Искусственные спутники называются Искусственные спутники поскольку они не являются естественными и не являются одним из небесных тел, присутствующих в космосе, они используются различными организациями, участвующими в исследованиях, военных целях или в целях глобального позиционирования. Подробнее об этой интересной теме можно узнать здесь.
Что такое искусственные спутники?
Искусственные спутники — это объекты, которые люди изготовили и вывели на орбиту с помощью ракет для их транспортировки, в настоящее время на орбите вокруг Земли находится более тысячи активных спутников, размер, высота и конструкция спутника зависят от его назначения.
Спутники различаются по размеру, некоторые кубические спутники имеют размер всего 10 см, другие спутники связи имеют длину около 7 м и имеют солнечные батареи, которые выдвигаются еще на 50 м. Крупнейший искусственный спутник — Международная космическая станция, он размером с большой пятикомнатный дом, включая солнечные батареи, размером с спортивную площадку.
История искусственных спутников
Искусственные спутники Земли появились на мировой арене в конце 1950-х гг. и относительно рано были приняты геодезистами как очевидный потенциальный инструмент для решения мировых геодезических задач. В геодезических приложениях спутники могут использоваться как для позиционирования, так и для изучения гравитационного поля, как мы упоминали в предыдущих трех разделах.
За последние 40 лет геодезисты использовали множество различных спутников, начиная от активных спутников (передатчиков), полностью пассивных, и заканчивая очень сложными, от довольно маленьких до очень больших.
Искусственные пассивные спутники не имеют датчиков на борту, и их функция в основном аналогична орбитальной цели. Активные спутники могут нести широкий спектр датчиков, от точных часов и различных счетчиков до сложных процессоров данных, и передавать собранные данные обратно на Землю на постоянной или периодической основе.
Современная космическая эра с Sспутники Искусственный для прямых измерений околоземного пространства началось в начале 1960-х годов.Несмотря на последние четыре десятилетия спутниковых измерений магнитосферы Земли, общепризнано, что магнитосфера Земли все еще плохо опробована просто из-за ее огромного объема.
Этот факт, естественно, создает препятствие для достижения всестороннего понимания многих магнитосферных явлений, усугубляя это препятствие растущим свидетельством того, что многие сложные магнитосферные проблемы связаны с физическими процессами, затрагивающими несколько пространственных или временных масштабов.
Существует сильная связь между микрофизическими и крупномасштабными явлениями, поэтому многие исследования магнитосферы и космические миссии на сегодняшний день делают упор на многоточечные измерения. Достижение многоточечных измерений в космосе часто требует больших усилий и огромных ресурсов, что может быть достигнуто более эффективно и дешево благодаря международному сотрудничеству.
«Первый искусственный спутник был отправлен в космос Советским Союзом 4 октября 1957 года, этот спутник назывался Спутник, весил 183 фунта, был размером с небольшой объект, и ему потребовалось 98 минут, чтобы облететь вокруг Земли, запуск этого спутника был выбран в качестве начала космической эры и начала космического соревнования между Соединенными Штатами и Советским Союзом, которое продолжалось в течение 1960-х годов».
Советское событие, изменившее мир
Спутник был спутником, открывшим космическую эру, это была капсула весом 83,6 кг (184 фунта), она вышла на орбиту с апогеем 940 км (584 мили) и перигеем (ближайшая точка) 230 км (143 мили). совершал оборот вокруг Земли каждые 96 минут и оставался на орбите до 04 января 1958 года, когда упал и сгорел в земной атмосфере.
Запуск спутника шокировал многих американцев, считавших, что их страна технологически опережает Советский Союз, и привел к «космической конкуренции» между двумя странами.
Чтобы понять, почему спутник был таким замечательным, важно взглянуть на то, что происходило в то время, внимательно посмотреть на конец 1950-х годов.
В то время мир находился на периферии космических исследований, прогресс ракетной техники был фактически нацелен на космос, но был отвлечен на использование в военное время, после Второй мировой войны США и Советский Союз были конкурентами как в военном, так и в культурном плане. .
