Mitä ovat keinotekoiset satelliitit?
Keinotekoinen maasatelliitti (AES) on avaruusalus
Liikkuakseen kiertoradalla Maan ympäri laitteen alkunopeuden on oltava yhtä suuri tai suurempi kuin ensimmäinen pakonopeus. AES-lennot suoritetaan jopa useiden satojen tuhansien kilometrien korkeuksissa.
Satelliittilentokorkeuden alaraja määräytyytarve välttää nopeaa jarrutusprosessia ilmakehässä. Satelliitin kiertoaika voi keskimääräisestä lentokorkeudesta riippuen vaihdella puolestatoista tunnista useisiin vuosiin.
Erityisen tärkeitä ovat geostationaarisen satelliititkiertorata, jonka kiertorata on ehdottomasti yhtä suuri kuin päivät, ja siksi maan tarkkailijalle ne "roikkuvat" liikkumattomana taivaalla, mikä antaa mahdollisuuden päästä eroon antenneissa olevista pyörivistä laitteista.
Automaattiset planeettojen väliset asemat (AMS) japlaneettojen väliset avaruusalukset voidaan laukaista syvään avaruuteen sekä ohittamalla satelliittivaihe (eli oikea ylösnousemus) että alustavan laukaisun jälkeen satelliitin niin kutsutulle vertailuradalle.
Avaruusajan alussa laukaistiin satelliittejavain kantorakettien kautta, ja 1900-luvun lopulla yleistyi myös satelliittien laukaisu muista satelliiteista - kiertorata-asemilta ja avaruusaluksista (pääasiassa MTKK:n avaruussukkulalta).
Keinona laukaista satelliitteja teoreettisestiMTKK:n avaruusalukset, avaruusaseet ja avaruushissit ovat myös mahdollisia, mutta niitä ei ole vielä otettu käyttöön. Vain vähän aikaa avaruuskauden alkamisen jälkeen yleistyi laukaista useampi kuin yksi satelliitti yhdellä kantoraketilla, ja vuoden 2013 loppuun mennessä samanaikaisesti laukaisujen määrä joissakin kantoraketeissa ylitti kolme tusinaa.
Joissakin laukaisuissa kantorakettien viimeiset vaiheet menevät myös kiertoradalle ja niistä tulee jonkin aikaa tosiasiallisesti satelliitteja.
Miehittämättömien satelliittien massa on useitakiloista kahteen tusinaan tonniin ja koot useista sentteistä (erityisesti aurinkopaneeleja ja sisään vedettäviä antenneja käytettäessä) useisiin kymmeniin metreihin.
Avaruusalukset ja avaruuskoneet, jotka ovat satelliitteja, saavuttavat useita kymmeniä tonneja ja metrejä, ja esivalmistetut kiertorata-asemat saavuttavat satoja tonneja ja metrejä.
2000-luvulla mikrominiatyrisoinnin kehittyessä jananoteknologia, ultrapienten kuutiosatelliittien (yhdestä useaan kiloon ja useista useisiin kymmeniin sentteihin) luomisesta on tullut massailmiö, ja myös uusi muoto on ilmaantunut: pocketcube (kirjaimellisestitaskukuutio) muutamassa sadassa tai kymmenessä grammassa ja muutamassa senttimetrissä.
Satelliitit luodaan pääasiassa nimelläosa niistä (ensinnäkin miehitetyt ja jotkut rahtialukset) ovat kuitenkin palautettavissa osittain (laskeutuvalla ajoneuvolla) tai kokonaan (aluksella palaavat avaruusalukset ja satelliitit).
Keinotekoisia maasatelliitteja käytetään laajaltitieteelliseen tutkimukseen ja sovellettuihin ongelmiin, samoin kuin koulutuksessa (niin sanotuista "yliopistosatelliiteista" on tullut maailmanlaajuinen ilmiö) ja harrastuksena - radioamatöörisatelliitit.
Kuinka monta satelliittia on maapallon kiertoradalla nyt?
Se riippuu siitä, kuinka lasket. Sputnikin laukaisusta 4. lokakuuta 1957 lähtien yli 9 000 ajoneuvoa on laukaistu avaruuteen, mutta vain noin 2 000 niistä on tällä hetkellä toiminnassa.
