Рукотворні супутники називаються Штучні супутники оскільки вони не є природними і не є одними з небесних тіл, присутніх у космосі, вони використовуються різними організаціями, які беруть участь у дослідницьких, військових або глобальних цілях. Ви можете дізнатися більше про цю цікаву тему тут.
Що таке штучні супутники?
Штучні супутники - це об'єкти, які люди створили і вивели на орбіту за допомогою ракет для їх транспортування, на даний момент на орбіті Землі існує більше тисячі активних супутників, розмір, висота та конструкція супутника залежать від його призначення.
Супутники різняться за розміром, деякі супутники-кубики мають розмір всього 10 см, інші супутники зв'язку мають довжину близько 7 метрів і мають сонячні панелі, які простягаються ще на 50 метрів. Найбільший штучний супутник – Міжнародна космічна станція, він завбільшки з п’ятикімнатний будинок, включаючи сонячні батареї, він такий же великий, як спортивне поле.
Історія штучних супутників
L Штучні супутники Землі з'явилися на світовій арені в кінці 1950-х років і були прийняті геодезистами відносно рано як очевидний потенційний інструмент для вирішення світових геодезичних проблем. У геодезичному застосуванні супутники можуть використовуватися як для визначення місця розташування, так і для дослідження гравітаційного поля, як ми згадували в попередніх трьох розділах.
Протягом останніх 40 років геодезисти використовували багато різних супутників, починаючи від активних супутників (передавачів), повністю пасивних, до дуже складних, від досить малих до дуже великих.
Штучні, пасивні супутники не мають на борту датчиків, і їх функція в основному полягає в орбітальній цілі. Активні супутники можуть нести широкий спектр датчиків, починаючи від точних годинників через різні лічильники і закінчуючи складними процесорами даних, і передавати зібрані дані назад на Землю на постійній або періодичній основі.
Сучасна космічна ера с Sателіти Штучний направляти для прямих вимірювань навколоземного простору почали на початку 1960-х рр. Незважаючи на останні чотири десятиліття супутникових вимірювань магнітосфери Землі, загальновизнано, що магнітосфера Землі все ще погано відбирається просто через її величезний об’єм.
Цей факт, природно, перешкоджає досягненню всебічного розуміння багатьох магнітосферних явищ, додаткова ця перешкода є все більшим доказом того, що багато складних магнітосферних проблем пов’язані з фізичними процесами, що включають численні просторові або часові масштаби.
Існує сильний зв’язок між мікрофізичними і великомасштабними явищами, тому багато магнітосферних досліджень і космічних місій на сьогоднішній день акцентують увагу на багатоточкових вимірюваннях. Досягнення багатоточкових вимірювань у космосі часто вимагає напружених зусиль і величезних ресурсів, яких можна досягти ефективніше та дешевше завдяки міжнародній співпраці.
«Перший штучний супутник був відправлений Радянським Союзом у космос 4 жовтня 1957 року, цей супутник називався Супутник, важив 183 фунти, був розміром з невеликий об’єкт і займав 98 хвилин, щоб обертатися навколо Землі, запуск цього супутника був обраний початком космічної ери та початком космічної конкуренції між Сполученими Штатами та Радянським Союзом, яка тривала протягом 1960-х років».
Радянська подія, яка змінила світ
Супутник був супутником, який відкрив космічну епоху, це була капсула вагою 83,6 кг (184 фунта), вона досягла орбіти з апогеєм 940 км (584 милі) і перигеєм (найближча точка) 230 км (143 милі), обертаючись навколо Землі кожні 96 хвилин і залишався на орбіті до 04 січня 1958 року, коли впав і згорів в атмосфері Землі.
Запуск Sputnik шокував багатьох американців, які вважали, що їхня країна технологічно випереджає Радянський Союз, і призвів до «космічної конкуренції» між двома країнами.
Щоб зрозуміти, чому Sputnik був таким дивовижним, важливо подивитися на те, що відбувалося в той час, добре поглянути на кінець 1950-х років.
У той час світ перебував на узбіччі космічних досліджень, прогрес ракетних технологій був насправді спрямований на космос, але був спрямований на використання у військовий час, після Другої світової війни Сполучені Штати та Радянський Союз були конкурентами як у військовому, так і в культурному плані. .
