Umetno izdelani sateliti se imenujejo Umetni sateliti ker niso naravna niti niso eno od nebesnih teles, prisotnih v vesolju, jih uporabljajo različne organizacije, ki sodelujejo v raziskavah, vojaških ali globalnih pozicioniranja. Več o tej zanimivi temi lahko izveste tukaj.
Kaj so umetni sateliti?
Umetni sateliti so predmeti, ki so jih ljudje izdelali in postavili v orbito z uporabo raket za njihov transport, trenutno je v orbiti okoli Zemlje več kot tisoč aktivnih satelitov, velikost, višina in zasnova satelita so odvisni od namena.
Sateliti se razlikujejo po velikosti, nekateri kockasti sateliti so majhni do 10 cm, drugi komunikacijski sateliti so dolgi približno 7 m in imajo sončne celice, ki segajo še 50 m. Največji satelit, ki ga je izdelal človek, je Mednarodna vesoljska postaja, velik je kot velika petsobna hiša, vključno s sončnimi paneli, velik je kot igrišče za športne vaje.
Zgodovina umetnih satelitov
P Umetni sateliti Zemlje se je na svetovni sceni pojavila v poznih petdesetih letih prejšnjega stoletja in so jih geodeti relativno zgodaj sprejeli kot očitno potencialno orodje za reševanje svetovnih geodetskih problemov. V geodetskih aplikacijah se sateliti lahko uporabljajo tako za pozicioniranje kot za študije gravitacijskega polja, kot smo omenili v prejšnjih treh razdelkih.
Geodeti so v zadnjih 40 letih uporabljali veliko različnih satelitov, od aktivnih satelitov (oddajnikov) popolnoma pasivnih do zelo izpopolnjenih, od dokaj majhnih do zelo velikih.
Umetni, pasivni sateliti nimajo senzorjev na krovu in njihova funkcija je v bistvu tarča v orbiti. Aktivni sateliti lahko nosijo najrazličnejše senzorje, od natančnih ur prek različnih števcev do izpopolnjenih procesorjev podatkov, in neprekinjeno ali občasno prenašajo zbrane podatke nazaj na zemljo.
Sodobna vesoljska doba s Satelitov Umetno poslana v neposredne meritve bližnjega Zemlje vesolja se je začela v zgodnjih šestdesetih letih 1960. stoletja Kljub zadnjim štirim desetletjem satelitskih meritev zemeljske magnetosfere je splošno sprejeto, da je zemeljska magnetosfera še vedno slabo vzorčena, preprosto zaradi svoje velike prostornine.
To dejstvo seveda predstavlja oviro za doseganje celovitega razumevanja številnih magnetosferskih pojavov, ki povečuje to oviro, je vse večji dokaz, da so številni zahtevni magnetosferski problemi povezani s fizikalnimi procesi, ki vključujejo več prostorskih ali časovnih lestvic.
Obstaja močna povezava med mikrofizičnimi in obsežnimi pojavi, zato številne raziskave magnetosfere in vesoljske misije do danes poudarjajo večtočkovne meritve. Doseganje večtočkovnih meritev v vesolju pogosto zahteva naporna prizadevanja in ogromna sredstva, ki jih je mogoče doseči učinkoviteje in ceneje z mednarodnim sodelovanjem.
»Prvi umetni satelit je Sovjetska zveza poslala v vesolje 4. oktobra 1957, ta satelit se je imenoval Sputnik, tehtal je 183 funtov, bil je velik kot majhen predmet in je potreboval 98 minut, da je obkrožil zemljo, izstrelitev tega satelita je bil izbran kot začetek vesoljske dobe in začetek vesoljskega tekmovanja med Združenimi državami in Sovjetsko zvezo, ki je trajalo v letih 1960-ih.
