Svemirski sateliti Zemlje. Zanimljive činjenice o umjetnim Zemljinim satelitima

Umjetni sateliti Zemlje su leteće svemirske letjelice koje se lansiraju na nju i kruže oko nje u geocentričnoj orbiti. Namijenjeni su rješavanju primijenjenih i naučnih problema. Prvo lansiranje vještačkog satelita Zemlje obavljeno je 4. oktobra 1957. u SSSR-u. Ovo je bilo prvo vještačko nebesko tijelo koje su stvorili ljudi. Događaj je omogućen zahvaljujući rezultatima dostignuća u mnogim oblastima rakete, računarske tehnologije, elektronike, nebeske mehanike, automatskog upravljanja i drugim oblastima nauke. Prvi satelit omogućio je mjerenje gustine gornjih slojeva atmosfere, provjeru pouzdanosti teoretskih proračuna i glavnih tehničkih rješenja koja su korištena za lansiranje satelita u orbitu, te proučavanje karakteristika prijenosa radio signala u jonosferi. .

Amerika je lansirala svoj prvi satelit Explorer 1 1. februara 1958. godine, a potom su, nešto kasnije, lansirale i druge zemlje: Francuska, Australija, Japan, Kina i Velika Britanija. Saradnja između zemalja širom svijeta postala je široko rasprostranjena u regionu.

Svemirska letjelica se može nazvati satelitom tek nakon što izvrši više od jedne revolucije oko Zemlje. Inače se ne registruje kao satelit i zvat će se raketna sonda koja je vršila mjerenja balistička putanja.

Satelit se smatra aktivnim ako ima radio predajnike, bliceve koje daju svjetlosne signale i mjernu opremu. Pasivni umjetni sateliti Zemlje često se koriste za osmatranja sa površine planete prilikom obavljanja određenih naučnih zadataka. To uključuje satelite balona promjera do nekoliko desetina metara.

Umjetni sateliti Zemlje dijele se na primijenjene i naučne istraživačke, ovisno o zadacima koje obavljaju. Naučno istraživanje je osmišljeno za sprovođenje istraživanja Zemlje i svemira. To su geodetski i geofizički sateliti, astronomske orbitalne opservatorije itd. Primijenjeni sateliti su komunikacijski sateliti, navigacijski sateliti za proučavanje Zemljinih resursa, tehnički sateliti itd.

Umjetni sateliti Zemlje stvoreni za ljudski let nazivaju se "sateliti s posadom". Sateliti u subpolarnoj ili polarnoj orbiti nazivaju se polarni, a u ekvatorijalnoj orbiti - ekvatorijalni. Stacionarni sateliti su sateliti lansirani u ekvatorijalnu kružnu orbitu, čiji se smjer kretanja poklapa sa rotacijom Zemlje, nepomično vise nad određenom tačkom na planeti. Dijelovi odvojeni od satelita tokom lansiranja u orbitu, kao što su oklopi, su sekundarni orbitalni objekti. Često ih nazivaju satelitima, iako se kreću duž orbita oko Zemlje i služe prvenstveno kao objekti za posmatranje u naučne svrhe.

Od 1957. do 1962. godine naziv svemirskog objekta označavao je godinu lansiranja i slovo grčke abecede koje odgovara serijskom broju lansiranja u određenoj godini, kao i arapski broj- broj objekta, zavisno od njegovog naučni značaj ili osvetljenost. Ali broj lansiranih satelita naglo je rastao, pa su se od 1. januara 1963. počeli označavati godinom lansiranja, brojem lansiranja iste godine i slovom latinica.

Sateliti mogu biti različiti po veličini, dizajnu, težini i sastavu opreme na brodu, ovisno o zadacima koji se obavljaju. Oprema gotovo svih satelita napaja se solarnim panelima postavljenim na vanjskom dijelu tijela.

AES-ovi se lansiraju u orbitu pomoću automatski kontrolisanih višestepenih lansirnih vozila. Kretanje umjetnih Zemljinih satelita je podložno pasivnom (planetarno privlačenje, otpor itd.) i aktivnom (ako su sile instalirane na satelitu.

Svemirske letjelice u svoj svojoj raznolikosti su i ponos i briga čovječanstva. Njihovom stvaranju prethodila je vekovna istorija razvoja nauke i tehnologije. Svemirsko doba, koje je omogućilo ljudima da sagledaju svijet u kojem žive izvana, odvelo nas je na novi nivo razvoja. Raketa u svemiru danas nije san, već stvar brige za visoko kvalificirane stručnjake koji su suočeni sa zadatkom poboljšanja postojećih tehnologija. Koje se vrste svemirskih letjelica razlikuju i kako se razlikuju jedna od druge, raspravljat će se u članku.

Definicija

Svemirska letjelica je opći naziv za svaki uređaj dizajniran za rad u svemiru. Postoji nekoliko opcija za njihovu klasifikaciju. U najjednostavnijem slučaju, svemirske letjelice se dijele na ljudske i automatske. Prvi se, pak, dijele na svemirske brodove i stanice. Različiti po svojim mogućnostima i namjeni, slični su po mnogo čemu po strukturi i opremi koja se koristi.

Flight Features

Nakon lansiranja, svaka svemirska letjelica prolazi kroz tri glavne faze: ubacivanje u orbitu, sam let i slijetanje. Prva faza uključuje uređaj koji razvija brzinu potrebnu za ulazak u svemir. Da bi ušao u orbitu, njegova vrijednost mora biti 7,9 km/s. Potpuno savladavanje gravitacije uključuje razvoj sekunde jednake 11,2 km/s. Upravo tako se kreće raketa u svemiru kada su njena meta udaljena područja Univerzuma.

Nakon oslobađanja od privlačnosti, slijedi druga faza. Tokom orbitalnog leta, kretanje svemirskih letjelica odvija se po inerciji, zbog ubrzanja koje im se daje. Konačno, faza slijetanja uključuje smanjenje brzine broda, satelita ili stanice gotovo na nulu.

"punjenje"

Svaka svemirska letjelica opremljena je opremom koja odgovara zadacima za koje je dizajnirana za rješavanje. Međutim, glavna neslaganja se odnosi na tzv. ciljnu opremu, koja je neophodna upravo za dobijanje podataka i raznih naučna istraživanja. Inače, oprema letjelice je slična. Uključuje sljedeće sisteme:

opskrba energijom - najčešće solarne ili radioizotopske baterije, kemijske baterije i nuklearni reaktori opskrbljuju svemirske brodove potrebnom energijom;
komunikacija - koja se provodi pomoću radio talasnog signala na značajnoj udaljenosti od Zemlje, precizno usmjeravanje antene postaje posebno važno;
održavanje života - sistem je tipičan za svemirske letjelice s ljudskom posadom, zahvaljujući njemu postaje moguće da ljudi ostanu na brodu;
orijentacija - kao i svaki drugi brod, svemirski brodovi su opremljeni opremom za stalno određivanje vlastitog položaja u svemiru;
kretanje - motori svemirskih letjelica dozvoljavaju promjenu brzine leta, kao i njegovog smjera.