Loppu paloi ilmakehässä tai hajosi jakiertoradalla tuli "avaruusjätettä". Siksi muuten suurin osa liikkeistä suoritetaan hallitsemattomien kohteiden kiertämiseksi eikä toimivien satelliittien välttämiseksi.
Satelliittityypit
Seuraavat satelliitityypit erotetaan:
- Tähtitieteelliset satelliitit ovat satelliitteja, jotka on suunniteltu tutkimaan planeettoja, galakseja ja muita avaruusobjekteja.
- Biosatelliitit ovat satelliitteja, jotka on suunniteltu tieteellisiin kokeisiin elävillä organismeilla avaruudessa.
- Maan kaukokartoitussatelliitit.
- Meteorologiset satelliitit ovat satelliitteja, jotka on suunniteltu lähettämään tietoja sään ennustamiseksi sekä maapallon ilmaston tarkkailemiseksi.
- Pienet satelliitit - kevyet satelliitit (alle 1tai 0,5 tonnia) ja koko. Sisältää minisatelliitit (yli 100 kg), mikrosatelliitit (yli 10 kg) ja nanosatelliitit (kevyempi kuin 10 kg), mukaan lukien kuutio- ja taskukuutiot.
- Sotilasatelliitti.
- Viestintäsatelliitit.
- Navigointisatelliitit.
- Avaruusalukset ovat miehitettyjä avaruusaluksia.
- Orbitaaliasemat ovat pitkäaikaisia avaruusaluksia.
- Golosatelliit ovat uusimpia satelliitteja, jotka on suunniteltu tutkimaan muita planeettoja.
Kuinka satelliittien liikkumista avaruudessa säännellään?
Tälle ei ole yhtenäistä sääntöä. Avaruus on vapaata tilaa. Siksi avaruustoimintaan osallistuvia ohjaavat vain omat kansalliset lait, joiden on kuitenkin noudatettava YK:n ulkoavaruuden rauhanomaisen käytön komitean (COPUOS) työn puitteissa tehtyjä sopimuksia.
- Oikeudellisesti
2002 tehdyn yleissopimuksen hyväksymisen jälkeen vuonna 1974rekisteröimällä avaruuteen laukaistut avaruusobjektit, Yhdistyneiden Kansakuntien ulkoavaruusministeriö ylläpitää rekisteriä avaruuteen laukaistuista esineistä. Rekisteröityminen siihen on kuitenkin julistavaa, eikä YK: lla ole teknistä kykyä hallita avaruusalusten todellisia kiertoratoja ja kohteita.
- Sotilassatelliitit
Tärkein este, joka seisoo luomisen tielläkattava satelliittitietokanta ja kyky seurata maapallon avaruutta automaattisesti - nämä ovat sotilassatelliitteja. Amerikkalainen järjestelmä NORAD ei julkaise tietoja Yhdysvaltain tiedustelusatelliiteista, kun taas tietoja Venäjän ja Kiinan sotilasajoneuvojen kiertoradoista. Venäjän ilmailu- ja avaruusjoukot eivät julkaise mitään, vaikka ne tarkkailevatkin amerikkalaisia sotilasatelliitteja tutkalla ja optisilla keinoilla.
Kaupalliset satelliittioperaattorit nytihmisen on itse asiassa toimittava sokeasti toivoen, että armeija itse ei salli yhteenottoa. Sotilasajoneuvot liikkuvat useimmiten kiertoradalla muuttamalla korkeutta. On olemassa jopa tavanomainen "tarkastussatelliittien" luokka, joka lähestyy tarkoituksellisesti muiden ihmisten ajoneuvoja valokuvatakseen niitä.
- Törmäysriski
Huhtikuun alussa OneWebin ja SpaceX: n satelliititvälttivät vaarallista lähestymistapaa kiertoradalla, Yhdysvaltain avaruusjoukkojen ja OneWebin edustajat sanoivat. Tämä on kahden vaarallisen tilanteen ensimmäinen kilpaileva yritys, joka laajentaa laajakaistaverkkojaan avaruudessa.
