Kas ir mākslīgais zemes pavadonis. mākslīgais zemes pavadonis

1957. gada 4. oktobrī zemajā Zemes orbītā tika palaists pasaulē pirmais mākslīgais Zemes pavadonis. Tā sākās kosmosa laikmets cilvēces vēsturē. Kopš tā laika mākslīgie pavadoņi regulāri palīdz pētīt mūsu galaktikas kosmiskos ķermeņus.

Mākslīgie Zemes satelīti (AES)

1957. gadā PSRS bija pirmā, kas palaida satelītu Zemes orbītā. ASV to paveica otrā, gadu vēlāk. Vēlāk daudzas valstis palaida savus satelītus Zemes orbītā – tomēr bieži tam tika izmantoti tajā pašā PSRS, ASV vai Ķīnā iegādātie satelīti. Tagad satelītus palaida pat radioamatieri. Tomēr daudziem satelītiem ir svarīgus uzdevumus: astronomiskie satelīti pēta galaktiku un kosmosa objektus, biosatelīti palīdz veikt zinātniskus eksperimentus ar dzīviem organismiem kosmosā, meteoroloģiskie satelīti ļauj prognozēt laikapstākļus un novērot Zemes klimatu, un navigācijas un sakaru satelītu uzdevumi ir skaidri no to nosaukuma . Satelīti var atrasties orbītā no vairākām stundām līdz vairākiem gadiem: piemēram, pilotējami kosmosa kuģi var kļūt par īslaicīgu mākslīgo pavadoni, bet kosmosa stacija var kļūt par ilgtermiņa kosmosa kuģi Zemes orbītā. Kopumā kopš 1957. gada ir palaisti vairāk nekā 5800 satelītu, no tiem 3100 joprojām atrodas kosmosā, bet no šiem trīs tūkstošiem darbojas tikai aptuveni tūkstotis.

Mēness mākslīgie pavadoņi (ASL)

Savulaik ISL ļoti palīdzēja Mēness izpētē: ieejot tā orbītā, satelīti fotografēja Mēness virsmu g. augstas izšķirtspējas un nosūtīja attēlus atpakaļ uz Zemi. Turklāt, mainot pavadoņu trajektoriju, bija iespējams izdarīt secinājumus par Mēness gravitācijas lauku, tā formas iezīmēm un iekšējā struktūra. Šeit Padomju savienība atkal apsteidza visus: 1966. gadā padomju automātiskā stacija"Luna-10". Un nākamo trīs gadu laikā tika palaisti vēl 5 Luna sērijas padomju satelīti un 5 Lunar Orbiter sērijas amerikāņu satelīti.

Mākslīgie Saules pavadoņi

Interesanti, ka līdz 1970. gadiem mākslīgie pavadoņi Saules tuvumā parādījās ... kļūdas dēļ. Pirmais šāds satelīts bija Luna-1, kas palaida garām Mēnesi un iegāja Saules orbītā. Un tas neskatoties uz to, ka nav tik vienkārši pārslēgties uz heliocentrisku orbītu: ierīcei jāiegūst otrais kosmiskais ātrums, nepārsniedzot trešo. Un, tuvojoties planētām, ierīce var palēnināties un kļūt par planētas satelītu vai paātrināties un pilnībā atstāt Saules sistēmu. Taču tagad NASA satelīti, kas riņķo ap Sauli netālu no Zemes orbītas, sāka veikt detalizētus Saules vēja parametru mērījumus. Japānas satelīts Sauli novēroja rentgenstaru diapazonā aptuveni desmit gadus – līdz 2001. gadam. Krievija 2009. gadā palaida saules satelītu: Koronas-Photon pētīs dinamiskākos saules procesus un visu diennakti uzraudzīs Saules aktivitāti, lai prognozētu ģeomagnētiskos traucējumus.

Marsa mākslīgie pavadoņi (IMS)

Pirmie mākslīgie Marsa pavadoņi bija... trīs ISM uzreiz. Divas kosmosa zondes izlaida PSRS ("Mars-2" un "Mars-3") un vēl vienu ASV ("Mariner-9"). Bet runa nav par to, ka palaišana notika "sacīkstēs" un bija šāds pārklājums: katram no šiem satelītiem bija savs uzdevums. Visi trīs ISM tika palaisti ievērojami atšķirīgās eliptiskās orbītās un veica dažādus zinātniskus pētījumus, viens otru papildinot. Mariner 9 izveidoja Marsa virsmas karti kartēšanai, un padomju satelīti pētīja planētas īpašības: saules vēja plūsmu ap Marsu, jonosfēru un atmosfēru, reljefu, temperatūras sadalījumu, ūdens tvaiku daudzumu atmosfērā un citi dati. Turklāt Mars-3 bija pirmais pasaulē, kas veica mīkstu nosēšanos uz Marsa virsmas.

Mākslīgie Veneras pavadoņi (WIS)

Pirmie WIS atkal bija padomju kosmosa kuģi. Venera 9 un Venera 10 nonāca orbītā 1975. gadā. Sasniedzot planētu. Tie tika sadalīti satelītos un desantos. Pateicoties WIS radaram, zinātnieki varēja iegūt radio attēlus no augsta pakāpe detaļas, un ierīces, kas maigi nolaidās uz Veneras virsmas, uzņēma pasaulē pirmās citas planētas virsmas fotogrāfijas... Trešais satelīts bija amerikāņu Pioneer-Venus-1 – tas tika palaists trīs gadus vēlāk.

Mākslīgie zemes pavadoņi

Darot. Mākslīgie Zemes pavadoņi ir kosmosa kuģi, kas palaisti Zemes orbītās. Satelīta orbītu forma ir atkarīga no satelīta ātruma un attāluma no Zemes centra un ir aplis vai elipse. Turklāt orbītas atšķiras pēc slīpuma attiecībā pret ekvatora plakni, kā arī rotācijas virzienā. Satelītu orbītu formu ietekmē Zemes gravitācijas lauka nesfēriskums, Mēness, Saules un citu debess ķermeņu gravitācijas lauki, kā arī aerodinamiskie spēki, kas rodas no satelītu kustības augšējās atmosfēras slāņos, un citi iemesli.

Satelīta orbītas formas izvēle lielā mērā ir atkarīga no tā mērķa un tā veicamo uzdevumu īpašībām.

Satelīta mērķis. Atkarībā no risināmajiem uzdevumiem satelītus iedala pētnieciskajos, lietišķajos un militārajos.

Pētījumi AES kalpo Zemes, debess ķermeņu un kosmosa izpētei. Ar viņu palīdzību tiek veikti ģeofiziskie, astronomiskie, ģeodēziskie, bioloģiskie un citi pētījumi. Šādu pavadoņu orbītas ir dažādas: no gandrīz apļveida 200...300 km augstumā līdz iegarenai eliptiskai ar apogeja augstumu līdz 500 tūkstošiem km. Tie ir satelīti Prognoz, Elektron, Proton u.c., kas palaisti orbītās, lai pētītu Saules aktivitātes procesus un to ietekmi uz Zemes magnetosfēru, pētītu kosmiskos starus un virsskaņas enerģiju daļiņu mijiedarbību ar vielu.

Uz piemērots ISZ ietver sakarus (telekomunikācijas), meteoroloģiskos, ģeodēziskos, navigācijas, okeanogrāfiskos, ģeoloģiskos, glābšanas un meklēšanas un citus.

Īpaši svarīgi ir savienoti satelīti- "Zibens" (2.5. att.), "Varavīksne", "Ekran", "Horizon", kas paredzēti televīzijas programmu pārraidīšanai un liela attāluma radiosakaru nodrošināšanai. Viņi izmanto eliptiskas sinhronas orbītas ar lielu ekscentriskumu. Lai nodrošinātu nepārtrauktu saziņu ar reģionu, jābūt pieejamiem trim šādiem satelītiem. Satelītiem "Raduga", "Ekran" un "Horizon" ir arī apļveida ekvatoriālās ģeostacionārās orbītas ar augstumu 35500 - 36800 km, kas nodrošina diennakts sakarus caur zemes uztverošo televīzijas staciju tīklu "Orbita".

Visi šie satelīti ir dinamiski stabilizēti attiecībā pret Zemi un Sauli, kas ļauj droši pārraidīt saņemtos signālus, kā arī orientēt saules paneļus (SB) uz Sauli.

Rīsi. 2.5. Pieslēgtā Zemes mākslīgā pavadoņa "zibens" shēma:

1 - orientācijas sistēmas sensori; 2 - SB paneļi; 3 - radio uztvērēji un raidītāji;
4 - antenas; 5 - hidrazīna cilindri; 6 - orbītas korekcijas dzinējs; 7 - radiatori

Meteoroloģiskā Meteoru tipa pavadoņi tiek palaisti apļveida orbītās 900 km augstumā. Tie reģistrē atmosfēras un mākoņu stāvokli, apstrādā saņemto informāciju un pārraida to uz Zemi (vienā apgriezienā satelīts apseko līdz 20% zemeslodes).

