Fizyczny

Sztuczne satelity

Sztuczne satelity

Wyjaśniamy, czym są sztuczne satelity, po czym są, jak działają, typy, które istnieją i podaj kilka przykładów

Ilustracja naturalnego satelity

Jakie są sztuczne satelity?

Sztuczne satelity Są one wyraźnie zbudowane pojazdy lub urządzenia, które mają zostać wystrzelone w kosmos bez załogi, w celu krążenia wokół Ziemi lub innego ciała niebiańskiego.

Wyścig kosmiczny między Stanami Zjednoczonymi a Związkiem Radzieckim promował sztuczny przemysł satelitarny. Pierwszym z powodzeniem umieszczonym na orbicie był satelita sowiecki Sputnik w 1957 roku i wydał sygnały w zakresie 20-40 MHz.

Następnie uruchomienie Echo I przez Stany Zjednoczone, do celów komunikacyjnych. Od tego czasu oba uprawnienia odbywały się wiele orbity, a później wiele krajów dołączyło do nowej technologii.

Po co są sztuczne satelity?

Sztuczne satelity mają różne zastosowania:

  • W telekomunikacji, w celu transmisji wiadomości radiowych, telewizji i telefonów komórkowych.
  • W badaniach naukowych i pogodowych, w tym kartografii i obserwacji astronomicznych.
  • Dla celów wywiadu wojskowego.
  • W przypadku nawigacji i zastosowań lokalizacji, bycie GPS (globalny system pozycjonowania) najbardziej znanych.
  • Do monitorowania powierzchni Ziemi.
  • Na stacjach kosmicznych, zaprojektowane tak, aby doświadczać życia poza Ziemią.

Sztuczna struktura satelitarna

Sztuczne satelity zawierają różne złożone mechanizmy do wykonywania swoich funkcji, które obejmują odbiór, przetwarzanie i wysyłanie różnych rodzajów sygnałów. Muszą również być lekki i mieć autonomię operacyjną. 

Główne struktury są wspólne dla wszystkich sztucznych satelitów, które z kolei mają kilka podsystemów według celu. Są zamontowane w obudowie wykonanej z metalowych lub innych lekkich związków, które służy jako wsparcie i nazywa się Autobus.

W autobusie można znaleźć:

  • Centralny moduł sterujący, który zawiera komputer, z którym dane są przetwarzane.
  • Odbieranie anten i stacji do komunikacji i transmisji danych za pomocą fal radiowych, oprócz teleskopów, kamer i radarów.
  • System paneli słonecznych na skrzydłach, aby uzyskać niezbędną energię i akumulatory, gdy satelita jest w cieniu. Według orbity satelity potrzebują około 60 minut światła słonecznego, aby naładować baterie, jeśli są na niskiej orbicie. Najbardziej odległe satelity wydają znacznie dłużej narażone na promieniowanie słoneczne. 
Może ci służyć: siły odległości

Ponieważ satelity spędzają dużo czasu na narażaniu się na to promieniowanie, wymagany jest system ochrony, aby uniknąć uszkodzenia innych systemów. 

Odsłonięte części są często ogrzewane, podczas gdy w cieniu osiągają wysoce niskie temperatury, ponieważ nie ma wystarczającej atmosfery, która reguluje zmiany. Dlatego grzejniki są wymagane do wyeliminowania ciepła i aluminium, które utrzymują ciepło w razie potrzeby.

Rodzaje sztucznych satelitów

Według ich trajektorii sztuczne satelity mogą być eliptyczne lub okrągłe. Oczywiście każdy satelita ma przypisaną orbitę, która zwykle jest w tym samym sensie, co Ziemia, nazywana Orbita asynchroniczna. Jeśli z jakiegoś powodu satelita zmierza wręcz przeciwnie, to ma Orbit wsteczny.

Pod grawitacją obiekty poruszają się w trajektoriach Eliptyka Według praw Keplera. Sztuczne satelity nie uciekają, jednak niektóre orbity eliptyczne mają tak małą ekscentryczność, którą można rozważyć Okólnik.

Orbity mogą być również pochylone w odniesieniu do Ekwadoru Ziemi. Nachylenie wynosi 0º. To jest Orbity równikowe, Jeśli są 90º Orbity polarne. 

Wysokość satelitarna jest również ważnym parametrem, ponieważ od 1500 do 3000 km wysokości to pierwszy pas Van Allena, a region, którego należy unikać przez jego wysoką szybkość promieniowania.

Orbity, wysokości i prędkości sztucznych satelitów. Na orbitę na cmentarzu mija satelity z nieużywania, chociaż na wszystkich orbitach są pozostałości. Źródło: Wikimedia Commons.

Orbity satelitarne

Orbita satelitarna jest wybierana zgodnie z misją, jaką ma, ponieważ istnieją mniej lub bardziej korzystne wyżyny dla różnych operacji. Zgodnie z tym kryterium satelity są klasyfikowane jako:

  • LEO (Orbita Low Earth), Mają od 500 do 900 km wysokości i opisują trajektorię kołową, z okresami około 1 godzin i pół i nachylenie 90º. Są używane do telefonu komórkowego, faksu, osobistych lokalizatorów, do pojazdów i statków.
  • Meo (średnia orbita ziemi), Mają wysokość między 5000-12000 km, nachylenie 50º i okres około 6 godzin. Są również zatrudnione w telefonie komórkowym.
  • Geo (geosynchroniczna orbita ziemi), lub orbity geostacjonarnej, chociaż istnieje niewielka różnica między obiema warunkami. Pierwszy może mieć zmienną nachylenie, podczas gdy drugi jest zawsze w 0º. 
Może ci służyć: mierniki ciśnienia

W każdym razie są na wysokości -36.000 km mniej więcej-. Podróżują okrągłymi orbitami w okresach 1 dnia. Dzięki im są faks, telewizja na duże odległości i telewizja satelitarna, między innymi.