Klasifikacija

Jedan od glavnih kriterija za podjelu letjelica na tipove je način rada koji određuje njihove mogućnosti. Na osnovu ove karakteristike razlikuju se uređaji:

locirani u geocentričnoj orbiti, ili umjetni Zemljini sateliti;
oni čija je svrha proučavanje udaljenih područja svemira - automatske međuplanetarne stanice;
koriste se za dopremanje ljudi ili potrebnog tereta u orbitu naše planete, zovu se svemirski brodovi, mogu biti automatski ili sa posadom;
stvoreno da ljudi ostanu u svemiru duži period - to je;
koji se bave isporukom ljudi i tereta iz orbite na površinu planete, nazivaju se spuštanjem;
oni koji su u stanju da istražuju planetu, direktno locirani na njenoj površini i kreću se oko nje su planetarni roveri.

Pogledajmo bliže neke vrste.

AES (vještački sateliti Zemlje)

Prvi uređaji lansirani u svemir bili su umjetni Zemljini sateliti. Fizika i njeni zakoni čine lansiranje takvog uređaja u orbitu teškim zadatkom. Bilo koji uređaj mora savladati gravitaciju planete, a zatim ne pasti na nju. Da biste to učinili, satelit se mora kretati na ili nešto brže. Iznad naše planete identificirana je uvjetna donja granica moguće lokacije satelita (prolazi na visini od 300 km). Bliže postavljanje će dovesti do prilično brzog usporavanja uređaja u atmosferskim uslovima.

U početku su samo lansirne rakete mogle isporučiti umjetne Zemljine satelite u orbitu. Fizika, međutim, ne miruje, a danas se razvijaju nove metode. Dakle, jedan od često korištenih u poslednje vreme metode - lansiranje sa drugog satelita. Postoje planovi za korištenje drugih opcija.

Orbite svemirskih letjelica koje se okreću oko Zemlje mogu se nalaziti na različitim visinama. Naravno, od toga zavisi i vreme potrebno za jedan krug. Sateliti, čiji je orbitalni period jednak jednom danu, postavljeni su na tzv. Smatra se najvrednijim, jer se uređaji koji se nalaze na njemu zemaljskom posmatraču čine nepomični, što znači da nema potrebe za stvaranjem mehanizama za rotiranje antena. .

AMS (automatske međuplanetarne stanice)

Ogromna količina informacija o raznim objektima solarni sistem naučnici ga dobijaju pomoću svemirskih letelica poslanih izvan geocentrične orbite. AMS objekti su planete, asteroidi, komete, pa čak i galaksije dostupne za posmatranje. Zadaci koji se postavljaju takvim uređajima zahtijevaju ogromno znanje i trud od inženjera i istraživača. AWS misije predstavljaju oličenje tehnološkog napretka, a istovremeno su i njegov poticaj.

svemirski brod s ljudskom posadom

Uređaji stvoreni za isporuku ljudi na željeno odredište i vraćanje nazad u tehnološkom smislu nisu ni na koji način inferiorni od opisanih tipova. Vostok-1, na kojem je leteo Jurij Gagarin, pripada ovom tipu.

Najteži zadatak za kreatore sa posadom svemirski brod- osiguranje sigurnosti posade prilikom povratka na Zemlju. Također značajan dio Takvi uređaji su sistem za spašavanje u hitnim slučajevima, koji može biti neophodan prilikom lansiranja broda u svemir pomoću lansirne rakete.

Svemirske letjelice, kao i sva astronautika, stalno se usavršavaju. U posljednje vrijeme mediji su često vidjeli izvještaje o aktivnostima sonde Rosetta i sletanja Philae. Oni oličavaju sva najnovija dostignuća u oblasti svemirske brodogradnje, proračuna kretanja vozila i tako dalje. Slijetanje sonde Philae na kometu smatra se događajem koji se može uporediti sa Gagarinovim letom. Najzanimljivije je da to nije kruna ljudskih mogućnosti. Još nas očekuju nova otkrića i dostignuća u pogledu istraživanja svemira i strukture

Umjetni sateliti Zemlje

Održavanje. Umjetni sateliti Zemlje su svemirske letjelice lansirane u niske Zemljine orbite. Oblik satelitskih orbita ovisi o brzini satelita i njegovoj udaljenosti od centra Zemlje i predstavlja krug ili elipsu. Osim toga, orbite se razlikuju po nagibu u odnosu na ekvatorijalnu ravan, kao i u smjeru rotacije. Na oblik satelitskih orbita utiču nesferičnost gravitacionog polja Zemlje, gravitaciona polja Meseca, Sunca i drugih nebeskih tela, kao i aerodinamičke sile koje nastaju prilikom kretanja satelita u gornjim slojevima atmosfere i dr. razlozi.

Izbor oblika orbite satelita u velikoj mjeri ovisi o njegovoj namjeni i karakteristikama zadataka koje obavlja.

Namjena umjetnog satelita. U zavisnosti od zadataka koji se rešavaju, sateliti se dele na istraživačke, primenjene i vojne.

Istraživanja AES se koriste za proučavanje Zemlje, nebeskih tijela i svemira. Uz njihovu pomoć izvode se geofizička, astronomska, geodetska, biološka i druga istraživanja. Orbite takvih satelita su različite: od gotovo kružne na visini od 200...300 km do izduženih eliptičnih s visinom apogeja do 500 tisuća km. To su sateliti “Prognoz”, “Electron”, “Proton” itd., lansirani u orbite radi proučavanja procesa sunčeve aktivnosti i njihovog uticaja na Zemljinu magnetosferu, proučavanja kosmičkih zraka i interakcije čestica nadzvučne energije sa materijom.

TO primijenjeno AES obuhvata komunikacije (telekomunikacije), meteorološke, geodetske, navigacijske, okeanografske, geološke, spasilačke i tragajuće i druge.

Od posebnog značaja su komunikacijski sateliti- “Molniya” (slika 2.5), “Duga”, “Ekran”, “Horizont”, dizajniran za prenošenje televizijskih programa i pružanje daljinskih radio komunikacija. Koriste eliptične sinhrone orbite sa visokim ekscentricitetom. Za kontinuiranu komunikaciju sa regionom, trebali biste imati tri takva satelita. Sateliti Raduga, Ekran i Horizon imaju i kružne ekvatorijalne geostacionarne orbite sa nadmorskom visinom od 35.500 - 36.800 km, što omogućava 24-satnu komunikaciju kroz Orbita mrežu zemaljskih prijemnih televizijskih stanica.

Svi ovi sateliti imaju dinamičku stabilizaciju u odnosu na Zemlju i Sunce, što im omogućava pouzdano prenošenje primljenih signala, kao i orijentaciju solarnih panela (SB) prema Suncu.

Rice. 2.5. Dijagram povezanog umjetnog satelita Zemlje "Molniya":

1 - senzori sistema orijentacije; 2 - SB paneli; 3 - radio prijemnici i predajnici;
4 - antene; 5 - hidrazinski cilindri; 6 - motor za korekciju orbite; 7 - radijatori

Meteorološki Sateliti tipa meteor lansiraju se u kružne orbite na visini od 900 km. Snimaju stanje atmosfere i oblaka, obrađuju primljene informacije i prenose ih na Zemlju (u jednoj revoluciji satelit pregleda do 20% područja globus).

Geodetski Satelitski sateliti su dizajnirani za mapiranje terena i povezivanje objekata na zemlji, uzimajući u obzir njegov reljef. Kompleks takvih satelita uključuje: opremu koja omogućava precizno snimanje njihove pozicije u prostoru u odnosu na zemaljske kontrolne tačke i određivanje udaljenosti između njih.