Ģeodēziskais AES ir paredzēti reljefa kartēšanai un objektu saistīšanai uz reljefa, ņemot vērā tā reljefu. Šādu satelītu borta kompleksa sastāvā ietilpst: aprīkojums, kas ļauj precīzi noteikt to pozīciju telpā attiecībā pret zemes kontroles punktiem un noteikt attālumu starp tiem.

Navigācijas"Cicada" un "Uragan" tipa AES ir paredzēti globālajai navigācijas satelītu sistēmai "Glonass", "Cosmos-1000" (Krievija), "Navstar" (ASV) - lai nodrošinātu kuģu, lidmašīnu un citu kustīgu objektu navigāciju. . Ar navigācijas un radioinženiertehnisko sistēmu palīdzību kuģis vai lidmašīna var noteikt savu pozīciju attiecībā pret vairākiem satelītiem (vai vairākos satelīta orbītas punktos). Navigācijas satelītiem priekšroka dodama polārajām orbītām, jo tie aptver visu zemes virsmu.

Militārais AES izmanto sakaru nodrošināšanai, komandēšanai un kontrolei, dažāda veida izlūkošanai (teritoriju, militāro objektu novērošanai, raķešu palaišanai, kuģu kustībai u.c.), kā arī lidmašīnu, raķešu, kuģu, zemūdeņu u.c. navigācijai.

AES borta aprīkojums. Satelīta borta aprīkojuma sastāvu nosaka satelīta mērķis.

Iekārtas var ietvert dažādus instrumentus un ierīces novērošanai. Šīs ierīces atbilstoši mērķim var darboties dažādos veidos fiziskie principi. Piemēram, satelītu var aprīkot ar: optisko teleskopu, radioteleskopu, lāzera reflektoru, fototehniku, kas darbojas redzamajā un infrasarkanajā diapazonā utt.

Novērojumu rezultātu apstrādei un analīzei uz satelīta var uzstādīt sarežģītus informācijas analītiskos kompleksus, izmantojot datortehnoloģiju un citus līdzekļus. Uz kuģa saņemtā un apstrādātā informācija, parasti kodu veidā, tiek pārraidīta uz Zemi, izmantojot īpašus borta radio kompleksus, kas darbojas dažādās radiofrekvenču joslās. Radio kompleksā var ietilpt vairākas dažāda veida un nolūka antenas (paraboliskas, spirālveida, pātagas, taures utt.).

Lai kontrolētu satelīta kustību un nodrošinātu tā borta iekārtu darbību, uz satelīta klāja ir uzstādīts borta vadības komplekss, kas darbojas autonomi (saskaņā ar uz klāja pieejamajām programmām), kā arī uz komandām, kas tiek saņemtas no zemes. kontroles komplekss.

Lai nodrošinātu elektroenerģiju borta kompleksam, kā arī visiem borta instrumentiem un ierīcēm, uz satelīta ir uzstādīti saules paneļi, kas samontēti no pusvadītāju elementiem vai degvielas ķīmiskajiem elementiem, vai atomelektrostacijas.

Dzinēju uzstādīšana. Dažiem satelītiem ir piedziņas sistēmas, ko izmanto trajektorijas korekcijai vai rotācijas stabilizēšanai. Tātad, lai pagarinātu zemas orbītas satelītu kalpošanas laiku, tiem periodiski tiek ieslēgti dzinēji, kas satelītus pārsūta uz augstāku orbītu.

AES orientācijas sistēma. Lielākā daļa satelītu izmanto orientācijas sistēmu, kas nodrošina asu fiksētu stāvokli attiecībā pret Zemes virsmu vai jebkuriem debess objektiem (piemēram, lai pētītu kosmosu, izmantojot teleskopus un citus instrumentus). Orientācija tiek veikta ar mikroraķešu dzinēju vai reaktīvo sprauslu palīdzību, kas atrodas uz satelīta virsmas vai izvirzītām konstrukcijām (paneļiem, kopnēm utt.). Lai stabilizētu satelītus vidējā un augstā orbītā, ir nepieciešama ļoti zema vilce (0,01...1 N).

Dizaina iezīmes. AES tiek palaists orbītā zem īpašiem apvalkiem, kas uztver visas aerodinamiskās un termiskās slodzes. Tāpēc mākslīgā pavadoņa formu un dizaina risinājumus nosaka funkcionālā lietderība un pieļaujamie izmēri. AES parasti ir monobloku, vairāku bloku vai kopņu struktūras. Daļa iekārtu ir ievietota termostatiski noslēgtos nodalījumos.

Automātiskās starpplanētu stacijas

Ievads. Automātiskās starpplanētu stacijas (AMS) ir paredzētas lidojumiem uz Mēnesi un Saules sistēmas planētām. To īpatnības nosaka lielais funkcionēšanas attālums no Zemes (līdz izejai no tās gravitācijas lauka darbības sfēras) un lidojuma laiks (var izmērīt gados). Tas viss izvirza īpašas prasības to konstrukcijai, vadībai, barošanai utt.

AMS vispārējais skats un tipiskais izkārtojums ir parādīts automātiskās starpplanētu stacijas "Vega" piemērā (2.6. att.)

Rīsi. 2.6. Automātiskās starpplanētu stacijas "Vega" kopskats:

1 - nolaišanās transportlīdzeklis; 2 - orbīta; 3 - saules baterija; 4 - zinātniskā aprīkojuma bloki; 5 - zema virziena antena; 6 - ļoti virzīta antena

AMS lidojumi sākās 1959. gada janvārī, kad orbītā tika palaists padomju lidmašīnas Luna-1 AMS, kas lidoja uz Mēnesi. Tā paša gada septembrī Luna 2 sasniedza Mēness virsmu, bet oktobrī Luna 3 fotografēja planētas neredzamo pusi, pārraidot šos attēlus uz Zemi.

1970. - 1976. gadā Mēness augsnes paraugi tika nogādāti no Mēness uz Zemi, un Lunokhods veiksmīgi strādāja uz Mēness. Šie sasniegumi ievērojami pārspēja amerikāņu Mēness izpēti ar automātiskajām ierīcēm.

Ar virkni AMS, kas palaistas virzienā uz Veneru (kopš 1961. gada) un Marsu (kopš 1962. gada), tika iegūti unikāli dati par šo planētu un to atmosfēras uzbūvi un parametriem. AMS lidojumu rezultātā tika konstatēts, ka Venēras atmosfēras spiediens ir lielāks par 9 MPa (90 atm) un temperatūra ir 475°C; ieguva planētas virsmas panorāmu. Šie dati tika pārsūtīti uz Zemi, izmantojot sarežģītu kombinētu dizainu. AMS, kura viena no daļām nolaidās uz virsmas planētas, bet otrā, kas palaists satelīta orbītā, saņēma informāciju un pārraidīja to uz Zemi. Līdzīgi sarežģīti pētījumi tika veikti uz Marsa. Tajos pašos gados no Zond AMS tika iegūta bagātīga zinātniskā informācija par Zemi, kas izstrādāja daudzus dizaina risinājumus turpmākajām AMS, tostarp tiem, kas tika veikti pēc to atgriešanās uz Zemes.

Rīsi. 2.7. AMS "Vega" lidojuma trajektorija uz planētu Venēru un Halija komētu

Amerikāņu AMS "Ranger", "Surveyer", "Mariner", "Viking" lidojumi turpināja Mēness, Veneras un Marsa izpēti ("Mariner-9" - pirmais mākslīgais Marsa pavadonis, orbītā devās novembrī. 13, 1971 pēc veiksmīga bremzēšanas manevra , 2.9. att.), un Pioneer, Voyager un Galileo kosmosa kuģi sasniedza Saules sistēmas ārējās planētas: Jupiteru, Saturnu, Urānu, Neptūnu, pārraidot unikālus attēlus un datus par šīm planētām.

Rīsi. 2.9 Mariner 9, pirmais mākslīgais Marsa pavadonis, orbītā iegāja 1971. gada 13. novembrī pēc veiksmīga ātruma samazināšanas manevra:

1 - zema virziena antena; 2 - manevrēšanas dzinējs; 3 - degvielas tvertne (2 gab.); 4 - ierīce orientācijai uz zvaigzni Canopus; 5 - cilindrs piedziņas sistēmas spiediena sistēmā; 6 - termokontroles sistēmas žalūzijas; 7 - infrasarkanais interferometrs-spektrometrs; 8 - televīzijas kamera ar nelielu skata leņķi;
9 - ultravioletais spektrometrs; 10 - televīzijas kamera ar lielu skata leņķi; 11 - infrasarkanais radiometrs; 12 - ļoti virzīta antena; 13 - Saules uztveršanas sensori (4 gab.); 14 - Saules izsekošanas sensors; 15 - antena ar mērenu pastiprinājumu; 16 - saules bateriju panelis (4 gab.).

