Τι είναι οι τεχνητοί δορυφόροι;
Ένας τεχνητός δορυφόρος της Γης (AES) είναι ένα διαστημόπλοιο
Για να κινηθεί σε τροχιά γύρω από τη Γη, η συσκευή πρέπει να έχει αρχική ταχύτητα ίση ή μεγαλύτερη από την πρώτη ταχύτητα διαφυγής. Οι πτήσεις της AES πραγματοποιούνται σε υψόμετρα έως και αρκετές εκατοντάδες χιλιάδες χιλιόμετρα.
Το κατώτερο όριο του ύψους πτήσης του δορυφόρου καθορίζεται απότην ανάγκη αποφυγής της διαδικασίας ταχείας πέδησης στην ατμόσφαιρα. Η περίοδος τροχιάς ενός δορυφόρου, ανάλογα με το μέσο ύψος πτήσης, μπορεί να κυμαίνεται από μιάμιση ώρα έως αρκετά χρόνια.
Ιδιαίτερης σημασίας είναι οι δορυφόροι στο γεωστατικότροχιά, η τροχιακή περίοδος της οποίας είναι αυστηρά ίση με τις ημέρες, και ως εκ τούτου, για έναν παρατηρητή εδάφους, "κρέμονται" ακίνητοι στον ουρανό, γεγονός που καθιστά δυνατή την απαλλαγή από περιστροφικές συσκευές στις κεραίες.
Αυτόματοι διαπλανητικοί σταθμοί (AMS) καιδιαπλανητικά διαστημόπλοια μπορούν να εκτοξευτούν σε βαθύ διάστημα, παρακάμπτοντας το δορυφορικό στάδιο (δηλαδή, σωστή ανάβαση) και μετά την προκαταρκτική εκτόξευση στη λεγόμενη τροχιά αναφοράς του δορυφόρου.
Στην αρχή της διαστημικής εποχής εκτοξεύτηκαν δορυφόροιμόνο μέσω οχημάτων εκτόξευσης, και μέχρι το τέλος του 20ου αιώνα, η εκτόξευση δορυφόρων από άλλους δορυφόρους - τροχιακούς σταθμούς και διαστημόπλοια (κυρίως από το διαστημικό λεωφορείο MTKK) έγινε επίσης ευρέως διαδεδομένη.
Ως μέσο εκτόξευσης δορυφόρων θεωρητικάΔιαστημόπλοια MTKK, διαστημικά όπλα και διαστημικοί ανελκυστήρες είναι επίσης δυνατά, αλλά δεν έχουν ακόμη εφαρμοστεί. Λίγο καιρό μετά την έναρξη της διαστημικής εποχής, έγινε σύνηθες να εκτοξεύονται περισσότεροι από ένας δορυφόροι σε ένα όχημα εκτόξευσης και μέχρι το τέλος του 2013, ο αριθμός των ταυτόχρονων εκτοξευόμενων δορυφόρων σε ορισμένα οχήματα εκτόξευσης ξεπέρασε τις τρεις δωδεκάδες.
Σε ορισμένες εκτοξεύσεις, τα τελευταία στάδια των οχημάτων εκτόξευσης μπαίνουν επίσης σε τροχιά και, για κάποιο χρονικό διάστημα, γίνονται πραγματικά δορυφόροι.
Οι μη επανδρωμένοι δορυφόροι έχουν μάζα αρκετώνχιλιόγραμμα έως δύο δωδεκάδες τόνους και μεγέθη από αρκετά εκατοστά έως (ιδίως όταν χρησιμοποιούνται ηλιακοί συλλέκτες και ανασυρόμενες κεραίες) αρκετές δεκάδες μέτρα.
Τα διαστημόπλοια και τα διαστημόπλοια που είναι δορυφόροι φτάνουν σε αρκετές δεκάδες τόνους και μέτρα και οι προκατασκευασμένοι τροχιακοί σταθμοί φτάνουν τους εκατοντάδες τόνους και μέτρα.
Στον 21ο αιώνα, με την ανάπτυξη της μικρομικρογραφίας καιη νανοτεχνολογία, η δημιουργία εξαιρετικά μικρών κυβικών δορυφόρων (από ένα έως πολλά κιλά και από αρκετές έως πολλές δεκάδες εκατοστά) έχει γίνει μαζικό φαινόμενο και έχει επίσης εμφανιστεί μια νέα μορφή: pocketcube (κυριολεκτικάκύβος τσέπης) σε μερικές εκατοντάδες ή δεκάδες γραμμάρια και μερικά εκατοστά.