Sovjetski dogodek, ki je spremenil svet
Sputnik je bil satelit, ki je odprl vesoljsko dobo, bila je 83,6 kg (184 funtov) kapsula, dosegla je orbito z apogejem 940 km (584 milj) in perigejem (najbližja točka) 230 km (143 milj), kroži okoli Zemlje vsakih 96 minut in ostal v orbiti do 04. januarja 1958, ko je padel in zgorel v Zemljini atmosferi.
Izstrelitev Sputnika je šokirala številne Američane, ki so domnevali, da je njihova država tehnološko pred Sovjetsko zvezo, in pripeljala do "vesoljske konkurence" med državama.
Da bi razumeli, zakaj je bil Sputnik tako neverjeten, je pomembno pogledati, kaj se je takrat dogajalo, da si dobro pogledamo konec petdesetih let.
Takrat je bil svet na robu vesoljskih raziskav, napredek raketne tehnologije je bil dejansko usmerjen v vesolje, vendar je bil preusmerjen v vojno uporabo, po drugi svetovni vojni so bile ZDA in Sovjetska zveza tekmeca tako vojaško kot kulturno. .
Znanstveniki na obeh straneh so razvijali večje in močnejše rakete za prenašanje tovora v vesolje. Obe državi sta želeli biti prvi, ki bosta raziskali visoko mejo, le vprašanje časa je bilo, kdaj se bo to zgodilo, svet je potreboval znanstveno in tehnično spodbudo, da bi prišel tja.
Sredi hladne vojne so bili Američani še posebej zaskrbljeni zaradi zaostalosti svoje države in vojaških posledic sovjetskih odkritij.
V Moskvi niso pričakovali uspeha prvega poskusa, presenetil jih je udarni val Sputnika na svetovno mnenje. Vendar so hitro razumeli, da Sovjetska zveza uporablja ta umetni satelit kot propagandno orožje v hladni vojni proti ZDA.
Vrste umetnih satelitov
Naj že ločimo med dvema vrstama satelitov, ta razlika vpliva na vrsto orbite, ki jo zavzame satelit, pravzaprav se razlikuje med gostujočimi sateliti in geostacionarnimi sateliti. Potujoči sateliti lahko vzpostavijo povezave le, če so vidne med oddajnikom in sprejemnikom.
P Umetni sateliti Imajo dve značilnosti in jih na ta način lahko razvrstimo glede na njihovo poslanstvo ali orbito.
Sateliti po vrsti misije
Glede na njihovo poslanstvo imamo naslednje vrste satelitov:
astronomski sateliti
Gre za satelite, ki omogočajo poglobljeno študijo Zemlje ali natančnejšo študijo vesolja, v primeru daljinskega zaznavanja je to na primer izdelava natančnih kart ali merjenje natančne oblike Zemlje oz. celo preučevanje celinskih in oceanskih prostorov.
Pomaga tudi k boljšemu razumevanju določenih atmosferskih pojavov, v primeru preučevanja vesolja so pravzaprav veliki teleskopi, poslani v vesolje, saj nimajo nelagodja, kot ga povzroča atmosfera na Zemlji in zato lahko zajemajo ostrejše slike.
Biosateliti
Namenjeni so preučevanju bioloških učinkov ničelne gravitacije, kozmičnega sevanja in odsotnosti zemeljskega 24-urnega dnevnega in nočnega ritma na različne rastline in živali, od različnih mikroorganizmov do primatov, takšni vesoljski laboratoriji so opremljeni z daljinskimi meritvami. stroji za spremljanje stanja vzorcev.
komunikacijski sateliti
Satelitski komunikacijski sistem je mogoče zagnati razmeroma hitro, saj ni potreben neposreden dostop do območja, saj bi bilo treba izvesti fizične povezave, kot so kabli in podobno. To je pomembna prednost na geografsko ali politično težkih območjih.
Tipičen telekomunikacijski satelit ima določeno število transponderjev, od katerih je vsak transponder sestavljen iz sprejemne antene, nastavljene na kanal ali območje frekvenc, na vhodu naprave, ki te frekvence prilagodi na frekvenčno območje izhodnega kanala, in moč ojačevalnik, ki zagotavlja zadostno moč mikrovalovne pečice. Število transponderjev ali kanalov označuje zmogljivost satelita.