Ученые обеих сторон разрабатывали более крупные и мощные ракеты для доставки полезных грузов в космос. Обе страны хотели первыми исследовать высокие рубежи, это был лишь вопрос времени, когда это произойдет, мир нуждался в научно-техническом толчке, чтобы добраться туда.
В разгар холодной войны американцы были особенно обеспокоены отсталостью своей страны и последствиями советских открытий на военном уровне.
В Москве не ожидали успеха первой попытки, были удивлены ударной волной Sputnik по мировой общественности. Однако они быстро поняли, что Советский Союз использовал этот искусственный спутник в качестве пропагандистского оружия в холодной войне против Соединенных Штатов.
Типы искусственных спутников
Давайте уже проведем различие между двумя типами спутников, это различие влияет на тип орбиты, которую занимает спутник, фактически проводится различие между перемещающимися спутниками и геостационарными спутниками. Перемещающиеся спутники могут устанавливать связь только тогда, когда они видны между передатчиком и приемником.
Искусственные спутники У них есть две характеристики, и таким образом их можно классифицировать в соответствии с их миссией или их орбитой.
Спутники по типу миссии
По своему предназначению мы имеем следующие типы спутников:
астрономические спутники
Это спутники, которые позволяют проводить углубленное изучение Земли или более точное изучение космоса, в случае дистанционного зондирования это, например, составление точных карт или измерение точной формы Земли или даже изучение континентальных и океанических пространств.
Это также помогает лучше понять некоторые атмосферные явления, в случае изучения космоса они на самом деле представляют собой большие телескопы, отправленные в космос, поскольку они не испытывают дискомфорта, который создает атмосфера на Земле, и поэтому они могут делать более четкие изображения.
Биоспутники
Они предназначены для изучения биологического воздействия невесомости, космической радиации и отсутствия земного 24-часового ритма дня и ночи на различные растения и животных, начиная от разнообразных микроорганизмов и заканчивая приматом, такие космические лаборатории оснащены средствами дистанционного измерения машины для контроля состояния образцов.
спутники связи
Систему спутниковой связи можно ввести в эксплуатацию относительно быстро, так как нет необходимости иметь прямой доступ к местности, так как необходимо будет осуществить физические соединения, такие как кабели и т.п. Это значительное преимущество в географически или политически сложных районах.
Типичный телекоммуникационный спутник имеет определенное количество транспондеров, каждый из которых состоит из приемной антенны, настроенной на канал или диапазон частот, на входе устройства, которое масштабирует эти частоты в частотный диапазон выходного канала, и мощного Усилитель для обеспечения СВЧ-выхода с достаточной мощностью. Количество транспондеров или каналов указывает на пропускную способность спутника.
Миниатюрные спутники
Миниатюрный спутник — это устройство на околоземной орбите, имеющее меньшую массу и меньшие физические размеры, чем обычный спутник, такой как геостационарный спутник. В последние годы миниатюрные спутники становятся все более распространенными.
Они подходят для использования в проприетарных сетях беспроводной связи, а также для научных наблюдений, сбора данных и глобальной системы позиционирования (GPS).
Миниатюрные спутники часто размещают на низких околоземных орбитах и запускают группами, называемыми «роями». В этом типе космического спутника каждая система работает аналогично ретранслятору в системе сотовой связи, некоторые миниатюрные спутники размещаются на вытянутых (эллиптических) орбитах.
навигационные спутники
Они оказались очень полезными для судоходных и авиационных компаний, ведь они позволяют с предельной точностью позиционировать себя на Земле. Это дает преимущество в спасательных миссиях, к тому же точность может быть до 1 сантиметра, но только для военных исследований, в остальных случаях она гораздо менее точна. Эти спутники также могут выполнять измерения расстояний.
военные спутники
Эти спутники используют разные типы орбит, это будет зависеть от цели, поэтому он будет занимать геостационарную орбиту, если его миссия состоит в том, чтобы служить спутником связи, или очень эллиптическую орбиту, если его миссия состоит, например, в шпионаже.
