Списък с имена на изкуствени земни спътници. Съвременни сателити и сателитни системи

Вулканична верига (снимка от космоса)

Планината Фуджи в Япония (снимка от космоса)

Олимпийското село във Ванкувър (снимка от космоса)

Тайфун (снимка от космоса)

Ако дълго време сте се възхищавали на звездното небе, тогава, разбира се, сте видели движеща се ярка звезда. Но всъщност това беше сателит - космически кораб, който хората специално пуснаха в космическа орбита.

Първият изкуствен Земен сателите лансиран от Съветския съюз през 1957 г. Това беше огромно събитие за целия свят и този ден се смята за началото на космическата ера на човечеството. В момента около шест хиляди сателита, всички различни по тегло и форма, се въртят около Земята. За 56 години са научили много.

Например комуникационният сателит ви помага да гледате телевизионни предавания. как става товаСателит лети над телевизионна станция. Предаването започва и телевизионната станция предава „картината“ на сателита, а той, като в щафета, я предава на друг спътник, който вече лети над друго място на земното кълбо. Вторият сателит предава изображението на третия, който връща „картината“ обратно на Земята, към телевизионна станция, разположена на хиляди километри от първия. Така жителите на Москва и Владивосток могат да гледат телевизионни програми едновременно. Използвайки същия принцип, комуникационните сателити помагат за провеждане на телефонни разговори и свързване на компютри един с друг.

Сателитите също следете времето. Такъв сателит лети високо, бури, бури, гръмотевични бури, забелязва всички атмосферни смущения и ги предава на Земята. Но на Земята синоптиците обработват информацията и знаят какво време се очаква.

Навигационни сателитипомагат на корабите да се ориентират, тъй като GPS навигационната система помага да се определи при всяко време,
Къде се намират. С помощта на GPS навигатори, вградени в мобилни телефони и автомобилни компютри, можете да определите местоположението си и да намерите желаните къщи и улици на картата.

Също така има разузнавателни спътници. Те снимат Земята и геолозите използват снимките, за да определят къде на нашата планета има богати находища на нефт, газ и други минерали.

Изследователските сателити помагат в научните изследвания. Астрономически - изследвайте планетите от Слънчевата система, галактиките и други космически обекти.

Защо сателитите не падат?

Ако хвърлите камък, той ще полети, като постепенно ще потъва все по-надолу и по-надолу, докато удари земята. Ако хвърлите камък по-силно, той ще падне по-далеч. Както знаете, Земята е кръгла. Възможно ли е да хвърлите камък толкова силно, че да обиколи Земята? Оказва се, че е възможно. Трябва ви само висока скорост - почти осем километра в секунда - това е тридесет пъти по-бързо от самолет. И това трябва да се направи извън атмосферата, в противен случай триенето с въздуха ще се намеси значително. Но ако успеете да направите това, камъкът ще лети около Земята сам, без да спира.

Сателитите се изстрелват на ракетикоито летят нагоре от повърхността на Земята. Издигайки се, ракетата се обръща и започва да се ускорява по странична орбита. Това е страничното движение, което предпазва сателитите от падане на Земята. Те летят около него, точно като нашия изобретен камък!

Общинско учебно заведение

Сатинская гимназия

Есе

Изкуствени

Сателити

Земята

Работата е извършена от гимназия Сатински

Сампурски район

Илясова Екатерина

Изкуствени сателити.

Вселената е целият безкраен и вечен свят около нас. Често вместо думата „вселена“ се използва еквивалентната дума „космос“. Вярно е, че понякога Земята с нейната атмосфера е изключена от понятието „космос“.

Когато бях малък, често се любувах на звездното небе. Струваше ми се, че зад тези горящи светлини има цял свят с неговите жители и закони. Но в училище научих, че представите ми за космоса не отговарят на реалността и скоро мечтите ми за среща с обитателите на този свят бързо се разсеяха.

Но този свят се оказа не по-малко интересен и мистериозен, отколкото си го представях. Сега знам, че някои от звездите, които съм наблюдавал да се разхождат по небето, са лъскави тела с различни размери и форми с антени отвън и радиопредаватели вътре - изкуствени земни спътници - космически кораби, изстреляни в ниски околоземни орбити и предназначени да решават научни проблеми .и приложни проблеми.
Човечеството винаги се е стремило към звездите, те са ги привличали като магнит и нищо не е могло да задържи човек на Земята. Гледайки предаване на футболен мач по телевизията, често имам въпрос: как човек успява да предаде събития, които се случват извън нашата континентална територия. В Югославия се води война. Войските на НАТО са способни да поразяват цели на големи разстояния. Как правят това? Каква технология използват? Когато гледам научна фантастика, си мисля дали човек ще може да изпълни своите фантазии: да лети с огромни скорости на маневрени космически обекти, да се срещне с извънземни цивилизации. Мислейки за нашето бъдеще, бих искал държавата ни да не спира тенденцията към развитие на космическите дейности, така че страната ни да не отстъпи лидерската си позиция в областта на космическите научни изследвания. Все пак ние бяхме първите, които изстреляха изкуствен спътник на Земята, ние бяхме първият наш гражданин, който излетя в космоса, ние бяхме единствените, които успяхме да инсталираме космическа станция в ниска околоземна орбита.
Поставих си за цел работата да се запозная с физическите основи на полета на космически тела. Само след това можете да намерите отговори на въпросите, които зададох. От моето есе ще научите за движението на изкуствените спътници на Земята, тяхното оборудване, предназначение, класификация, история и др.

