Mis on kunstlik maasatelliit. tehismaa satelliit

4. oktoobril 1957 saadeti madalale Maa orbiidile maailma esimene tehissatelliit. Nii algas kosmoseajastu inimkonna ajaloos. Sellest ajast peale on tehissatelliidid regulaarselt aidanud uurida meie galaktika kosmilisi kehasid.

Kunstlikud Maa satelliidid (AES)

1957. aastal saatis NSV Liit esimesena satelliidi Maa orbiidile. USA tegi seda teiseks, aasta hiljem. Hiljem saatsid paljud riigid oma satelliite Maa orbiidile – sageli kasutati selleks aga samast NSV Liidust, USA-st või Hiinast ostetud satelliite. Nüüd lasevad satelliite teele isegi raadioamatöörid. Paljudel satelliitidel on aga tähtsaid ülesandeid: astronoomilised satelliidid uurivad galaktikat ja kosmoseobjekte, biosatelliidid aitavad teha teaduslikke katseid elusorganismidega kosmoses, meteoroloogilised satelliidid võimaldavad ennustada ilma ja vaadelda Maa kliimat ning navigatsiooni- ja sidesatelliitide ülesanded on nende nimest selged . Satelliidid võivad olla orbiidil mitmest tunnist mitme aastani: näiteks mehitatud kosmoselaevadest võib saada lühiajaline tehissatelliit, kosmosejaamast aga pikaajaline Maa orbiidil olev kosmoselaev. Kokku on alates 1957. aastast teele saadetud üle 5800 satelliidi, neist 3100 on endiselt kosmoses, kuid neist kolmest tuhandest töötab vaid tuhat tuhat.

Kuu tehissatelliidid (ASL)

Omal ajal aitasid ISL-id Kuu uurimisel palju kaasa: selle orbiidile sisenedes pildistasid satelliidid Kuu pinda aastal. kõrgresolutsiooniga ja saatis pildid Maale tagasi. Lisaks sai satelliitide trajektoori muutes teha järeldusi Kuu gravitatsioonivälja, selle kuju iseärasuste ja sisemine struktuur. Siin Nõukogude Liit edestas taas kõiki: 1966. aastal Nõukogude automaatjaam"Luna-10". Järgmise kolme aasta jooksul lasti orbiidile veel 5 Luna seeria Nõukogude satelliiti ja 5 Lunar Orbiteri seeria Ameerika satelliiti.

Päikese tehissatelliidid

On uudishimulik, et kuni 1970. aastateni ilmusid Päikese lähedale tehissatelliidid ... kogemata. Esimene selline satelliit oli Luna-1, mis jäi Kuust mööda ja sisenes Päikese orbiidile. Ja seda hoolimata asjaolust, et heliotsentrilisele orbiidile ümberlülitumine pole nii lihtne: seade peab saavutama teise kosmilise kiiruse, ületamata kolmandat. Ja planeetidele lähenedes võib seade aeglustuda ja saada planeedi satelliidiks või kiirendada ja Päikesesüsteemist täielikult lahkuda. Nüüd aga hakkasid Maa orbiidi lähedal ümber Päikese tiirlevad NASA satelliidid teostama üksikasjalikke päikesetuule parameetrite mõõtmisi. Jaapani satelliit jälgis Päikest röntgenikiirguse vahemikus kümmekond aastat – kuni 2001. aastani. Venemaa saatis 2009. aastal orbiidile päikesesatelliidi: Koronas-Photon hakkab uurima kõige dünaamilisemaid päikeseprotsesse ja jälgima päikese aktiivsust ööpäevaringselt, et ennustada geomagnetilisi häireid.

Marsi tehissatelliidid (IMS)

Esimesed Marsi tehissatelliidid olid ... korraga kolm ISM-i. Kaks kosmosesondi lasi välja NSVL ("Mars-2" ja "Mars-3") ning veel ühe USA ("Mariner-9"). Kuid asi ei ole selles, et start toimus "võidusõidus" ja oli selline ülekate: igal neist satelliitidest oli oma ülesanne. Kõik kolm ISM-i lennutati oluliselt erinevatele elliptilistele orbiitidele ja viisid läbi erinevad teaduslikud uuringud, täiendades üksteist. Mariner 9 koostas kaardistamiseks Marsi pinna kaardi ja Nõukogude satelliidid uurisid planeedi omadusi: päikesetuule voolu ümber Marsi, ionosfääri ja atmosfääri, reljeefi, temperatuurijaotust, veeauru hulka atmosfääris ja muud andmed. Lisaks tegi Mars-3 esimesena maailmas pehme maandumise Marsi pinnale.

Veenuse tehissatelliidid (WIS)

Esimesed WIS-id olid taas Nõukogude kosmoselaevad. Venera 9 ja Venera 10 läksid orbiidile 1975. aastal. Planeedile jõudmine. Need jagunesid satelliitideks ja maanduriteks. Tänu WIS-radarile õnnestus teadlastel saada raadiopilte kõrge aste detailid ja õrnalt Veenuse pinnale laskunud seadmed tegid maailma esimesed fotod teise planeedi pinnalt... Kolmas satelliit oli Ameerika Pioneer-Venus-1 – see saadeti teele kolm aastat hiljem.

Tehismaa satelliidid

Tegemine. Maa tehissatelliidid on Maa-lähedasele orbiidile saadetud kosmoseaparaadid. Satelliidi orbiidi kuju sõltub satelliidi kiirusest ja kaugusest Maa keskpunktist ning on ring või ellips. Lisaks erinevad orbiidid nii kalde poolest ekvaatori tasapinna suhtes kui ka pöörlemissuunas. Satelliidi orbiitide kuju mõjutavad Maa gravitatsioonivälja mittesfäärilisus, Kuu, Päikese ja teiste taevakehade gravitatsiooniväljad, samuti satelliitide liikumisest atmosfääri ülakihtides tekkivad aerodünaamilised jõud ning muud põhjused.

Satelliidi orbiidi kuju valik sõltub suuresti selle eesmärgist ja ülesannete omadustest, mida see täidab.

Satelliidi eesmärk. Sõltuvalt lahendatavatest ülesannetest jaotatakse satelliidid uurimis-, rakendus- ja sõjalisteks.

Uurimine AES on mõeldud Maa, taevakehade ja kosmose uurimiseks. Nende abiga viiakse läbi geofüüsikalisi, astronoomilisi, geodeetilisi, bioloogilisi ja muid uuringuid. Selliste satelliitide orbiidid on mitmekesised: peaaegu ringikujulistest 200 ... 300 km kõrgusel kuni pikliku elliptilise kujuga, mille apogee kõrgus on kuni 500 tuhat km. Need on orbiitidele saadetud satelliidid Prognoz, Elektron, Proton jne, et uurida päikese aktiivsuse protsesse ja nende mõju Maa magnetosfäärile, uurida kosmilisi kiiri ja ülehelikiirusega energiaga osakeste vastasmõju ainega.

To rakendatud ISZ hõlmab sidet (telekommunikatsiooni), meteoroloogilist, geodeetilist, navigatsiooni, okeanograafiat, geoloogilist, pääste- ja otsinguvaldkonda ja muud.

Eriti olulised on ühendatud satelliidid- "Välk" (joonis 2.5), "Rainbow", "Ekran", "Horisont", mis on mõeldud telesaadete edastamiseks ja kaugraadioside pakkumiseks. Nad kasutavad elliptilisi sünkroonseid orbiite, millel on suur ekstsentrilisus. Pidevaks suhtluseks piirkonnaga peaks olema saadaval kolm sellist satelliiti. Satelliididel "Raduga", "Ekran" ja "Horizon" on ka ümmargused ekvatoriaalsed geostatsionaarsed orbiidid kõrgusega 35500–36800 km, mis tagab ööpäevaringse side maapealsete telejaamade "Orbita" kaudu.

Kõik need satelliidid on Maa ja Päikese suhtes dünaamiliselt stabiliseeritud, mis võimaldab vastuvõetud signaale usaldusväärselt edastada, samuti päikesepaneelid (SB) Päikesele orienteerida.