Эти последние типы спутников называются «спутниками-шпионами». Они также могут наблюдать за Землей в качестве спутников дистанционного зондирования, этот тип спутников, конечно, не ограничивается типом миссий, но, очевидно, у вас нет доступа к этому типу информации.
Спутники наблюдения Земли
На борту этих спутников использовались различные инструменты для предоставления необходимых данных с различным пространственным, спектральным и временным разрешением для удовлетворения различных потребностей пользователей в стране и для глобального использования.
Данные с этих спутников используются для различных приложений, охватывающих сельское хозяйство, водные ресурсы, городское планирование, развитие сельских районов, разведку полезных ископаемых и окружающую среду, от космоса до земли.
спутники на солнечных батареях
Это огромная энергосистема, которая собирает и преобразует солнечную энергию в электрическую в космосе, а затем передает электрическую энергию на землю по беспроводной связи.
Она обеспечивает питание других систем, является одной из важнейших систем, во многом определяет геометрию космического корабля, конструкцию, массу и период активного существования. Выход из строя системы электропитания приводит к выходу из строя всего аппарата.
В систему электроснабжения обычно входят: первичный и вторичный источник электроэнергии, преобразователи, зарядные устройства и автоматика управления.
Метеорологические спутники
Эти спутники, расположенные также на более или менее низкой орбите, позволяют прогнозировать, концентрируя свои измерения и исследования на атмосфере, прогнозировать погоду и плохую погоду на Земле, а также изучать климат и его эволюцию. Эти спутники используют инфракрасные и обычные камеры, кроме того, в зависимости от требуемой точности, они размещаются больше на геостационарной орбите (менее точная) или на полярной орбите (более точная).
космические станции
Это искусственное сооружение, размещенное на орбите, в котором есть энергия, запасы и экологические системы, необходимые для поддержания человеческого жилья в течение длительного времени. В зависимости от конфигурации космическая станция может служить базой для различных видов деятельности.
К ним относятся наблюдения за Солнцем и другими астрономическими объектами, изучение ресурсов и окружающей среды Земли, военная разведка и длительные исследования поведения материалов и биологических систем, включая физиологию и биохимию человека, в состоянии невесомости или микрогравитации. .
Небольшие космические станции запускаются в полностью собранном виде, а более крупные отправляются в модулях и собираются на орбите.Чтобы максимально эффективно использовать возможности вашего транспортного средства, запускается пустая космическая станция, и члены вашего экипажа, а иногда и дополнительное оборудование, следуют ее в отдельных транспортных средствах.
Спутники по типу орбиты
По своей орбите спутники классифицируются следующим образом:
Классификация по центру
- Галактоцентрическая орбита: Орбита центра галактики, Солнца следует этому типу орбиты вокруг галактического центра в Млечном Пути.
- Гелиоцентрическая орбита: Орбита вокруг Солнца, т. планеты Солнечной системы, кометы и астероиды находятся на таких орбитах, как и многие искусственные спутники и космический мусор, спутники, наоборот, находятся не на гелиоцентрической орбите, а на орбите своего родительского объекта.
- Геоцентрическая орбита: Это орбита, близкая к планете Земля, как в случае Луны или искусственных спутников.
- Орбита Луны: Орбита Земли вокруг Луны.
- Ареоцентрическая орбита: Орбита вокруг планеты Марс, как и у ее лун или искусственных лун.
Классификация высот
- Низкая околоземная орбита: Это, как следует из названия, орбита, которая находится относительно близко к поверхности Земли, обычно на высоте менее 1000 км, но может быть на высоте до 160 км над Землей, что является низким по сравнению с другими орбитами. но все еще значительно выше поверхности Земли.
- Средняя околоземная орбита: Он охватывает широкий диапазон орбит в любом месте, должен двигаться по определенным траекториям вокруг Земли и используется множеством спутников для самых разных приложений.
Он широко используется навигационными спутниками, такими как европейская система Galileo. Galileo обеспечивает навигационную связь по всей Европе и используется для многих типов навигации, от отслеживания больших самолетов до получения указаний на вашем смартфоне. Galileo использует группировку из нескольких спутников для одновременного охвата больших частей мира.