Navigacijski AES tipa "Cicada" i "Hurricane" namenjeni su za globalne navigacione satelitske sisteme "GLONASS", "Cosmos-1000" (Rusija), "Navstar" (SAD) - za obezbeđivanje navigacije morskih plovila, aviona i drugih pokretnih objekata. Uz pomoć navigacijskih i radio sistema, brod ili zrakoplov može odrediti svoju poziciju u odnosu na nekoliko satelita (ili na nekoliko tačaka u orbiti satelita). Za navigacijske satelite, polarne orbite su poželjnije, jer pokrivaju celu površinu Zemlje.

Vojska AES se koriste za pružanje komunikacija, komandovanja i kontrole, i razne vrste izviđanje (osmatranje teritorija, vojnih objekata, lansiranja projektila, kretanja brodova i sl.), kao i za navigaciju aviona, projektila, brodova, podmornica i dr.

Ugrađena oprema satelita. Sastav opreme na satelitu određen je svrhom satelita.

Oprema može uključivati različite instrumente i uređaje za praćenje. Ovi uređaji, ovisno o njihovoj namjeni, mogu raditi na različitim fizički principi. Na primjer, satelit može biti opremljen sa: optičkim teleskopom, radio teleskopom, laserskim reflektorom, fotografskom opremom koja radi u vidljivom i infracrvenom opsegu itd.

Za obradu rezultata posmatranja i njihovu analizu, na satelitu se mogu instalirati složeni informaciono-analitički sistemi koji koriste kompjutersku tehnologiju i druga sredstva. Informacije primljene i obrađene na brodu, obično u obliku kodova, prenose se na Zemlju pomoću posebnih radio sistema na brodu koji rade u različitim opsegima radio frekvencija. Radio kompleks može sadržavati nekoliko antena razne vrste i namjene (parabolični, spiralni, igla, rog, itd.).

Da bi se kontrolisalo kretanje satelita i osiguralo funkcionisanje njegove opreme na brodu, na satelitu je instaliran kontrolni kompleks na brodu, koji radi autonomno (u skladu sa programima dostupnim na brodu), kao i prema komandama primljenim od prizemni kompleks menadžment.

Za opskrbu električnom energijom brodskog kompleksa, kao i svih instrumenata i uređaja na brodu, na satelit se ugrađuju solarni paneli sastavljeni od poluvodičkih elemenata, ili hemijskih elemenata goriva, ili nuklearne elektrane.

Pogonski sistemi. Neki sateliti imaju pogonske sisteme koji se koriste za korekciju putanje ili stabilizaciju rotacije. Dakle, kako bi se produžio vijek trajanja satelita u niskoj orbiti, na njima se periodično uključuju motori, prenoseći satelite u višu orbitu.

Satelitski sistem orijentacije. Većina satelita koristi sistem orijentacije koji osigurava fiksni položaj osa u odnosu na površinu Zemlje ili bilo koje nebeske objekte (na primjer, za proučavanje svemira pomoću teleskopa i drugih instrumenata). Orijentacija se provodi pomoću mikroraketnih motora ili mlaznih mlaznica smještenih na površini satelita ili izbočenih konstrukcija (panela, rešetki, itd.). Za stabilizaciju vještačkih satelita u srednjim i visokim orbitama, potrebni su vrlo mali potiski (0,01...1 N).

Karakteristike dizajna. AES-ovi se lansiraju u orbitu pod posebnim oklopima koji apsorbuju sva aerodinamička i toplotna opterećenja. Stoga su oblik satelita i projektna rješenja određena funkcionalnom izvodljivošću i dopuštenim dimenzijama. Tipično, umjetni sateliti imaju monoblok, multiblok ili rešetkaste strukture. Dio opreme je smješten u termostatski zatvorenim odjeljcima.

Automatske međuplanetarne stanice

Uvod. Automatske međuplanetarne stanice (AIS) dizajnirane su za letove na Mjesec i planete Sunčevog sistema. Njihove karakteristike određuju velika udaljenost rada od Zemlje (do napuštanja sfere djelovanja njenog gravitacionog polja) i vrijeme leta (može se mjeriti godinama). Sve to postavlja posebne zahtjeve za njihov dizajn, upravljanje, napajanje itd.

Opšti pogled a tipičan raspored AMS-a prikazan je na primeru automatske međuplanetarne stanice “Vega” (slika 2.6)

Rice. 2.6. Opšti izgled automatske međuplanetarne stanice “Vega”:

1 - silazno vozilo; 2 - orbitalno vozilo; 3 - solarna baterija; 4 - blokovi naučne opreme; 5 - antena niskog smjera; 6 - visoko usmjerena antena

AMS letovi počeli su u januaru 1959. lansiranjem sovjetskog AMS Luna-1 u orbitu, koji je odletio na Mjesec. U septembru iste godine Luna 2 je stigla do površine Mjeseca, a u oktobru je Luna 3 fotografirala nevidljivu stranu planete, prenoseći ove slike na Zemlju.

U periodu 1970-1976, uzorci lunarnog tla su dopremljeni sa Mjeseca na Zemlju, a Lunohodi su uspješno operirali na Mjesecu. Ova dostignuća su značajno nadmašila američko istraživanje Mjeseca automatskim vozilima.

Uz pomoć serije svemirskih sondi lansiranih prema Veneri (od 1961.) i Marsu (od 1962. godine), dobijeni su jedinstveni podaci o strukturi i parametrima ovih planeta i njihove atmosfere. Kao rezultat letova svemirskih letjelica, ustanovljeno je da je pritisak atmosfere Venere veći od 9 MPa (90 atm), a temperatura je 475 °C; dobijena je panorama površine planete. Ovi podaci su preneseni na Zemlju koristeći složenu kombinovanu strukturu AMS, čiji se jedan od dijelova spuštao u površine planeta, a drugi, lansiran u satelitsku orbitu, primao je informacije i prenosio ih na Zemlju. Slična kompleksna istraživanja sprovedena su na Marsu. Tokom tih istih godina, na Zemlji je primljeno mnoštvo naučnih informacija od svemirske letjelice Zond, na kojoj su razrađena mnoga dizajnerska rješenja za kasniju letjelicu, uključujući i po povratku na Zemlju.

Rice. 2.7. Putanja letelice "Vega" do planete Venere i Halejeve komete

Letovima američkih svemirskih brodova „Ranger“, „Surveyor“, „Mariner“, „Viking“ nastavljeno je istraživanje Meseca, Venere i Marsa („Mariner-9“ - prvi veštački satelit Marsa, ušao je u orbitu 13. novembra , 1971. nakon uspješnog manevra kočenja, sl. 2.9), a sonde Pioneer, Voyager i Galileo stigle su do udaljenih planeta Sunčevog sistema: Jupitera, Saturna, Urana, Neptuna, prenoseći jedinstvene slike i podatke o ovim planetama.