AES оборудване.

AES се извеждат в орбита с помощта на стъпаловидни ракети-носители, които ги издигат на определена височина над повърхността на Земята и ги ускоряват до скорост, равна или превишаваща (но не повече от 1,4 пъти) първата космическа скорост. Изстрелвания на AES със собствени ракети-носители се извършват от Русия, САЩ, Франция, Япония, Китай и Обединеното кралство. Редица сателити са изстреляни в орбита като част от международното сътрудничество. Такива са например сателитите Интеркосмос.

Изкуствените спътници са по същество всички летящи космически кораби, изстреляни в орбита около Земята, включително космически кораби и орбитални станции с екипажи. Въпреки това е обичайно изкуствените спътници да се класифицират като предимно автоматични спътници, които не са предназначени да бъдат управлявани от човешки космонавт. Това се дължи на факта, че пилотираните космически кораби се различават значително по своите конструктивни характеристики от автоматичните спътници. По този начин космическите кораби трябва да имат системи за поддържане на живота, специални отделения - спускаеми апарати, в които астронавтите се връщат на Земята. За автоматичните сателити този вид оборудване не е необходимо или напълно ненужно.

Размерите, теглото и оборудването на сателитите зависят от задачите, които сателитите решават. Първият в света съветски спътник имаше маса от 83,6 кг, тялото беше под формата на топка с диаметър 0,58 м. Масата на най-малкия спътник беше 700 г.

Размерите на тялото на спътника са ограничени от размерите на обтекателя на главата на ракетата-носител, който предпазва спътника от неблагоприятните въздействия на атмосферата на мястото на изстрелване на спътника в орбита. Следователно диаметърът на цилиндричното тяло на спътника не надвишава 3 - 4 м. В орбита размерите на спътника могат да се увеличат значително поради разгръщащите се елементи на спътника - слънчеви панели, пръти с инструменти, антени.

Сателитното оборудване е много разнообразно. Това е, на първо място, оборудването, с помощта на което се изпълняват задачите, възложени на спътника - научни изследвания, навигация, метеорология и др. На второ място, така нареченото сервизно оборудване, предназначено да осигури необходимите условия за работа на основното оборудване и комуникация между спътниците и Земята. Сервизното оборудване включва системи за електрозахранване, система за термичен контрол за създаване и поддържане на необходимите топлинни работни условия на оборудването и други сервизни системи са необходими за по-голямата част от спътниците. Освен това, като правило, сателитът е оборудван със система за пространствена ориентация, чийто тип зависи от целта на спътника (ориентация по небесни тела, по магнитното поле на Земята и т.н.) и от бордова електронен компютър за управление на работата на инструменти и сервизни системи.

Захранването на бордовото оборудване на повечето спътници се осигурява от слънчеви панели, чиито панели са ориентирани перпендикулярно на посоката на слънчевите лъчи или са разположени така, че някои от тях са осветени от Слънцето във всяко положение спрямо сателита (т.нар. всепосочни слънчеви панели). Слънчевите батерии осигуряват дългосрочна работа на бордовото оборудване (до няколко години). AES, проектиран за ограничени периоди на работа (до 2-3 седмици), използва електрохимични източници на енергия - батерии, горивни клетки.

Предаването на научна и друга информация от спътниците към Земята се извършва с помощта на радиотелеметрични системи (често имащи бордови устройства за съхранение за запис на информация по време на периоди на сателитен полет извън зоните на радиовидимост на наземните точки).

Три космически скорости.