- Высокая околоземная орбита: Когда спутник достигает точно 42.164 36.000 километров от центра Земли (около XNUMX XNUMX километров от поверхности Земли), он попадает в своего рода «золотую середину», в которой его орбита совпадает с вращением Земли.
Поскольку спутник вращается с той же скоростью, что и Земля, кажется, что спутник остается на месте в течение одной долготы, хотя он может дрейфовать с севера на юг, эта особая высокая околоземная орбита называется геосинхронной.
Для мониторинга погоды очень важно, чтобы спутники на этой орбите обеспечивали стабильный обзор одной и той же поверхности, когда вы заходите в Интернет на сайты о погоде и смотрите на спутниковый вид вашего родного города, изображение, на которое вы смотрите, спускается со спутника. на геостационарной орбите.
Сортировка по наклону
- Наклонная орбита: Чья орбита не наклонена по отношению к экваториальной плоскости.
- полярная орбита: Спутники на полярной орбите не обязаны точно проходить северный и южный полюса, даже отклонение в пределах от 20 до 30 градусов все равно классифицируется как полярная орбита.
- Солнечно-синхронная полярная орбита: Околополярная орбита, пересекающая экватор в одно и то же местное солнечное время при каждом проходе. Полезно для спутников, делающих снимки, так как тень будет одинаковой при каждом проходе.
Классификация по эксцентриситету
- круговая орбита: Орбита имеет эксцентриситет 0 и траектория которой рисует окружность.
- Эллиптическая орбита: Орбита с эксцентриситетом больше 0 и меньше 1, орбита прослеживает путь к эллипсу.
- Геосинхронная переходная орбита: Это эллиптическая орбита, перигей которой находится на более низкой высоте околоземной орбиты, а апогей — на высоте геостационарной орбиты.
- Геостационарная переходная орбита: Это орбитальный маневр, при котором космический корабль переводится с одной круговой орбиты на другую с помощью двух двигательных установок.
- гиперболическая орбита: Это орбита с эксцентриситетом больше 1. Такая орбита также имеет скорость, превышающую скорость убегания, и поэтому она будет избегать гравитационного притяжения планеты и продолжит бесконечное движение, пока не сработает другое тело с достаточной гравитацией.
- Параболическая орбита: Это орбита с эксцентриситетом, равным 1. Эта орбита также имеет скорость, равную скорости убегания, и поэтому, чтобы избежать гравитации планеты, если скорость параболической орбиты увеличится, она станет гиперболической орбитой.
https://youtu.be/ldFjh1Rqmr4
Синхронная сортировка
- Синхронная орбита: Это любая орбита, на которой орбитальный этап спутника или небесного тела больше, чем этап вращения тела, удерживающего барицентр орбиты.
- Полусинхронная орбита: Это орбита с периодом обращения, равным половине среднего периода вращения тела, которое вращается в том же направлении вращения, что и это тело.
- Геосинхронная орбита: Их большая полуось составляет 42,164 26199 км (35,786 22,236 миль). Он работает на высоте XNUMX XNUMX км (XNUMX XNUMX миль).
- Геостационарная орбита: Это орбиты вокруг Земли, соответствующие периоду вращения звезды Земли.
- Кладбищенская орбита: Это орбита, далекая от обычных рабочих орбит.
- Ареосинхронная орбита: Это синхронная орбита, расположенная рядом с планетой Марс, с орбитальным временем, равным постоянству звездных суток Марса, 24.6229 часа.
- Ареостационарная орбита: Она похожа на геостационарную орбиту, но находится на Марсе.
другие орбиты
- Подковообразная орбита: Это орбита, которая кажется земному наблюдателю определенной орбитальной планетой, но на самом деле находится на общей орбите с этой планетой.
- точка Лагранжа: Это точки, соседствующие с двумя огромными телами на орбите, где маленькая вещь будет сохранять свое положение по отношению к крупным движущимся объектам.