Rice. 2.9 Mariner 9, prvi umjetni satelit Marsa, ušao je u orbitu 13. novembra 1971. nakon uspješnog izvođenja manevra kočenja:

1 - antena niskog smjera; 2 - manevarski motor; 3 - rezervoar za gorivo (2 kom.); 4 - uređaj za orijentaciju ka zvijezdi Canopus; 5 - cilindar u sistemu za pritisak pogonskog sistema; 6 - roletne sistema termičke kontrole; 7 - infracrveni interferometar-spektrometar; 8 - televizijska kamera sa malim uglom gledanja;
9 - ultraljubičasti spektrometar; 10 -TV kamera sa širokim uglom gledanja; 11 - infracrveni radiometar; 12 - visoko usmjerena antena; 13 - solarni senzori (4 kom.); 14 - senzor za praćenje sunca; 15 - antena sa umjerenim pojačanjem; 16 - panel solarnih ćelija (4 kom.).

AMS orbite. Za letove svemirskih letjelica do planeta Sunčevog sistema, mora im se dati brzina blizu druge kosmičke brzine ili čak veća od nje, a orbita poprima oblik parabole ili hiperbole. Kada se približi planeti odredišta, AMS ulazi u zonu svog gravitacionog polja (gravisfere), što mijenja oblik orbite. Dakle, putanja AMS-a može se sastojati od nekoliko sekcija, čiji je oblik određen zakonima nebeske mehanike.

Ugrađena oprema AMS-a. Na AWS namijenjenom proučavanju planeta, ovisno o zadacima koji se rješavaju, ugrađuju se različiti instrumenti i uređaji: televizijske kamere sa malim i velikim uglovima gledanja, kamere i fotopolarimetri, ultraljubičasti spektrometri i infracrveni interferometri, magnetometri, detektori kosmičkih zraka i naelektrisane čestice, merni instrumenti, karakteristike plazme, teleskopi, itd.

Za izvođenje planiranih istraživanja, neki naučni instrumenti mogu se smjestiti u kućište AWS-a, drugi se uklanjaju iz kućišta pomoću rešetki ili šipki, postavljaju na platforme za skeniranje i rotiraju u odnosu na njihove osi.

Za prijenos primljenih i obrađenih informacija na Zemlju, na AMS je instalirana specijalna odašiljačko-prijemna radio oprema sa visoko usmjerenom paraboličnom antenom, kao i upravljački kompleks na brodu sa računarskim uređajem koji generiše komande za rad uređaja i sistemi na brodu.

Da bi se sistem upravljanja i instrumenti na vozilu obezbedili električnom energijom, na AWS se mogu koristiti solarni paneli ili nuklearni radioizotopni termoelektrični generatori (neophodni za dugotrajne letove do udaljenih planeta).

Karakteristike AMS dizajna. Noseća konstrukcija AMC-a obično ima lagani rešetkasti okvir (platformu) na koji je montirana sva oprema, sistemi i pretinci. Za elektronsku i drugu opremu koriste se zapečaćeni odeljci sa višeslojnom toplotnom izolacijom i sistemom termičke kontrole.

AWS mora biti opremljen troosnim sistemom orijentacije sa praćenjem određenih orijentira (na primjer, Sunce, zvijezda Canopus). Prostorna orijentacija AMS-a i manevri korekcije trajektorije izvode se pomoću mikroraketnih motora ili mlaznica koje rade na vruće ili hladne plinove.

AMS može imati orbitalni manevarski pogonski sistem za korekciju putanje ili za prebacivanje AMS-a u orbitu planete ili njenog satelita. U potonjem slučaju, dizajn AWS-a postaje znatno komplikovaniji, jer Za spuštanje stanice na površinu planeta potrebno je kočenje. Izvodi se pomoću kočionog pogonskog sistema ili zbog atmosfere planete (ako je njena gustina dovoljna za kočenje, kao na Veneri). Prilikom kočenja i slijetanja dolazi do značajnih opterećenja na konstrukciju i instrumente, pa se dio za spuštanje obično odvaja od AMS-a, dajući mu odgovarajuću čvrstoću i štiteći ga od topline i drugih opterećenja.

Deo letelice za spuštanje može imati na svom brodu različitu istraživačku opremu, sredstva za njeno kretanje po površini planete (na primer, Lunohod na letelici Luna-17), pa čak i uređaj koji se vraća na Zemlju sa kapsulom tla ( svemirski brod Luna-16). U potonjem slučaju, na povratnom vozilu se ugrađuje dodatni pogonski sistem koji osigurava ubrzanje i korekciju putanje povratnog vozila.

Odavno smo navikli na činjenicu da živimo u eri istraživanja svemira. Međutim, promatrajući danas ogromne rakete i svemirske letjelice za višekratnu upotrebu orbitalne stanice mnogi ne shvaćaju da je prvo lansiranje svemirski brod dogodio ne tako davno – prije samo 60 godina.

Ko je lansirao prvi veštački Zemljin satelit? – SSSR. Ovo pitanje ima velika vrijednost, budući da je ovaj događaj doveo do takozvane svemirske trke između dvije supersile: SAD-a i SSSR-a.

Kako se zvao prvi vještački satelit na svijetu? - pošto slični uređaji ranije nisu postojali, sovjetski naučnici su smatrali da je naziv "Sputnjik-1" sasvim prikladan za ovaj uređaj. Kodna oznaka uređaja je PS-1, što znači „Najjednostavniji Sputnjik-1“.

Spolja, satelit je imao prilično jednostavan izgled i predstavljao je aluminijsku kuglu prečnika 58 cm na koju su poprečno pričvršćene dvije zakrivljene antene, omogućavajući uređaju da ravnomjerno raspoređuje radio emisiju u svim smjerovima. Unutar sfere, napravljene od dvije polulopte pričvršćene sa 36 vijaka, nalazile su se srebrno-cink baterije od 50 kilograma, radio-predajnik, ventilator, termostat, senzori tlaka i temperature. Ukupna težina uređaja bila je 83,6 kg. Važno je napomenuti da je radio predajnik koji emituje u opsegu od 20 MHz i 40 MHz, odnosno obični radio-amateri mogli da ga prate.

Istorija stvaranja

Povijest prvog svemirskog satelita i svemirskih letova općenito počinje prvim balistički projektil– V-2 (Vergeltungswaffe-2). Raketu je razvio poznati njemački dizajner Wernher von Braun na kraju Drugog svjetskog rata. Prvo probno lansiranje izvršeno je 1942. godine, a borbeno lansiranje 1944. izvedeno je ukupno 3.225 lansiranja, uglavnom širom Velike Britanije. Nakon rata, Wernher von Braun se predao američkoj vojsci, te je stoga bio na čelu Službe za dizajn i razvoj oružja u Sjedinjenim Državama. Davne 1946. godine, njemački naučnik je američkom ministarstvu obrane predstavio izvještaj "Idejni dizajn eksperimentalne svemirske letjelice koja kruži oko Zemlje", gdje je napomenuo da bi u roku od pet godina mogla biti razvijena raketa koja može lansirati takav brod u orbitu. Međutim, sredstva za projekat nisu odobrena.

Josif Staljin je 13. maja 1946. usvojio dekret o stvaranju raketne industrije u SSSR-u. Sergej Koroljov imenovan je za glavnog konstruktora balističkih projektila. Tokom narednih 10 godina, naučnici su razvili interkontinentalne balističke rakete R-1, R2, R-3, itd.