AMC orbītas. AMS lidojumiem uz Saules sistēmas planētām tām jāpiešķir ātrums, kas ir tuvu otrajam kosmosa ātrumam vai pat pārsniedz to, savukārt orbīta izpaužas kā parabola vai hiperbola. Tuvojoties mērķa planētai, AMS iekļūst tās gravitācijas lauka zonā (gravisfērā), kas maina orbītas formu. Tādējādi AMS trajektorija var sastāvēt no vairākiem posmiem, kuru formu nosaka debess mehānikas likumi.

Borta aprīkojums AMS. Atkarībā no risināmajiem uzdevumiem uz AMS tiek uzstādīti dažādi planētu izpētei paredzēti instrumenti un ierīces: televīzijas kameras ar mazu un lielu skata leņķi, kameras un fotopolarimetri, ultravioleto spektrometri un infrasarkanie interferometri, magnetometri, kosmisko staru detektori un uzlādētas daļiņas, ierīces plazmas raksturlielumu mērīšanai, teleskopi utt.

Plānotās izpētes veikšanai dažus zinātniskos instrumentus var izvietot AMS ēkā, citus ar kopņu vai stieņu palīdzību izņem no ēkas, uzstāda uz skenēšanas platformām un pagriež attiecībā pret asīm.

Saņemtās un apstrādātās informācijas pārraidīšanai uz Zemi AMS ir aprīkota ar speciālu raiduztvērēja radioiekārtu ar augsti virzītu parabolisko antenu, kā arī iebūvētu vadības kompleksu ar skaitļošanas ierīci, kas ģenerē komandas ierīču un sistēmu darbībai uz Zemes. dēlis.

Saules paneļus vai kodolenerģijas radioizotopu termoelektriskos ģeneratorus (nepieciešami ilgstošiem lidojumiem uz tālām planētām) var izmantot, lai nodrošinātu AMS borta vadības kompleksu un instrumentus ar elektroenerģiju.

AMS dizaina iezīmes. AMS nesošajai konstrukcijai parasti ir viegls kopņu rāmis (platforma), uz kura ir uzstādīts viss aprīkojums, sistēmas un nodalījumi. Elektroniskajam un citam aprīkojumam tiek izmantoti noslēgti nodalījumi ar daudzslāņu siltumizolāciju un siltuma kontroles sistēmu.

AWS jābūt aprīkotam ar trīs asu orientācijas sistēmu ar noteiktu orientieru (piemēram, Saules, zvaigznes Canopus) izsekošanu. AMS telpiskās orientācijas un trajektorijas korekcijas manevrus veic, izmantojot mikroraķešu dzinējus vai sprauslas, kas darbojas ar karstām vai aukstām gāzēm.

AMS var būt orbitālas manevrēšanas vilces sistēma, lai koriģētu trajektoriju vai pārsūtītu AMS uz planētas vai tās satelīta orbītu. Pēdējā gadījumā AMS dizains kļūst daudz sarežģītāks, jo lai nosēdinātu staciju uz planētu virsmas, ir nepieciešams tās palēninājums. To veic ar bremzēšanas piedziņas sistēmas palīdzību vai planētas atmosfēras dēļ (ja tās blīvums ir pietiekams bremzēšanai, kā uz Venēras). Bremzēšanas un nosēšanās laikā uz konstrukciju un instrumentiem rodas ievērojamas slodzes, tāpēc nolaišanās daļa parasti tiek atdalīta no AMS, piešķirot tai atbilstošu izturību un pasargājot no sasilšanas un citām slodzēm.

AMS nolaišanās daļā var būt dažādas izpētes iekārtas, līdzekļi tās pārvietošanai pa planētas virsmu (piemēram, Lunokhod uz AMS Luna-17) un pat ierīce, kas atgriežas uz Zemes ar augsnes kapsulu (AMS). Luna-16). Pēdējā gadījumā atgriešanās transportlīdzeklim ir uzstādīta papildu piedziņas sistēma, kas nodrošina paātrinājumu un atgriešanās transportlīdzekļa trajektorijas korekciju.

Pirmais mākslīgais zemes pavadonis

Mākslīgais Zemes pavadonis (AES) – griežas ģeocentriskā orbītā.

Mākslīgā Zemes pavadoņa kustība ģeostacionārā orbītā

Lai pārvietotos orbītā ap Zemi, aparāta sākotnējam ātrumam jābūt vienādam vai lielākam par pirmo kosmisko ātrumu. AES lidojumi tiek veikti augstumā līdz vairākiem simtiem tūkstošu kilometru. Satelīta lidojuma augstuma apakšējo robežu nosaka nepieciešamība izvairīties no straujas palēninājuma procesa atmosfērā. Satelīta orbitālais periods atkarībā no vidējā lidojuma augstuma var svārstīties no pusotras stundas līdz vairākiem gadiem. Īpaši svarīgi ir satelīti ģeostacionārā orbītā, kuru apgriezienu periods ir stingri vienāds ar dienu, un tāpēc zemes novērotājam tie nekustīgi “karājas” debesīs, kas ļauj atbrīvoties no rotējošām ierīcēm. antenas.

Satelīta jēdziens, kā likums, attiecas uz bezpilota kosmosa kuģiem, bet Zemes tuvumā esošie pilotētie un automātiskie kravas kosmosa kuģi, kā arī orbitālās stacijas faktiski ir arī satelīti. Automātiskās starpplanētu stacijas un starpplanētu kosmosa kuģus var palaist dziļajā kosmosā gan apejot satelīta stadiju (tā sauktā labā pacelšanās), gan pēc iepriekšējas pacelšanās uz t.s. satelīta atsauces orbīta.

Kosmosa laikmeta sākumā satelīti tika palaisti tikai ar nesējraķešu palīdzību, un līdz 20. gadsimta beigām satelītu palaišana arī no citiem satelītiem - orbitālajām stacijām un kosmosa kuģiem (galvenokārt no kosmosa kuģa Space Shuttle). plaši lietots. Kā satelītu palaišanas līdzeklis teorētiski tas ir iespējams, bet MTKK kosmosa kuģi, kosmosa lielgabali un kosmosa lifti vēl nav ieviesti. Īsā laikā pēc kosmosa laikmeta sākuma kļuva ierasts ar vienu nesējraķeti palaist vairāk nekā vienu satelītu, un līdz 2013. gada beigām dažās nesējraķetēs vienlaikus palaistu satelītu skaits pārsniedza trīs desmitus. Dažu palaišanas laikā orbītā nonāk arī nesējraķešu pēdējie posmi un uz kādu laiku faktiski kļūst par satelītiem.

Bezpilota pavadoņu masa ir no vairākiem kilogramiem līdz diviem desmitiem tonnu un izmēri no vairākiem centimetriem līdz (jo īpaši, izmantojot saules paneļus un izvelkamas antenas) vairākiem desmitiem metru. Kosmosa kuģi un kosmosa lidmašīnas, kas ir satelīti, sasniedz vairākus desmitus tonnu un metru, un saliekamās orbitālās stacijas sasniedz simtiem tonnu un metru. 21. gadsimtā, attīstoties mikrominiaturizācijai un nanotehnoloģijām, par masveida parādību kļuvusi īpaši mazu cubesat satelītu (no viena līdz vairākiem kg un no vairākiem līdz vairākiem desmitiem cm) izveide, kā arī par jaunu pocketsat. formāts (burtiski kabatas) ir parādījies vairākos simtos vai desmitos gramos un dažos centimetros.

Satelīti galvenokārt tiek veidoti kā neatgriežami, taču daži no tiem (pirmkārt, pilotējamie un daži kravas kosmosa kuģi) ir daļēji atgriežami (ar nolaišanās transportlīdzekli) vai pilnībā (kosmosa lidmašīnas un satelīti tiek atgriezti uz klāja).