Riis. 2.5. Maa ühendatud tehissatelliidi "Välk" skeem:

1 - orientatsioonisüsteemi andurid; 2 - SB paneelid; 3 - raadiovastuvõtjad ja -saatjad;
4 - antennid; 5 - hüdrasiini silindrid; 6 - orbiidi korrigeerimise mootor; 7 - radiaatorid

Meteoroloogiline Meteor-tüüpi satelliidid lastakse ringikujulistele orbiitidele 900 km kõrgusel. Nad registreerivad atmosfääri ja pilvede seisundi, töötlevad saadud teavet ja edastavad selle Maale (ühe pöördega uurib satelliit kuni 20% maakerast).

Geodeetiline AES on mõeldud maastiku kaardistamiseks ja objektide sidumiseks maastikul, võttes arvesse selle reljeefi. Selliste satelliitide pardakompleksi koostis sisaldab: seadmeid, mis võimaldavad teil täpselt fikseerida nende asukohta maapealsete juhtimispunktide suhtes ruumis ja määrata nende vaheline kaugus.

Navigatsioon"Cicada" ja "Uragan" tüüpi AES on mõeldud globaalse navigatsioonisatelliitide süsteemi "Glonass", "Cosmos-1000" (Venemaa), "Navstar" (USA) jaoks - laevade, lennukite ja muude liikuvate objektide navigeerimiseks. . Navigatsiooni- ja raadiotehnika süsteemide abil saab laev või lennuk määrata oma asukoha mitme satelliidi suhtes (või satelliidi orbiidi mitmes punktis). Navigatsioonisatelliitide jaoks on eelistatud polaarorbiidid, kuna need katavad kogu maakera pinna.

sõjaline AES-i kasutatakse side pakkumiseks, juhtimiseks ja juhtimiseks, erinevat tüüpi luureks (territooriumide, sõjaliste objektide jälgimine, rakettide stardid, laevade liikumine jne), samuti lennukite, rakettide, laevade, allveelaevade jms navigeerimiseks.

AES pardavarustus. Satelliidi pardaseadmete koostise määrab satelliidi eesmärk.

Varustus võib sisaldada erinevaid vaatlusvahendeid ja seadmeid. Need seadmed võivad vastavalt eesmärgile töötada erinevatel füüsikalised põhimõtted. Näiteks võib satelliidi varustada: optilise teleskoobiga, raadioteleskoobiga, laserreflektoriga, nähtavas ja infrapunases vahemikus töötavate fotoseadmetega jne.

Vaatluste tulemuste töötlemiseks ja analüüsimiseks saab satelliidi pardale paigaldada keerukaid info-analüütilisi komplekse, mis kasutavad arvutitehnoloogiat ja muid vahendeid. Pardal saadud ja töödeldud informatsioon, tavaliselt koodide kujul, edastatakse Maale spetsiaalsete pardaraadiokomplekside abil, mis töötavad erinevates raadiosagedusalades. Raadiokompleks võib sisaldada mitut erinevat tüüpi ja erineva otstarbega antenni (parabool, spiraal, piits, sarv jne).

Satelliidi liikumise juhtimiseks ja selle pardaseadmete töö tagamiseks on satelliidi pardale paigaldatud pardajuhtimiskompleks, mis töötab autonoomselt (vastavalt pardal saadaolevatele programmidele), samuti maapinnalt saadavate käskude alusel. juhtimiskompleks.

Pardakompleksi, aga ka kõigi pardal olevate instrumentide ja seadmete elektritoite tagamiseks paigaldatakse satelliidile pooljuhtelementidest või kütusekeemilistest elementidest kokkupandud päikesepaneelid või tuumaelektrijaamad.

Mootoripaigaldised. Mõnedel satelliitidel on tõukejõusüsteemid, mida kasutatakse trajektoori korrigeerimiseks või pöörlemise stabiliseerimiseks. Nii et madala orbiidiga satelliitide eluea pikendamiseks lülitatakse neile perioodiliselt sisse mootorid, mis kannavad satelliite kõrgemale orbiidile.

AES orienteerumissüsteem. Enamik satelliite kasutab orientatsioonisüsteemi, mis tagab telgede kindla asukoha Maa pinna või mis tahes taevaobjektide suhtes (näiteks avakosmose uurimiseks teleskoopide ja muude instrumentide abil). Orienteerimine toimub mikrorakettmootorite või satelliidi või väljaulatuvate konstruktsioonide (paneelid, fermid jne) pinnal asuvate reaktiivdüüside abil. Keskmisel ja kõrgel orbiidil satelliitide stabiliseerimiseks on vaja väga väikest tõukejõudu (0,01...1 N).

Disaini omadused. AES-id lastakse orbiidile spetsiaalsete kattekihtide all, mis tajuvad kõiki aerodünaamilisi ja termilisi koormusi. Seetõttu määravad tehissatelliidi kuju ja disainilahendused funktsionaalse otstarbekuse ja lubatud mõõtmete järgi. AES-il on tavaliselt monoplokk, mitmeplokk või sõrestik. Osa seadmetest on paigutatud termostaadiga suletud lahtritesse.

Automaatsed planeetidevahelised jaamad

Sissejuhatus. Automaatsed planeetidevahelised jaamad (AMS) on mõeldud lendudeks Kuule ja Päikesesüsteemi planeetidele. Nende iseärasused määravad toimimise suur kaugus Maast (kuni gravitatsioonivälja toimesfäärist väljumiseni) ja lennuaeg (mõõdetav aastates). Kõik see seab erinõuded nende konstruktsioonile, juhtimisele, toiteallikale jne.

AMS-i üldvaade ja tüüpiline paigutus on näidatud automaatse planeetidevahelise jaama "Vega" näitel (joonis 2.6)

Riis. 2.6. Planeetidevahelise automaatjaama "Vega" üldvaade:

1 - laskumissõiduk; 2 - orbiiter; 3 - päikesepatarei; 4 - teadusaparatuuri plokid; 5 - madala suunaga antenn; 6 - suure suunaga antenn

AMS-i lennud algasid 1959. aasta jaanuaris, kui orbiidile saadeti Nõukogude AMS-i Luna-1, mis lendas Kuule. Sama aasta septembris jõudis Luna 2 Kuu pinnale ja oktoobris pildistas Luna 3 planeedi nähtamatut külge, edastades need pildid Maale.

Aastatel 1970–1976 toimetati Kuu pinnase proovid Kuult Maale ja Lunokhodid töötasid Kuul edukalt. Need saavutused ületasid märkimisväärselt Ameerika Kuu uurimist automaatsete seadmete abil.

Veenuse (alates 1961. aastast) ja Marsi (alates 1962. aastast) suunas teele saadetud AMS-ide seeria abil saadi ainulaadseid andmeid nende planeetide ja nende atmosfääri ehituse ja parameetrite kohta. AMS-i lendude tulemusena leiti, et Veenuse atmosfääri rõhk on üle 9 MPa (90 atm) ja temperatuur on 475°C; sai planeedi pinna panoraami. Need andmed edastati Maale keeruka kombineeritud disaini abil. AMS, mille üks osadest laskus alla pinnale planeedid ja teine, mis saadeti satelliidi orbiidile, võttis vastu teavet ja edastas selle Maale. Sarnased keerulised uuringud viidi läbi ka Marsil. Samadel aastatel saadi Maa kohta rikkalikku teaduslikku teavet Zond AMS-ist, mis töötas välja palju disainilahendusi järgnevate AMS-i jaoks, sealhulgas pärast nende Maale naasmist.

Riis. 2.7. AMS "Vega" lennutrajektoor Veenuse planeedile ja Halley komeedile

Ameerika AMS-i "Ranger", "Surveyer", "Mariner", "Viking" lennud jätkasid Kuu, Veenuse ja Marsi uurimist ("Mariner-9" - esimene Marsi tehissatelliit, läks orbiidile novembris 13, 1971 pärast edukat pidurdusmanöövrit, joonis 2.9), jõudsid kosmoseaparaadid Pioneer, Voyager ja Galileo Päikesesüsteemi välistele planeetidele: Jupiter, Saturn, Uraan, Neptuun, edastades unikaalseid pilte ja andmeid nende planeetide kohta.

Riis. 2.9 Mariner 9, esimene Marsi tehissatelliit, läks pärast edukat aeglustusmanöövrit orbiidile 13. novembril 1971:

1 - madala suunaga antenn; 2 - manööverdusmootor; 3 - kütusepaak (2 tk.); 4 - seade Canopuse tähele orienteerumiseks; 5 - tõukejõusüsteemi survesüsteemis olev silinder; 6 - termoreguleerimissüsteemi luugid; 7 - infrapuna interferomeeter-spektromeeter; 8 - väikese vaatenurgaga telekaamera;
9 - ultraviolettkiirguse spektromeeter; 10 - suure vaatenurgaga telekaamera; 11 - infrapuna radiomeeter; 12 - suure suunaga antenn; 13 - Päikese püüdmise andurid (4 tk.); 14 - Päikese jälgimise andur; 15 - mõõduka võimendusega antenn; 16 - päikesepatarei paneel (4 tk.).