Οι δορυφόροι δημιουργούνται κυρίως ωςδεν επιστρέφονται, ωστόσο, μερικά από αυτά (πρώτα απ 'όλα, επανδρωμένα και μερικά διαστημόπλοια φορτίου) είναι ανακτήσιμα μερικώς (με κατηφορικό όχημα) ή εντελώς (διαστημόπλοια και δορυφόροι που επιστρέφουν επί του σκάφους).
Οι δορυφόροι τεχνητής γης χρησιμοποιούνται ευρέωςγια επιστημονική έρευνα και εφαρμοσμένα προβλήματα, καθώς και στην εκπαίδευση (οι λεγόμενοι «πανεπιστημιακοί» δορυφόροι έχουν γίνει μαζικό φαινόμενο στον κόσμο) και ένα χόμπι - ραδιοερασιτέχνες δορυφόροι.
Πόσοι δορυφόροι βρίσκονται στην τροχιά της Γης τώρα;
Εξαρτάται από το πώς μετράς. Από την εκτόξευση του Sputnik στις 4 Οκτωβρίου 1957, περισσότερα από 9.000 οχήματα έχουν εκτοξευθεί στο διάστημα, αλλά μόνο περίπου 2.000 από αυτά είναι επί του παρόντος σε λειτουργία.
Τα υπόλοιπα κάηκαν στην ατμόσφαιρα ή έσπασαν καιέγινε «διαστημικά συντρίμμια» σε τροχιά. Επομένως, παρεμπιπτόντως, οι περισσότεροι ελιγμοί πραγματοποιούνται για να αποφύγουν τα ανεξέλεγκτα αντικείμενα και όχι τους δορυφόρους που λειτουργούν.
Τύποι δορυφόρων
Διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι δορυφόρων:
- Οι αστρονομικοί δορυφόροι είναι δορυφόροι σχεδιασμένοι για να εξερευνούν πλανήτες, γαλαξίες και άλλα διαστημικά αντικείμενα.
- Οι βιοατολίτες είναι δορυφόροι σχεδιασμένοι για τη διεξαγωγή επιστημονικών πειραμάτων σε ζωντανούς οργανισμούς στο διάστημα.
- Δορυφόροι τηλεπισκόπησης γης.
- Οι μετεωρολογικοί δορυφόροι είναι δορυφόροι σχεδιασμένοι να μεταδίδουν δεδομένα με σκοπό την πρόβλεψη του καιρού, καθώς και για την παρατήρηση του κλίματος της Γης.
- Μικροί δορυφόροι - δορυφόροι ελαφρού βάρους (λιγότερο από 1ή 0,5 τόνους) και μέγεθος. Περιλαμβάνει μίνι δορυφόρους (πάνω από 100 κιλά), μικροδορυφόρους (πάνω από 10 κιλά) και νανο-δορυφόρους (ελαφρύτερος από 10 κιλά), συμπεριλαμβανομένων των κύβων και των κύβων τσέπης.
- Στρατιωτικός δορυφόρος.
- Δορυφόροι επικοινωνίας.
- Δορυφόροι πλοήγησης.
- Τα διαστημόπλοια είναι επανδρωμένα διαστημόπλοια.
- Οι τροχιακοί σταθμοί είναι μακροπρόθεσμα διαστημόπλοια.
- Οι Golosatellites είναι οι πιο πρόσφατοι δορυφόροι που έχουν σχεδιαστεί για να εξερευνούν άλλους πλανήτες.
Πώς ρυθμίζεται η κίνηση των δορυφόρων στο διάστημα;
Δεν υπάρχει ενιαίος κανονισμός για αυτό. Το διάστημα είναι ελεύθερος χώρος. Ως εκ τούτου, οι συμμετέχοντες σε διαστημικές δραστηριότητες καθοδηγούνται μόνο από τους δικούς τους εθνικούς νόμους, οι οποίοι, ωστόσο, πρέπει να συμμορφώνονται με συμφωνίες που έχουν εγκριθεί στο πλαίσιο των εργασιών της Επιτροπής του ΟΗΕ για τις ειρηνικές χρήσεις του διαστήματος (COPUOS).
- Νομικά
Μετά την έγκριση το 1974 της σύμβασης στιςκαταχώριση διαστημικών αντικειμένων που εκτοξεύονται στο διάστημα, το Γραφείο των Ηνωμένων Εθνών για τον Εξωτερικό Διαστημικό Υπολογισμό διατηρεί μητρώο αντικειμένων που εκτοξεύονται στο διάστημα. Ωστόσο, η εγγραφή σε αυτό είναι δηλωτική και ο ΟΗΕ δεν έχει την τεχνική ικανότητα να ελέγχει τις πραγματικές τροχιές και τους στόχους του διαστημικού σκάφους.