Mākslīgie Zemes pavadoņi tiek plaši izmantoti zinātniskiem pētījumiem un lietišķiem uzdevumiem (militārie satelīti, pētniecības satelīti, meteoroloģiskie satelīti, navigācijas satelīti, sakaru satelīti, biosatelīts u.c.), kā arī izglītībā (universitātes satelīti ir kļuvuši par masu parādību pasaulē). ; Krievijā palaists satelīts, ko izveidojuši Maskavas Valsts universitātes skolotāji, maģistranti un studenti, plānots palaist Baumaņas Maskavas Valsts tehniskās universitātes satelītu) un hobijs - radioamatieru satelīti. Kosmosa laikmeta sākumā satelītus palaida valstis (valsts valdības organizācijas), bet pēc tam plaši izplatījās privātu uzņēmumu satelīti. Līdz ar cubesat un pocketsat parādīšanos, kuru palaišanas izmaksas sasniedz pat vairākus tūkstošus dolāru, kļuva iespējams satelītus palaist privātpersonām.

AES ir palaidušas vairāk nekā 70 dažādas valstis (kā arī atsevišķi uzņēmumi), izmantojot gan savas nesējraķetes (LV), gan tās, kuras kā palaišanas pakalpojumus sniedz citas valstis un starpvalstu un privātas organizācijas.

1957. gada 4. oktobrī PSRS tika palaists pasaulē pirmais satelīts (Sputnik-1). Otrā valsts, kas palaida satelītu, bija ASV 1958. gada 1. februārī (Explorer 1). Tālāk norādītās valstis- Lielbritānija, Kanāda, Itālija - savus pirmos satelītus palaida 1962., 1962., 1964. gadā. attiecīgi uz amerikāņu nesējraķetēm. Trešā valsts, kas ar nesējraķeti palaida pirmo satelītu, bija Francija 1965. gada 26. novembrī (Asterix). Austrālija un Vācija pirmos satelītus ieguva 1967. un 1969. gadā. attiecīgi arī ar ASV PH palīdzību. Japāna, Ķīna un Izraēla savus pirmos satelītus palaida ar nesējraķetēm 1970., 1970., 1988. gadā. Vairākas valstis - Lielbritānija, Indija, Irāna, kā arī Eiropa (starpvalstu organizācija ESRO, tagad ESA) - palaida savus pirmos mākslīgos satelītus uz ārvalstu pārvadātājiem, pirms tās izveidoja savas nesējraķetes. Pirmie daudzu valstu satelīti tika izstrādāti un iegādāti citās valstīs (ASV, PSRS, Ķīna utt.).

Ir šādi satelītu veidi:

Astronomiskie satelīti ir satelīti, kas paredzēti planētu, galaktiku un citu kosmosa objektu pētīšanai.
Biosatelīti ir satelīti, kas paredzēti zinātnisku eksperimentu veikšanai ar dzīviem organismiem kosmosā.
Zemes attālā izpēte
Kosmosa kuģi – pilotēti kosmosa kuģi
Kosmosa stacijas - ilgtermiņa kosmosa kuģi
Meteoroloģiskie satelīti ir satelīti, kas paredzēti datu pārraidei laikapstākļu prognozēšanai, kā arī Zemes klimata novērošanai.
Mazie satelīti - maza svara (mazāk par 1 vai 0,5 tonnām) un izmēra satelīti. Tajos ietilpst minisatelīti (vairāk par 100 kg), mikrosatelīti (vairāk par 10 kg) un nanosatelīti (vieglāki par 10 kg), t.sk. cubesats un pocketsats.
izlūkošanas satelīti
Navigācijas satelīti
Sakaru satelīti
Eksperimentālie satelīti

2009. gada 10. februārī pirmo reizi vēsturē notika satelīta sadursme. Sadūrās Krievijas militārais satelīts (palaists orbītā 1994. gadā, bet pēc diviem gadiem pārtraukts) un satelīttelefona operatora Iridium strādājošs amerikāņu satelīts. "Cosmos-2251" svēra gandrīz 1 tonnu, bet "Iridium 33" - 560 kg.

Virs Sibīrijas ziemeļdaļas debesīs sadūrās satelīti. Sadursmes rezultātā no nelieliem gružiem un fragmentiem izveidojās divi mākoņi ( Kopā fragmenti sasniedza aptuveni 600).

Mākslīgie zemes pavadoņi (ISZ)

telpa lidmašīnas, kas novietots orbītā ap Zemi un paredzēts zinātnisku un lietišķu problēmu risināšanai. Pirmā satelīta palaišana, kas kļuva par pirmo cilvēka radīto mākslīgo debess ķermeni, tika veikta PSRS 1957. gada 4. oktobrī, un tas bija sasniegumu rezultāts raķešu tehnoloģiju, elektronikas, automātiskās vadības, datortehnoloģiju jomā. , debesu mehānika un citas zinātnes un tehnikas nozares. Ar šī satelīta palīdzību pirmo reizi tika izmērīts atmosfēras augšējo slāņu blīvums (izmainot tā orbītu), pētītas radiosignālu izplatīšanās īpatnības jonosfērā, veikti teorētiskie aprēķini un ar to saistītie galvenie tehniskie risinājumi. satelīta palaišana orbītā tika pārbaudīta. 1958. gada 1. februārī orbītā tika palaists pirmais amerikāņu satelīts "Explorer-1", nedaudz vēlāk neatkarīgus satelītus veica citas valstis: 1965. gada 26. novembrī - Francija (satelīts "A-1"), 1967. gada 29. novembris - Austrālija ("VRESAT- 1"), 1970. gada 11. februāris - Japāna ("Osumi"), 1970. gada 24. aprīlis - Ķīna ("China-1"), 1971. gada 28. oktobris - Lielbritānija ("Prospero"). "). Daži satelīti, kas ražoti Kanādā, Francijā, Itālijā, Lielbritānijā un citās valstīs, ir palaisti (kopš 1962. gada), izmantojot amerikāņu nesējraķetes. Kosmosa izpētes praksē plaši izplatīta starptautisko sadarbību. Tādējādi sociālistisko valstu zinātniski tehniskās sadarbības ietvaros ir palaisti vairāki satelīti. Pirmais no tiem, Interkosmos-1, tika palaists orbītā 1969. gada 14. oktobrī. Līdz 1973. gadam tika palaisti vairāk nekā 1300 dažāda veida satelīti, tostarp aptuveni 600 padomju un vairāk nekā 700 Amerikas un citu valstu, tostarp pilotēti kosmosa kuģi-satelīti. un apkalpes orbitālās stacijas.

Vispārīga informācija par satelītu. Saskaņā ar starptautisko vienošanos kosmosa kuģis tiek saukts par satelītu, ja tas ir veicis vismaz vienu apgriezienu ap Zemi. Pretējā gadījumā to uzskata par raķešu zondi, kas veica mērījumus ballistisko trajektoriju, un nav reģistrēts kā satelīts. Atkarībā no uzdevumiem, kas atrisināti ar satelītu palīdzību, tie tiek sadalīti pētījumos un lietišķajos. Ja satelīts ir aprīkots ar radio raidītājiem, vienu vai otru mērīšanas iekārtu, zibspuldzēm gaismas signālu padevei utt., To sauc par aktīvu. Pasīvie satelīti parasti ir paredzēti novērojumiem ar zemes virsma risinot dažas zinātniskas problēmas (šādos satelītos ietilpst gaisa balonu pavadoņi, kuru diametrs ir vairāki desmiti m). Pētniecības pavadoņi tiek izmantoti, lai pētītu Zemi, debess ķermeņus un kosmosu. Tie jo īpaši ietver ģeofiziskos satelītus (sk. Ģeofizisko satelītu), ģeodēziskos pavadoņus, orbītā riņķojošās astronomiskās observatorijas utt. Lietišķie satelīti ir sakaru satelīti un meteoroloģiskie satelīti (sk. Meteoroloģiskais satelīts), satelīti zemes resursu izpētei, navigācijas satelīti. (Skatīt Navigācijas satelītu), satelītus tehniskām vajadzībām (lai pētītu kosmosa apstākļu ietekmi uz materiāliem, lai pārbaudītu un izstrādātu borta sistēmas) un citi mākslīgie pavadoņi, kas paredzēti cilvēku lidojumam, tiek saukti par pilotējamiem kosmosa kuģiem-satelītiem. Satelītus ekvatoriālajā orbītā, kas atrodas netālu no ekvatora plaknes, sauc par ekvatoriālajiem, satelītus, kas atrodas polārā (vai subpolārā) orbītā, kas iet netālu no Zemes poliem, sauc par polāriem. AES palaista riņķveida ekvatoriālā orbītā, attālināti pie 35860 km no Zemes virsmas un virzoties virzienā, kas sakrīt ar Zemes griešanās virzienu, nekustīgi "karājas" virs viena punkta uz zemes virsmas; šādus satelītus sauc par stacionāriem. Nesējraķešu pēdējie posmi, priekšgala apvalki un dažas citas daļas, kas tiek atdalītas no satelītiem palaišanas orbītā laikā, ir sekundāri orbitāli objekti; tos parasti nesauc par satelītiem, lai gan tie cirkulē Zemes orbītās un dažos gadījumos kalpo kā novērošanas objekti zinātniskos nolūkos.