Отначало, след изстрелването на изкуствен спътник на Земята, често може да се чуе въпросът: „Защо спътникът, след като изключи двигателите, продължава да обикаля около Земята, без да пада на Земята?“ Така е? В действителност спътникът "пада" - той е привлечен от Земята под въздействието на гравитацията. Ако нямаше привличане, спътникът щеше да отлети от Земята по инерция в посоката на придобитата скорост. Наблюдател на земята би възприел подобно движение на сателита като движение нагоре. Както е известно от курса по физика, за да се движи в кръг с радиус R, тялото трябва да има центростремително ускорение a=V2/R, където a е ускорение, V е скорост. Тъй като в този случай ролята на центростремителното ускорение се играе от ускорението на гравитацията, можем да запишем: g=V2/R. От тук не е трудно да се определи скоростта Vcr, необходима за кръгово движение на разстояние R от центъра на Земята: Vcr2=gR. При приблизителните изчисления се приема, че ускорението на гравитацията е постоянно и равно на 9,81 m/sec2. Тази формула е валидна и в по-общ случай, само ускорението на гравитацията трябва да се счита за променлива величина. Така намерихме скоростта на кръговото движение. Каква е началната скорост, която трябва да се придаде на едно тяло, за да се движи около Земята по кръг? Вече знаем, че колкото по-голяма е скоростта, придадена на едно тяло, толкова по-голямо разстояние ще прелети то. Траекториите на полета ще бъдат елипси (пренебрегваме влиянието на съпротивлението на земната атмосфера и разглеждаме полета на тялото във вакуум). При някаква достатъчно висока скорост тялото няма да има време да падне на Земята и след като направи пълен оборот около Земята, ще се върне в началната точка, за да започне отново да се движи в кръг. Скоростта на сателит, движещ се по кръгова орбита близо до земната повърхност, се нарича кръгова или първа космическа скорост и представлява скоростта, която трябва да се предаде на тялото, за да стане то спътник на Земята. Първата космическа скорост на повърхността на Земята може да се изчисли по горната формула за скоростта на кръговото движение, ако вместо R се замени стойността на радиуса на Земята (6400 km), а вместо g - ускорението на свободното падане на тялото, равно на 9,81 m/s. В резултат на това намираме, че първата евакуационна скорост е равна на Vcr = 7,9 km/sec.

Нека сега се запознаем с втората космическа или параболична скорост, която се разбира като скоростта, необходима на тялото, за да преодолее гравитацията. Ако едно тяло достигне втората космическа скорост, то може да се отдалечи от Земята на произволно голямо разстояние (приема се, че върху тялото няма да действат други сили, освен силите на гравитацията).

Най-лесният начин да получите стойността на втората скорост на бягство е да използвате закона за запазване на енергията. Съвсем очевидно е, че след изключване на двигателите сумата от кинетичната и потенциалната енергия на ракетата трябва да остане постоянна. Да приемем, че в момента, в който двигателите са били изключени, ракетата е била на разстояние R от центъра на Земята и е имала начална скорост V (за простота, нека разгледаме вертикалния полет на ракетата). След това, докато ракетата се отдалечава от Земята, нейната скорост ще намалява. На определено разстояние rmax ракетата ще спре, като скоростта й ще достигне нула и ще започне свободно да пада към Земята. Ако в началния момент ракетата имаше най-голямата кинетична енергия mV2/2, а потенциалната енергия беше нула, то в най-високата точка, където скоростта е нула, кинетичната енергия отива до нула, превръщайки се изцяло в потенциална. Според закона за запазване на енергията намираме:

mV2/2=fmM(1/R-1/rmax) или V2=2fM(1/R-1/rmax).

Първият изкуствен спътник на Земята е изстрелян през 1957 г. Оттогава думата „сателит“ се появява на всички световни езици. Днес има повече от дузина от тях и всеки има свое име.

Летящите космически кораби се наричат изкуствени спътници на нашата планета. Те се изстрелват в орбита и се въртят в геоцентрична орбита. AES са създадени за приложни и научни цели.

Първото изстрелване на такова устройство е на 4 октомври 1957 г. Именно той е първото небесно тяло, създадено изкуствено от хората. За създаването му са използвани постиженията на съветската компютърна техника, ракетната техника и небесната механика. С помощта на първия спътник учените успяха да измерят плътността на всички атмосферни слоеве, да установят характеристиките на предаването на радиосигнали в иносферата и да проверят точността и надеждността на техническите решения и теоретичните изчисления, използвани за изведете сателита.

Какво представляват спътниците на земята? Видове

Всички те са разделени на:

изследователска апаратура,
приложено.

Зависи какви проблеми решават. С помощта на изследователски апарати е възможно да се изследва поведението на небесни обекти във Вселената и значителен обем от космическото пространство. Изследователските устройства включват: орбитални астрономически обсерватории, геодезически, геофизични спътници. Приложните включват: метеорологични, навигационни и технически, комуникационни спътници и спътници за изследване на земните ресурси. Има и изкуствено създадени спътници на Земята, предназначени за човешки полет в космоса, те се наричат "пилотирани".

В какви орбити летят спътниците на Земята? На каква надморска височина?

Тези спътници, които са в екваториална орбита, се наричат екваториални, а тези, които са в полярна орбита, се наричат полярни. Има и стационарни модели, които са изстреляни в кръгова екваториална орбита и движението им съвпада с въртенето на нашата планета. Такива стационарни устройства висят неподвижно над всяка конкретна точка на Земята.

Частите, отделени от сателитите по време на процеса на изстрелване в орбита, често се наричат също земни спътници. Те принадлежат към второстепенни орбитални обекти и служат за провеждане на наблюдения за научни цели.