- Στρατιωτικοί δορυφόροι
Το κύριο εμπόδιο στο δρόμο της δημιουργίαςμια ολοκληρωμένη δορυφορική βάση δεδομένων και η δυνατότητα αυτόματης παρακολούθησης του κοντινού διαστημικού χώρου - αυτοί είναι στρατιωτικοί δορυφόροι. Το αμερικανικό σύστημα NORAD δεν δημοσιεύει δεδομένα για δορυφόρους πληροφοριών των ΗΠΑ, ενώ δημοσιεύει δεδομένα σχετικά με τις τροχιές ρωσικών και κινεζικών στρατιωτικών οχημάτων. Οι αεροδιαστημικές δυνάμεις της Ρωσίας δεν δημοσιεύουν καθόλου, αν και παρακολουθούν αμερικανικούς στρατιωτικούς δορυφόρους με ραντάρ και οπτικά μέσα.
Εμπορικοί δορυφορικοί χειριστές τώραπρέπει κανείς να ενεργήσει τυφλά, ελπίζοντας ότι ο ίδιος ο στρατός δεν θα επιτρέψει σύγκρουση. Επιπλέον, είναι στρατιωτικά οχήματα που συχνότερα κινούνται σε τροχιά, αλλάζοντας υψόμετρο. Υπάρχει ακόμη και μια συμβατική κατηγορία «δορυφόρων επιθεωρητών» που προσεγγίζουν σκόπιμα τα οχήματα άλλων ανθρώπων για να τα φωτογραφίσουν.
- Κίνδυνος σύγκρουσης
Στις αρχές Απριλίου, οι δορυφόροι του OneWeb και του SpaceXαπέφυγαν μια επικίνδυνη προσέγγιση μεταξύ τους σε τροχιά, ανέφεραν εκπρόσωποι της Διαστημικής Δύναμης των ΗΠΑ και του OneWeb. Αυτή είναι η πρώτη επικίνδυνη κατάσταση δύο αντίπαλων εταιρειών που επεκτείνουν τα ευρυζωνικά δίκτυά τους στο διάστημα.
Οι ερευνητές αξιολόγησαν την πιθανότητα σύγκρουσης1,3%, ενώ δύο δορυφόροι πλησίασαν τα 57 μέτρα - αυτό είναι μια επικίνδυνη εγγύτητα για τους δορυφόρους σε τροχιά. Εάν οι δορυφόροι συγκρούονταν σε τροχιά, θα μπορούσε να προκαλέσει καταστροφή που θα οδηγούσε στο σχηματισμό εκατοντάδων κομματιών συντριμμιών και η τροχιά τους θα άλλαζε, θέτοντας σε κίνδυνο άλλες συσκευές.
Οι ειδικοί σημείωσαν επίσης ότι τώρα δεν υπάρχεικανένας εθνικός ή παγκόσμιος διαστημικός οργανισμός που ρυθμίζει τους δορυφορικούς χειριστές να ανταποκρίνονται σε πιθανές συγκρούσεις. Οι εταιρείες έχουν μόνο επείγουσες ειδοποιήσεις της Space Force σε εταιρείες που απαιτούν συσκευές για να διατηρούν την ασφαλή απόσταση μεταξύ τους.
Πώς οι δορυφόροι αλλάζουν τον ουρανό;
Αστερισμοί δορυφόρων και κομμάτια διαστημικών συντριμμιώνσε τροχιά γύρω από τη Γη και αντανακλώντας το φως του ήλιου, έκανε τον νυχτερινό ουρανό 10% πιο φωτεινό. Αυτό αναφέρεται σε κοινή μελέτη μιας διεθνούς ομάδας αστροφυσικών.
«Περιμέναμε να είναι η αύξηση της φωτεινότητας του ουρανούασήμαντη, αλλά οι πρώτες θεωρητικές εκτιμήσεις μας ήταν εκπληκτικές και έτσι μας ώθησαν να αναφέρουμε τα αποτελέσματα αμέσως », δήλωσε ο Μίροσλαβ Κοτσιφάι, Ανώτερος Ερευνητής της Σλοβακικής Ακαδημίας Επιστημών και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης για τη φωτορύπανση.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το πρόβλημα θα είναι μόνοεπιδεινώνεται καθώς περισσότεροι δορυφόροι στέλνονται στον ουρανό. Άλλοι ένοχοι για την αλλαγή περιλαμβάνουν επίσης εξαντλημένα συστατικά πυραύλων και άλλα συντρίμμια που αντανακλούν και διασκορπίζουν φως από τον Ήλιο.
