Fizično

Umetni sateliti

Umetni sateliti

Pojasnjujemo, kaj so umetni sateliti, za kaj so, kako delujejo, vrste, ki obstajajo, in dajejo več primerov

Ilustracija naravnega satelita

Kaj so umetni sateliti?

The Umetni sateliti So izrecno zgrajena vozila ali naprave, ki jih je treba izstreliti v vesolje brez posadke, z namenom kroganja okoli Zemlje ali katerega koli drugega nebesnega telesa.

Vesoljska dirka med ZDA in Sovjetsko zvezo je promovirala umetno satelitsko industrijo. Prva je bila v orbiti uspešno postavljena sovjetski satelit Sputnik leta 1957 in izdala signale v območju 20-40 MHz.

Temu je sledilo začetek Echo I s strani ZDA za komunikacijske namene. Od takrat sta se obe sili dogajali številna orbita in kasneje se je številne države pridružile novi tehnologiji.

Za kaj so umetni sateliti?

Umetni sateliti imajo različne aplikacije:

  • V telekomunikacijah za oddajo radijskih, televizijskih in mobilnih sporočil.
  • V znanstvenih in vremenskih raziskavah, vključno s kartografijo in astronomskimi opazovanji.
  • Za cilje vojaške obveščevalne službe.
  • Za navigacijo in lokacijsko uporabo, saj je GPS (globalni sistem za pozicioniranje) najbolj znanih.
  • Za spremljanje površine Zemlje.
  • V vesoljskih postajah, zasnovanih za doživljanje življenja zunaj Zemlje.

Umetna satelitska struktura

Umetni sateliti vsebujejo različne zapletene mehanizme za opravljanje svojih funkcij, ki vključujejo sprejem, obdelavo in pošiljanje različnih vrst signalov. Prav tako morajo biti lahki in imeti samostojnost delovanja. 

Glavne strukture so skupne vsem umetnim satelitom, ki imajo v skladu z namenom več podsistemov. Nameščeni so v ohišju iz kovine ali drugih lahkih spojin, ki služi kot podpora in se imenuje Avtobus.

V avtobusu najdete:

  • Centralni krmilni modul, ki vsebuje računalnik, s katerim se obdelajo podatki.
  • Prejemanje antene in postaj za komunikacijo in prenos podatkov z radijskimi valovi, poleg teleskopov, kamer in radarjev.
  • Sistem sončnih panelov v krilih, da pridobite potrebno energijo in polnilne baterije, ko je satelit v senci. Po mnenju orbita sateliti potrebujejo približno 60 minut sončne svetlobe, da napolnijo svoje baterije, če so v nizki orbiti. Najbolj oddaljeni sateliti preživijo veliko dlje, izpostavljeni sončnemu sevanju. 
Vam lahko služi: sile na daljavo

Ker sateliti porabijo veliko časa, ki je izpostavljen temu sevanju, je potreben zaščitni sistem, da se izognemo poškodbam drugih sistemov. 

Izpostavljeni deli se veliko segrejejo, v senci. Zato morajo radiatorji odpraviti toplotne in aluminijaste pokrove, ki ohranjajo toploto, kadar je to potrebno.

Vrste umetnih satelitov

Po njihovi poti so lahko umetni sateliti eliptični ali krožni. Seveda ima vsak satelit dodeljeno orbito, ki je običajno v istem smislu kot zemlja, imenovana Asinhrona orbita. Če iz nekega razloga satelit potuje nasprotno, potem ima Retrogradna orbita.

Pod gravitacijo se predmeti premikajo po usmeritvah eliptika Po Keplerjevih zakonih. Umetni sateliti se temu ne izognejo, vendar imajo nekatere eliptične orbite tako majhno ekscentričnost, ki jo je mogoče upoštevati Krožni.

Orbite lahko nagibajo tudi glede Zemljinega Ekvadorja. Naklon je 0 °. To je Ekvatorialne orbite, Če so 90 °, so Polarne orbite. 

Pomemben parameter je tudi satelitska nadmorska višina, saj je med 1500 - 3000 km visok prvi pas Van Allena, regijo, ki se mu je treba izogniti z visoko stopnjo sevanja.

Orbite, višine in hitrosti umetnih satelitov. Na pokopališko orbito prenese satelite v zlorabi, čeprav obstajajo ostanki v vseh orbitah. Vir: Wikimedia Commons.