Първите пет години след първото изстрелване на спътника (1957-1962 г.) бяха наречени научни. За името им взехме годината на стартиране и една гръцка буква, съответстваща на номера по ред във всяка конкретна година. С увеличаването на броя на изстреляните изкуствени космически кораби от началото на 1963 г. те започват да се обозначават с годината на изстрелване и само с една латинска буква. AES може да има различен дизайн, различни размери, различно тегло и състав на бордовото оборудване. Сателитът се захранва от слънчеви панели, разположени във външната част на корпуса.

Когато спътникът достигне надморска височина от 42 164 километра от центъра на нашата планета (35 786 км от повърхността на земята), той започва да навлиза в зоната, където орбитата ще съответства на въртенето на планетата. Поради факта, че движението на апарата се извършва със същата скорост като движението на Земята (този период е равен на 24 часа), изглежда, че той стои неподвижен само на една географска дължина. Такава орбита се нарича геосинхронна.

Цели и програми на полети около Земята

Метеорологичната система Meteor е създадена през 1968 г. Той включва не един, а няколко сателита, които са едновременно в различни орбити. Те наблюдават облачността на планетата, записват контурите на моретата и континентите, които предават информация на Хидрометеорологичния център.

Сателитните данни също са важни в процеса на космическа фотография, използвана в геологията. С негова помощ е възможно да се открият големи геоложки структури, свързани с минерални находища. Те помагат за ясно записване на горски пожари, което е важно за районите на тайгата, където е невъзможно бързо да се забележи голям пожар. Използвайки сателитни изображения, можете да изследвате характеристиките на почвите и топографията, ландшафта и разпределението на подпочвените и повърхностните води. С помощта на сателити е възможно да се наблюдават промените в растителната покривка, което е особено важно за специалистите по земеделие.

Интересни факти за земните спътници

Първият сателит, който излезе в ниска околоземна орбита, беше PS-1. Пуснат е от полигон на СССР.
Създателят на PS-1 беше дизайнерът Королев, който можеше да получи Нобелова награда. Но в СССР не беше обичайно да се приписват постижения на един човек; Следователно създаването на изкуствени спътници беше постижение на целия народ на СССР.
През 1978 г. СССР изстрелва шпионски спътник, но изстрелването е неуспешно. Устройството включваше ядрен реактор. Когато падна, той зарази площ от над 100 000 квадратни километра.
Схемата за изстрелване на IZ наподобява хвърляне на камък. Той трябва да бъде „изхвърлен“ от тестовата площадка с такава скорост, че самата тя да може да се върти около планетата. Скоростта на изстрелване на сателита трябва да бъде 8 километра в секунда.
Копие на PS-1 можеше да бъде закупено от Ebay в началото на 21 век.

В астрономията и динамиката на космическите полети се използват понятията за три космически скорости. Първа космическа скорост (кръгова скорост) е най-ниската начална скорост, която трябва да се придаде на едно тяло, за да стане то изкуствен спътник на планетата; за повърхностите на Земята, Марс и Луната първите скорости на бягство съответстват приблизително на 7,9 km/s, 3,6 km/s и 1,7 km/s.

Втора скорост на бягство(параболична скорост) е минималната начална скорост, която трябва да се придаде на тялото, така че то, след като е започнало да се движи на повърхността на планетата, да преодолее своята гравитация; за Земята, Марс и Луната, вторите скорости на бягство са съответно приблизително 11,2 km/s, 5 km/s и 2,4 km/s.

Трета космическа скоростсе нарича най-малката начална скорост, при която тялото преодолява гравитацията на Земята, Слънцето и напуска Слънчевата система; равна на приблизително 16,7 km/s.

Изкуствени сателити, по същество, са всички летящи космически кораби, изстреляни в орбита около Земята, включително космически кораби и орбитални станции с екипажи. Въпреки това е обичайно изкуствените спътници да се класифицират като предимно автоматични спътници, които не са предназначени да бъдат управлявани от човешки космонавт. Това се дължи на факта, че пилотираните космически кораби се различават значително по своите конструктивни характеристики от автоматичните спътници. По този начин космическите кораби трябва да имат системи за поддържане на живота, специални отделения - спускаеми апарати, в които астронавтите се връщат на Земята. За автоматичните сателити този вид оборудване не е необходимо или напълно ненужно.

Движение на изкуствени спътнициЗемята не се описва от законите на Кеплер, което се дължи на две причини:

1) Земята не е точно сфера с равномерно разпределение на плътността по обема. Следователно неговото гравитационно поле не е еквивалентно на гравитационното поле на точкова маса, разположена в геометричния център на Земята; 2) Земната атмосфера има спирачен ефект върху движението на изкуствените спътници, в резултат на което тяхната орбита променя формата и размера си и в резултат на това спътниците падат на Земята.