Miniaturizirani sateliti
Miniaturni satelit je naprava v orbiti Zemlje, ki ima manjšo maso in manjše fizične dimenzije kot običajni satelit, kot je geostacionarni satelit, miniaturizirani sateliti so v zadnjih letih vse pogostejši.
Primerni so za uporabo v lastniških brezžičnih komunikacijskih omrežjih, pa tudi za znanstveno opazovanje, zbiranje podatkov in globalni sistem za določanje položaja (GPS).
Miniaturizirani sateliti so pogosto postavljeni v nizke zemeljske orbite in izstreljeni v skupinah, imenovanih "roji". Pri tej vrsti vesoljskega satelita vsak sistem deluje podobno kot repetitor v sistemu celične komunikacije, nekateri miniaturizirani sateliti so postavljeni v podolgovate (eliptične) orbite.
navigacijski sateliti
Zelo so bili uporabni za ladijske in letalske družbe, pravzaprav vam omogočajo, da se z izjemno natančnostjo pozicionirate na Zemlji. To prinaša prednost pri reševalnih misijah, poleg tega je natančnost lahko tudi do 1 centimeter, vendar le za vojaške raziskave, v drugih primerih pa je veliko manj natančna. Ti sateliti lahko izvajajo tudi meritve razdalje.
vojaški sateliti
Ti sateliti uporabljajo različne vrste orbite, to bo odvisno od cilja, zato bo vzel geostacionarno orbito, če bo njegova naloga služiti kot telekomunikacijski satelit, ali zelo eliptična orbita, če je njegova naloga na primer vohunjenje.
Te zadnje vrste satelitov se imenujejo „vohunski sateliti“. Zemljo lahko opazujejo tudi kot satelite za daljinsko zaznavanje, tovrstni sateliti zagotovo niso omejeni na vrsto misij, očitno pa nimate dostopa do tovrstnih informacij.
Sateliti za opazovanje Zemlje
Na krovu teh satelitov so bili uporabljeni različni instrumenti za zagotavljanje potrebnih podatkov v različnih prostorskih, spektralnih in časovnih ločljivostih, da bi izpolnili različne zahteve uporabnikov v državi in za globalno uporabo.
Podatki iz teh satelitov se uporabljajo za različne aplikacije, ki zajemajo kmetijstvo, vodne vire, urbanistično načrtovanje, razvoj podeželja, iskanje mineralov in okolje, od vesolja do zemlje.
sateliti na sončno energijo
To je izjemen sistem napajanja, ki zbira in pretvarja sončno energijo v električno energijo v vesolju in jo nato brezžično prenaša na zemljo.
Zagotavlja moč drugim sistemom, je eden najpomembnejših sistemov, v mnogih pogledih določa geometrijo vesoljskega plovila, zasnovo, maso in obdobje aktivnega obstoja. Okvara napajalnega sistema vodi do okvare celotnega aparata.
Napajalni sistem na splošno vključuje: primarni in sekundarni vir električne energije, pretvorbo, polnilnike in avtomatizacijo krmiljenja.
Meteorološki sateliti
Ti sateliti, ki se nahajajo tudi v bolj ali manj nizki orbiti, omogočajo napovedovanje, s koncentriranjem meritev in študij na ozračje, neposrednega vremena in slabega vremena na Zemlji ter preučevanje podnebja in njihovega razvoja. Ti sateliti uporabljajo infrardeče in običajne kamere, poleg tega pa so glede na želeno natančnost postavljeni bolj v geostacionarno orbito (manj natančno) ali v polarno orbito (bolj natančno).
vesoljske postaje
To je umetna struktura, postavljena v orbiti, ki ima energijo, zaloge in okoljske sisteme, potrebne za podporo človekovega bivanja za daljša obdobja. Odvisno od svoje konfiguracije lahko vesoljska postaja služi kot osnova za različne dejavnosti.