Satelitske orbite

Satelitska orbita je izbrana glede na misijo, ki jo ima, saj obstajajo bolj ali manj ugodne višine za različne operacije. V skladu s tem merilom so sateliti razvrščeni kot:

  • Leo (nizka zemeljska orbita), Visoki so med 500 in 900 km in opisujejo krožno usmeritev, z obdobji približno 1 uro in pol ter nagib 90 °. Uporabljajo se za mobilni telefon, faks, osebne lokatorje, za vozila in za ladje.
  • Meo (srednja zemeljska orbita), So na višini med 5000-12000 km, naklon 50 ° in obdobje približno 6 ur. Zaposleni so tudi v mobilnem telefonu.
  • Geo (geosinhrona zemeljska orbita), ali geostacijske orbite, čeprav obstaja majhna razlika med obema izrazoma. Prvi je lahko spremenljivi naklon, slednji pa so vedno pri 0 °. 
Vam lahko služi: merilniki tlaka

Vsekakor so na visoki višini -36.000 km bolj ali manj-. Potujejo krožne orbite v obdobjih 1 dne. Zahvaljujoč se jim med drugimi storitvami so faks, telefonija na dolge razdalje in satelitska televizija.

Geostacionarni sateliti

Na začetku so imeli komunikacijski sateliti obdobja drugačna od vrtenja zemlje, vendar je to otežilo pozicioniranje anten in komunikacijo. Rešitev je bila namestiti satelit na višino, tako da je njegovo obdobje sovpadalo z obdobjem kopenske rotacije.

Na ta način je orbit satelit skupaj z zemljo in se zdi, da je do nje pritrjen. Potrebna višina za postavitev satelita v orbito Geosíncrona je 35786.04 km in je znano po imenu Clarke pas.

Višino orbite se lahko izračuna z vzpostavitvijo obdobja z naslednjim izrazom, ki izhaja iz Newtonovega univerzalnega gravitacijskega zakona in Keplerjevih zakonov:

P = 2π (a3/GM)½

Kjer je P obdobje, do To je dolžina največjega poloka eliptične orbite, G To je univerzalna gravitacijska konstanta in M To je masa zemlje. 

Ker se na ta način orientacija satelita glede na zemljo ne spreminja, zagotavlja, da bo z njim vedno stik.

Primeri umetnih satelitov

Sputnik

To je bil prvi umetni satelit v zgodovini človeštva, ki ga je v orbito dala nekdanja Sovjetska zveza oktobra 1957. Ta satelit je sledil še 3, kot del programa Sputnik.

Prvi sputnik je bil precej majhen in lahek: 83 kg aluminija. Lahko je oddajal frekvence med 20 in 40 MHz. Tri tedne je bil v orbiti, nato pa je padel na zemljo.

Replike Sputnika si lahko ogledate danes v mnogih muzejih Ruske federacije, Evrope in celo Amerike.

GPS sateliti

Globalni sistem za določanje pozicioniranja (globalni sistem za pozicioniranje) je splošno znano, da z visoko natančnostjo na področju ljudi in predmetov kjer koli po vsem svetu najde. GPS Network je sestavljen iz vsaj 24 satelitov na visoki viši.

Vam lahko služi: Trenje: vrste, koeficient, izračun, vaje

Vesoljski teleskop Hubble

Gre za umetni satelit, ki ponuja neprimerljive slike, ki jih nikoli ne vidimo iz osončja, zvezd, galaksij in oddaljenega vesolja, brez zemeljskega ozračja ali svetlobe, ki blokira ali izkrivlja oddaljeno svetlobo.

Mednarodna vesoljska postaja 

Znan kot ISS (International Space Station), je laboratorij za raziskovanje orbiti, ki ga upravlja pet vesoljskih agencij po vsem svetu. Zaenkrat obstaja največji umetni satelit, ki obstaja.

Chandra

Ta umetni satelit je observatorij za zaznavanje x -rays, ki jih absorbira atmosfera zemlje in ga zato ni mogoče proučiti s površine. NASA ga je leta 1999 postavila v orbito prek vesoljskega trajekta Columbia.

Iridium komunikacijski sateliti

V orbite tipa Leo sestavljajo mrežo 66 satelitov pri 780 km, z obdobjem 100 minut. Oblikoval jih je podjetje Telefónica Motorola za zagotavljanje telefonske komunikacije na malo dostopnih mestih. Vendar je to zelo visoka storitev.

Satelitski sistem Galileo

Gre. Trenutno deluje 22 satelitov, vendar še vedno v gradnji. Lahko najde osebo ali predmet z natančnostjo 1 metra v odprti različici in je interoperabilen s sistemskimi sateliti GPS.

Serija Landsat

So posebej zasnovani sateliti za opazovanje zemeljske površine. Svoje delo so začeli leta 1972. Med drugim se ukvarjajo s preslikavo terena, registriranjem informacij o gibanju ledu v drogovih in razširitvi gozdov, pa tudi pri iskanju rudarjenja.

Sistem Glonass

To je sistem geolokacije Ruske federacije, ki ustreza GPS in mreži Galileo.

Reference

  1. Evropska vesoljska agencija. Sateliti. Okreval od: to.int.
  2. Giancoli, d. 2006. Fizika: načela z aplikacijami. 6. Ed Prentice Hall.
  3. Maran, s. Astronomija za lutke.
  4. Lonec. O vesoljskem teleskopu Hubble. Okreval od: NASA.Gov.
  5. Wikiversity. Umetni sateliti. Okrevano od: je.Wikiversity.org.