Въз основа на отклонението на движението на спътниците от Кеплеровото може да се направи заключение за формата на Земята, разпределението на плътността по нейния обем и структурата на земната атмосфера. Следователно изследването на движението на изкуствени спътници позволи да се получат най-пълните данни по тези въпроси.

Ако Земята беше хомогенна топка и нямаше атмосфера, тогава спътникът щеше да се движи в орбита, като самолетът поддържаше постоянна ориентация в пространството спрямо системата от неподвижни звезди. Орбиталните елементи в този случай се определят от законите на Кеплер. Тъй като Земята се върти, с всяко следващо завъртане спътникът се движи над различни точки от земната повърхност. Познавайки пътя на спътника за едно завъртане, не е трудно да се предскаже неговата позиция във всички следващи времена. За да направите това, е необходимо да се вземе предвид, че Земята се върти от запад на изток с ъглова скорост от приблизително 15 градуса на час. Следователно при следващото си въртене спътникът пресича същата географска ширина на запад с толкова градуса, колкото Земята се обръща на изток по време на периода на въртене на спътника.

Поради съпротивлението на земната атмосфера спътниците не могат да се движат дълго време на височини под 160 км. Минималният период на въртене на такава височина в кръгова орбита е приблизително 88 минути, тоест приблизително 1,5 часа. През това време Земята се завърта на 22,5 градуса. При ширина 50 градуса този ъгъл съответства на разстояние от 1400 км. Следователно можем да кажем, че спътник с орбитален период от 1,5 часа на ширина 50 градуса ще бъде наблюдаван при всеки следващ оборот от приблизително 1400 km. по на запад от предишния.

Въпреки това, такова изчисление осигурява достатъчна точност на прогнозата само за няколко сателитни оборота. Ако говорим за значителен период от време, тогава трябва да вземем предвид разликата между звездния ден и 24 часа. Тъй като Земята прави едно завъртане около Слънцето за 365 дни, за един ден Земята около Слънцето описва ъгъл от приблизително 1 градус в същата посока, в която се върти около оста си. Следователно за 24 часа Земята се завърта спрямо неподвижните звезди не на 360 градуса, а на 361 и следователно прави един оборот не за 24 часа, а за 23 часа 56 минути. Следователно пътят на географската ширина на сателита се измества на запад не с 15 градуса на час, а с 15,041 градуса.

Кръговата орбита на спътник в екваториалната равнина, движейки се по която той винаги е над една и съща точка на екватора, се нарича геостационарна. Почти половината от земната повърхност може да бъде свързана към сателит в синхронна орбита чрез линейно разпространяващи се високочестотни сигнали или светлинни сигнали. Следователно сателитите в синхронни орбити са от голямо значение за комуникационната система.

AES може да се класифицира според различни критерии. Основният принцип на класификацията се основава на целите на изстрелването и задачите, решавани с помощта на спътници. Освен това сателитите се различават по орбитите, в които се изстрелват, видовете някои бордови съоръжения и т.н.

Според целите и задачите сателитите се разделят на две големи групи – научно изследване И приложено.Научно изследванеспътниците са предназначени за получаване на нова научна информация за Земята и околоземното пространство, за провеждане на астрономически изследвания в областта на биологията и медицината и други области на науката.

Приложеносателитите са предназначени за решаване на практически човешки нужди, получаване на информация в интерес на националната икономика, провеждане на технически експерименти, както и тестване и тестване на ново оборудване.

Научно изследванеСателитите решават голямо разнообразие от проблеми при изучаването на Земята, земната атмосфера и околоземното пространство и небесните тела. С помощта на тези спътници бяха направени важни и големи открития, открити бяха радиационните пояси на Земята, земната магнитосфера и слънчевият вятър. С помощта на специализирани биологични спътници се извършват интересни изследвания: изучава се влиянието на космическото пространство върху развитието и състоянието на животни, висши растения, микроорганизми и клетки.

Стават все по-важни астрономически AES. Оборудването, монтирано на тези сателити, се намира извън плътните слоеве на земната атмосфера и позволява да се изследва радиацията от небесни обекти в ултравиолетовия, рентгеновия, инфрачервения и гама спектралния диапазон.

Сателитикомуникациислужат за предаване на телевизионни програми, съобщения в Интернет, осигуряват радио - телефонни, клетъчни, телеграфни и други видове комуникации между наземни точки, разположени на големи разстояния една от друга.

МетеорологичниСателитите редовно предават изображения на земните облаци, снежни и ледени покривки до наземни станции; информация за температурата на земната повърхност и различните слоеве на атмосферата. Тези данни се използват за изясняване на прогнозата за времето и предоставяне на навременни предупреждения за предстоящи урагани, бури и тайфуни.