Вчені з обох сторін розробляли більші та потужніші ракети для перенесення корисного вантажу в космос. Обидві країни хотіли першими дослідити високий кордон, це було лише питанням часу, коли це станеться, світу потрібен був науково-технічний імпульс, щоб туди потрапити.
У розпал холодної війни американці були особливо стурбовані відсталістю своєї країни та військовими наслідками радянських відкриттів.
У Москві не очікували успіху з першої спроби, були здивовані ударною хвилею Sputnik на світову думку. Однак вони швидко зрозуміли, що Радянський Союз використовував цей штучний супутник як пропагандистську зброю під час холодної війни проти Сполучених Штатів.
Типи штучних супутників
Давайте вже розрізняємо два типи супутників, ця різниця впливає на тип орбіти, яку займає супутник, насправді розрізняють супутники-роумінг і геостаціонарні супутники. Подорожуючі супутники можуть встановлювати зв'язки лише тоді, коли їх видно між передавачем і приймачем.
L Штучні супутники Вони мають дві характеристики, і таким чином їх можна класифікувати відповідно до їхньої місії або орбіти.
Супутники за типом місії
Відповідно до їх призначення ми маємо такі типи супутників:
астрономічні супутники
Це супутники, які дозволяють поглиблено вивчати Землю або точніше вивчати космос, у разі дистанційного зондування, це, наприклад, створення точних карт або вимірювання точної форми Землі або навіть вивчення континентальних і океанічних просторів.
Це також допомагає краще зрозуміти певні атмосферні явища, у випадку дослідження космосу, це насправді великі телескопи, відправлені в космос, оскільки вони не відчувають дискомфорту, який створює атмосфера на Землі, і тому вони можуть робити більш чіткі зображення.
Біосупутники
Вони призначені для вивчення біологічного впливу невагомості, космічного випромінювання та відсутності 24-годинного денного та нічного ритму Землі на різні рослини та тварин, починаючи від різноманітних мікроорганізмів і закінчуючи приматами, такі космічні лабораторії оснащені дистанційними вимірюваннями. машини для контролю стану зразків.
супутники зв'язку
Систему супутникового зв'язку можна ввести в експлуатацію відносно швидко, оскільки немає необхідності мати прямий доступ до зони, оскільки необхідно буде встановити фізичні з'єднання, такі як кабелі або подібне. Це значна перевага в географічно чи політично складних районах.
Типовий телекомунікаційний супутник має певну кількість транспондерів, кожен з яких складається з приймальної антени, налаштованої на канал або діапазон частот, на вході пристрою, який масштабує ці частоти до діапазону частот вихідного каналу, і потужності підсилювача для забезпечення мікрохвильового виходу достатньої потужності. Кількість транспондерів, або каналів, вказує на ємність супутника.
Мініатюрні супутники
Мініатюрний супутник — це пристрій на орбіті Землі, який має меншу масу та менші фізичні розміри, ніж звичайний супутник, такий як геостаціонарний супутник, мініатюрні супутники стали все більш поширеними останніми роками.
Вони придатні для використання в власних мережах бездротового зв'язку, а також для наукових спостережень, збору даних і глобальної системи позиціонування (GPS).
Мініатюрні супутники часто розміщуються на низьких орбітах Землі і запускаються групами, які називаються «роями». У цьому типі космічних супутників кожна система працює подібно до ретранслятора в системі стільникового зв'язку, деякі мініатюрні супутники розміщені на подовжених (еліптичних) орбітах.
навігаційні супутники
Вони були дуже корисні для судноплавних і авіакомпаній, насправді вони дозволяють вам з надзвичайною точністю позиціонувати себе на Землі. Це дає перевагу в рятувальних місіях, крім того, точність може досягати 1 сантиметра, але тільки для військових досліджень, в інших випадках вона набагато менш точна. Ці супутники також можуть виконувати вимірювання відстані.
військові супутники
Ці супутники використовують різні типи орбіти, це буде залежати від мети, отже, він буде займати геостаціонарну орбіту, якщо його місія полягала в тому, щоб служити телекомунікаційним супутником, або дуже еліптична орбіта, якщо його місія полягає в шпигунстві, наприклад.