Godine 1948. projektant raketa Mihail Tikhonravov dao je naučnoj zajednici izvještaj o kompozitnim raketama i rezultatima proračuna, prema kojima su rakete od 1000 kilometara koje se razvijaju mogle doseći velike udaljenosti, pa čak i lansirati umjetni Zemljin satelit u orbitu. Međutim, takva izjava je kritikovana i nije shvaćena ozbiljno. Odeljenje Tikhonravova u NII-4 je raspušteno zbog nevažnog rada, ali je kasnije, trudom Mihaila Klavdijeviča, ponovo sastavljeno 1950. godine. Tada je Mihail Tihonravov direktno govorio o misiji postavljanja satelita u orbitu.

Satelitski model

Nakon stvaranja balističke rakete R-3, na prezentaciji su predstavljene njene mogućnosti prema kojima je raketa bila sposobna ne samo da pogodi ciljeve na udaljenosti od 3000 km, već i da lansira satelit u orbitu. Tako su do 1953. godine naučnici ipak uspjeli uvjeriti najviše rukovodstvo da je lansiranje orbitalnog satelita moguće. I čelnici oružanih snaga počeli su shvaćati izglede za razvoj i lansiranje umjetnog satelita Zemlje (AES). Iz tog razloga je 1954. godine usvojena odluka da se u NII-4 stvori posebna grupa sa Mihailom Klavdijevičem, koja bi se bavila projektovanjem satelita i planiranjem misije. Iste godine Tikhonravovljeva grupa predstavila je program za istraživanje svemira, od lansiranja satelita do spuštanja na Mjesec.

Godine 1955. delegacija Politbiroa na čelu sa N. S. Hruščovim posjetila je Lenjingradsku metalnu tvornicu, gdje je završena izgradnja dvostepene rakete R-7. Utisak delegacije rezultirao je potpisivanjem rezolucije o stvaranju i lansiranju satelita u Zemljinu orbitu u naredne dvije godine. Projektovanje satelita počelo je u novembru 1956. godine, a u septembru 1957. „Jednostavni Sputnjik-1” je uspešno testiran na vibracionom stalku i u termalnoj komori.

Definitivno odgovor na pitanje „ko je izmislio Sputnjik 1?“ — nemoguće je odgovoriti. Razvoj prvog Zemljinog satelita odvijao se pod vodstvom Mihaila Tikhonravova, a stvaranje rakete-nosača i lansiranje satelita u orbitu pod vodstvom Sergeja Koroljeva. Međutim, značajan broj naučnika i istraživača radio je na oba projekta.

Istorija pokretanja

U februaru 1955. više rukovodstvo je odobrilo stvaranje istraživačkog poligona br. 5 (kasnije Bajkonur), koje je trebalo da se nalazi u kazahstanskoj pustinji. Prve balističke rakete tipa R-7 testirane su na poligonu, ali je na osnovu rezultata pet eksperimentalnih lansiranja postalo jasno da masivna bojeva glava balističke rakete ne može izdržati temperaturno opterećenje i potrebna je modifikacija, koja bi traje oko šest meseci. Iz tog razloga, S.P. Koroljev je zatražio od N.S.Hruščova dvije rakete za eksperimentalno lansiranje PS-1. Krajem septembra 1957. raketa R-7 stigla je na Bajkonur sa laganom glavom i prelazom ispod satelita. Višak opreme je uklonjen, zbog čega je masa rakete smanjena za 7 tona.

S.P. Koroljev je 2. oktobra potpisao nalog za letno testiranje satelita i poslao obaveštenje o spremnosti u Moskvu. I iako iz Moskve nisu stigli odgovori, Sergej Koroljov je odlučio da lansira raketu-nosač Sputnjik (R-7) sa PS-1 na lansirnu poziciju.

Razlog zašto je uprava zahtijevala lansiranje satelita u orbitu u ovom periodu je taj što je od 1. jula 1957. do 31. decembra 1958. održana takozvana Međunarodna geofizička godina. Prema njemu, tokom ovog perioda, 67 zemalja je zajednički i u okviru jedinstvenog programa vršilo geofizička istraživanja i osmatranja.

Datum lansiranja prvog vještačkog satelita bio je 4. oktobar 1957. godine. Osim toga, istog dana je u Španiji u Barseloni održano otvaranje VIII Međunarodnog kongresa astronautike. Čelnici svemirskog programa SSSR-a nisu objavljeni u javnosti zbog tajnosti radova koji se obavljaju, akademik Leonid Ivanovič Sedov je izvijestio Kongres o senzacionalnom lansiranju satelita. Stoga je svjetska zajednica dugo smatrala sovjetskog fizičara i matematičara Sedova „ocem Sputnjika“.

Istorija letenja

U 22:28:34 po moskovskom vremenu lansirana je raketa sa satelitom sa prve lokacije NIIP br. 5 (Bajkonur). Nakon 295 sekundi, centralni blok rakete i satelit su lansirani u eliptičnu orbitu Zemlje (apogej - 947 km, perigej - 288 km). Nakon još 20 sekundi, PS-1 se odvojio od rakete i dao signal. Bio je to ponovljeni signal „Bip! Bip!”, koji su hvatani na poligonu 2 minuta, sve dok Sputnjik 1 nije nestao iznad horizonta. Na prvoj orbiti uređaja oko Zemlje Telegrafska agencija Sovjetskog Saveza (TASS) prenijela je poruku o uspješnom lansiranju prvog satelita na svijetu.

Nakon prijema signala PS-1, počeli su da pristižu detaljni podaci o uređaju, koji je, kako se ispostavilo, bio blizu da ne postigne prvu brzinu bijega i da ne uđe u orbitu. Razlog za to je neočekivani kvar sistema kontrole goriva, zbog čega je jedan od motora zaostajao. Neuspjeh je bio udaljen djelić sekunde.

Međutim, PS-1 je ipak uspješno postigao eliptičnu orbitu, u kojoj se kretao 92 dana, dok je izvršio 1440 okretaja oko planete. Radio predajnici uređaja radili su prve dvije sedmice. Šta je uzrokovalo smrt prvog Zemljinog satelita? — Izgubivši brzinu zbog atmosferskog trenja, Sputnjik 1 je počeo da se spušta i potpuno izgoreo u gustim slojevima atmosfere. Važno je napomenuti da su mnogi mogli da posmatraju određeni sjajni objekat koji se kreće nebom u tom periodu. Ali bez posebne optike, sjajno tijelo satelita nije se moglo vidjeti, a zapravo je ovaj objekt bio drugi stepen rakete, koji se također rotirao u orbiti, zajedno sa satelitom.

Značenje leta

Prvo lansiranje umjetnog satelita Zemlje u SSSR-u izazvalo je neviđeni porast ponosa u njihovoj zemlji i prevucite prstom prema prestižu SAD-a. Izvod iz publikacije United Pressa: „90 posto razgovora o umjetni sateliti Zemlja je pripadala Sjedinjenim Državama. Kako se ispostavilo, 100 posto slučaja palo je na Rusiju...” I unatoč pogrešnim idejama o tehničkoj zaostalosti SSSR-a, upravo je sovjetski uređaj postao prvi satelit Zemlje, štoviše, njegov signal je mogao pratiti bilo koji radio-amater. Let prvog Zemljinog satelita označio je početak svemirskog doba i pokrenuo svemirsku trku između Sovjetskog Saveza i Sjedinjenih Država.