Придоби голямо значение специализирани сателити за изследване на природни ресурсиЗемята. Оборудването на такива спътници предава информация, важна за различни сектори на националната икономика. Може да се използва за прогнозиране на селскостопански добиви, идентифициране на райони, обещаващи за търсене на минерали, за идентифициране на горски райони, заразени с вредители, и за контрол на замърсяването на околната среда.

Навигационен AES бързо и точно определя координатите на всеки наземен обект и оказва безценна помощ при ориентация на сушата, на вода и във въздуха.

Воененсателитите могат да се използват за космическо разузнаване, за насочване на ракети или самите те да служат като оръжия.

Пилотирани кораби - сателитии пилотираните орбитални станции са най-сложните и напреднали спътници. Те, като правило, са предназначени за решаване на широк кръг от проблеми, предимно за провеждане на сложни научни изследвания, тестване на космически технологии, изучаване на природните ресурси на Земята и т.н. Първото изстрелване на пилотиран сателит е извършено на 12 април 1961 г. на съветския космически кораб - спътник "Восток", пилотът-космонавт Ю.А.Гагарин облетя около Земята в орбита с апогейна височина 327 км. На 20 февруари 1962 г. първият американски космически кораб навлиза в орбита с астронавта Дж. Ген на борда.

съветски изкуствени спътници на земята. Първият изкуствен спътник на Земята.

Изкуствени спътници на Земята(AES), космически кораб, изстрелян в орбита около Земята и предназначен за решаване на научни и приложни проблеми. Изстрелването на първия спътник, който стана първото изкуствено небесно тяло, създадено от човека, беше извършено в СССР на 4 октомври и беше резултат от постиженията в областта на ракетната техника, електрониката, автоматичното управление, компютърните технологии, небесната механика и други отрасли на науката и технологиите. С помощта на този спътник за първи път беше измерена плътността на горната атмосфера (по промените в нейната орбита), бяха изследвани характеристиките на разпространението на радиосигнали в йоносферата, теоретични изчисления и основни технически решения, свързани с изстрелването. сателитът в орбита беше тестван. На 1 февруари в орбита беше изстрелян първият американски сателит Explorer-1, а малко по-късно други страни също изстреляха независими спътници: 26 ноември 1965 г. - Франция (сателит A-1), 29 ноември 1967 г. - Австралия ( VRSAT-1"), 11 февруари 1970 г. - Япония ("Осуми"), 24 април 1970 г. - Китай ("Китай-1"), 28 октомври 1971 г. - Великобритания ("Просперо"). Някои спътници, произведени в Канада, Франция, Италия, Великобритания и други страни, са изстрелвани (от 1962 г.) с помощта на американски ракети-носители. Международното сътрудничество е широко разпространено в практиката на космическите изследвания. Така в рамките на научно-техническото сътрудничество между социалистическите страни бяха изстреляни редица сателити. Първият от тях, Интеркосмос-1, беше изведен в орбита на 14 октомври 1969 г. Общо до 1973 г. бяха изстреляни над 1300 спътника от различни видове, включително около 600 съветски и над 700 американски и други държави, включително пилотирани космически кораби- сателити и орбитални станции с екипаж.

Обща информация за сателитите.

съветски изкуствени спътници на земята. "Електрон".

В съответствие с международното споразумение космическият кораб се нарича сателит, ако е извършил поне един оборот около Земята. В противен случай той се счита за ракетна сонда, извършваща измервания по балистична траектория и не се регистрира като сателит. В зависимост от задачите, които се решават с помощта на изкуствените спътници, те се делят на изследователски и приложни. Ако сателитът е оборудван с радиопредаватели, някакво измервателно оборудване, светкавици за изпращане на светлинни сигнали и т.н., той се нарича активен. Пасивните спътници обикновено са предназначени за наблюдения от земната повърхност при решаване на определени научни проблеми (такива спътници включват балонни спътници, достигащи няколко десетки в диаметър м). Изследователските спътници се използват за изследване на Земята, небесните тела и космическото пространство. Те включват по-специално геофизични спътници, геодезически спътници, орбитални астрономически обсерватории и др. Приложните спътници са комуникационни спътници, метеорологични спътници, спътници за изследване на земните ресурси, навигационни спътници, спътници за технически цели (за изследване на влиянието на космическите условия върху материалите , за тестване и тестване на бордови системи) и др. AES, предназначени за човешки полет, се наричат пилотирани спътници. Сателитите в екваториална орбита, разположена близо до екваториалната равнина, се наричат екваториални, спътниците в полярна (или субполярна) орбита, минаваща близо до полюсите на Земята, се наричат полярни. Сателити, изстреляни в кръгова екваториална орбита на разстояние 35860 кмот повърхността на Земята и движейки се в посока, съвпадаща с посоката на въртене на Земята, "виси" неподвижно над една точка от повърхността на Земята; такива сателити се наричат стационарни. Последните степени на ракетите-носители, носовите обтекатели и някои други части, отделени от спътника по време на изстрелване в орбити, представляват вторични орбитални обекти; те обикновено не се наричат сателити, въпреки че обикалят около Земята и в някои случаи служат като обекти на наблюдение за научни цели.