Sem spadajo opazovanja Sonca in drugih astronomskih objektov, preučevanje zemeljskih virov in okolja, vojaško izvidništvo in dolgoročne raziskave obnašanja materialov in bioloških sistemov, vključno s človeško fiziologijo in biokemijo, v breztežnosti ali mikrogravitaciji. .
Majhne vesoljske postaje se izstrelijo v celoti sestavljene, večje postaje pa se pošiljajo v modulih in sestavljajo v orbiti, da se čim bolj učinkovito izkoristi zmogljivost svojih transportnih vozil, izstreli se prazna vesoljska postaja in sledijo člani njene posadke, včasih pa tudi dodatna oprema. jo v ločenih vozilih.
Sateliti po vrsti orbite
Glede na njihovo orbito so sateliti razvrščeni na naslednji način:
Razvrstitev po središčih
- Galaktocentrična orbita: Orbita središča galaksije, Sonce, sledi tej vrsti orbite okoli galaktičnega središča v Rimski cesti.
- Heliocentrična orbita: Orbita okoli sonca, planeti sončnega sistema, kometi in asteroidi so v takih orbitah, tako kot mnogi umetni sateliti in vesoljski odpadki, sateliti, nasprotno, niso v heliocentrični orbiti, temveč v orbiti svojega matičnega objekta.
- Geocentrična orbita: To je orbita blizu planeta Zemlje, kot v primeru lune ali umetnih satelitov.
- Lunina orbita: Zemljina orbita okoli Lune.
- Arecentrična orbita: Orbita okoli planeta Mars, kot tista njegovih lun ali umetnih lun.
Višinska klasifikacija
- Nizka zemeljska orbita: Kot pove že ime, gre za orbito, ki je relativno blizu Zemljinega površja, običajno na višini manj kot 1000 km, vendar bi lahko bila celo 160 km nad Zemljo, kar je nizko v primerjavi z drugimi orbitami. vendar še vedno precej nad zemeljsko površino.
- Povprečna zemeljska orbita: Obsega širok spekter orbit kjer koli, potrebuje posebne poti okoli Zemlje in ga uporabljajo številni sateliti z različnimi aplikacijami.
Pogosto ga uporabljajo navigacijski sateliti, kot je evropski sistem Galileo. Galileo poganja navigacijske komunikacije po Evropi in se uporablja za številne vrste navigacije, od sledenja velikim letalom do pridobivanja navodil za vaš pametni telefon. Galileo uporablja konstelacijo več satelitov za zagotavljanje pokritosti velikih delov sveta hkrati.
- Visoka zemeljska orbita: Ko satelit doseže natanko 42.164 kilometrov od središča Zemlje (približno 36.000 kilometrov od zemeljskega površja), vstopi v nekakšno »sladko točko«, v kateri se njegova orbita ujema z vrtenjem Zemlje.
Ker satelit kroži z enako hitrostjo kot se vrti Zemlja, se zdi, da satelit ostane na mestu za eno dolžino, čeprav se lahko premika od severa proti jugu, se ta posebna orbita visoke Zemlje imenuje geosinhrona.
Za spremljanje vremena je zelo pomembno, da sateliti v tej orbiti zagotavljajo enakomeren pogled na isto površino, ko greste na internet na vremenske strani in pogledate satelitski pogled svojega domačega kraja, se slika, ki jo gledate, spusti s satelita. v geostacionarni orbiti.
Nagibno razvrščanje
- Nagnjena orbita: Čiga orbita ni nagnjena glede na ekvatorialno ravnino.
- polarna orbita: Za satelite v polarni orbiti ni treba natančno prečkati severnega in južnega pola, tudi odstopanje znotraj 20 do 30 stopinj je še vedno razvrščeno kot polarna orbita.