AMC orbiidid. AMS-i lendudeks Päikesesüsteemi planeetidele tuleb neile anda kiirus, mis on lähedane teisele kosmosekiirusele või isegi seda ületab, samal ajal kui orbiit võtab parabooli või hüperbooli kuju. Sihtplaneedile lähenedes siseneb AMS oma gravitatsioonivälja tsooni (gravisfäär), mis muudab orbiidi kuju. Seega võib AMS-i trajektoor koosneda mitmest lõigust, mille kuju on määratud taevamehaanika seadustega.

Pardavarustus AMS. Olenevalt lahendatavatest ülesannetest paigaldatakse AMS-ile planeediuuringuteks mõeldud mitmesuguseid instrumente ja seadmeid: väikese ja suure vaatenurgaga telekaamerad, kaamerad ja fotopolarimeetrid, ultraviolettspektromeetrid ja infrapuna interferomeetrid, magnetomeetrid, kosmiliste kiirte detektorid ja laetud osakesed, plasmakarakteristikute mõõtmise seadmed, teleskoobid jne.

Planeeritud uuringute teostamiseks saab osad teadusinstrumendid paigutada AMS hoonesse, teised võetakse sõrestike või varraste abil hoonest välja, paigaldatakse skaneerimisplatvormidele ja pööratakse telgede suhtes.

Vastuvõetud ja töödeldud teabe Maale edastamiseks on AMS varustatud spetsiaalse transiiver-raadioseadmega, millel on suure suunaga paraboolantenn, samuti pardal oleva juhtimiskompleksiga arvutusseadmega, mis genereerib käske seadmete ja süsteemide tööks. juhatus.

Päikesepaneelid või tuumaradioisotoopide termoelektrilised generaatorid (vajalikud pikaajaliste lendude jaoks kaugetele planeetidele) saab kasutada AMS-i pardal asuva juhtimiskompleksi ja instrumentide elektritoitega varustamiseks.

AMS-i disainifunktsioonid. AMS-i kandekonstruktsioonil on tavaliselt kerge sõrestikraam (platvorm), millele on paigaldatud kõik seadmed, süsteemid ja sektsioonid. Elektrooniliste ja muude seadmete jaoks kasutatakse mitmekihilise soojusisolatsiooniga suletud sektsioone ja soojusjuhtimissüsteemi.

AWS peaks olema varustatud kolmeteljelise orientatsioonisüsteemiga, mis jälgib teatud maamärke (näiteks Päike, täht Canopus). AMS-i ruumilise orientatsiooni ja trajektoori korrigeerimise manöövrid viiakse läbi mikrorakettmootorite või kuumade või külmade gaasidega töötavate düüside abil.

AMS-il võib olla orbitaalmanööverdamise tõukejõusüsteem, et korrigeerida trajektoori või viia AMS planeedi või selle satelliidi orbiidile. Viimasel juhul muutub AMS-i disain palju keerulisemaks, kuna jaama maandumiseks planeetide pinnale on vaja selle aeglustumist. See viiakse läbi pidurdusjõusüsteemi abil või planeedi atmosfääri tõttu (kui selle tihedus on pidurdamiseks piisav, nagu Veenusel). Pidurdamisel ja maandumisel tekivad konstruktsioonile ja instrumentidele märkimisväärsed koormused, mistõttu on laskumisosa tavaliselt AMS-ist eraldatud, andes sellele sobiva tugevuse ning kaitstes kuumenemise ja muude koormuste eest.

AMS-i laskumisosas võib olla pardal mitmesuguseid uurimisseadmeid, vahendeid selle liikumiseks planeedi pinnal (näiteks Lunokhod AMS-il Luna-17) ja isegi seadet, mis naaseb Maale koos mullakapsliga (AMS). Luna-16). Viimasel juhul paigaldatakse taassisenevale sõidukile täiendav jõusüsteem, mis tagab kiirendamise ja naasva sõiduki trajektoori korrigeerimise.

Esimene kunstlik Maa satelliit

Tehismaa satelliit (AES) – tiirleb ümber geotsentrilisel orbiidil.

Maa tehissatelliidi liikumine geostatsionaarsel orbiidil

Maa ümber orbiidil liikumiseks peab aparaadi algkiirus olema võrdne esimese kosmilise kiirusega või sellest suurem. AES-i lende tehakse kuni mitmesaja tuhande kilomeetri kõrgusel. Satelliidi lennukõrguse alumise piiri määrab vajadus vältida atmosfääri kiiret aeglustumist. Satelliidi tiirlemisperiood, olenevalt keskmisest lennukõrgusest, võib ulatuda pooleteisest tunnist mitme aastani. Eriti olulised on geostatsionaarsel orbiidil olevad satelliidid, mille pöördeperiood on rangelt võrdne päevaga ja seetõttu "ripuvad" maapealse vaatleja jaoks liikumatult taevas, mis võimaldab vabaneda pöörlevatest seadmetest. antennid.

Satelliidi mõiste viitab reeglina mehitamata kosmoselaevadele, kuid maalähedased mehitatud ja automaatsed kaubakosmoselaevad, aga ka orbitaaljaamad on tegelikult ka satelliidid. Automaatsed planeetidevahelised jaamad ja planeetidevahelised kosmoselaevad saab saata süvakosmosesse nii satelliidi staadiumist mööda minnes (nn paremtõusust) kui ka pärast eeltõusu nn. satelliidi võrdlusorbiit.

Kosmoseajastu alguses lasti satelliite õhku ainult kanderakettide abil ja 20. sajandi lõpuks oli ka satelliitide start teistelt satelliitidelt - orbitaaljaamadelt ja kosmoselaevadelt (eeskätt kosmosesüstikult Space Shuttle). laialdaselt kasutatud. Satelliitide startimise vahendina on see teoreetiliselt võimalik, kuid MTKK kosmoseaparaadid, kosmoserelvad ja kosmoseliftid pole veel kasutusele võetud. Lühikese aja jooksul pärast kosmoseajastu algust sai tavapäraseks rohkem kui ühe satelliidi lennutamine ühel kanderaketil ning 2013. aasta lõpuks ületas mõnes kanderaketis samaaegselt teele saadetud satelliitide arv kolme tosina piiri. Mõne stardi ajal lähevad orbiidile ka kanderakettide viimased etapid ja muutuvad mõneks ajaks tegelikult satelliitideks.

Mehitamata satelliitide mass on mitmest kilogrammist kuni kahekümne tonnini ja mõõtmed mitmest sentimeetrist kuni (eriti päikesepaneelide ja sissetõmmatavate antennide kasutamisel) mitmekümne meetrini. Kosmoselaevad ja kosmoselaevad, mis on satelliidid, ulatuvad mitmekümne tonnini ja meetrini ning kokkupandavad orbitaaljaamad sadade tonnide ja meetriteni. 21. sajandil on mikrominiaturiseerimise ja nanotehnoloogiate arenedes muutunud massinähtuseks üliväikeste kuubikute satelliitide (ühest mitme kilogrammi ja mitme kuni mitmekümne sentimeetrini) loomine, aga ka uus pocketsat. formaat (sõna otseses mõttes tasku) on ilmunud mitmesaja või kümne grammi ja mõne sentimeetri kaupa.

Satelliidid on põhiliselt loodud mittetagastatavatena, kuid osa neist (eelkõige mehitatud ja mõned kaubaaparaadid) on osaliselt tagastatavad (omades laskumissõidukit) või täielikult (pardale tagastatavad kosmoselennukid ja satelliidid).

Tehis-Maa satelliite kasutatakse laialdaselt teadusuuringutes ja rakendusülesannetes (sõjaväesatelliidid, uurimissatelliidid, meteoroloogilised satelliidid, navigatsioonisatelliidid, sidesatelliidid, biosatelliit jne), aga ka hariduses (ülikooli satelliidid on muutunud maailmas massinähtuseks ; Venemaal käivitati Moskva Riikliku Ülikooli õpetajate, magistrantide ja üliõpilaste loodud satelliit, plaanitakse käivitada Moskva Riikliku Tehnikaülikooli Baumani satelliit) ja hobi - raadioamatöörsatelliidid. Kosmoseajastu alguses saatsid riigid (riiklikud valitsusorganisatsioonid), kuid siis levisid laialt eraettevõtete satelliidid. Kuni mitme tuhande dollari suuruse stardikuludega kuubikute ja taskusatside tulekuga sai võimalikuks eraisikute poolt satelliitide saatmine.