Saskaņā ar starptautiskā sistēma kosmosa objektu (satelītu, kosmosa zondes (Skatīt Kosmosa zondes) u.c.) reģistrācija starptautiskās organizācijas COSPAR ietvaros 1957-1962, kosmosa objekti tika apzīmēti pēc palaišanas gada, pievienojot grieķu alfabēta burtu. kas atbilst palaišanas sērijas numuram šogad, un arābu cipars - orbitālā objekta numurs atkarībā no tā spilgtuma vai zinātniskās nozīmes pakāpes. Tātad 1957α2 ir pirmā padomju satelīta apzīmējums, kas palaists 1957. gadā; 1957α1 - šī satelīta nesējraķetes pēdējā posma apzīmējums (nesējraķete bija gaišāka). Pieaugot palaišanas reižu skaitam, sākot ar 1963. gada 1. janvāri, kosmosa objektus sāka apzīmēt pēc palaišanas gada, palaišanas sērijas numura attiecīgajā gadā un latīņu alfabēta lielo burtu (dažreiz arī aizstāt ar kārtas skaitlis). Tātad satelītam Interkosmos-1 ir apzīmējums: 1969 88A vai 1969 088 01. Nacionālajās kosmosa pētniecības programmās satelītu sērijām bieži ir arī savi nosaukumi: Cosmos (PSRS), Explorer (ASV), Diadem (Francija) utt. Ārzemēs vārds "satelīts" līdz 1969. gadam tika lietots tikai attiecībā uz padomju satelītiem. 1968.-69.gadā, gatavojot starptautisku daudzvalodu kosmonautikas vārdnīcu, tika panākta vienošanās, saskaņā ar kuru termins "satelīts" tiek attiecināts uz jebkurā valstī palaistiem satelītiem.

Saskaņā ar zinātnisko un lietišķo problēmu daudzveidību, kas tiek risinātas ar satelītu palīdzību, satelītiem var būt dažādi izmēri, svars, konstrukcijas shēmas un borta aprīkojuma sastāvs. Piemēram, mazākā satelīta masa (no EPC sērijas) ir tikai 0,7 Kilograms; Padomju satelīta "Proton-4" masa bija aptuveni 17 t. Saļutas orbitālās stacijas masa ar tai pieslēgto kosmosa kuģi Sojuz pārsniedza 25 t. Lielākā kravas masa, ko orbītā nogādāja satelīts, bija aptuveni 135 t(ASV kosmosa kuģis "Apollo" ar nesējraķetes pēdējo posmu). Ir automātiskie satelīti (pētnieciskie un lietišķie), uz kuriem visu instrumentu un sistēmu darbību kontrolē komandas, kas nāk vai nu no Zemes, vai no borta programmatūras ierīces, pilotēti kosmosa kuģi-satelīti un orbitālās stacijas ar apkalpi.

Lai atrisinātu dažas zinātniskas un lietišķas problēmas, satelītam ir jābūt noteiktā veidā orientētam kosmosā, un orientācijas veidu galvenokārt nosaka satelīta mērķis vai tajā uzstādītās iekārtas īpašības. Tātad orbitālajai orientācijai, kurā viena no asīm pastāvīgi ir vērsta gar vertikāli, ir satelīti, kas paredzēti objektu novērošanai uz virsmas un Zemes atmosfērā; AES astronomiskajiem pētījumiem vadās pēc debess objektiem: zvaigznēm, Saules. Pēc komandas no Zemes vai saskaņā ar doto programmu orientācija var mainīties. Dažos gadījumos nav orientēts viss satelīts, bet tikai atsevišķi tā elementi, piemēram, ļoti virzītas antenas - uz zemes punktiem, saules paneļi - uz Sauli. Lai satelīta noteiktas ass virziens kosmosā paliktu nemainīgs, tam tiek likts griezties ap šo asi. Orientācijai tiek izmantotas arī gravitācijas, aerodinamiskās, magnētiskās sistēmas - tā sauktās pasīvās orientācijas sistēmas un sistēmas, kas aprīkotas ar reaktīvo vai inerciālo vadību (parasti uz sarežģītiem satelītiem un kosmosa kuģiem) - aktīvās orientācijas sistēmas. AES ar reaktīvajiem dzinējiem manevrēšanai, trajektorijas korekcijai vai nolaišanai no orbītas ir aprīkotas ar kustības kontroles sistēmām, neatņemama sastāvdaļa kas ir orientācijas sistēma.

Lielākajai daļai satelītu borta iekārtas tiek darbinātas ar saules baterijām, kuru paneļi ir orientēti perpendikulāri saules staru virzienam vai sakārtoti tā, ka dažus no tiem Saule apgaismo jebkurā vietā attiecībā pret satelītu (t.s. daudzvirzienu saules baterijas). Saules paneļi nodrošina borta iekārtu ilgstošu darbību (līdz vairākiem gadiem). AES, kas paredzēti ierobežotam darbības periodam (līdz 2-3 nedēļām), izmanto elektroķīmiskos strāvas avotus - baterijas, kurināmā elementus. Dažos satelītos ir izotopu ģeneratori. elektriskā enerģija. Satelītu siltuma režīmu, kas nepieciešams to borta iekārtu darbībai, uztur termiskās kontroles sistēmas.

Satelītos, kas izceļas ar ievērojamu iekārtu siltuma izdalīšanos, un kosmosa kuģos tiek izmantotas sistēmas ar šķidruma siltuma pārneses ķēdi; satelītos ar nelielu aprīkojuma siltuma izdalīšanos dažos gadījumos ir ierobežota pasīvie līdzekļi termiskā kontrole (ārējās virsmas izvēle ar piemērotu optisko koeficientu, atsevišķu elementu siltumizolācija).

Zinātniskās un citas informācijas pārsūtīšana no satelītiem uz Zemi tiek veikta, izmantojot radiotelemetrijas sistēmas (bieži vien ar iebūvētām atmiņas ierīcēm informācijas ierakstīšanai satelīta lidojumu periodos ārpus zemes staciju radio redzamības zonām).

Pilotiem satelītiem un dažiem automātiskajiem satelītiem ir nolaišanās transportlīdzekļi, lai atgrieztu uz Zemes apkalpi, atsevišķus instrumentus, filmas un eksperimentālos dzīvniekus.

ISZ kustība. AES tiek palaistas orbītās ar automātisku vadāmu daudzpakāpju nesējraķešu palīdzību, kas, pateicoties reaktīvo dzinēju izstrādātajai vilcei, pārvietojas no palaišanas uz noteiktu aprēķinātu punktu kosmosā. Šis ceļš, ko sauc par mākslīgā pavadoņa palaišanas trajektoriju orbītā vai raķetes aktīvo posmu, parasti svārstās no vairākiem simtiem līdz diviem līdz trīs tūkstošiem kilometru. km. Raķete sāk kustēties vertikāli uz augšu un salīdzinoši nelielā ātrumā iziet cauri zemes atmosfēras blīvākajiem slāņiem (kas samazina enerģijas izmaksas, pārvarot atmosfēras pretestību). Paceļot, raķete pakāpeniski apgriežas, un tās kustības virziens kļūst tuvu horizontālajam. Šajā gandrīz horizontālajā segmentā raķetes vilces spēks tiek tērēts nevis Zemes gravitācijas spēku un atmosfēras pretestības bremzēšanas efekta pārvarēšanai, bet galvenokārt ātruma palielināšanai. Pēc tam, kad raķete aktīvās sekcijas beigās sasniedz projektēto ātrumu (lielumā un virzienā), reaktīvo dzinēju darbība apstājas; tas ir tā sauktais satelīta palaišanas punkts orbītā. Palaistais kosmosa kuģis, kas nes raķetes pēdējo pakāpi, automātiski atdalās no tās un sāk savu kustību kādā orbītā attiecībā pret Zemi, kļūstot par mākslīgu debess ķermeni. Tās kustība ir pakļauta pasīviem spēkiem (Zemes, kā arī Mēness, Saules un citu planētu pievilkšanai, zemes atmosfēras pretestībai u.c.) un aktīviem (kontrolējošiem) spēkiem, ja uz tās uzstādīti speciāli reaktīvie dzinēji. iekāpt kosmosa kuģī. Satelīta sākotnējās orbītas veids attiecībā pret Zemi ir pilnībā atkarīgs no tā stāvokļa un ātruma kustības aktīvā segmenta beigās (brīdī, kad satelīts ieiet orbītā) un tiek matemātiski aprēķināts, izmantojot debess mehānikas metodes. . Ja šis ātrums ir vienāds vai lielāks (bet ne vairāk kā 1,4 reizes) pirmais kosmiskais ātrums (sk. Kosmiskie ātrumi) (apmēram 8 km/sek netālu no Zemes virsmas), un tā virziens stipri neatšķiras no horizontāles, tad kosmosa kuģis nonāk Zemes pavadoņa orbītā. Satelīta ieiešanas punkts orbītā šajā gadījumā atrodas netālu no orbītas perigeja. Orbītas iekļūšana iespējama arī citos orbītas punktos, piemēram, apogeja tuvumā, taču, tā kā šajā gadījumā satelīta orbīta atrodas zem palaišanas punkta, tad pašam palaišanas punktam jāatrodas pietiekami augstu, savukārt ātrumam beigās aktīvā segmenta daļai jābūt nedaudz mazākai par apļveida.