Πού και ποιοι δορυφόροι λειτουργούν τώρα;
Η πιο πυκνοκατοικημένη τροχιά είναι η γεωστατική (GSO). Τώρα υπάρχουν περίπου 400 δορυφόροι σε αυτό, δηλαδή περίπου κάθε πέμπτο διαστημικό σκάφος που λειτουργεί.
Γενικά, οι τροχιές των δορυφόρων χωρίζονται σε χαμηλές (έως 2000 χιλιόμετρα από τη Γη), μεσαίο και υψηλό, και το γεωστατικό ανήκει στην τελευταία ομάδα. Οι δορυφόροι τηλεπισκόπησης γης πετούν σε χαμηλή τροχιά, δορυφόροι επικοινωνίας, για παράδειγμα, όπως το Iridium, το Globalstar, το Orbcomm, το ρωσικό σύστημα "Gonets" Στα μεσαία υπάρχουν συστήματα πλοήγησης - GLONASS (Ρωσία), GPS (ΗΠΑ), Galileo (Ευρώπη) και Beidou (Κίνα).
Η δημοτικότητα της γεωστατικής τροχιάς είναι συνέπειατο γεγονός ότι μόνο σε αυτόν ο δορυφόρος δεν αλλάζει τη θέση του στον ουρανό, σαν να αιωρείται πάνω από το επιλεγμένο σημείο του ισημερινού σε υψόμετρο 35.786 χιλιόμετρα. Αυτό σας επιτρέπει να επικοινωνείτε μαζί του χρησιμοποιώντας σταθερές επίγειες κεραίες, μια για πάντα κατευθυνόμενη σε ένα σημείο.
- Starlink
Τον Μάρτιο του 2021, η SpaceX πραγματοποίησε μια σειρά από επιτυχημένες εκτοξεύσεις δορυφόρων Starlink, ανεβάζοντας τον αριθμό τους σε τροχιά σε 1.300 - περίπου το 8% του σχεδίου για το 2027.
Το SpaceX εκτοξεύει δορυφόρους σε τροχιά σε παρτίδες60 μονάδες από τον Μάιο του 2019 και τον Μάρτιο του 2021 πραγματοποιήθηκαν τέσσερις τέτοιες εκτοξεύσεις. Κάθε δορυφόρος ζυγίζει 260 κιλά και το στάδιο για την εκτόξευσή τους έχει σχεδιαστεί για 100 αποστολές: κάθε φορά που επιστρέφει στην πλωτή πλατφόρμα του Course I Still Love You ("Φυσικά, ακόμα σε αγαπώ") στον Ατλαντικό Ωκεανό, 630 χλμ. από το Cape Canaveral ...
Η ιδέα είναι να τυλίξετε σε ένα δίχτυ τουμικροί δορυφόροι τηλεπικοινωνιών ολόκληρος ο πλανήτης σε τροχιά χαμηλής γης - 500-2000 χλμ. από την επιφάνεια. Ένας δορυφόρος καλύπτει μια μικρή περιοχή, για παράδειγμα, το μέγεθος της Αλάσκας. Επομένως, ξεκινούν σε ομάδες για να καλύψουν μια συγκεκριμένη περιοχή. Η επιτυχία οποιουδήποτε έργου LEO θα οδηγήσει σε μια πλήρη αλλαγή στην τηλεπικοινωνιακή υποδομή σε όλο τον κόσμο.
- Mars Express
Χάρη στη συνεχή παρακολούθηση του Mars Expressεπιστήμονες ανέλυσαν τις δύο τελευταίες παγκόσμιες καταιγίδες σκόνης, το 2007 και το 2018. Συγκρίνουν την απόδοση αυτών των ετών με χρόνια χωρίς καταιγίδες για να καταλάβουν πώς οι καταιγίδες επηρέασαν τη διαρροή νερού από τον Άρη.
Με την αλλαγή των εποχών, η υγρασία παγώνει στην ατμόσφαιραΑρης. Ωστόσο, αντί να επιστρέψουμε στην επιφάνεια του πλανήτη με τη μορφή υετού, συμβαίνει κάτι άλλο. Οι καταιγίδες σκόνης παρεμβαίνουν στη διαδικασία. Θερμαίνουν και καταστρέφουν την ατμόσφαιρα του Άρη, και επίσης παρέχουν νερό σε ακόμη μεγαλύτερα ύψη.
Και οι δύο μελέτες χρησιμοποίησαν εκτεταμένα πολυετή σύνολα δεδομένων από το όργανο SPICAM της Mars Express.