Samo 4 mjeseca kasnije, 1. februara 1958., Sjedinjene Države su lansirale svoj satelit Explorer 1, koji je sastavio tim naučnika Wernhera von Brauna. I iako je bio nekoliko puta lakši od PS-1 i sadržavao 4,5 kg naučne opreme, ipak je bio drugi i više nije imao isti uticaj na javnost.

Naučni rezultati leta PS-1

Lansiranje ovog PS-1 imalo je nekoliko ciljeva:

Testiranje tehničke sposobnosti uređaja, kao i provjera izvršenih proračuna za uspješno lansiranje satelita;
Istraživanje jonosfere. Prije lansiranja svemirske letjelice, radio-talasi poslani sa Zemlje odbijali su se od jonosfere, eliminirajući mogućnost njenog proučavanja. Sada su naučnici mogli da počnu proučavati jonosferu kroz interakciju radio talasa koje emituje satelit iz svemira i koji putuju kroz atmosferu do površine Zemlje.
Proračun gustine gornjih slojeva atmosfere posmatranjem brzine usporavanja vozila usled trenja sa atmosferom;
Proučavanje uticaja svemirskog prostora na opremu, kao i određivanje povoljnih uslova za rad opreme u svemiru.

Slušajte zvuk Prvog satelita

Iako satelit nije imao nikakvu naučnu opremu, praćenje njegovog radio signala i analiza njegove prirode dali su mnoge korisne rezultate. Tako je grupa naučnika iz Švedske izmjerila elektronski sastav jonosfere, oslanjajući se na Faradayev efekat, koji kaže da se polarizacija svjetlosti mijenja prilikom prolaska kroz magnetno polje. Takođe, grupa sovjetskih naučnika sa Moskovskog državnog univerziteta razvila je tehniku za posmatranje satelita sa preciznim određivanjem njegovih koordinata. Promatranje ove eliptične orbite i prirode njenog ponašanja omogućilo je određivanje gustine atmosfere u regiji orbitalne visine. Neočekivano povećana gustina atmosfere na ovim prostorima potaknula je naučnike da stvore teoriju satelitskog kočenja, što je doprinijelo razvoju astronautike.

Video o prvom satelitu.

On vaniČetiri antene Sputnjika emituju na kratkotalasnim frekvencijama iznad i ispod trenutnog standarda (27 MHz). Stanice za praćenje na Zemlji uhvatile su radio signal i potvrdile da je mali satelit preživio lansiranje i da je uspješno na putu oko naše planete. Mjesec dana kasnije, Sovjetski Savez je lansirao Sputnjik 2 u orbitu. Unutar kapsule je bio pas Lajka.

U decembru 1957, očajnički pokušavajući da održi korak sa svojim protivnicima hladnog rata, američki naučnici su pokušali staviti satelit u orbitu zajedno sa planetom Vanguard. Nažalost, raketa se srušila i izgorjela prilikom polijetanja. Ubrzo nakon toga, 31. januara 1958., Sjedinjene Države su ponovile sovjetski uspjeh usvajanjem Wernher von Braunovog plana za lansiranje satelita Explorer 1 američkom raketom. Redstone. Explorer 1 nosio je instrumente za detekciju kosmičkih zraka i otkrio je u eksperimentu Jamesa Van Allena sa Univerziteta Iowa da je bilo mnogo manje kosmičkih zraka nego što se očekivalo. To je dovelo do otkrića dvije toroidalne zone (koje su na kraju dobile ime po Van Allenu) ispunjene nabijenim česticama zarobljenim u Zemljinom magnetskom polju.

Ohrabreni ovim uspjesima, nekoliko kompanija počelo je razvijati i lansirati satelite 1960-ih. Jedan od njih bio je Hughes Aircraft, zajedno sa glavnim inženjerom Haroldom Rosenom. Rosen je vodio tim koji je implementirao Clarkovu ideju - komunikacijski satelit postavljen u Zemljinu orbitu na takav način da može odbijati radio valove s jednog mjesta na drugo. Godine 1961. NASA je sklopila ugovor s Hughesom za izgradnju serije satelita Syncom (sinhrone komunikacije). U julu 1963., Rosen i njegove kolege vidjeli su kako Syncom-2 poleti u svemir i uđe u grubu geosinhronu orbitu. Predsjednik Kennedy je koristio novi sistem za razgovor s premijerom Nigerije u Africi. Ubrzo je poletio Syncom-3, koji je zapravo mogao emitovati televizijski signal.

Počela je era satelita.

Koja je razlika između satelita i svemirskog otpada?

Tehnički, satelit je svaki objekat koji kruži oko planete ili manjeg nebeskog tijela. Astronomi klasifikuju mjesece kao prirodne satelite, a tokom godina su sastavili listu stotina takvih objekata koji kruže oko planeta i patuljastih planeta u našem Sunčevom sistemu. Na primjer, izbrojali su 67 Jupiterovih mjeseci. I još uvijek je.

Objekti koje je napravio čovjek, poput Sputnjika i Explorera, također se mogu klasificirati kao sateliti jer oni, poput mjeseca, kruže oko planete. Nažalost, ljudska aktivnost je rezultirala ogromnom količinom krhotina u Zemljinoj orbiti. Svi ovi komadi i krhotine ponašaju se kao velike rakete - okreću se oko planete velike brzine duž kružne ili eliptične staze. U strogom tumačenju definicije, svaki takav objekt može se definirati kao satelit. Ali astronomi općenito smatraju satelite onim objektima koji obavljaju korisnu funkciju. Ostaci metala i drugo smeće spadaju u kategoriju orbitalnih krhotina.

Orbitalni ostaci dolaze iz mnogih izvora:

Eksplozija rakete koja proizvodi najviše smeća.
Astronaut je opustio ruku - ako astronaut nešto popravlja u svemiru i promaši ključ, to je zauvijek izgubljeno. Ključ ide u orbitu i leti brzinom od oko 10 km/s. Ako pogodi osobu ili satelit, rezultati bi mogli biti katastrofalni. Veliki objekti, poput ISS-a, velika su meta za svemirski otpad.
Odbačeni predmeti. Dijelovi kontejnera za lansiranje, poklopci objektiva fotoaparata i tako dalje.

NASA je lansirala specijalni satelit pod nazivom LDEF za proučavanje dugoročnih efekata sudara sa svemirskim otpadom. Tokom šest godina, satelitski instrumenti zabilježili su oko 20.000 udaraca, neke uzrokovane mikrometeoritima, a druge orbitalnim krhotinama. NASA-ini naučnici nastavljaju da analiziraju LDEF podatke. Ali Japan već ima ogromnu mrežu za hvatanje svemirskog otpada.

Šta je unutar običnog satelita?

Postoje sateliti različite forme i veličine i obavljaju mnogo različitih funkcija, ali su sve u principu slične. Svi imaju metalni ili kompozitni okvir i kućište, koje inženjeri engleskog govornog područja nazivaju autobusom, a Rusi svemirskom platformom. Svemirska platforma objedinjuje sve i pruža dovoljno mjera kako bi se osiguralo da instrumenti prežive lansiranje.

Svi sateliti imaju izvor napajanja (obično solarni paneli) i baterije. Solarni paneli omogućavaju punjenje baterija. Najnoviji sateliti također uključuju gorive ćelije. Satelitska energija je veoma skupa i izuzetno ograničena. Nuklearne ćelije se obično koriste za slanje svemirskih sondi na druge planete.