Ці останні типи супутників називаються «супутниками-шпигунами». Вони також можуть спостерігати Землю як супутники дистанційного зондування, цей тип супутників, безумовно, не обмежується типом місій, але, очевидно, ви не маєте доступу до такого типу інформації.
Супутники спостереження Землі
На борту цих супутників використовувалися різноманітні прилади для надання необхідних даних із різноманітними просторовими, спектральними та часовими роздільними можливостями, щоб задовольнити різні вимоги користувачів у країні та для глобального використання.
Дані з цих супутників використовуються для різних застосувань, що охоплюють сільське господарство, водні ресурси, міське планування, розвиток сільських районів, пошук корисних копалин та навколишнє середовище, від космосу до Землі.
супутники на сонячних батареях
Це величезна енергетична система, яка збирає та перетворює сонячну енергію в електричну в космосі, а потім передає електричну енергію на землю бездротовим способом.
Він забезпечує живленням інші системи, це одна з найважливіших систем, багато в чому визначає геометрію космічного корабля, конструкцію, масу та період активного існування. Вихід з ладу системи електропостачання призводить до виходу з ладу всього апарату.
Система електропостачання, як правило, включає в себе: первинне та вторинне джерело електроенергії, перетворення, зарядні пристрої та автоматику керування.
Метеорологічні супутники
Також розташовані на більш-менш низькій орбіті, ці супутники дозволяють прогнозувати, зосереджуючи свої вимірювання та дослідження на атмосфері, пряму погоду та погану погоду на Землі, а також вивчати клімат та його еволюцію. Ці супутники використовують інфрачервоні та звичайні камери, крім того, залежно від бажаної точності, вони розміщуються більше на геостаціонарній орбіті (менш точно) або на полярній орбіті (точніше).
космічні станції
Це штучна конструкція, розміщена на орбіті, яка має енергію, запаси та системи навколишнього середовища, необхідні для підтримки проживання людей протягом тривалого періоду. Залежно від конфігурації космічна станція може служити базою для різноманітних заходів.
Сюди входять спостереження за Сонцем та іншими астрономічними об'єктами, вивчення ресурсів і навколишнього середовища Землі, військова розвідка, а також довгострокові дослідження поведінки матеріалів і біологічних систем, включаючи фізіологію та біохімію людини, у стані невагомості або мікрогравітації. .
Малі космічні станції запускаються повністю зібраними, але більші станції відправляються в модулях і збираються на орбіті, щоб максимально ефективно використовувати їх транспортні можливості, запускають порожню космічну станцію і члени її екіпажу, а іноді і додаткове обладнання слідують її в окремих транспортних засобах.
Супутники за типом орбіти
За орбітою супутники поділяються на:
Класифікація за центрами
- Галактоцентрична орбіта: Орбіта центру галактики, Сонце, слід за цим типом орбіти навколо галактичного центру Чумацького Шляху.
- Геліоцентрична орбіта: Орбіта навколо Сонця, ст планети Сонячної системи, комети і астероїди знаходяться на таких орбітах, як і багато штучних супутників і космічного сміття, супутники, навпаки, знаходяться не на геліоцентричній орбіті, а на орбіті свого материнського об'єкта.
- Геоцентрична орбіта: Це орбіта, близька до планети Земля, як у випадку Місяця або штучних супутників.
- Місячна орбіта: Орбіта Землі навколо Місяця.
- Ареоцентрична орбіта: Орбіта навколо планети Марс, як і її супутники або штучні супутники.
Класифікація висот
- Низька навколоземна орбіта: Це, як випливає з назви, орбіта, яка знаходиться відносно близько до поверхні Землі, зазвичай на висоті менше 1000 км, але може знаходитися на висоті до 160 км над Землею, що є низьким рівнем порівняно з іншими орбітами. але все ще значно вище поверхні Землі.
- Середня орбіта Землі: Він охоплює широкий діапазон орбіт у будь-якому місці, потребує певних маршрутів навколо Землі та використовується різноманітними супутниками з різними застосуваннями.
Він широко використовується навігаційними супутниками, такими як європейська система Galileo. Galileo забезпечує навігаційний зв’язок у Європі та використовується для багатьох типів навігації, від відстеження великих літаків до отримання маршрутів на ваш смартфон. Galileo використовує сузір’я з кількох супутників, щоб забезпечити охоплення великої частини світу одночасно.