Pirmajā tuvinājumā satelīta orbīta ir elipse ar fokusu Zemes centrā (konkrētā gadījumā aplis), kas saglabā nemainīgu pozīciju telpā. Kustību pa šādu orbītu sauc par netraucētu un atbilst pieņēmumiem, ka Zeme pievelk saskaņā ar Ņūtona likumu kā lodīte ar sfērisku blīvuma sadalījumu un ka uz satelītu iedarbojas tikai Zemes gravitācija.

Tādi faktori kā zemes atmosfēras pretestība, zemes saspiešana, saules starojuma spiediens, mēness un saules pievilcība izraisa novirzes no netraucētas kustības. Šo noviržu izpēte dod iespēju iegūt jaunus datus par zemes atmosfēras īpašībām, par zemes gravitācijas lauku. Atmosfēras pretestības dēļ satelīti pārvietojas orbītā ar perigeju vairāku simtu augstumā km, pakāpeniski samazinās un, nokrītot relatīvi blīvos atmosfēras slāņos 120-130 augstumā km un zemāk, sabrukt un sadedzināt; tādējādi tiem ir ierobežots kalpošanas laiks. Tā, piemēram, pirmais padomju satelīts bija orbītā ieiešanas brīdī aptuveni 228 augstumā. km virs Zemes virsmas un gandrīz horizontālais ātrums bija aptuveni 7,97 km/sek. Tās eliptiskās orbītas daļēji galvenā ass (t.i., vidējais attālums no Zemes centra) bija aptuveni 6950 km, apgrozības periods 96.17 min, un orbītas vismazākie un attālākie punkti (perigejs un apogejs) atradās aptuveni 228 un 947 augstumos km attiecīgi. Satelīts pastāvēja līdz 1958. gada 4. janvārim, kad tā orbītas traucējumu dēļ tas iekļuva blīvajos atmosfēras slāņos.

Orbīta, kurā satelīts tiek palaists tūlīt pēc nesējraķetes pastiprināšanas fāzes, dažkārt ir tikai starpposms. Šajā gadījumā uz satelīta klāja atrodas reaktīvie dzinēji, kas noteiktos brīžos uz īsu brīdi ieslēdzas pēc komandas no Zemes, dodot satelītam papildu ātrumu. Tā rezultātā satelīts pārvietojas uz citu orbītu. Automātiskās starpplanētu stacijas parasti vispirms tiek palaistas Zemes pavadoņa orbītā un pēc tam tieši tiek pārnestas uz lidojuma trajektoriju uz Mēnesi vai planētām.

AES novērojumi. Satelītu un sekundāro orbitālo objektu kustības kontrole tiek veikta, novērojot tos no īpašām zemes stacijām. Pamatojoties uz šādu novērojumu rezultātiem, tiek precizēti satelītu orbītu elementi un aprēķina efemerīdus gaidāmajiem novērojumiem, tostarp dažādu zinātnisku un lietišķu problēmu risināšanai. Saskaņā ar izmantoto novērošanas aprīkojumu satelītus iedala optiskajos, radioinženierijas, lāzera; atbilstoši to galējam mērķim - pozicionāliem (virzienu noteikšana uz satelītiem) un attāluma noteikšanas novērojumiem, leņķiskā un telpiskā ātruma mērījumiem.

Vienkāršākie pozicionālie novērojumi ir vizuāli (optiski), kas tiek veikti ar vizuālo optisko instrumentu palīdzību un ļauj noteikt satelīta debess koordinātas ar vairāku loka minūšu precizitāti. Zinātnisku problēmu risināšanai ar satelītkameru palīdzību tiek veikti fotogrāfiskie novērojumi (sk. Satelīta kamera), kas nodrošina noteikšanu precizitāti līdz 1-2 "pozīcijā un 0,001 sek pēc laika. Optiskie novērojumi ir iespējami tikai tad, ja satelītu apgaismo saules stari (izņēmums ir ģeodēziskie pavadoņi, kas aprīkoti ar impulsa gaismas avotiem; tos var novērot arī atrodoties Zemes ēnā), debesis virs stacijas ir pietiekami tumšas un laika apstākļi ir labvēlīgs novērojumiem. Šie apstākļi būtiski ierobežo optisko novērojumu iespēju. Mazāk no šādiem apstākļiem ir atkarīgas radioinženierijas satelītu novērošanas metodes, kas ir galvenās satelītu novērošanas metodes uz tiem uzstādīto speciālo radiosistēmu darbības laikā. Šādi novērojumi ietver radio signālu uztveršanu un analīzi, ko vai nu ģenerē satelīta borta radio raidītāji, vai sūta no Zemes un pārraida satelīts. Uz vairākām (vismaz trīs) izvietotām antenām saņemto signālu fāžu salīdzinājums ļauj noteikt satelīta atrašanās vietu debess sfērā. Šādu novērojumu precizitāte ir aptuveni 3 collas pozīcijā un aptuveni 0,001 sek pēc laika. Radiosignālu Doplera frekvences nobīdes (sk. Doplera efekts) mērīšana ļauj noteikt satelīta relatīvo ātrumu, minimālo attālumu līdz tam novērotā caurbraukšanas laikā un laiku, kad satelīts atradās šajā attālumā; Novērojumi, kas tiek veikti vienlaicīgi no trim punktiem, ļauj aprēķināt satelīta leņķiskos ātrumus.

Diapazona noteikšanas novērojumi tiek veikti, mērot laika intervālu starp radiosignāla nosūtīšanu no Zemes un tā saņemšanu pēc tā atkārtotas pārraidīšanas ar borta satelīta retranslatoru. Visprecīzākos attāluma mērījumus līdz satelītiem nodrošina lāzera attāluma mērītāji (precizitāte līdz 1-2 m un augstāks). Radara sistēmas tiek izmantotas pasīvo kosmosa objektu radiotehniskajiem novērojumiem.

Pētniecības satelīti. Uz satelīta uzstādītā iekārta, kā arī satelītnovērojumi no zemes stacijām ļauj veikt dažādus ģeofiziskus, astronomiskus, ģeodēziskus un citus pētījumus. Šādu satelītu orbītas ir dažādas - no gandrīz apļveida 200-300 augstumā km līdz iegarenai eliptiskai ar apogeja augstumu līdz 500 tūkstošiem metru. km. Pētniecības satelīti ietver pirmos padomju satelītus, padomju satelītus no Elektron, Proton, Cosmos sērijas, amerikāņu satelītus no Avangard, Explorer, OSO, OSO, OAO sērijas (orbitālās ģeofiziskās, saules, astronomiskās observatorijas); angļu satelīts "Ariel", franču satelīts "Diadem" un citi. Pētniecības satelīti veido apmēram pusi no visiem palaistajiem satelītiem.

Ar satelītiem uzstādīto zinātnisko instrumentu palīdzību tiek pētīts augšējo atmosfēras slāņu neitrālais un jonu sastāvs, tās spiediens un temperatūra, kā arī šo parametru izmaiņas. Elektronu koncentrācija jonosfērā un tās variācijas tiek pētītas gan ar borta iekārtu palīdzību, gan novērojot radiosignālu pāreju no borta radiobākiem caur jonosfēru. Ar jonozondu palīdzību detalizēti izpētīta jonosfēras augšdaļas struktūra (virs elektronu blīvuma galvenā maksimuma) un elektronu blīvuma izmaiņas atkarībā no ģeomagnētiskā platuma, diennakts laika u.c. Visi atmosfēras pētījumu rezultāti, kas iegūti, izmantojot satelītus, ir nozīmīgs un uzticams eksperimentāls materiāls, lai izprastu atmosfēras procesu mehānismus un risinātu tādus praktiskus jautājumus kā radiosakaru prognoze, atmosfēras augšējo slāņu stāvokļa prognoze u.c.