Svi sateliti imaju ugrađeni kompjuter za kontrolu i praćenje različitih sistema. Svi imaju radio i antenu. U najmanju ruku, većina satelita ima radio predajnik i radio prijemnik tako da zemaljska posada može ispitivati i pratiti status satelita. Mnogi sateliti omogućavaju mnogo različitih stvari, od promjene orbite do reprogramiranja kompjuterskog sistema.

Kao što možete očekivati, spajanje svih ovih sistema - nije lak zadatak. Za to su potrebne godine. Sve počinje od definisanja cilja misije. Određivanje njegovih parametara omogućava inženjerima da sastave potrebne alate i ugrade ih u pravom redosledu. Kada su specifikacije (i budžet) odobrene, počinje montaža satelita. Odvija se u čistoj prostoriji, sterilnom okruženju koje održava željenu temperaturu i vlažnost i štiti satelit tokom razvoja i sklapanja.

Umjetni sateliti se obično izrađuju po narudžbi. Neke kompanije su razvile modularne satelite, odnosno strukture čija montaža omogućava ugradnju dodatnih elemenata prema specifikacijama. Na primjer, sateliti Boeing 601 imali su dva osnovna modula - šasiju za transport pogonskog podsistema, elektronike i baterija; i set polica u obliku saća za odlaganje opreme. Ova modularnost omogućava inženjerima da sastave satelite iz praznih delova, a ne od nule.

Kako se sateliti lansiraju u orbitu?

Danas se svi sateliti lansiraju u orbitu na raketi. Mnogi ih prevoze u kargo odjelu.

U većini lansiranja satelita, raketa se lansira ravno prema gore, što joj omogućava da se kreće brže kroz gustu atmosferu i minimizira potrošnju goriva. Nakon što raketa poleti, upravljački mehanizam rakete koristi inercijski sistem navođenja kako bi izračunao potrebna podešavanja mlaznice rakete kako bi se postigao željeni korak.

Nakon što raketa uđe u razrijeđeni zrak, na visini od oko 193 kilometra, navigacijski sistem ispušta male rakete, koje su dovoljne da se raketa prebaci u horizontalni položaj. Nakon toga, satelit se oslobađa. Male rakete se ponovo ispaljuju i stvaraju razliku u udaljenosti između rakete i satelita.

Orbitalna brzina i visina

Raketa mora dostići brzinu od 40.320 kilometara na sat da bi u potpunosti pobjegla od Zemljine gravitacije i odletjela u svemir. Svemirska brzina je mnogo veća od one koja je potrebna satelitu u orbiti. Oni ne izmiču Zemljinoj gravitaciji, već su u stanju ravnoteže. Orbitalna brzina je brzina potrebna za održavanje ravnoteže između gravitacijske sile i inercijalnog kretanja satelita. To je otprilike 27.359 kilometara na sat na visini od 242 kilometra. Bez gravitacije, inercija bi odvela satelit u svemir. Čak i uz gravitaciju, ako se satelit kreće prebrzo, bit će odnešen u svemir. Ako se satelit kreće presporo, gravitacija će ga povući natrag prema Zemlji.

Orbitalna brzina satelita zavisi od njegove visine iznad Zemlje. Što je bliže Zemlji, to veća brzina. Na visini od 200 kilometara, orbitalna brzina je 27.400 kilometara na sat. Da bi održao orbitu na visini od 35.786 kilometara, satelit mora putovati brzinom od 11.300 kilometara na sat. Ova orbitalna brzina omogućava satelitu da napravi jedan prelet svaka 24 sata. Budući da se i Zemlja okreće 24 sata, satelit na visini od 35.786 kilometara je u fiksnoj poziciji u odnosu na površinu Zemlje. Ova pozicija se naziva geostacionarna. Geostacionarna orbita je idealna za vremenske i komunikacijske satelite.

Općenito, što je viša orbita, satelit može duže ostati tamo. Na maloj visini, satelit se nalazi u zemljinoj atmosferi, što stvara otpor. Na velikoj visini praktično nema otpora, a satelit, kao i mjesec, može ostati u orbiti vekovima.

Vrste satelita

Na Zemlji svi sateliti izgledaju slično - sjajne kutije ili cilindri ukrašeni krilima od solarnih panela. Ali u svemiru, ove mašine za obradu drveta se ponašaju veoma različito u zavisnosti od putanje leta, visine i orijentacije. Kao rezultat toga, klasifikacija satelita postaje složena stvar. Jedan pristup je određivanje orbite letjelice u odnosu na planetu (obično Zemlju). Podsjetimo da postoje dvije glavne orbite: kružna i eliptična. Neki sateliti počinju u elipsi, a zatim ulaze u kružnu orbitu. Drugi slijede eliptičnu putanju poznatu kao Molniya orbita. Ovi objekti obično kruže od sjevera prema jugu preko Zemljinih polova i potpuni prelet za 12 sati.

Sateliti u polarnoj orbiti također prolaze polove sa svakim okretajem, iako su njihove orbite manje eliptične. Polarne orbite ostaju fiksirane u svemiru dok se Zemlja rotira. Kao rezultat toga, veći dio Zemlje prolazi ispod satelita u polarnoj orbiti. Budući da polarne orbite pružaju odličnu pokrivenost planete, koriste se za mapiranje i fotografiranje. Prognostičari se također oslanjaju na globalnu mrežu polarnih satelita koji kruže našom kuglom svakih 12 sati.

Također možete klasificirati satelite prema njihovoj nadmorskoj visini iznad zemljine površine. Na osnovu ove šeme, postoje tri kategorije:

Niska Zemljina orbita (LEO) - LEO sateliti zauzimaju prostor od 180 do 2000 kilometara iznad Zemlje. Sateliti koji orbitiraju blizu Zemljine površine idealni su za posmatranje, vojne svrhe i prikupljanje informacija o vremenu.
Srednja Zemljina orbita (MEO) - Ovi sateliti lete od 2.000 do 36.000 km iznad Zemlje. GPS navigacijski sateliti dobro rade na ovoj visini. Približna orbitalna brzina je 13.900 km/h.
Geostacionarna (geosinhrona) orbita - geostacionarni sateliti kruže oko Zemlje na visini većoj od 36.000 km i istom brzinom rotacije kao planeta. Stoga su sateliti u ovoj orbiti uvijek pozicionirani prema istom mjestu na Zemlji. Mnogi geostacionarni sateliti lete duž ekvatora, što je stvorilo mnoge saobraćajne gužve u ovoj oblasti svemira. Nekoliko stotina televizijskih, komunikacijskih i vremenskih satelita koristi geostacionarnu orbitu.

Konačno, o satelitima se može razmišljati u smislu gdje oni "traže". Većina objekata poslanih u svemir u posljednjih nekoliko decenija gledaju u Zemlju. Ovi sateliti imaju kamere i opremu koja može vidjeti naš svijet u različitim talasnim dužinama svjetlosti, omogućavajući nam da uživamo u spektakularnim pogledima na ultraljubičaste i infracrvene tonove naše planete. Manje satelita skreće pogled na svemir, gdje promatraju zvijezde, planete i galaksije i skeniraju objekte poput asteroida i kometa koji bi se mogli sudariti sa Zemljom.