- Висока орбіта Землі: Коли супутник досягає рівно 42.164 36.000 кілометрів від центру Землі (близько XNUMX XNUMX кілометрів від поверхні Землі), він потрапляє в своєрідну «солодку точку», в якій його орбіта збігається з обертанням Землі.
Оскільки супутник обертається на орбіті з тією ж швидкістю, що й Земля, супутник, здається, залишається на місці протягом однієї довготи, хоча він може дрейфувати з півночі на південь, цю особливу орбіту високої Землі називають геосинхронною.
Для моніторингу погоди дуже важливо, щоб супутники на цій орбіті забезпечували постійний огляд однієї і тієї ж поверхні, коли ви заходите в Інтернет на сайти про погоду і дивитеся на супутник свого рідного міста, зображення, яке ви дивитеся, спускається зі супутника на геостаціонарній орбіті.
Сортування по нахилу
- Похила орбіта: Орбіта якого не нахилена відносно екваторіальної площини.
- полярна орбіта: Супутники на полярній орбіті не повинні точно проходити північний і південний полюси, навіть відхилення в межах 20-30 градусів все ще класифікується як полярна орбіта.
- Сонцесинхронна полярна орбіта: Близькополярна орбіта, яка проходить через екватор за один і той самий місцевий сонячний час на кожному проході. Корисно для супутникової зйомки, оскільки тінь буде однаковою на кожному проході.
Класифікація за ексцентриситетом
- кругова орбіта: Орбіта має ексцентриситет 0 і траєкторія якої малює коло.
- Еліптична орбіта: Орбіта з ексцентриситетом більшим за 0 і меншим за 1, орбіта простежує шлях до еліпса.
- Орбіта геосинхронної передачі: Це еліптична орбіта, де перигей розташований на нижчій висоті навколоземної орбіти, а апогей на висоті геостаціонарної орбіти.
- Геостаціонарна орбіта передачі: Це орбітальний маневр, який переміщує космічний корабель з однієї кругової орбіти на іншу за допомогою двох силових двигунів.
- гіперболічна орбіта: Це орбіта з ексцентриситетом, більшим за 1. Така орбіта також має швидкість, яка перевищує швидкість розбігу, і, таким чином, вона уникне гравітаційного тяжіння планети й продовжуватиме подорожувати безкінечно, доки інше тіло з достатньою силою тяжіння не вдарить.
- Параболічна орбіта: Це орбіта з ексцентриситетом, рівним 1. Ця орбіта також має швидкість, рівну швидкості виходу, і тому, щоб уникнути гравітації планети, якщо швидкість параболічної орбіти збільшується, вона перетвориться на гіперболічну орбіту.
https://youtu.be/ldFjh1Rqmr4
Синхронне сортування
- Синхронна орбіта: Це будь-яка орбіта, на якій орбітальна стадія супутника або небесного тіла більша за стадію обертання тіла, що утримує орбітальний барицентр.
- Напівсинхронна орбіта: Це орбіта з орбітальним періодом, що дорівнює половині середнього періоду обертання тіла, яке обертається в тому ж напрямку обертання, що й це тіло.
- Геосинхронна орбіта: Вони мають велику піввісь 42,164 26199 км (35,786 22,236 миль). Він працює на висоті XNUMX XNUMX км (XNUMX XNUMX миль).
- Геостаціонарна орбіта: Це орбіти навколо Землі, що відповідають періоду обертання Землі.
- Орбіта кладовища: Це орбіта, яка далека від звичайних операційних орбіт.
- Ареосинхронна орбіта: Це синхронна орбіта, яка розташована поблизу планети Марс з орбітальним часом, що дорівнює постійності сидеричного дня Марса, 24.6229 години.
- Ареостаціонарна орбіта: Вона схожа на геостаціонарну орбіту, але розташована на Марсі.
інші орбіти
- Орбіта підкови: Саме орбіта здається земному спостерігачеві певною орбітальною планетою, але насправді знаходиться на спільній з планетою орбіті.
- точка Лагранжа: Це точки, що примикають до двох величезних тіл на орбіті, де маленька річ буде зберігати своє положення відносно великих рухомих об’єктів.