- Sončno sinhrona polarna orbita: Skoraj polarna orbita, ki na vsakem prehodu prečka ekvator v istem lokalnem sončnem času. Uporabno za satelitsko snemanje, saj bo senca na vsakem prehodu enaka.
Razvrstitev po ekscentričnosti
- krožna orbita: Orbita ima ekscentričnost 0 in njena pot riše krog.
- eliptična orbita: Orbita z ekscentričnostjo večjo od 0 in manjšo od 1, tirnica sledi poti do elipse.
- Geosinhrona orbita prenosa: Je eliptična orbita, kjer se perigej nahaja na nižji višini Zemljine orbite, apogej pa na geostacionarni višini orbite.
- Geostacionarna orbita prenosa: Gre za orbitalni manever, ki s pomočjo dveh pogonskih motorjev pretrese vesoljsko plovilo iz ene krožne orbite v drugo.
- hiperbolična orbita: Gre za orbito z ekscentričnostjo, večjo od 1. Takšna orbita ima tudi hitrost, ki presega hitrost ubežanja in kot taka se bo izognila gravitacijskemu vleku planeta in nadaljevala neskončno potovanje, dokler ne udari drugo telo z zadostno gravitacijo.
- Parabolična orbita: To je orbita z ekscentričnostjo, ki je enaka 1. Ta orbita ima tudi hitrost, ki je enaka ubežni hitrosti in zato, da bi se izognili gravitaciji planeta, če se hitrost parabolične orbite poveča, bo ta postala hiperbolična orbita.
https://youtu.be/ldFjh1Rqmr4
Sinhrono razvrščanje
- Sinhrona orbita: To je katera koli orbita, v kateri je orbitalna stopnja satelita ali nebesnega telesa večja od stopnje vrtenja telesa, ki drži orbitalni baricenter.
- Polsinhrona orbita: Je tirnica z orbitalno dobo, ki je enaka polovici povprečne obdobja vrtenja telesa, ki se vrti v isti smeri vrtenja kot to telo.
- Geosinhrona orbita: Imajo veliko polos 42,164 km (26199 milj). Deluje na nadmorski višini 35,786 km (22,236 milj).
- Geostacionarna orbita: To so orbite okoli Zemlje, ki ustrezajo Zemljinemu obdobju vrtenja zvezd.
- Orbita pokopališča: To je orbita, ki je daleč od običajnih operativnih orbit.
- Areosinhrona orbita: To je sinhrona orbita, ki se nahaja v bližini planeta Mars z orbitalnim časom, ki je enak trajnosti zvezdnega dneva Marsa, 24.6229 ure.
- Areostacionarna orbita: Podobna je geostacionarni orbiti, vendar se nahaja na Marsu.
druge orbite
- Orbita podkve: To je orbita, ki se zemeljskemu opazovalcu zdi določen orbitalni planet, vendar v resnici v skupni orbiti s planetom.
- Lagrangova točka: So točke, ki mejijo na dve ogromni telesi v orbiti, kjer bo majhna stvar ohranila svoj položaj glede na velike premikajoče se predmete.
Razvrstitev satelitov glede na njihovo težo
Glede na njihovo težo lahko razvrstimo Umetni sateliti kot sledi:
- Veliki sateliti: več kot 1000 kg
- Srednji sateliti: med 500 in 1000 kg
- Mini sateliti: med 100 in 500 kg
- Mikro sateliti: med 10 in 100 kg
- Nano sateliti: med 1 in 10 kg
- Satelitski vrh: med 0,1 in 1 kg
- Femto satelit: manj kot 100 g
Države z zmogljivostjo za zagon
Obstaja več držav, ki lahko izstrelijo satelite v vesolje, kot so:
Rusija
Vodilna v komercialnih izstrelitvah v vesolje, Rusija upravlja več vesoljskih pristanišč, država pa Kazahstanu plača 115 milijonov dolarjev na leto za uporabo svojega najbolj obremenjenega izstrelišča.