AES-i on käivitanud enam kui 70 erinevat riiki (ja ka üksikuid ettevõtteid), kasutades nii oma kanderakette (LV) kui ka neid, mida teised riigid ning riikidevahelised ja eraorganisatsioonid pakuvad starditeenustena.

Maailma esimene satelliit lasti orbiidile NSV Liidus 4. oktoobril 1957 (Sputnik-1). Teine riik, kes satelliidi teele saatis, oli USA 1. veebruaril 1958 (Explorer 1). Järgmised riigid- Suurbritannia, Kanada, Itaalia - saatsid oma esimesed satelliidid orbiidile aastatel 1962, 1962, 1964. vastavalt Ameerika kanderakettidel. Kolmas riik, kes oma kanderaketiga esimese satelliidi teele saatis, oli 26. novembril 1965 Prantsusmaa (Asterix). Austraalia ja Saksamaa omandasid esimesed satelliidid 1967. ja 1969. aastal. vastavalt ka USA PH abiga. Jaapan, Hiina ja Iisrael saatsid oma esimesed satelliidid oma kanderakettidel 1970., 1970. ja 1988. aastal. Mitmed riigid – Suurbritannia, India, Iraan ja ka Euroopa (riikidevaheline organisatsioon ESRO, praegu ESA) – saatsid oma esimesed tehissatelliidid välismaistele kandjatele enne oma kanderakettide loomist. Paljude riikide esimesed satelliidid töötati välja ja osteti teistes riikides (USA, NSVL, Hiina jne).

On olemas järgmist tüüpi satelliite:

Astronoomilised satelliidid on satelliidid, mis on loodud planeetide, galaktikate ja muude kosmoseobjektide uurimiseks.
Biosatelliidid on satelliidid, mis on loodud teaduslike katsete läbiviimiseks elusorganismidega kosmoses.
Maa kaugseire
Kosmoselaevad – mehitatud kosmoselaevad
Kosmosejaamad – pikaajalised kosmoselaevad
Meteoroloogilised satelliidid on satelliidid, mis on loodud andmete edastamiseks ilma ennustamiseks, samuti Maa kliima jälgimiseks.
Väikesed satelliidid - väikese kaalu (alla 1 või 0,5 tonni) ja suurusega satelliidid. Nende hulka kuuluvad minisatelliidid (üle 100 kg), mikrosatelliidid (üle 10 kg) ja nanosatelliidid (kergemad kui 10 kg), sh. cubesats ja pocketsats.
luuresatelliidid
Navigatsioonisatelliidid
Sidesatelliidid
Eksperimentaalsed satelliidid

10. veebruaril 2009 toimus esimest korda ajaloos satelliidi kokkupõrge. Vene sõjaline satelliit (saatsid orbiidile 1994. aastal, kuid lõpetati kaks aastat hiljem) ja satelliittelefonioperaatori Iridium töötav Ameerika satelliit põrkasid kokku. "Cosmos-2251" kaalus peaaegu 1 tonni ja "Iridium 33" 560 kg.

Siberi põhjaosa kohal põrkasid taevas kokku satelliidid. Kokkupõrke tagajärjel tekkis väikestest rusudest ja kildudest kaks pilve ( kokku fragmente oli umbes 600).

Tehismaa satelliidid (ISZ)

ruumi lennukid, mis on pandud orbiidile ümber Maa ja mõeldud teaduslike ja rakenduslike probleemide lahendamiseks. Esimese satelliidi, millest sai esimene inimese loodud kunstlik taevakeha, start viidi NSV Liidus läbi 4. oktoobril 1957 ja see oli raketitehnoloogia, elektroonika, automaatjuhtimise, arvutitehnoloogia saavutuste tulemus. , taevamehaanika ning muud teaduse ja tehnoloogia harud. Selle satelliidi abil mõõdeti esmakordselt atmosfääri ülemiste kihtide tihedust (selle orbiidi muutuste järgi), uuriti raadiosignaalide levimise iseärasusi ionosfääris, teostati teoreetilisi arvutusi ja sellega seotud peamisi tehnilisi lahendusi. kontrolliti satelliidi orbiidile saatmist. 1. veebruaril 1958 viidi orbiidile esimene Ameerika satelliit "Explorer-1" ja veidi hiljem sooritasid iseseisvad satelliitide stardid ka teised riigid: 26. novembril 1965 - Prantsusmaa (satelliit "A-1"), 29. november 1967 - Austraalia ("VRESAT- 1"), 11. veebruar 1970 - Jaapan ("Osumi"), 24. aprill 1970 - Hiina ("China-1"), 28. oktoober 1971 - Suurbritannia ("Prospero" "). Mõned Kanadas, Prantsusmaal, Itaalias, Suurbritannias ja teistes riikides valmistatud satelliidid on saadetud (alates 1962. aastast) Ameerika kanderakettide abil. Kosmoseuuringute praktikas laialt levinud rahvusvahelist koostööd. Nii on sotsialismimaade teadus- ja tehnikakoostöö raames orbiidile lastud mitmeid satelliite. Esimene neist, Interkosmos-1, saadeti orbiidile 14. oktoobril 1969. 1973. aastaks oli orbiidile saadetud üle 1300 erinevat tüüpi satelliidi, sealhulgas umbes 600 Nõukogude Liidu ja üle 700 Ameerika ja muu riigi, sealhulgas mehitatud kosmoseaparaadid-satelliidid. ja meeskonnaga orbitaaljaamad.

Üldteave satelliidi kohta. Rahvusvahelise kokkuleppe kohaselt nimetatakse kosmoselaeva satelliidiks, kui see on teinud vähemalt ühe tiiru ümber Maa. Muidu peetakse seda raketisondiks, mis tegi mõõtmisi kaasa ballistiline trajektoor, ja pole satelliidina registreeritud. Sõltuvalt satelliitide abil lahendatavatest ülesannetest jagunevad need uurimis- ja rakenduslikeks. Kui satelliit on varustatud raadiosaatjate, ühe või teise mõõteseadmega, valgussignaalide edastamiseks mõeldud välklampidega jne, nimetatakse seda aktiivseks. Passiivsed satelliidid on tavaliselt mõeldud vaatlusteks maa pind mõne teadusprobleemi lahendamisel (selliste satelliitide hulka kuuluvad õhupallisatelliitid, mille läbimõõt on mitukümmend m). Teadusuuringute satelliite kasutatakse Maa, taevakehade ja kosmose uurimiseks. Nende hulka kuuluvad eelkõige geofüüsikalised satelliidid (vt. Geofüüsikaline satelliit), geodeetilised satelliidid, tiirlevad astronoomilised vaatluskeskused jne. Rakendussatelliidid on sidesatelliit ja meteoroloogilised satelliidid (vt meteoroloogiline satelliit), maapealsete ressursside uurimiseks mõeldud satelliidid, navigatsioonisatelliidid (Vt Navigatsioonisatelliit), tehnilisi satelliite (kosmosetingimuste mõju uurimiseks materjalidele, pardasüsteemide katsetamiseks ja väljatöötamiseks) ja teisi tehissatelliite, mis on ette nähtud inimese lennuks, nimetatakse mehitatud kosmoseaparaatideks. Ekvatoriaaltasandi lähedal asuvaid ekvatoriaalorbiidil olevaid satelliite nimetatakse ekvatoriaalseteks, polaarsel (või subpolaarsel) orbiidil olevaid satelliite, mis kulgevad Maa pooluste lähedalt, nimetatakse polaarseteks. AES startis ringikujulisele ekvatoriaalsele orbiidile, kaugel 35860 km Maa pinnalt ja liikudes Maa pöörlemissuunaga ühtivas suunas "rippuma" liikumatult ühe maapinna punkti kohal; selliseid satelliite nimetatakse statsionaarseteks. Kanderakettide viimased etapid, ninakatted ja mõned muud osad, mis on orbiidile saatmise ajal satelliitidest eraldatud, on sekundaarsed orbiidiobjektid; neid ei nimetata tavaliselt satelliitideks, kuigi nad ringlevad Maa-lähedastel orbiitidel ja on mõnel juhul teaduslikul eesmärgil vaatlusobjektidena.