Чужди изкуствени спътници на Земята. Изследовател 25.

Чужди изкуствени спътници на Земята. "Диадема-1".

В съответствие с международната система за регистрация на космически обекти (сателити, космически сонди и др.) В рамките на международната организация COSPAR през 1957-1962 г. космическите обекти бяха обозначени с годината на изстрелване с добавяне на буква от Гръцка азбука, съответстваща на поредния номер на изстрелването през дадена година, и арабска цифра - номер на орбитален обект в зависимост от неговата яркост или степен на научна значимост. И така, 1957a2 е обозначението на първия съветски сателит, изстрелян през 1957 г.; 1957a1 - обозначение на последния етап от ракетата-носител на този сателит (ракелата-носител беше по-ярка). С нарастването на броя на изстрелванията, считано от 1 януари 1963 г., космическите обекти започват да се обозначават с годината на изстрелване, серийния номер на изстрелването през дадена година и главна буква от латинската азбука (понякога също заменена с сериен номер). Така сателитът Intercosmos-1 има обозначението: 1969 88A или 1969 088 01. В националните програми за космически изследвания сателитните серии често имат и свои собствени имена: „Космос“ (СССР), „Изследовател“ (САЩ), „Диадема“ (Франция) ) и т.н. В чужбина думата „сателит“ до 1969 г. се използва само по отношение на съветските спътници. През 1968-69 г., по време на подготовката на международния многоезичен астронавтически речник, беше постигнато споразумение, според което терминът „сателит“ се прилага за спътници, изстреляни във всяка страна.

съветски изкуствени спътници на земята. "Протон-4".

В съответствие с разнообразието от научни и приложни проблеми, решавани с помощта на сателити, сателитите могат да имат различни размери, тегло, дизайн и състав на бордовото оборудване. Например, масата на най-малкия спътник (от серията EPC) е само 0,7 килограма; Съветският спътник "Протон-4" имаше маса около 17 T. Масата на орбиталната станция Салют със закачения към нея космически кораб Союз беше над 25 T. Най-голямата маса на полезен товар, изстрелян в орбита от изкуствен спътник, беше около 135 T(Американски космически кораб Аполо с последната степен на ракетата носител). Има автоматични спътници (изследователски и приложни), в които работата на всички инструменти и системи се управлява от команди, идващи или от Земята, или от бордово програмно устройство, пилотирани спътници и орбитални станции с екипаж.

За решаването на някои научни и приложни проблеми е необходимо спътникът да бъде ориентиран по определен начин в пространството, като видът на ориентацията се определя главно от предназначението на спътника или от характеристиките на оборудването, инсталирано на него. Така сателитите, предназначени за наблюдение на обекти на повърхността и в земната атмосфера, имат орбитална ориентация, при която една от осите е постоянно насочена вертикално; Сателитите за астрономически изследвания са ориентирани към небесни обекти: звезди, Слънце. По команда от Земята или по зададена програма ориентацията може да се променя. В някои случаи не целият спътник е ориентиран, а само отделните му елементи, например силно насочени антени - към земни точки, слънчеви панели - към Слънцето. За да може посоката на определена ос на спътника да остане непроменена в пространството, той се завърта около тази ос. За ориентация се използват също гравитационни, аеродинамични и магнитни системи - така наречените пасивни системи за ориентация и системи, оборудвани с реактивни или инерционни елементи за управление (обикновено на сложни спътници и космически кораби) - активни системи за ориентация. AES, които имат реактивни двигатели за маневриране, корекция на траекторията или излизане от орбита, са оборудвани със системи за контрол на движението, неразделна част от които е системата за контрол на ориентацията.

Чужди изкуствени спътници на Земята. "ОСО-1".

Захранването на бордовото оборудване на повечето спътници се осигурява от слънчеви панели, чиито панели са ориентирани перпендикулярно на посоката на слънчевите лъчи или са разположени така, че някои от тях са осветени от Слънцето във всяко положение спрямо сателита (т.нар. всепосочни слънчеви панели). Слънчевите батерии осигуряват дългосрочна работа на бордовото оборудване (до няколко години). AES, проектиран за ограничени периоди на работа (до 2-3 седмици), използва електрохимични източници на ток - батерии, горивни клетки. Някои сателити имат изотопни генератори на електрическа енергия на борда. Топлинният режим на спътниците, необходим за работата на тяхното бордово оборудване, се поддържа от системи за термичен контрол.

В изкуствени спътници, които се характеризират със значително генериране на топлина от тяхното оборудване, и космически кораби се използват системи с верига за течен топлопренос; при сателити с ниско генериране на топлина оборудването в някои случаи е ограничено до пасивни средства за термично регулиране (избор на външна повърхност с подходящ оптичен коефициент, топлоизолация на отделни елементи).