Satelity geostacjonarne

Na początku satelity komunikacyjne miały okresy inne niż rotacja ziemi, ale utrudniało to pozycjonowanie anten i komunikacji. Rozwiązaniem było umieszczenie satelity na wysokości tak, że jego okres zbiegał się z obrotem naziemnym.

W ten sposób satelita orbity wraz z Ziemią i wydaje się, że jest to naprawione. Niezbędna wysokość do umieszczenia satelity na orbicie Geosíncrona wynosi 35786.04 km i jest znany pod nazwą Pasek Clarke.

Wysokość orbity można obliczyć, ustanawiając okres za pomocą następującego wyrażenia, pochodzącego z powszechnego prawa grawitacji Newtona i praw Keplera:

P = 2π (a3/GM)½

Gdzie p jest okresem, Do Jest to długość największej pół -osi orbity eliptycznej, G Jest to powszechna stała grawitacji i M To masa ziemi. 

Ponieważ w ten sposób orientacja satelity w odniesieniu do Ziemi nie zmienia się, gwarantuje, że zawsze będzie z tym kontakt.

Przykłady sztucznych satelitów

Sputnik

Był to pierwszy sztuczny satelita w historii ludzkości, umieszczony na orbicie przez były Związek Radziecki w październiku 1957 r. Ten satelitę był śledzony na kolejnych 3, w ramach programu Sputnik.

Pierwszy sputnik był dość mały i lekki: głównie 83 kg aluminium. Był w stanie emitować częstotliwości od 20 do 40 MHz. Był na orbicie przez trzy tygodnie, po czym upadł na ziemię.

Repliki Sputnik można dziś zobaczyć w wielu muzeach Federacji Rosyjskiej, Europy, a nawet Ameryki.

Satelity GPS

Globalny system pozycjonowania (globalny system pozycjonowania) jest powszechnie znany z lokalizacji z dużą precyzją dla ludzi i przedmiotów w dowolnym miejscu na świecie. Sieć GPS składa się z co najmniej 24 satelitów na wysokości, z których zawsze są 4 satelity widoczne z Ziemi.

Może ci służyć: tarcie: typy, współczynnik, obliczenia, ćwiczenia

Hubble Space Telescope

Jest to sztuczny satelita, który oferuje nieporównywalne obrazy, nigdy nie widziane z układu słonecznego, gwiazd, galaktyk i odległego wszechświata, bez atmosfery Ziemi lub zanieczyszczenia światła blokującego lub zniekształcającego odległe światło.

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna 

Znany jako ISS (Międzynarodowa stacja kosmiczna), jest laboratorium badawczym orbity, zarządzane przez pięć agencji kosmicznych na całym świecie. Jak dotąd jest to największy sztuczny satelita, który istnieje.

Chandra

Ten sztuczny satelita jest obserwatorium do wykrywania x -kart, które są pochłaniane przez atmosferę Ziemi i dlatego nie można go zbadać z powierzchni. NASA włożyła go na orbitę w 1999 r. Przez Space Ferry Columbia.

Satelity komunikacyjne Iridium

Stanowią sieć 66 satelitów o wysokości 780 km na orbitach typu LEO, z okresem 100 minut. Zostały one zaprojektowane przez Telefónica Motorola Company w celu zapewnienia komunikacji telefonicznej w małych dostępnych miejscach. Jest to jednak bardzo wysoka usługa kosztów.

System satelitarny Galileo

Jest to system pozycjonowania opracowany przez Unię Europejską, równoważną GPS i do użytku cywilnego. Obecnie ma 22 satelity, ale nadal w budowie. Jest w stanie zlokalizować osobę lub obiekt z 1 -metrową precyzją w wersji otwartej i jest interoperacyjny z satelitami systemowymi GPS.

Seria Landsat

Są to specjalnie zaprojektowane satelity do obserwacji powierzchni Ziemi. Zaczęli swoją pracę w 1972 roku. Między innymi zajmują się mapowaniem terenu, rejestrując informacje o ruchu lodu w słupach i rozszerzeniu lasów, a także perspektywy wydobywczej.

System glonass

Jest to system geolokalizacji Federacji Rosyjskiej, równoważny GPS i Galileo Network.

Bibliografia

  1. Europejska agencja kosmiczna. Satelity. Wyzdrowiał: to.int.
  2. Giancoli, zm. 2006. Fizyka: zasady z aplikacjami. 6th. Ed Prentice Hall.
  3. Maran, s. Astronomia manekinów.
  4. GARNEK. O kosmicznym teleskopie Hubble. Odzyskane z: NASA.Gov.
  5. Rzeczowość Wiki. Sztuczne satelity. Odzyskane z: jest.Rzeczowość Wiki.org.