Kooskõlas rahvusvaheline süsteem kosmoseobjektide (satelliidid, kosmosesondid (vt. Kosmosesondid) jne) registreerimine rahvusvahelise organisatsiooni COSPAR raames aastatel 1957-1962, kosmoseobjektid määrati stardiaasta järgi, lisades kreeka tähestiku tähe. mis vastab stardi seerianumbrile sellel aastal, ja araabia number – orbitaalobjekti number, olenevalt selle heledusest või teadusliku tähtsuse astmest. Niisiis, 1957α2 on esimese Nõukogude satelliidi tähis, mis käivitati 1957. aastal; 1957α1 - selle satelliidi kanderaketi viimase etapi tähistus (kanderakett oli heledam). Startide arvu kasvades hakati alates 1. jaanuarist 1963 kosmoseobjekte tähistama stardiaasta, antud aastal stardi seerianumbri ja ladina tähestiku suure tähega (mõnikord ka asendatakse järjekorranumbriga). Seega on Interkosmos-1 satelliidil tähis: 1969 88A või 1969 088 01. Riiklikes kosmoseuuringute programmides on satelliidisarjadel sageli ka oma nimed: Cosmos (NSVL), Explorer (USA), Diadem (Prantsusmaa), jne Välismaal kasutati sõna "satelliit" kuni 1969. aastani ainult seoses Nõukogude satelliitidega. Aastatel 1968-69 rahvusvahelise mitmekeelse kosmonautikasõnastiku ettevalmistamisel jõuti kokkuleppele, mille kohaselt kasutatakse mõistet "satelliit" mis tahes riigis orbiidile saadetud satelliitide kohta.

Vastavalt satelliitide abil lahendatavatele teaduslikele ja rakenduslikele probleemidele võivad satelliitidel olla erinevad suurused, kaalud, konstruktsiooniskeemid ja pardaseadmete koostis. Näiteks väikseima satelliidi mass (EPC seeriast) on vaid 0,7 kg; Nõukogude satelliidi "Proton-4" mass oli umbes 17 t. Saljuti orbitaaljaama mass koos sellele dokitud kosmoseaparaadiga Sojuz oli üle 25 t. Suurim satelliidi orbiidile viidud kasulik lasti mass oli umbes 135 t(USA kosmoselaev "Apollo" kanderaketi viimase astmega). On olemas automaatsed satelliidid (uurimis- ja rakenduslikud), millel kõikide instrumentide ja süsteemide tööd juhitakse kas Maalt või pardal olevast tarkvaraseadmest tulevate käskudega, mehitatud kosmoselaevad-satelliidid ja meeskonnaga orbitaaljaamad.

Mõne teadusliku ja rakendusliku probleemi lahendamiseks on vaja, et satelliit oleks ruumis teatud viisil orienteeritud ja orientatsiooni tüüp määratakse peamiselt satelliidi otstarbe või sellele paigaldatud seadmete omaduste järgi. Niisiis, orbiidi orientatsioonil, mille puhul üks telgedest on pidevalt suunatud piki vertikaali, on satelliidid, mis on loodud objektide vaatlemiseks pinnal ja Maa atmosfääris; Astronoomiliste uuringute jaoks mõeldud AES-id juhivad taevaobjektid: tähed, Päike. Maalt tuleva käsu peale või etteantud programmi järgi võib orientatsioon muutuda. Mõnel juhul pole Päikesele suunatud mitte kogu satelliit, vaid ainult selle üksikud elemendid, näiteks suure suunaga antennid - maanduspunktidele, päikesepaneelid. Selleks, et satelliidi teatud telje suund jääks ruumis muutumatuks, kästakse tal selle telje ümber pöörata. Orienteerumiseks kasutatakse ka gravitatsiooni-, aerodünaamilisi, magnetilisi süsteeme - nn passiivseid orientatsioonisüsteeme ja reaktiivsete või inertsiaalsete juhtimisseadmetega varustatud süsteeme (tavaliselt keerukatel satelliitidel ja kosmoselaevadel) - aktiivseid orientatsioonisüsteeme. Manööverdamiseks, trajektoori korrigeerimiseks või orbiidilt laskumiseks mõeldud reaktiivmootoritega AES-id on varustatud liikumisjuhtimissüsteemidega, lahutamatu osa mis on orientatsioonisüsteem.

Enamiku satelliitide pardaseadmed saavad toite päikesepatareidest, mille paneelid on suunatud päikesekiirte suunaga risti või paigutatud nii, et osa neist on päikese poolt valgustatud satelliidi suhtes mis tahes asendis (nn. mitmesuunalised päikesepatareid). Päikesepaneelid tagavad pardaseadmete pikaajalise töö (kuni mitu aastat). AES, mis on mõeldud piiratud tööperioodiks (kuni 2-3 nädalat), kasutab elektrokeemilisi vooluallikaid - akusid, kütuseelemente. Mõnel satelliidil on pardal isotoopide generaatorid. elektrienergia. Satelliitide soojusrežiimi, mis on vajalik nende pardaseadmete tööks, säilitavad soojusjuhtimissüsteemid.

Satelliidides, mida eristab seadmete märkimisväärne soojuseraldus, ja kosmoselaevades kasutatakse vedela soojusülekandeahelaga süsteeme; satelliitidel, mille seadmete soojuseraldus on mõnel juhul piiratud passiivsed vahendid termoregulatsioon (sobiva optilise koefitsiendiga välispinna valik, üksikute elementide soojusisolatsioon).

Teadusliku ja muu teabe edastamine satelliitidelt Maale toimub raadiotelemeetriasüsteemide abil (sageli koos pardal olevate salvestusseadmetega teabe salvestamiseks satelliidilendude ajal väljaspool maapealsete jaamade raadionähtavust).

Mehitatud satelliitidel ja mõnedel automaatsetel satelliitidel on meeskonna, üksikute instrumentide, filmide ja katseloomade Maale naasmiseks mõeldud sõidukid.

ISZ liikumine. AES-id suunatakse orbiidile automaatsete juhitavate mitmeastmeliste kanderakettide abil, mis reaktiivmootorite poolt välja töötatud tõukejõu toimel liiguvad algusest teatud arvutusliku punktini ruumis. See tee, mida nimetatakse tehissatelliidi orbiidile saatmise trajektooriks ehk raketi aktiivseks lõiguks, ulatub tavaliselt mitmesajast kuni kahe-kolme tuhande kilomeetrini. km. Rakett hakkab liikuma vertikaalselt ülespoole ja läbib suhteliselt väikese kiirusega maakera atmosfääri tihedamaid kihte (mis vähendab atmosfääritakistuse ületamise energiakulusid). Tõstmisel pöörab rakett järk-järgult ümber ja selle liikumissuund muutub horisontaalseks. Sellel peaaegu horisontaalsel segmendil ei kulu raketi tõukejõud mitte Maa gravitatsioonijõudude ja atmosfääritakistuse pidurdusmõju ületamiseks, vaid peamiselt kiiruse suurendamiseks. Pärast seda, kui rakett saavutab aktiivse lõigu lõpus kavandatud kiiruse (suuruses ja suunas), peatub reaktiivmootorite töö; see on nn satelliidi orbiidile saatmise punkt. Välja lastud kosmoselaev, mis kannab raketi viimast astet, eraldub sellest automaatselt ja alustab liikumist Maa suhtes mingil orbiidil, muutudes tehislikuks taevakehaks. Selle liikumine on allutatud passiivsetele jõududele (Maa, aga ka Kuu, Päikese ja teiste planeetide külgetõmbejõud, Maa atmosfääri takistus jne) ja aktiivsetele (juhtivatele) jõududele, kui sellele on paigaldatud spetsiaalsed reaktiivmootorid. pardale kosmoselaevale. Satelliidi esialgse orbiidi tüüp Maa suhtes sõltub täielikult selle asukohast ja kiirusest liikumise aktiivse segmendi lõpus (hetkel, mil satelliit orbiidile siseneb) ning arvutatakse matemaatiliselt taevamehaanika meetodite abil. . Kui see kiirus on võrdne esimese kosmilise kiirusega või suurem (kuid mitte rohkem kui 1,4 korda) (vt Kosmilised kiirused) (umbes 8 km/sek Maa pinna lähedal) ja selle suund ei erine tugevalt horisontaalsest, siis siseneb kosmoselaev Maa satelliidi orbiidile. Satelliidi orbiidile sisenemise punkt asub sel juhul orbiidi perigee lähedal. Orbiidile sisenemine on võimalik ka teistes orbiidi punktides, näiteks apogee lähedal, kuid kuna sel juhul asub satelliidi orbiit stardipunktist allpool, peaks stardipunkt ise asuma piisavalt kõrgel, samas kui kiirus lõpus aktiivse segmendi osa peaks olema mõnevõrra väiksem kui ringikujuline.