Классификация спутников по их весу
По их весу мы можем классифицировать Искусственные спутники от безопасной манеры:
- Большие спутники: более 1000 кг
- Средние сателлиты: от 500 до 1000 кг
- Мини-сателлиты: от 100 до 500 кг
- Микросателлиты: от 10 до 100 кг
- Наноспутники: от 1 до 10 кг
- Спутниковый пик: от 0,1 до 1 кг
- Фемтоспутник: менее 100 г
Страны с пусковой мощностью
Есть несколько стран, способных запускать спутники в космос, например:
Россия
Лидер коммерческих космических запусков, Россия управляет несколькими космодромами, страна платит Казахстану 115 миллионов долларов в год за использование самой загруженной стартовой площадки.
США
Частные компании и правительства штатов постоянно создают космодромы в Соединенных Штатах, которые прямо или косвенно поддерживают индустрию запуска спутников.
Франция
Эта страна построила свои стартовые комплексы во Французской Гвиане в 1970-х годах, используя экваториальное вращение Земли для вывода на орбиту дополнительных сотен фунтов полезной нагрузки.
Япония
Первый выброс произошел в мае 2012 года с южнокорейского спутника, и это была более чем успешная миссия; инициировала официальную либерализацию бизнеса Японского агентства аэрокосмических исследований по запуску спутников.
Бразилия
Трудный вход Бразилии в индустрию запуска является напоминанием о том, насколько технически сложным и опасным может быть этот бизнес, два запуска спутников не состоялись.
Сколько спутников вращается вокруг Земли?
«По данным Управления ООН по вопросам космического пространства (UNOOSA), всего за всю историю в космос было запущено 8378 4928 объектов. В настоящее время 7 человек все еще находятся на орбите, хотя 4921 из них находятся на орбите вокруг других небесных тел, кроме Земли; Это означает, что над головой каждый день жужжит XNUMX спутник».
Каков размер спутника?
Спутники всех форм и размеров используются для наблюдения за структура земли из космоса, от спутника массой 3.238 кг до спутника массой 570 кг.
Теперь быстрое развитие спутниковых технологий позволяет даже меньшим спутникам обеспечивать аналогичные возможности, эти маленькие спутники обеспечивают более короткие сроки строительства и меньшие затраты.
Какова функция спутника?
Спутник — это тело в космосе, которое вращается вокруг чего-то близкого, оно может быть естественным, как луна, или искусственным. Искусственный спутник выводится на орбиту, прикрепляясь к ракете, отправляется в космос, а затем отделяется, когда он оказывается в нужном месте, все Искусственные спутники Они также используются для исследования других частей нашей Солнечной системы, включая Марс. Планета Юпитер и солнце.
Как спутник остается на орбите?
Гравитация в сочетании с импульсом спутника от его запуска в космос заставляет спутник выходить на орбиту над Землей, а не падать на землю.
Так что на самом деле способность спутников поддерживать свою орбиту сводится к балансу между двумя факторами: их скоростью (или скоростью, с которой он движется по прямой) и гравитационным притяжением между спутником и планетой, вокруг которой он вращается.
Могут ли спутники столкнуться?
На орбите много спутников, учитывая тысячи старых и вышедших из строя спутников, которые больше не могут связываться с Землей, удивительно, как мало они сталкиваются; но такое столкновение, несомненно, могло произойти.
Кто управляет спутниками?
Все Искусственные спутники они управляются из центров управления спутниками, расположенных в разных местах Земли. Что касается геосинхронных спутников, то они оснащены компьютерами и программным обеспечением, предназначенным для удержания спутника на якоре на Земле и правильной работы для выполнения задачи, для которой они запускаются.
Спутники постоянно отправляют данные телеметрии в центры управления спутниками, чтобы технический персонал мог проверять состояние различных подсистем на борту в любое время суток.
Кто-нибудь может отправить спутник в космос?
Да, действительно, вам нужно только получить лицензию от Федерального агентства связи, потому что в противном случае вы можете создать помехи другим спутникам либо из-за периодов связи, либо из-за орбитального маршрута.