Ar satelītu palīdzību ir atklātas un tiek pētītas Zemes radiācijas joslas. Kopā ar kosmosa zondēm satelīti ļāva pētīt Zemes magnetosfēras uzbūvi (skat. Zemes magnetosfēra) un Saules vēja plūsmas raksturu ap to, kā arī paša Saules vēja īpašības (sk. Saules vējš) (plūsma daļiņu blīvums un enerģija, "iesaldētā" magnētiskā lauka lielums un raksturs ) un cits saules starojums, kas nav pieejams zemes novērojumiem - ultravioletais un rentgena starojums, kas rada lielu interesi no saules un zemes attiecību izpratnes viedokļa. Vērtīgus datus zinātniskiem pētījumiem sniedz arī daži lietišķie satelīti. Tādējādi meteoroloģiskajos pavadoņos veikto novērojumu rezultāti tiek plaši izmantoti dažādiem ģeofiziskiem pētījumiem.

Satelītu novērojumu rezultāti ļauj ar augstu precizitāti noteikt satelītu orbītu traucējumus, atmosfēras augšējo slāņu blīvuma izmaiņas (dažādu Saules aktivitātes izpausmju dēļ), atmosfēras cirkulācijas likumus, Zemes gravitācijas lauka uzbūvi. u.c. Speciāli organizēti satelītu pozicionālie un attāluma sinhronie novērojumi (vienlaikus no vairākām stacijām) ar satelītģeodēzijas metodēm (sk. Satelītu ģeodēzija) ļauj veikt tūkstošiem punktu ģeodēzisko atsauci km vienam no otra, pētīt kontinentu kustību utt.

Pielietoja VIŅU. Pie lietišķajiem satelītiem pieder satelīti, kas palaisti dažādu tehnisku, ekonomisku, militāru uzdevumu risināšanai.

Sakaru satelīti kalpo televīzijas raidījumu, radiotelefona, telegrāfa un cita veida sakaru nodrošināšanai starp zemes stacijām, kas atrodas 10-15 tūkstošu km attālumā viena no otras. km. Šādu satelītu borta radioiekārtas uztver signālus no zemes radiostacijām, pastiprina tos un retranslē uz citām zemes radiostacijām. Sakaru satelīti tiek palaisti augstās orbītās (līdz 40 000 km). Šis satelīta veids ietver padomju satelītu « Zibens » , amerikāņu satelīts "Sincom", satelīts "Intelsat" utt. Stacionārās orbītās palaisti sakaru satelīti pastāvīgi atrodas virs noteiktiem zemes virsmas apgabaliem.

Meteoroloģiskie pavadoņi ir paredzēti, lai regulāri pārraidītu uz zemes stacijām televīzijas attēlus ar Zemes mākoņaino, sniega un ledus segumu, informāciju par zemes virsmas un mākoņu termisko starojumu utt. Šāda veida AES tiek palaisti orbītās tuvu apļveida, ar 500-600 augstumā km līdz 1200-1500 km; vāls no tiem sasniedz 2-3 tūkstošus km. km. Meteoroloģiskie satelīti ietver dažus Kosmos sērijas padomju satelītus, satelītus Meteor, Amerikas satelītus Tiros, ESSA, Nimbus. Tiek veikti eksperimenti ar globāliem meteoroloģiskajiem novērojumiem no augstuma, kas sasniedz 40 tūkstošus metru. km(Padomju satelīts "Molniya-1", Amerikas satelīts "ATS").

Īpaši daudzsološs pielietojuma ziņā tautsaimniecība ir satelīti izpētei dabas resursi Zeme. Līdztekus meteoroloģiskajiem, okeanogrāfiskajiem un hidroloģiskajiem novērojumiem šādi satelīti ļauj iegūt ģeoloģijai nepieciešamo operatīvo informāciju, Lauksaimniecība, zivsaimniecība, mežsaimniecība, piesārņojuma kontrole dabiska vide. Rezultāti, kas iegūti ar satelītu un pilotētu kosmosa kuģu palīdzību, no vienas puses, un kontroles mērījumiem no baloniem un lidmašīnām, no otras puses, parāda šīs pētniecības jomas attīstības perspektīvas.

Navigācijai tiek izmantoti navigācijas satelīti, kuru darbību nodrošina īpaša zemes atbalsta sistēma jūras kuģi, tostarp zemūdens. Kuģis, uztverot radiosignālus un nosakot savu pozīciju attiecībā pret satelītu, kura koordinātas orbītā ir zināmas ar augstu precizitāti katru brīdi, nosaka savu pozīciju. Navigācijas satelītu piemērs ir amerikāņu satelīti "Transit", "Navsat".

Pilotu pavadoņu kuģi. Pilotu pavadoņi un pilotējamās orbitālās stacijas ir vissarežģītākie un vismodernākie satelīti. Tie, kā likums, ir paredzēti dažādu uzdevumu risināšanai, galvenokārt sarežģītu zinātnisku pētījumu veikšanai, kosmosa tehnoloģiju testēšanai, Zemes dabas resursu izpētei utt. Pirmā pilotējamā satelīta palaišana tika veikta 12. aprīlī. , 1961: uz padomju satelīta Vostok » Pilots-kosmonauts Ju. A. Gagarins aplidoja Zemi orbītā ar apogeja augstumu 327 km. 1962. gada 20. februārī orbītā devās pirmais amerikāņu kosmosa kuģis ar astronautu Dž. Glenu uz klāja. Jauns solis kosmosa izpētē ar pilotējamu satelītu palīdzību bija padomju orbitālās stacijas Salyut lidojums, kurā 1971. gada jūnijā apkalpe G. T. Dobrovolska, V. N. Volkova un V. I. Patsajeva sastāvā pabeidza plašu zinātniski tehnisko programmu. , biomedicīnas un citi pētījumi.

N. P. Erpiļevs, M. T. Kroškins, Ju. A. Rjabovs, E. F. Rjazanovs.

AES "Cosmos"

"Kosmos" ir padomju mākslīgo Zemes pavadoņu sērijas nosaukums zinātniskiem, tehniskiem un citiem pētījumiem Zemes tuvumā. Cosmos satelīta palaišanas programma ietver kosmisko staru izpēti, Zemes un jonosfēras radiācijas joslu, radioviļņu un cita starojuma izplatīšanos Zemes atmosfērā, saules aktivitāti un saules starojumu dažādās spektra daļās, kā arī attīstību. no mezgliem kosmosa kuģis un meteoriskās vielas ietekmes uz kosmosa kuģa konstrukcijas elementiem noskaidrošana, bezsvara stāvokļa un citu kosmosa faktoru ietekmes uz bioloģiskiem objektiem izpēte u.c. Tik plaša pētniecības programma un līdz ar to arī liels palaišanas skaits izvirzīja inženieriem un dizaineriem uzdevumu ierobežot Kosmos mākslīgo pavadoņu apkalpošanas sistēmu dizaina apvienošanu. Šīs problēmas risinājums ļāva izmantot vienu korpusu, standarta pakalpojumu sistēmu sastāvu, kopīgu vadības shēmu borta aprīkojumam, vienotu barošanas sistēmu un vairākas citas vienotas sistēmas un ierīces dažu veidu ieviešanai. palaist programmas. Tas ļāva masveidā ražot Cosmos un tā komponentu sistēmas, vienkāršoja gatavošanos satelītu palaišanai un ievērojami samazināja zinātnisko pētījumu izmaksas.

Kosmosa pavadoņi tiek palaisti riņķveida un eliptiskās orbītās, kuru augstuma diapazons ir no 140 (Cosmos-244) līdz 60 600 km (Cosmos-159) un plašs orbitālo slīpumu diapazons no 0,1° (Cosmos-775) līdz 98°. (“Kosmos-1484”) ļauj piegādāt zinātnisko aprīkojumu gandrīz visās Zemei tuvās kosmosa zonās. Cosmos satelītu orbitālais periods ir no 87,3 minūtēm (Cosmos-244) līdz 24 stundām 2 minūtēm (Cosmos-775). Kosmosa satelīta aktīvās darbības laiks ir atkarīgs no zinātniskās programmas to palaišana, orbitālie parametri un borta sistēmu darbības resursi. Piemēram, Cosmos-27 orbītā atradās 1 dienu, un Cosmos-80, saskaņā ar aprēķiniem, pastāvēs 10 tūkstošus gadu.

Mākslīgo zemes pavadoņu "Cosmos" orientācija ir atkarīga no pētījuma rakstura. Lai atrisinātu tādas problēmas kā meteoroloģiskie eksperimenti, no Zemes izejošā starojuma spektra izpēte un citas, tiek izmantoti satelīti ar orientāciju attiecībā pret Zemi. Pētot procesus, kas notiek uz Saules, Cosmos modifikācijas tiek pielietotas ar orientāciju uz Sauli. Satelītu orientācijas sistēmas ir dažādas - reaktīvas ( raķešu dzinēji), inerciāls (spararats rotē satelīta iekšpusē) un citi. Augstāko orientācijas precizitāti nodrošina kombinētās sistēmas. Informācijas pārraide galvenokārt tiek veikta 20, 30 un 90 MHz diapazonā. Daži satelīti ir aprīkoti ar TV pieslēgumu.