Esimeses lähenduses on satelliidi orbiit ellips, mille fookus on Maa keskpunktis (konkreetsel juhul ring), mis hoiab ruumis püsivat asendit. Liikumist piki sellist orbiiti nimetatakse häirimatuks ja see vastab eeldustele, et Maa tõmbab Newtoni seaduse järgi sfäärilise tihedusjaotusega kuulina ja et satelliidile mõjub ainult Maa gravitatsioon.

Häirimatust liikumisest kõrvalekaldeid põhjustavad sellised tegurid nagu maakera atmosfääri takistus, maa kokkusurumine, päikesekiirguse rõhk, kuu ja päikese külgetõmme. Nende hälvete uurimine võimaldab saada uusi andmeid maa atmosfääri omaduste, maa gravitatsioonivälja kohta. Atmosfääritakistuse tõttu liiguvad satelliidid orbiitidel, mille perigee on mitmesaja kõrgusel km, väheneb järk-järgult ja langeb suhteliselt tihedatesse atmosfäärikihtidesse 120–130 kraadi kõrgusel km ja allpool, kokku kukkuda ja põleda; seega on nende eluiga piiratud. Nii oli näiteks esimene Nõukogude satelliit orbiidile sisenemise hetkel umbes 228 kõrgusel km Maapinnast kõrgemal ja selle peaaegu horisontaalne kiirus oli umbes 7,97 km/sek. Selle elliptilise orbiidi poolsuurtelg (st keskmine kaugus Maa keskpunktist) oli umbes 6950 km, tiraažiperiood 96.17 min, ning orbiidi kõige väiksemad ja kaugeimad punktid (perigee ja apogee) asusid umbes 228 ja 947 kõrgustel km vastavalt. Satelliit eksisteeris kuni 4. jaanuarini 1958, mil see orbiidil toimunud häirete tõttu sisenes atmosfääri tihedatesse kihtidesse.

Orbiit, kuhu satelliit kohe pärast kanderaketi võimendusfaasi saadetakse, on mõnikord vaid vahepealne. Sel juhul on satelliidi pardal reaktiivmootorid, mis lülituvad teatud hetkedel Maast tuleva käsu peale lühikeseks ajaks sisse, andes satelliidile lisakiirust. Selle tulemusena liigub satelliit teisele orbiidile. Automaatsed planeetidevahelised jaamad saadetakse tavaliselt esmalt Maa satelliidi orbiidile ja seejärel suunatakse otse Kuule või planeetidele.

AES vaatlused. Satelliitide ja sekundaarsete orbiidiobjektide liikumise juhtimine toimub spetsiaalsetest maapealsetest jaamadest vaadeldes. Selliste vaatluste tulemuste põhjal täpsustatakse satelliitide orbiitide elemente ja arvutatakse efemeriidid eelseisvateks vaatlusteks, sealhulgas erinevate teaduslike ja rakenduslike probleemide lahendamiseks. Kasutatavate vaatlusseadmete järgi jaotatakse satelliidid optilisteks, raadiotehnikaks, laseriteks; vastavalt nende lõppeesmärgile - positsiooniliste (suundade määramine satelliitidel) ja kauguse määramise vaatlustele, nurk- ja ruumikiiruse mõõtmisele.

Lihtsamad asendivaatlused on visuaalsed (optilised), mida teostatakse visuaalsete optiliste instrumentide abil ja võimaldavad määrata satelliitide taevakoordinaate mitme kaareminuti täpsusega. Teadusprobleemide lahendamiseks tehakse fotograafilisi vaatlusi satelliitkaamerate abil (vt Satellite camera), mis tagavad määramiste täpsuse kuni 1-2" asendis ja 0,001 sek aja järgi. Optilised vaatlused on võimalikud ainult siis, kui satelliit on päikesekiirtega valgustatud (erandiks on impulssvalgusallikatega varustatud geodeetilised satelliidid; neid saab jälgida ka Maa varjus olles), taevas jaama kohal on piisavalt pime ja ilm. on vaatlusteks soodne. Need tingimused piiravad oluliselt optiliste vaatluste võimalust. Sellistest tingimustest sõltuvad vähem satelliitide vaatlemise raadiotehnika meetodid, mis on peamised satelliitide vaatlemise meetodid neile paigaldatud spetsiaalsete raadiosüsteemide töötamise ajal. Sellised vaatlused seisnevad raadiosignaalide vastuvõtmises ja analüüsis, mida genereerivad satelliidi pardal olevad raadiosaatjad või saadetakse Maalt ja edastab satelliit. Mitmel (minimaalselt kolmel) vahekaugusega antennil vastuvõetud signaalide faaside võrdlemine võimaldab määrata satelliidi asukoha taevasfääril. Selliste vaatluste täpsus on umbes 3" asendis ja umbes 0,001 sek aja järgi. Raadiosignaalide Doppleri sagedusnihke (vt Doppleri efekt) mõõtmine võimaldab määrata satelliidi suhtelist kiirust, minimaalset kaugust selleni vaadeldava läbisõidu ajal ja aega, mil satelliit sellel kaugusel oli; Kolmest punktist üheaegselt teostatavad vaatlused võimaldavad arvutada satelliidi nurkkiirusi.

Vahemaa leidmise vaatluste läbiviimiseks mõõdetakse ajavahemikku Maalt raadiosignaali saatmise ja selle vastuvõtmise vahel pärast selle taasedastamist pardal oleva satelliiditransponderi abil. Kõige täpsemad kauguste mõõtmised satelliitideni tagavad laserkaugusmõõturid (täpsus kuni 1-2 m ja kõrgem). Radarsüsteeme kasutatakse passiivsete kosmoseobjektide raadiotehnilisteks vaatlusteks.

Uurimissatelliidid. Satelliidi pardale paigaldatud seadmed, samuti maapealsete jaamade satelliitvaatlused võimaldavad teostada erinevaid geofüüsikalisi, astronoomilisi, geodeetilisi ja muid uuringuid. Selliste satelliitide orbiidid on mitmekesised - peaaegu ringikujulised kõrgusel 200-300 km kuni pikliku elliptilise kujuga, mille apogee kõrgus on kuni 500 tuhat meetrit. km. Uurimissatelliitide hulka kuuluvad esimesed Nõukogude satelliidid, Nõukogude seeria Elektron, Proton, Cosmos satelliidid, Ameerika satelliidid Avangard, Explorer, OGO, OSO, OAO (orbitaalsed geofüüsikalised, päikese-, astronoomilised vaatluskeskused); inglise satelliit "Ariel", prantsuse satelliit "Diadem" jt Uurimissatelliidid moodustavad ligikaudu poole kõigist orbiidile saadetud satelliitidest.

Satelliidile paigaldatud teaduslike instrumentide abil uuritakse atmosfääri ülemiste kihtide neutraalset ja ioonilist koostist, selle rõhku ja temperatuuri, samuti nende parameetrite muutusi. Elektronide kontsentratsiooni ionosfääris ja selle variatsioone uuritakse nii pardaseadmete abil kui ka pardal asuvate raadiomajakate raadiosignaalide läbimist ionosfääri kaudu. Ionosondide abil on üksikasjalikult uuritud ionosfääri ülemise osa ehitust (üle elektrontiheduse põhimaksimumi) ja elektrontiheduse muutusi sõltuvalt geomagnetilisest laiuskraadist, kellaajast jne. Kõik satelliitide abil saadud atmosfääriuuringute tulemused on oluline ja usaldusväärne katsematerjal atmosfääri protsesside mehhanismide mõistmiseks ning selliste praktiliste küsimuste lahendamiseks nagu raadioside prognoos, atmosfääri ülakihtide seisundi prognoos jne.