ZDA
Zasebna podjetja in državne vlade nenehno vzpostavljajo vesoljska pristanišča v Združenih državah, ki neposredno ali posredno podpirajo industrijo lansiranja satelitov.
Francija
Ta država je v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja zgradila svoje izstrelitve v Francoski Gvajani, pri čemer je uporabila Zemljino ekvatorialno vrtenje za izstrelitev na stotine dodatnih kilogramov koristnega tovora v orbito.
Japonsko
Prvi izgon je bil maja 2012 z južnokorejskega satelita in je bila več kot uspešna misija; sprožila uradno liberalizacijo posla izstrelitve satelitov Japonske agencije za vesoljsko raziskovanje.
Brasil
Težaven vstop Brazilije v industrijo izstrelitve je opomnik, kako tehnično težak in nevaren je lahko ta posel, dve satelitski izstrelitvi nista bili izstreljeni.
Koliko satelitov kroži okoli Zemlje?
»Po podatkih Urada Združenih narodov za vesoljske zadeve (UNOOSA) je bilo v zgodovini v vesolje izstreljenih skupno 8378 objektov. Trenutno je 4928 še vedno v orbiti, čeprav jih je 7 v orbiti okoli nebesnih teles, ki niso Zemlja; Kar pomeni, da nad glavo vsak dan brenči 4921 satelitov."
Kakšna je velikost satelita?
Od velikosti majhnega avtomobila do velikosti majhnega aparata se sateliti vseh oblik in velikosti uporabljajo za spremljanje zgradba zemlje iz vesolja, od 3.238 kg satelita do 570 kg satelita.
Zdaj hiter razvoj satelitske tehnologije omogoča, da tudi manjši sateliti zagotavljajo podobne zmogljivosti, ti majhni sateliti pa zagotavljajo krajši čas gradnje in nižje stroške.
Kakšna je funkcija satelita?
Satelit je telo v vesolju, ki kroži blizu nečesa drugega, lahko je naravno, kot je luna, ali umetno. Umetni satelit se postavi v orbito tako, da se pritrdi na raketo, pošlje v vesolje in nato loči, ko je na pravi lokaciji, vse Umetni sateliti Uporabljajo se tudi za raziskovanje drugih delov našega sončnega sistema, vključno z Marsom, Planet Jupiter in sonce.
Kako satelit ostane v orbiti?
Gravitacija v kombinaciji z zagonom satelita od izstrelitve v vesolje povzroči, da satelit gre v orbito nad Zemljo, namesto da bi padel na tla.
Zmožnost satelitov, da ohranijo svojo orbito, je torej posledica ravnovesja med dvema dejavnikoma: njihovo hitrostjo (ali hitrostjo, s katero bi potoval v ravni črti) in gravitacijsko privlačnostjo med satelitom in planetom, ki kroži.
Ali lahko sateliti trčijo?
V orbiti je veliko satelitov, glede na tisoče starih in propadlih satelitov, ki ne morejo več komunicirati z Zemljo, je presenetljivo, kako malo trčijo; vendar bi do takega trka nedvomno lahko prišlo.
Kdo nadzoruje satelite?
Vsi Umetni sateliti nadzorujejo se iz satelitskih nadzornih centrov, ki se nahajajo na različnih mestih na Zemlji. Kar zadeva geosinhrone satelite, so opremljeni z računalniki in programsko opremo, namenjeno ohranjanju satelita zasidranega na Zemljo in pravilnem delovanju za izpolnjevanje misije, za katero so izstreljeni.
Sateliti nenehno pošiljajo telemetrijo v centre za nadzor satelitov, tako da lahko tehnično osebje kadar koli v dnevu preveri stanje različnih podsistemov na krovu.
Ali lahko kdo pošlje satelit v vesolje?
Da, res, pridobiti morate le licenco od Zvezne agencije za komunikacije, saj bi sicer lahko na koncu motili druge satelite, bodisi zaradi komunikacijskih obdobij ali orbitalne poti.