Saskaņā ar risināmajiem uzdevumiem vairākiem Cosmos sērijas satelītiem ir nolaišanās kapsula zinātnisko iekārtu un eksperimentālo objektu (Cosmos-4, -110, -605, -782 "un citi) nogādāšanai uz Zemi. Kapsulas nolaišanos no orbītas nodrošina bremzēšanas piedziņas sistēma ar iepriekšēju satelīta orientāciju. Pēc tam aerodinamiskā spēka ietekmē kapsula tiek palēnināta blīvos atmosfēras slāņos, un noteiktā augstumā tiek aktivizēta izpletņa sistēma.

Uz satelītiem Kosmos-4, -7, -137, -208, -230, -669 un citiem tika veikta primāro kosmisko staru un Zemes radiācijas jostas izpētes programma, tai skaitā mērījumi radiācijas drošības nodrošināšanai pilotu lidojumu laikā (par Piemēram, uz "Cosmos-7" kosmosa kuģa "Vostok-3, -4" lidojuma laikā). Lidojumi "Cosmos-135" un "Cosmos-163" beidzot kliedēja sen pastāvošo pieņēmumu par putekļu mākoņa esamību ap Zemi. Mākslīgie satelīti "Cosmos" tiek plaši izmantoti valsts ekonomisko problēmu risināšanai. Piemēram, "Mākoņu sistēmu izplatības un veidošanās izpēte Zemes atmosfērā" ir viena no Cosmos satelīta palaišanas programmas pozīcijām. Darbs šajā virzienā, kā arī uzkrātā pieredze satelītu "Kosmos-14, -122, -144, -156, -184, -206" un citu darbībā noveda pie meteoroloģisko pavadoņu "Meteor" izveides, un pēc tam - meteoroloģiskā kosmosa sistēma "Meteor". Satelīti "Cosmos" tiek izmantoti navigācijas, ģeodēzijas un citu iemeslu dēļ.

Ievērojams skaits eksperimentu ar šiem satelītiem ir saistīti ar atmosfēras augšējo slāņu, jonosfēras, Zemes starojuma un citu ģeofizikālo parādību izpēti (piemēram, ūdens tvaiku sadalījuma izpēti mezosfērā - vietnē "Kosmos- 45, -65", ultragaru radioviļņu izplatības izpēte caur jonosfēru - uz "Kosmos -142", Zemes virsmas termiskās radio emisijas novērošana un zemes atmosfēras izpēte ar savu radio un submilimetru. starojums - uz "Kosmos-243, -669"; masas spektrometriskie eksperimenti - uz "Kosmos-274"). Uz satelītiem "Kosmos-166, -230" tika veikti Saules rentgena starojuma pētījumi, tostarp saules uzliesmojumu laikā, uz "Kosmos-215" tika pētīta Laimana-alfa starojuma izkliede ģeokoronā. (uz satelīta tika uzstādīti 8 mazi teleskopi), Cosmos-142 pētīja kosmiskās radio emisijas intensitātes atkarību no vairākiem faktoriem. Uz dažiem satelītiem "Cosmos" tika veikti eksperimenti, lai pētītu meteoru daļiņas ("Cosmos-135" un citi). Uz satelītiem "Kosmos-140, -656" un citiem tika veikti testi ar supravadošu magnētisko sistēmu ar lauka intensitāti līdz 1,6 MA/m, ar kuru var analizēt lādētas daļiņas ar enerģiju līdz vairākiem GeV. Tie paši satelīti tika izmantoti, lai pētītu šķidro hēliju, kas atradās superkritiskā stāvoklī. Satelītos "Kosmos-84, -90" bija izotopu ģeneratori kā daļa no to barošanas sistēmām. Uz satelīta Kosmos-97 tika uzstādīts iebūvēts kvantu molekulārais ģenerators, ar kuru eksperimenti ļāva par vairākām kārtām palielināt kopējā laika zemes-telpas sistēmas precizitāti, uztverošās iekārtas jutību un stabilitāti. raidītāju radioviļņu frekvences.

Ar vairākiem Kosmos satelītiem tika veikti medicīniskie un bioloģiskie eksperimenti, kas ļāva noteikt faktoru ietekmes pakāpi. lidojums kosmosā par bioloģisko objektu funkcionālo stāvokli - no vienšūnu aļģēm, augiem un to sēklām ("Cosmos-92, -44, -109") līdz suņiem un citiem dzīvniekiem ("Cosmos-110, -782, -936"). Šo pētījumu rezultātu izpēte kopā ar cilvēka ķermeņa medicīnisko novērojumu datiem kosmosā palīdz izstrādāt astronautiem vislabvēlīgākos darba, atpūtas, uztura režīmus, izveidot kosmosa kuģim nepieciešamo aprīkojumu un kosmosa kuģa apkalpēm - apģērbu un pārtiku. Cosmos-690 tika izmantots, lai pētītu starojuma ietekmi uz dzīviem organismiem, un, lai modelētu spēcīgus saules uzliesmojumus, uz satelīta tika izmantots starojuma avots (cēzijs-137) ar aktivitāti 1,2-1014 izkliedes sekundē. Uz satelīta Kosmos-782 tika uzstādīta centrifūga ar diametru 60 cm, ar kuras palīdzību tika pētīta mākslas radīšanas iespēja, gravitācija un tās ietekme uz bioloģiskiem objektiem. Uz vairākiem bioloģiskiem satelītiem (piemēram, Kosmos-605, -690 un citiem)

Daži Zemes satelīti "Cosmos" tika pārbaudīti kā bezpilota kosmosa kuģi. Kosmos-186 un Kosmos-188 pavadoņu kopīgā lidojuma laikā 1967. gada oktobrī tie pirmo reizi pasaulē veica automātisku satikšanos un dokošanos orbītā; pēc atstādināšanas tika turpināts to autonomais lidojums un nolaižamās mašīnas nolaidās PSRS teritorijā. 1968. gada aprīlī Kosmos-212 un Kosmos-213 lidojuma laikā tika veikta automātiskā dokstacija orbītā - abi satelīti (nolaišanās transportlīdzekļi) arī nolaidās PSRS teritorijā. 1981. gada jūnijā, lai pārbaudītu jaunā kosmosa kuģa borta sistēmas ar orbitālo staciju Salyut-6, satelīts Cosmos-1267 tika doksts. Līdz 29.7.1982 orbitālā stacija un mākslīgais satelīts atradās dokstacijā. Uz Kosmos sērijas satelītiem tika izstrādātas atsevišķas sistēmas un pārbaudīts daudzu citu kosmosa kuģu aprīkojums. Tātad Kosmos-41 tika izstrādāti daži Molnija sakaru satelītu dizaina elementi, kas kopā ar zemes stacijās īpaši izveidotajām uztveršanas-raidīšanas un antenas ierīcēm tagad veido pastāvīgu dziļo kosmosa sakaru sistēmu Kosmos. -1000 veikti navigācijas uzdevumi. Uz Kosmos satelītiem tika izstrādātas atsevišķas Mēness rovera sastāvdaļas.

Līdz ar mākslīgo zemes pavadoņu "Kosmos" palaišanu sākās praktiskā sociālistisko valstu starptautiskā sadarbība kosmosa izpētē. 1968. gada decembrī palaistā Kosmos-261 satelīta galvenais uzdevums bija veikt sarežģītu eksperimentu, ieskaitot tiešus mērījumus uz satelīta, jo īpaši elektronu un protonu īpašības, kas izraisa polārblāzmas, un atmosfēras augšējo slāņu blīvuma izmaiņas laikā. šīs polārblāzmas un uz zemes balstīti polārblāzmu pētījumi. Piedalījies šajā darbā zinātniskie institūti un NRB, VNR, VDR, Polijas, SRR, PSRS un Čehoslovākijas observatorijas. Eksperimentos ar šīs sērijas satelītiem piedalījās arī eksperti no Francijas, ASV un citām valstīm.

Kopš 1962.gada ar nesējraķešu "Cosmos", "Sojuz", "Proton" un citu palīdzību tiek palaisti Zemes pavadoņi "Cosmos", kas spēj nogādāt orbītā līdz pat vairākām tonnām smagu kravu. Līdz 1964. gadam Cosmos satelītus orbītā palaida arī nesējraķete Vostok. 1984. gada 1. janvārī tika palaists 1521 mākslīgais zemes pavadonis "Kosmos".