Satelliitide abil on avastatud Maa kiirgusvööd ja neid uuritakse. Koos kosmosesondidega võimaldasid satelliidid uurida Maa magnetosfääri ehitust (vt Maa magnetosfäär) ja seda ümbritseva päikesetuule voolu olemust, aga ka päikesetuule enda omadusi (vt Päikesetuul) (voog osakeste tihedus ja energia, "külmunud" magnetvälja suurus ja olemus ) ja muu maapealsetele vaatlustele ligipääsmatu päikesekiirgus - ultraviolett- ja röntgenkiirgus, mis pakub päikese-maa suhete mõistmise seisukohalt suurt huvi. Väärtuslikke andmeid teadusuuringute jaoks pakuvad ka mõned rakenduslikud satelliidid. Seega kasutatakse meteoroloogilistel satelliitidel tehtud vaatluste tulemusi laialdaselt erinevate geofüüsikaliste uuringute jaoks.

Satelliidivaatluste tulemused võimaldavad suure täpsusega määrata satelliitide orbiitide häiringuid, atmosfääri ülakihtide tiheduse muutusi (päikese aktiivsuse mitmesuguste ilmingute tõttu), atmosfääri tsirkulatsiooni seaduspärasusi, Maa gravitatsioonivälja struktuuri. jm. Spetsiaalselt organiseeritud satelliitide asukoha- ja kauguse sünkroonsed vaatlused (samaaegselt mitmest jaamast) satelliitgeodeesia meetoditega (vt Satelliidigeodeesia) võimaldavad teostada tuhandete punktide geodeetilist viitamist kmüksteisest, uurida mandrite liikumist jne.

Rakendas TEMA. Rakendussatelliitide hulka kuuluvad erinevate tehniliste, majanduslike, sõjaliste ülesannete lahendamiseks saadetud satelliidid.

Sidesatelliidid pakuvad televisiooni, raadiotelefoni, telegraafi ja muud tüüpi sidet maapealsete jaamade vahel, mis asuvad üksteisest kuni 10-15 tuhande km kaugusel. km. Selliste satelliitide pardaraadioseadmed võtavad vastu maapealsete raadiojaamade signaale, võimendavad neid ja edastavad uuesti teistele maapealsetele raadiojaamadele. Sidesatelliite suunatakse kõrgetele orbiitidele (kuni 40 000 km). Seda tüüpi satelliitide hulka kuulub ka Nõukogude satelliit « Välk » , Ameerika satelliit "Sincom", satelliit "Intelsat" jne. Statsionaarsetele orbiitidele saadetud sidesatelliidid asuvad pidevalt teatud maapinna piirkondade kohal.

Meteoroloogilised satelliidid on mõeldud korrapäraseks edastamiseks maapealsetele jaamadele telepiltide Maa pilvisusest, lumest ja jääkattest, informatsiooni maapinna ja pilvede soojuskiirguse jms kohta. Seda tüüpi AES-id saadetakse ringikujulistele orbiitidele, kõrgusel 500-600 km kuni 1200-1500 km; neist ulatub vaal 2-3 tuhande km kaugusele. km. Meteoroloogiliste satelliitide hulka kuuluvad mõned Kosmose seeria Nõukogude satelliidid, satelliidid Meteor, Ameerika satelliidid Tiros, ESSA, Nimbus. Eksperimente tehakse ülemaailmsete meteoroloogiliste vaatluste tegemiseks 40 tuhande meetri kõrguselt. km(Nõukogude satelliit "Molnija-1", Ameerika satelliit "ATS").

Erakordselt paljulubav rakenduse osas rahvamajandus on uurimiseks mõeldud satelliidid loodusvarad Maa. Lisaks meteoroloogilistele, okeanograafilistele ja hüdroloogilistele vaatlustele võimaldavad sellised satelliidid saada geoloogia jaoks vajalikku operatiivteavet, Põllumajandus, kalandus, metsandus, saastetõrje looduskeskkond. Ühelt poolt satelliitide ja mehitatud kosmoselaevade ning teiselt poolt silindrite ja lennukite kontrollmõõtmiste abil saadud tulemused näitavad selle uurimisvaldkonna arendamise väljavaateid.

Navigeerimiseks kasutatakse navigatsioonisatelliite, mille tööd toetab spetsiaalne maapealne tugisüsteem merelaevad, sealhulgas veealused. Laev, võttes vastu raadiosignaale ja määrates oma asukoha satelliidi suhtes, mille koordinaadid orbiidil on igal hetkel suure täpsusega teada, määrab oma asukoha. Navigatsioonisatelliitide näideteks on Ameerika satelliidid "Transit", "Navsat".

Mehitatud satelliitlaevad. Mehitatud satelliidid ja mehitatud orbitaaljaamad on kõige keerukamad ja arenenumad satelliidid. Need on reeglina mõeldud paljude ülesannete lahendamiseks, eelkõige keerukate teadusuuringute läbiviimiseks, kosmosetehnoloogia katsetamiseks, Maa loodusvarade uurimiseks jne. Mehitatud satelliidi esimene start viidi läbi 12. aprillil , 1961: Nõukogude satelliidil Vostok » Piloot-kosmonaut Yu. A. Gagarin lendas ümber Maa orbiidil, mille apogee kõrgus oli 327 km. 20. veebruaril 1962 läks orbiidile esimene Ameerika kosmoselaev, mille pardal oli astronaut J. Glenn. Uueks sammuks mehitatud satelliitide abil avakosmose uurimisel oli Nõukogude orbitaaljaama Saljuti lend, mille käigus 1971. aasta juunis lõpetas meeskond koosseisus G. T. Dobrovolsky, V. N. Volkov ja V. I. Patsaev laiaulatusliku teadus- ja tehnikaprogrammi. , biomeditsiinilised ja muud uuringud.

N. P. Erpõlev, M. T. Kroshkin, Yu. A. Rjabov, E. F. Rjazanov.

AES "Kosmos"

"Kosmos" on maalähedases kosmoses teaduslike, tehniliste ja muude uuringute jaoks mõeldud Nõukogude tehissatelliitide seeria nimi. Kosmose satelliidi stardiprogramm hõlmab kosmiliste kiirte, Maa ja ionosfääri kiirgusvööndi, raadiolainete ja muu kiirguse leviku uurimist Maa atmosfääris, päikese aktiivsust ja päikesekiirgust spektri erinevates osades ning arengut. sõlmedest kosmoselaev ja meteoorilise aine mõju selgitamine kosmoselaeva konstruktsioonielementidele, kaaluta oleku ja muude ruumitegurite mõju uurimine bioloogilistele objektidele jne. Selline laiaulatuslik uurimisprogramm ja sellest tulenevalt ka suur startide arv seadsid inseneridele ja disaineritele ülesandeks piirata Kosmose tehissatelliitide teenindussüsteemide disaini ühtlustamist. Selle probleemi lahendus võimaldas kasutada ühte korpust, teenindussüsteemide standardset koostist, rongisiseste seadmete ühtset juhtimisskeemi, ühtset toitesüsteemi ja mitmeid muid ühtseid süsteeme ja seadmeid mõne seadmete rakendamiseks. käivitada programme. See võimaldas Kosmose ja selle komponentsüsteemide masstootmist, lihtsustas satelliitide starti ettevalmistamist ja vähendas oluliselt teadusuuringute kulusid.

Kosmose satelliidid saadetakse ringikujulistele ja elliptilistele orbiitidele, mille kõrgusvahemik on 140 (Cosmos-244) kuni 60 600 km (Cosmos-159) ja lai orbiidi kaldevahemik 0,1° (Cosmos-775) kuni 98°. (“Kosmos-1484”) võimaldab tarnida teadusaparatuuri peaaegu kõikidesse Maa-lähedase avakosmose piirkondadesse. Kosmose satelliitide tiirlemisperioodid on 87,3 minutist (Cosmos-244) kuni 24 tunnini 2 minutini (Cosmos-775). Kosmose satelliidi aktiivse tööaeg sõltub sellest teadusprogrammid nende käivitamine, orbiidi parameetrid ja pardasüsteemide tööressursid. Näiteks Cosmos-27 oli orbiidil 1 päev ja Cosmos-80 eksisteerib arvutuste kohaselt 10 tuhat aastat.

