowiadające okresowi obrotu gwiazd na Ziemi.
- Orbita cmentarna: Jest to orbita daleka od zwykłych orbit operacyjnych.
- Orbita aerosynchroniczna: Jest to orbita synchroniczna, która znajduje się w pobliżu planety Mars z czasem orbitalnym równym trwałości dnia gwiezdnego Marsa, 24.6229 godzin.
- Orbita areostacjonarna: Jest podobny do orbity geostacjonarnej, ale znajduje się na Marsie.
inne orbity
- Orbita podkowa: To orbita, która wydaje się obserwatorowi Ziemi, że jest określoną planetą orbitalną, ale w rzeczywistości znajduje się na wspólnej orbicie z planetą.
- Punkt Lagrange'a: Są to punkty sąsiadujące z dwoma ogromnymi ciałami na orbicie, na których mała rzecz zachowuje swoją pozycję względem dużych poruszających się obiektów.
Klasyfikacja satelitów według ich wagi
Według ich wagi możemy sklasyfikować Sztuczne satelity następująco:
- Duże satelity: większe niż 1000 kg
- Średnie satelity: od 500 do 1000 kg
- Mini satelity: od 100 do 500 kg
- Mikrosatelity: od 10 do 100 kg
- Satelity Nano: od 1 do 10 kg
- Szczyt satelity: od 0,1 do 1 kg
- Satelita femto: mniej niż 100 g
Kraje o zdolności startowej
Istnieje kilka krajów, które mogą wystrzeliwać satelity w kosmos, takie jak:
Rosja
Lider w komercyjnych kosmicznych startach, Rosja obsługuje kilka kosmodromów, kraj ten płaci Kazachstanowi 115 milionów dolarów rocznie za korzystanie z najbardziej ruchliwego miejsca startów.
Stany Zjednoczone
Prywatne firmy i rządy stanowe nieustannie tworzą w Stanach Zjednoczonych porty kosmiczne, które bezpośrednio lub pośrednio wspierają przemysł wystrzeliwania satelitów.
Francja
Ten kraj zbudował swoje obiekty startowe w Gujanie Francuskiej w latach 1970., wykorzystując obrót równikowy Ziemi do wystrzelenia na orbitę setek dodatkowych kilogramów ładunku.
Japonia
Pierwsze wydalenie miało miejsce w maju 2012 roku z satelity południowokoreańskiego i była to więcej niż udana misja; zainicjował oficjalną liberalizację działalności związanej z wystrzeliwaniem satelitów przez Japan Aerospace Exploration Agency.
Brasil
Trudne wejście Brazylii do branży wystrzeliwania samolotów przypomina, jak trudny technicznie i niebezpieczny może być ten biznes, ponieważ nie udało się wystrzelić dwóch satelitów.
Ile satelitów krąży wokół Ziemi?
„Według Biura ONZ ds. Przestrzeni Kosmicznej (UNOOSA) w historii wystrzelono w kosmos łącznie 8378 obiektów. Obecnie 4928 nadal znajduje się na orbicie, chociaż 7 z nich znajduje się na orbicie wokół ciał niebieskich innych niż Ziemia; Co oznacza, że każdego dnia nad naszymi głowami brzęczy 4921 satelitów”.
Jaki jest rozmiar satelity?
Od wielkości małego samochodu do wielkości małego urządzenia, satelity wszystkich kształtów i rozmiarów służą do monitorowania struktura ziemi z kosmosu, od 3.238 kg satelity do 570 kg satelity.
Obecnie szybki rozwój technologii satelitarnej pozwala nawet mniejszym satelitom zapewniać podobne możliwości, te małe satelity zapewniają krótszy czas budowy i niższe koszty.
Jaka jest funkcja satelity?
Satelita to ciało w przestrzeni, które krąży blisko czegoś innego, może być naturalne, jak księżyc lub sztuczne. Sztuczny satelita jest umieszczany na orbicie poprzez przyczepienie się do rakiety, wysyłany w kosmos, a następnie rozdzielany, gdy znajdzie się we właściwej lokalizacji, wszystko Sztuczne satelity Są również wykorzystywane do badania innych części naszego Układu Słonecznego, w tym Marsa, Planeta Jowisz i słońce.
Jak satelita pozostaje na orbicie?
Grawitacja w połączeniu z pędem satelity z jego wystrzelenia w kosmos powoduje, że satelita wchodzi na orbitę nad Ziemią, zamiast spadać na ziemię.
Tak naprawdę, zdolność satelitów do utrzymywania swojej orbity sprowadza się do równowagi między dwoma czynnikami: ich prędkością (lub prędkością, z jaką poruszałby się w linii prostej) i przyciąganiem grawitacyjnym między satelitą a planetą, wokół której krąży.
Czy satelity mogą się zderzać?
Na orbicie znajduje się wiele satelitów, biorąc pod uwagę tysiące starych i nieistniejących już satelitów, które nie mogą już komunikować się z Ziemią, zaskakujące jest, jak mało się zderzają; ale taka kolizja niewątpliwie mogłaby nastąpić.
Kto kontroluje satelity?
Wszystko Sztuczne satelity są kontrolowane z centrów kontroli satelitarnej znajdujących się w różnych miejscach na Ziemi. Jeśli chodzi o satelity geosynchroniczne, są one wyposażone w komputery i oprogramowanie dedykowane do utrzymania satelity zakotwiczonego na Ziemi i prawidłowego działania w celu realizacji misji, dla której są wystrzeliwane.
Satelity przesyłają dane telemetryczne do centrów kontroli satelitów w sposób ciągły, dzięki czemu personel techniczny może sprawdzić stan różnych podsystemów na pokładzie o dowolnej porze dnia.
Czy ktoś może wysłać satelitę w kosmos?
Tak, rzeczywiście, wystarczy uzyskać licencję od Federalnej Agencji Komunikacji, ponieważ w przeciwnym razie możesz zakłócać inne satelity, czy to z powodu okresów komunikacji, czy trasy orbitalnej.