Poznati sateliti

Sve do nedavno, sateliti su ostali egzotični i strogo povjerljivi instrumenti, korišteni prvenstveno u vojne svrhe za navigaciju i špijunažu. Sada su postali sastavni dio našeg svakodnevnog života. Zahvaljujući njima, znamo vremensku prognozu (iako vremenske prognoze često griješe). Gledamo TV i pristupamo internetu također zahvaljujući satelitima. GPS u našim automobilima i pametnim telefonima nam omogućava da stignemo pravo mjesto. Vrijedi li govoriti o neprocjenjivom doprinosu Hubble teleskopa i radu astronauta na ISS-u?

Međutim, postoje pravi heroji orbite. Hajde da ih upoznamo.

Landsat sateliti fotografišu Zemlju od ranih 1970-ih i drže rekord u posmatranju Zemljine površine. Landsat-1, nekada poznat kao ERTS (Earth Resources Technology Satellite), lansiran je 23. jula 1972. godine. Nosio je dva glavna instrumenta: kameru i multispektralni skener, koje je napravila kompanija Hughes Aircraft i koji je mogao snimati podatke u zelenom, crvenom i dva infracrvena spektra. Satelit je napravio tako prekrasne slike i smatran je toliko uspješnim da ga je pratila čitava serija. NASA je lansirala posljednji Landsat-8 u februaru 2013. Ovaj uređaj je upravljao dva senzora za posmatranje Zemlje, Operativnim Land Imager i Termalnim infracrvenim senzorom, prikupljajući multispektralne slike obalnih regiona, polarni led, ostrva i kontinenata.
Geostacionarni operativni ekološki sateliti (GOES) kruže oko Zemlje u geostacionarnoj orbiti, a svaki je odgovoran za fiksni dio globusa. To omogućava satelitima da pomno promatraju atmosferu i otkriju promjene vremenskim uslovimašto može dovesti do tornada, uragana, poplava i grmljavina. Sateliti se također koriste za procjenu padavina i akumulacije snijega, mjerenje obima snježnog pokrivača i praćenje kretanja morskog i jezerskog leda. Od 1974. godine, 15 GOES satelita je lansirano u orbitu, ali samo dva satelita, GOES West i GOES East, prate vremenske prilike u bilo kojem trenutku.
Jason-1 i Jason-2 odigrali su ključnu ulogu u dugoročnoj analizi Zemljinih okeana. NASA je lansirala Jason-1 u decembru 2001. kako bi zamijenila NASA/CNES Topex/Poseidon satelit, koji je radio iznad Zemlje od 1992. godine. Gotovo trinaest godina, Jason-1 je mjerio nivoe mora, brzine vjetra i visine valova u više od 95% Zemljinih okeana bez leda. NASA je zvanično penzionisala Jason-1 3. jula 2013. Jason-2 je ušao u orbitu 2008. Nosio je visokoprecizne instrumente koji su omogućili mjerenje udaljenosti od satelita do površine okeana s preciznošću od nekoliko centimetara. Ovi podaci, pored njihove vrijednosti za okeanografe, pružaju opsežan uvid u ponašanje globalnih klimatskih obrazaca.

Koliko koštaju sateliti?

Nakon Sputnjika i Eksplorera, sateliti su postali veći i složeniji. Uzmimo, na primjer, TerreStar-1, komercijalni satelit koji je trebao osigurati mobilni prijenos podataka Sjeverna Amerika za pametne telefone i slične uređaje. Lansiran 2009. godine, TerreStar-1 težio je 6.910 kilograma. A kada je potpuno raspoređen, otkrio je 18-metarsku antenu i masivne solarne panele s rasponom krila od 32 metra.

Izgradnja ovako složene mašine zahteva tonu resursa, tako da su istorijski samo vladine agencije i korporacije sa dubokim džepovima mogle da uđu u satelitski posao. Većina Cijena satelita leži u opremi - transponderima, kompjuterima i kamerama. Tipičan vremenski satelit košta oko 290 miliona dolara. Špijunski satelit bi koštao 100 miliona dolara više. Dodajte ovome troškove održavanja i popravke satelita. Kompanije moraju plaćati propusni opseg satelita na isti način na koji vlasnici telefona plaćaju mobilnu uslugu. To ponekad košta više od 1,5 miliona dolara godišnje.

Drugi važan faktor su početni troškovi. Lansiranje jednog satelita u svemir može koštati od 10 do 400 miliona dolara, ovisno o uređaju. Raketa Pegasus XL može podići 443 kilograma u nisku Zemljinu orbitu za 13,5 miliona dolara. Lansiranje teškog satelita zahtijevat će više podizanja. Raketa Ariane 5G može lansirati satelit težak 18.000 kilograma u nisku orbitu za 165 miliona dolara.

Uprkos troškovima i rizicima povezanim sa izgradnjom, lansiranjem i radom satelita, neke kompanije su uspele da izgrade čitav posao oko toga. Na primjer, Boeing. Kompanija je isporučila oko 10 satelita u svemir 2012. godine i primala narudžbe više od sedam godina, ostvarivši prihod od skoro 32 milijarde dolara.

Budućnost satelita

Gotovo pedeset godina nakon lansiranja Sputnjika, sateliti, kao i budžeti, rastu i jačaju. SAD su, na primjer, potrošile skoro 200 milijardi dolara od početka svog vojnog satelitskog programa i sada, uprkos svemu tome, imaju flotu zastarjelih satelita koji čekaju da budu zamijenjeni. Mnogi stručnjaci strahuju da izgradnja i postavljanje velikih satelita jednostavno ne mogu postojati na dolare poreznih obveznika. Rješenje koje bi sve moglo okrenuti naglavačke ostaju privatne kompanije poput SpaceX-a i drugih koje očito neće trpjeti birokratsku stagnaciju, poput NASA-e, NRO-a i NOAA-e.

Drugo rješenje je smanjenje veličine i složenosti satelita. Naučnici sa Caltech-a i Univerziteta Stanford od 1999. godine rade na novom tipu CubeSat-a, zasnovanom na blokovima sa ivicom od 10 centimetara. Svaka kocka sadrži gotove komponente i može se kombinovati sa drugim kockama kako bi se povećala efikasnost i smanjio stres. Standardizacijom dizajna i smanjenjem troškova izgradnje svakog satelita od nule, jedan CubeSat može koštati samo 100.000 dolara.

U aprilu 2013. godine, NASA je odlučila da testira ovaj jednostavan princip sa tri CubeSata koja pokreću komercijalni pametni telefoni. Cilj je bio staviti mikrosatelite na kratko u orbitu i napraviti nekoliko slika njihovim telefonima. Agencija sada planira da razmjesti široku mrežu takvih satelita.

Bilo da su veliki ili mali, budući sateliti moraju biti u stanju da efikasno komuniciraju sa njima zemaljske stanice. Istorijski gledano, NASA se oslanjala na radio-frekvencijsku komunikaciju, ali RF je dostigao svoj limit kako se pojavila potražnja za više energije. Kako bi prevazišli ovu prepreku, NASA-ini naučnici razvijaju dvosmjerni komunikacioni sistem koristeći lasere umjesto radio talasa. Naučnici su 18. oktobra 2013. prvi put ispalili laserski snop za prenos podataka sa Meseca na Zemlju (na udaljenosti od 384.633 kilometara) i postigli rekordnu brzinu prenosa od 622 megabita u sekundi.