- Έκρηξη του δορυφόρου NOAA 17
Ο αμερικανικός μετεωρολογικός δορυφόρος NOAA 17, που δεν είναισυμμετείχε στο έργο, εξερράγη στο διάστημα σε 16 συντρίμμια. Οι επιστήμονες παρακολουθούν τώρα 16 συντρίμμια που σχετίζονται με την έκρηξη, ώστε να μην διαταράξουν τη λειτουργία άλλων αντικειμένων. Δεν προσδιορίζεται εάν τα συντρίμμια αποτελούν απειλή για τη λειτουργία δορυφόρων.
Η μοίρα ανέφερε:Δεν υπάρχει ακόμη ένδειξη ότι το περιστατικό προκλήθηκε από σύγκρουση με άλλο αντικείμενο. Σύμφωνα με την Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ, πριν από την έκρηξη, ο δορυφόρος βρισκόταν σε τροχιά με ελάχιστο υψόμετρο 800 km και μέγιστο υψόμετρο 817 km.
Ο δορυφόρος NOAA 17 εκτοξεύτηκε στο διάστημα τον Ιούνιο του 2002 και παροπλίστηκε το 2013. Σημειώνεται ότι προηγουμένως τέτοιοι δορυφόροι έχουν ήδη καταστραφεί στο διάστημα λόγω της έκρηξης των ενσωματωμένων μπαταριών.
- ICESat-2
Οι επιστήμονες εξέτασαν δεδομένα υψηλής ανάλυσης που συλλέχθηκαν από τον δορυφόρο ICESat-2 πάνω από το ράφι πάγου Amery μεταξύ Οκτωβρίου 2018 και Νοεμβρίου 2019.
Οι παλμοί λέιζερ από τον δορυφόρο κατευθύνονται προςεπιφάνεια της Γης και χρησιμοποιήστε ανακλώμενα φωτόνια για να προσδιορίσετε το ύψος της επιφάνειας. Σε αντίθεση με άλλους δορυφόρους, η ανάλυση ICESat-2 του επιτρέπει να βλέπει λεπτότερα κατάγματα και τη μορφολογία τους.
Οι επιστήμονες επεξεργάστηκαν δορυφορικά δεδομένα χρησιμοποιώνταςαλγόριθμος. Προσδιορίζει τις επιφανειακές κοιλότητες πάγου για τον εντοπισμό και τον χαρακτηρισμό ρωγμών. Ας υπενθυμίσουμε ότι η κατάθλιψη της γραμμής του χιονιού είναι η μείωση της λόγω κλιματικών αλλαγών ευνοϊκών για τη διατήρηση της ισορροπίας της μάζας του παγετώνα.
Δεδομένου ότι η ισορροπία μάζας είναι μια άμεση συνάρτηση της συσσώρευσης και της κατάλυσης, οι διακυμάνσεις στο ύψος της γραμμής χιονιού αντικατοπτρίζουν τις σωρευτικές επιδράσεις των αλλαγών στη θερμοκρασία και την καθίζηση.
- OneWeb
Το 2012, American Technicalεπιχειρηματίας, μηχανικός και εφευρέτης Greg Wyler ίδρυσε το WorldVu Satellites, μια εταιρεία τηλεπικοινωνιών που στοχεύει στην παροχή εκατοντάδων εκατομμυρίων ατόμων με πρόσβαση στο Διαδίκτυο. Αργότερα, ο οργανισμός μετονομάστηκε σε OneWeb - προς τιμήν του ίδιου έργου για τη διάδοση του δικτύου σε δυσπρόσιτα μέρη.
Είναι η Ρωσία που παρέχει το έργο με το μεγαλύτεροαντίσταση. Το 2018, οι FSB και Roskomnadzor αντιτάχθηκαν στην εκχώρηση των συχνοτήτων που ζήτησε η OneWeb σε δορυφόρους. Οι υπηρεσίες πληροφοριών δήλωσαν ότι υπάρχει κίνδυνος κατασκοπείας - λένε ότι η βρετανική εταιρεία θα παρακολουθεί τους Ρώσους. Το 2019, η OneWeb απέσυρε την εφαρμογή και υποσχέθηκε να την αναθεωρήσει ώστε να πληροί τις ρωσικές απαιτήσεις εθνικής ασφάλειας.
Διαβάστε περισσότερα
Το ελικόπτερο Ingenuity απογειώνεται με επιτυχία στον Άρη
Δημιουργήθηκε ο πρώτος ακριβής χάρτης του κόσμου. Τι συμβαίνει με όλους τους άλλους;
Η NASA είπε πώς θα παραδώσει δείγματα του Άρη στη Γη