Tutkijat arvioivat törmäystodennäköisyyden1,3%, kun taas kaksi satelliittia lähestyi 57 metriä - tämä on vaarallinen läheisyys kiertoradalla oleville satelliiteille. Jos satelliitit törmäävät kiertoradalle, se voi aiheuttaa katastrofin, joka johtaa satojen kappaleiden muodostumiseen, ja niiden lentorata muuttuisi vaarantamalla muita laitteita.
Asiantuntijat totesivat myös, että nyt ei olemikään kansallinen tai maailmanlaajuinen avaruusjärjestö, joka säätelee satelliittioperaattoreita vastaamaan mahdollisiin törmäyksiin. Yrityksillä on vain avaruusjoukkojen kiireelliset hälytykset yrityksille, jotka tarvitsevat laitteita pitääkseen turvallisen etäisyyden toisistaan.
Kuinka satelliitit muuttavat taivasta?
Satelliittien tähdistöt ja avaruusjätteetkiertää maata ja heijastaa auringonvaloa, teki yötaivasta 10% kirkkaammaksi. Tämä todetaan kansainvälisen astrofyysikkoryhmän yhteisessä tutkimuksessa.
"Odotimme taivaan kirkkauden kasvavanmerkityksetön, mutta ensimmäiset teoreettiset arviointimme olivat yllättäviä ja saivat meidät raportoimaan tuloksista välittömästi ”, kertoi Slovakian tiedeakatemian vanhempi tutkija ja valosaastetta koskevan tutkimuksen johtava kirjoittaja Miroslav Kocifai.
Tutkijat uskovat, että ongelma on vainpahenee, kun lisää satelliitteja lähetetään taivaalle. Muut muutoksen syylliset ovat myös käytettyjä rakettikomponentteja ja muita roskia, jotka heijastavat ja sirottavat auringon valoa.
Missä ja mitkä satelliitit toimivat nyt?
Tiheimmin asuttu kiertorata on geostationaarinen (GSO). Nyt siinä on noin 400 satelliittia eli suunnilleen joka viides operoiva avaruusalus.
Yleensä satelliittien kiertoradat on jaettu mataliin (enintään 2000 kilometriä maasta), keskisuuri ja korkea, ja geostationaarinen kuuluvat jälkimmäiseen ryhmään. Maan kaukokartoitussatelliitit lentävät matalalla kiertoradalla, esimerkiksi tietoliikennesatelliitit, kuten Iridium, Globalstar, Orbcomm, venäläinen Gonets-järjestelmä. Keskimmäisissä on navigointijärjestelmät - GLONASS (Venäjä), GPS (USA), Galileo (Eurooppa) ja Beidou (Kiina).
Geostationaarisen kiertoradan suosio on seuraustosiasia, että vain siinä oleva satelliitti ei muuta sijaintia taivaalla, ikään kuin se leijuisi päiväntasaajan valitun pisteen päällä 35 786 kilometrin korkeudessa. Tämän avulla voit kommunikoida hänen kanssaan kiinteiden maanpäällisten antennien avulla, kerta kaikkiaan yhteen pisteeseen.
- Tähtilinkki
Maaliskuussa 2021 SpaceX suoritti sarjan onnistuneita Starlink-satelliittien laukaisuja, mikä nosti niiden määrän kiertoradalla 1 300:aan, mikä on noin 8 % vuoden 2027 suunnitelmasta.
SpaceX laukaisee satelliitit kiertoradalle erissä60 yksikköä toukokuusta 2019 lähtien, ja maaliskuussa 2021 oli neljä tällaista laukaisua. Jokainen satelliitti painaa 260 kg, ja heidän laukaisunsa on suunniteltu 100 tehtävää varten: joka kerta, kun se palaa kelluvalle alustalle Of Course I Still Love You ("Tietysti, minä vielä rakastan sinua") Atlantin valtamerellä, 630 km Cape Canaveralista ...
Ajatuksena on verhoutua verkkoonpienet tietoliikennesatelliitit koko planeetan matalalla maapallon kiertoradalla - 500-2000 km maan pinnasta. Yksi satelliitti kattaa pienen alueen, esimerkiksi Alaskan koon. Siksi ne käynnistetään ryhmissä tietyn alueen kattamiseksi. Kaikkien LEO-projektien menestys johtaa täydelliseen muutokseen teleinfrastruktuurissa ympäri maailmaa.