Класифікація супутників за їх вагою
За їх вагою можна класифікувати Штучні супутники наступним чином:
- Великі супутники: понад 1000 кг
- Середні супутники: від 500 до 1000 кг
- Міні-супутники: від 100 до 500 кг
- Мікросупутники: від 10 до 100 кг
- Нано-супутники: від 1 до 10 кг
- Пік супутника: від 0,1 до 1 кг
- Фемтосупутник: менше 100 г
Країни з потужністю запуску
Є кілька країн, які можуть запускати супутники в космос, наприклад:
Росія
Лідер комерційних космічних запусків, Росія керує кількома космодромами, держава платить Казахстану 115 мільйонів доларів на рік за використання його найзавантаженішої космодрому.
Сполучені Штати
Приватні компанії та уряди штатів постійно створюють космодроми в Сполучених Штатах, які прямо чи опосередковано підтримують індустрію запуску супутників.
Франція
Ця країна побудувала свої стартові установки у Французькій Гвіані в 1970-х роках, використовуючи екваторіальне обертання Землі, щоб вивести на орбіту сотні додаткових фунтів корисного вантажу.
Японія
Перше вигнання відбулося в травні 2012 року з південнокорейського супутника, і це була більш ніж успішна місія; ініціював офіційну лібералізацію діяльності Японського агентства аерокосмічних досліджень із запуску супутників.
Бразилія
Важке входження Бразилії в індустрію запуску є нагадуванням про те, наскільки технічно складним і небезпечним може бути цей бізнес, два запуски супутників не вдалося запустити.
Скільки супутників обертається навколо Землі?
«За даними Управління ООН з питань космічного простору (UNOOSA), загалом у космос за всю історію було запущено 8378 об’єктів. Зараз 4928 все ще знаходяться на орбіті, хоча 7 з них знаходяться на орбіті навколо небесних тіл, відмінних від Землі; Це означає, що над головою щодня гуде 4921 супутник».
Який розмір супутника?
Для моніторингу використовуються супутники будь-яких форм і розмірів від розміру маленького автомобіля до розміру невеликого приладу. будова землі з космосу, від супутника вагою 3.238 кг до супутника вагою 570 кг.
Зараз швидкий розвиток супутникових технологій дозволяє навіть меншим супутникам надавати подібні можливості, ці невеликі супутники забезпечують коротші терміни будівництва та зниження витрат.
Яку функцію виконує супутник?
Супутник — це тіло в космосі, яке обертається близько до чогось іншого, воно може бути природним, як місяць, або штучним. Штучний супутник виводиться на орбіту шляхом прикріплення до ракети, відправляється в космос, а потім відокремлюється, коли він знаходиться в правильному місці, все Штучні супутники Вони також використовуються для дослідження інших частин нашої Сонячної системи, включаючи Марс, Планета Юпітер і сонце.
Як супутник залишається на орбіті?
Гравітація в поєднанні з імпульсом супутника від його запуску в космос змушує супутник вийти на орбіту над Землею, а не падати на землю.
Тож насправді здатність супутників підтримувати свою орбіту зводиться до балансу між двома факторами: їхньою швидкістю (або швидкістю, з якою вони рухатимуться по прямій) і гравітаційним притяганням між супутником і планетою, на якій він обертається.
Чи можуть супутники зіткнутися?
На орбіті багато супутників, враховуючи тисячі старих і неіснуючих супутників, які більше не можуть спілкуватися з Землею, дивно, як мало вони стикаються; але таке зіткнення, безсумнівно, могло статися.
Хто керує супутниками?
Всі Штучні супутники ними керують із супутникових центрів управління, розташованих у різних місцях Землі. Що стосується геосинхронних супутників, то вони оснащені комп’ютерами та програмним забезпеченням, призначеними для утримання супутника на якорі до Землі та належної роботи для виконання місії, для якої вони запущені.
Супутники постійно надсилають телеметрію до центрів управління супутниками, щоб технічний персонал міг перевірити стан різних підсистем на борту в будь-який час доби.
Чи може хтось відправити супутник у космос?
Так, дійсно, вам потрібно лише отримати ліцензію від Федерального агентства зв’язку, оскільки в іншому випадку ви можете створити перешкоди іншим супутникам через періоди зв’язку або орбітальний маршрут.