Maa tehissatelliitide "Cosmos" suund sõltub uurimistöö iseloomust. Selliste probleemide lahendamiseks nagu meteoroloogilised katsed, Maast väljuva kiirguse spektri uurimine ja teised, kasutatakse Maa suhtes orienteeritud satelliite. Päikesel toimuvate protsesside uurimisel rakendatakse Kosmose modifikatsioone Päikesele orienteeritult. Satelliidi orientatsioonisüsteemid on erinevad - reaktiivsed ( rakettmootorid), inertsiaalne (satelliidi sees pöörlev hooratas) ja teised. Suurima orientatsiooni täpsuse saavutavad kombineeritud süsteemid. Teabeedastus toimub peamiselt sagedusvahemikes 20, 30 ja 90 MHz. Mõned satelliidid on varustatud teleriühendusega.

Vastavalt lahendatavatele ülesannetele on paljudel Cosmose seeria satelliitidel laskumiskapsel teadusseadmete ja katseobjektide Maale tagastamiseks (Cosmos-4, -110, -605, -782 "ja teised). Kapsli orbiidilt laskumise tagab satelliidi esialgse orientatsiooniga piduri tõukejõusüsteem. Seejärel aeglustatakse kapslit tihedates atmosfäärikihtides aerodünaamilise jõu toimel ja teatud kõrgusel aktiveerub langevarjusüsteem.

Satelliididel Kosmos-4, -7, -137, -208, -230, -669 jt viidi läbi programm esmaste kosmiliste kiirte ja Maa kiirgusvööndi uurimiseks, sealhulgas mõõtmised kiirgusohutuse tagamiseks mehitatud lendude ajal (ehk Näiteks "Cosmos-7" peal kosmoselaeva "Vostok-3, -4" lennu ajal). Lennud "Cosmos-135" ja "Cosmos-163" lükkasid lõplikult ümber kauaaegse oletuse tolmupilve olemasolust Maa ümber. Tehissatelliite "Cosmos" kasutatakse laialdaselt riigi majandusprobleemide lahendamiseks. Näiteks "Maa atmosfääri pilvesüsteemide leviku ja moodustumise uurimine" on üks Cosmose satelliitide stardiprogrammi teemadest. Töö selles suunas, samuti kogunenud kogemused satelliitide "Kosmos-14, -122, -144, -156, -184, -206" ja teiste töös viisid meteoroloogiliste satelliitide "Meteor" loomiseni ja siis - meteoroloogiline kosmosesüsteem "Meteor". Satelliite "Cosmos" kasutatakse navigatsiooni, geodeesia ja muu huvides.

Märkimisväärne hulk nende satelliitidega tehtud katseid on seotud atmosfääri ülakihtide, ionosfääri, Maa kiirguse ja muude geofüüsikaliste nähtuste uurimisega (näiteks veeauru jaotumise uurimine mesosfääris - saidil "Kosmos- 45, -65", ülipikkade raadiolainete läbimise uurimine läbi ionosfääri - "Kosmos -142", Maa pinna termilise raadiokiirguse jälgimine ja Maa atmosfääri uurimine oma raadio ja submillimeetri abil kiirgus - "Kosmos-243, -669"; massispektromeetrilised katsed - "Kosmos-274"). Satelliididel "Kosmos-166, -230" viidi läbi Päikese röntgenkiirguse uuringud, sealhulgas päikesepõletuste ajal, "Kosmos-215" -l uuriti Lyman-alfa kiirguse hajumist geokoronas. (satelliidile paigaldati 8 väikest teleskoopi), Cosmos-142 uuris kosmilise raadiokiirguse intensiivsuse sõltuvust mitmetest teguritest. Mõnel satelliitil "Cosmos" viidi läbi katsed meteooriosakeste uurimiseks ("Cosmos-135" ja teised). Satelliididel "Kosmos-140, -656" jt katsetati ülijuhtivat magnetsüsteemi väljatugevusega kuni 1,6 MA/m, mille abil saab analüüsida laetud osakesi energiaga kuni mitu GeV. Samu satelliite kasutati ülekriitilises olekus vedela heeliumi uurimiseks. Satelliididel "Kosmos-84, -90" olid toitesüsteemide osana isotoopide generaatorid. Kosmos-97 satelliidile paigaldati pardale asuv kvantmolekulaargeneraator, millega tehtud katsed võimaldasid mitme suurusjärgu võrra suurendada ühisaja maa-ruumi süsteemi täpsust, vastuvõtuseadmete tundlikkust ja stabiilsust. saatjate raadiolainete sagedusest.

Mitmete Kosmose satelliitidega viidi läbi meditsiinilised ja bioloogilised katsed, mis võimaldasid määrata tegurite mõju astme. kosmoselend bioloogiliste objektide funktsionaalse seisundi kohta - alates üherakulistest vetikatest, taimedest ja nende seemnetest ("Cosmos-92, -44, -109") kuni koerte ja muude loomadeni ("Cosmos-110, -782, -936"). Nende uuringute tulemuste uurimine koos inimkeha meditsiiniliste vaatluste andmetega kosmoses aitab välja töötada astronautidele soodsaimad töö-, puhkuse-, toitumisrežiimid, luua kosmoselaeva jaoks vajalikke seadmeid ja kosmoselaeva meeskonnad – riided ja toit. Cosmos-690 abil uuriti kiirguse mõju elusorganismidele ja simuleeriti võimsaid päikesepurskeid, satelliidi pardal kasutati kiirgusallikat (tseesium-137), mille aktiivsus on 1,2-1014 dispersiooni sekundis. Kosmos-782 satelliidile paigaldati 60 cm läbimõõduga tsentrifuug, mille abil uuriti kunstide loomise võimalust, gravitatsiooni ja selle mõju bioloogilistele objektidele. Paljudel bioloogilistel satelliitidel (näiteks Kosmos-605, -690 ja teised)

Mõnda Maa satelliiti "Cosmos" testiti mehitamata kosmoselaevana. 1967. aasta oktoobris satelliitide Kosmos-186 ja Kosmos-188 ühisel lennul sooritasid nad esimest korda maailmas automaatse kohtumise ja dokkimise orbiidil; pärast lahtiühendamist jätkati nende autonoomset lendu ja laskumissõidukid maandusid NSV Liidu territooriumil. 1968. aasta aprillis viidi Kosmos-212 ja Kosmos-213 lennu ajal läbi automaatdokkimine orbiidil - mõlemad satelliidid (laskuvad sõidukid) maandusid ka NSV Liidu territooriumil. 1981. aasta juunis dokiti satelliit Cosmos-1267, et testida uue kosmoselaeva pardasüsteeme koos orbitaaljaamaga Saljut-6. Kuni 29.7.1982 orbitaaljaam ja tehissatelliit olid dokitud. Kosmose seeria satelliitidel töötati välja eraldi süsteemid ja testiti paljude teiste kosmoselaevade seadmeid. Nii töötati Kosmos-41-s välja mõned Molniya sidesatelliitide disainielemendid, mis koos spetsiaalselt maajaamades loodud vastuvõtu-edastus- ja antenniseadmetega moodustavad nüüd püsiva süvakosmose sidesüsteemi Kosmos. -1000 sooritatud navigatsiooniülesannet . Kuukulguri eraldi komponendid töötati välja Kosmose satelliitidel.

Maa tehissatelliitide "Kosmos" startidega sai alguse sotsialismimaade praktiline rahvusvaheline koostöö avakosmose uurimisel. Detsembris 1968 orbiidile saadetud satelliidi Kosmos-261 põhiülesanne oli viia läbi kompleksne eksperiment, mis hõlmas satelliidil otseseid mõõtmisi, eelkõige aurorasid põhjustavate elektronide ja prootonite omadusi ning atmosfääri ülakihtide tiheduse muutusi. need aurorad ja maapealsed aurorauuringud. Osales selles töös teadusinstituudid ja NRB, VNR, GDR, Poola, SRR, NSVL ja Tšehhoslovakkia vaatluskeskused. Selle sarja satelliitidel tehtud katsetes osalesid ka eksperdid Prantsusmaalt, USA-st ja teistest riikidest.

Maa satelliite "Cosmos" on alates 1962. aastast saadetud orbiidile kanderakettide "Cosmos", "Sojuz", "Proton" ja teiste abil, mis on võimelised toimetama orbiidile kuni mitme tonni kaaluva kasuliku koorma. Kuni 1964. aastani saatis Cosmose satelliite orbiidile ka kanderakett Vostok. 1. jaanuaril 1984 lasti orbiidile 1521 maa tehissatelliiti "Kosmos".