- Mars Express
Mars Expressin jatkuvan seurannan ansiostatutkijat analysoivat kaksi viimeistä maailmanlaajuista pölymyrskyä vuosina 2007 ja 2018. He vertasivat näiden vuosien suorituskykyä vuosiin ilman myrskyjä ymmärtääkseen kuinka myrskyt vaikuttivat Marsin veden vuotamiseen.
Vuodenaikojen muuttuessa kosteus jäätyy ilmakehäänMars. Sen sijaan, että palataan planeetan pintaan sateen muodossa, tapahtuu kuitenkin jotain muuta. Pölymyrskyt häiritsevät prosessia. Ne lämmittävät ja tuhoavat Marsin ilmakehän ja toimittavat myös vettä vielä suurempiin korkeuksiin.
Molemmissa tutkimuksissa käytettiin laajaa monivuotista tietoaineistoa Mars Expressin SPICAM-instrumentista.
- NOAA-satelliitin räjähdys 17
Yhdysvaltain sääsatelliitti NOAA 17, joka ei oleosallistui työhön, räjähti avaruudessa 16 jätteeksi. Tutkijat seuraavat nyt 16 räjähdykseen liittyvää roskaa, jotta ne eivät häiritse muiden esineiden toimintaa. Onko roskat uhkaa toiminnassa oleville satelliiteille, ei ole määritelty.
Laivue ilmoitti:Vielä ei ole viitteitä siitä, että tapahtuma olisi johtunut törmäyksestä toiseen esineeseen. Yhdysvaltain ilmavoimien mukaan satelliitti oli ennen räjähdystä kiertoradalla, jonka vähimmäiskorkeus oli 800 km ja enimmäiskorkeus 817 km.
NOAA 17 -satelliitti laukaistiin avaruuteen kesäkuussa 2002 ja poistettiin käytöstä vuonna 2013. On huomattava, että aikaisemmin tällaiset satelliitit ovat jo tuhoutuneet avaruudessa aluksella olevien paristojen räjähdyksen vuoksi.
- ICESat-2
Tutkijat tutkivat ICESat-2-satelliitin keräämiä korkearesoluutioisia tietoja Ameryn jäähyllyn yli lokakuun 2018 ja marraskuun 2019 välisenä aikana.
Satelliitin laserpulssit ohjataanja käytä heijastuneita fotoneja pinnan korkeuden määrittämiseen. Toisin kuin muut satelliitit, ICESat-2-resoluutio antaa sen nähdä hienommat murtumat ja niiden morfologian.
Tutkijat käsittelivät satelliittitietoja käyttämälläalgoritmi. Se tunnistaa pinnan jään painaumat halkeamien paikallistamiseksi ja karakterisoimiseksi. Muistetaan, että lumirajan aleneminen on sen vähenemistä jäätikkömassan tasapainon ylläpitämiselle suotuisista ilmastonmuutoksista.
Koska massatasapaino on suora kertymisen ja ablaation funktio, vaihtelut lumilinjan korkeudessa heijastavat lämpötilan ja sademuutosten kumulatiivisia vaikutuksia.
- OneWeb
Vuonna 2012 American Technicalyrittäjä, insinööri ja keksijä Greg Wyler perusti WorldVu Satellites -televiestintäyrityksen, jonka tavoitteena on tarjota satoille miljoonille ihmisille Internet-yhteys. Myöhemmin organisaatio nimettiin uudelleen OneWebiksi - samannimisen projektin kunniaksi verkon levittämiseksi vaikeasti tavoitettavissa oleviin paikkoihin.
Suurin hanke on Venäjällävastus. Vuonna 2018 FSB ja Roskomnadzor vastustivat OneWebin pyytämien taajuuksien osoittamista satelliiteille. Tiedustelupalvelujen mukaan vakoiluvaara on olemassa - heidän mukaansa brittiläinen yritys seuraa venäläisiä. Vuonna 2019 OneWeb peruutti hakemuksen ja lupasi tarkistaa sen vastaamaan Venäjän kansallisen turvallisuuden vaatimuksia.
Lue lisää
Nerokkuuden helikopteri lähtee onnistuneesti Marsista
Ensimmäinen tarkka maailmankartta luotiin. Mitä vikaa kaikilla muilla on?
NASA kertoi kuinka he toimittavat Marsin näytteitä maapallolle