Чужди изкуствени спътници на Земята. "Оскар-3".

Пилотираните спътници и някои автоматични спътници имат спускаеми апарати за връщане на екипажа, отделни инструменти, филми и експериментални животни на Земята.

Движение на сателити.

Чужди изкуствени спътници на Земята. "Зодия Близнаци."

AES се извеждат в орбита с помощта на автоматично контролирани многостепенни ракети-носители, които се придвижват от изстрелването до определена изчислена точка в космоса благодарение на тягата, развивана от реактивни двигатели. Този път, наречен траектория на изстрелване на изкуствен спътник в орбита, или активната част от движението на ракетата, обикновено варира от няколкостотин до две до три хиляди километра. км. Ракетата стартира, движейки се вертикално нагоре и преминава през най-плътните слоеве на земната атмосфера със сравнително ниска скорост (което намалява разходите за енергия за преодоляване на атмосферното съпротивление). Докато ракетата се издига, тя постепенно се обръща и посоката на движението й става близка до хоризонталната. На този почти хоризонтален участък тягата на ракетата не се изразходва за преодоляване на спирачния ефект от гравитационните сили на Земята и атмосферното съпротивление, а главно за увеличаване на скоростта. След достигане на ракетата проектна скорост (по големина и посока) в края на активния участък работата на реактивните двигатели спира; Това е така наречената точка на извеждане на спътника в орбита. Изстреляният космически кораб, който носи последната степен на ракетата, автоматично се отделя от нея и започва своето движение по определена орбита спрямо Земята, превръщайки се в изкуствено небесно тяло. Неговото движение се подчинява на пасивни сили (гравитацията на Земята, както и на Луната, Слънцето и други планети, съпротивление на земната атмосфера и др.) И активни (контролни) сили, ако на борда на космическия кораб са монтирани специални реактивни двигатели. Видът на началната орбита на спътника спрямо Земята зависи изцяло от неговото положение и скорост в края на активната фаза на движение (в момента, в който спътникът навлиза в орбита) и се изчислява математически с помощта на методите на небесната механика. Ако тази скорост е равна или надвишава (но не повече от 1,4 пъти) първата скорост на евакуация (около 8 км/секблизо до повърхността на Земята), а посоката му не се отклонява много от хоризонталата, тогава космическият кораб навлиза в орбитата на спътника на Земята. Точката, в която сателитът влиза в орбита в този случай се намира близо до перигея на орбитата. Влизането в орбита е възможно и в други точки на орбитата, например близо до апогея, но тъй като в този случай орбитата на спътника се намира под точката на изстрелване, самата точка на изстрелване трябва да бъде разположена доста високо и скоростта в края на активния сегмент трябва да бъде малко по-малък от кръговия.

В първо приближение орбитата на сателита е елипса с фокус в центъра на Земята (в частен случай кръг), поддържаща постоянна позиция в пространството. Движението в такава орбита се нарича невъзмутимо и съответства на предположенията, че Земята привлича според закона на Нютон като топка със сферично разпределение на плътността и че върху спътника действа само гравитационната сила на Земята.

Фактори като съпротивлението на земната атмосфера, компресията на земята, налягането на слънчевата радиация, привличането на луната и слънцето причиняват отклонения от необезпокоявано движение. Изследването на тези отклонения ни позволява да получим нови данни за свойствата на земната атмосфера и гравитационното поле на Земята. Поради атмосферното съпротивление спътниците се движат в орбити с перигей на височина от няколкостотин км, постепенно намаляват и, попадайки в относително плътни слоеве на атмосферата на височина 120-130 кма отдолу се срутват и горят; следователно те имат ограничен живот. Например, когато първият съветски сателит влезе в орбита, той беше на височина около 228 кмнад повърхността на Земята и имаше почти хоризонтална скорост от около 7,97 км/сек.Голямата полуос на неговата елиптична орбита (т.е. средното разстояние от центъра на Земята) е около 6950 км, период 96.17 мин, а най-малкото и най-отдалечените точки на орбитата (перигей и апогей) са разположени на височини от около 228 и 947 кмсъответно. Сателитът съществува до 4 януари 1958 г., когато поради смущения в орбитата си навлиза в плътните слоеве на атмосферата.

Орбитата, в която сателитът се изстрелва веднага след ускорителната фаза на ракетата-носител, понякога е само междинна. В този случай на борда на спътника има реактивни двигатели, които се включват в определени моменти за кратко по команда от Земята, придавайки допълнителна скорост на спътника. В резултат на това спътникът се премества на друга орбита. Автоматичните междупланетни станции обикновено се изстрелват първо в орбитата на спътника на Земята и след това се прехвърлят директно на траекторията на полета до Луната или планетите.

Сателитни наблюдения.

Чужди изкуствени спътници на Земята. „Транзит“.

Контролът на движението на спътниците и второстепенните орбитални обекти се осъществява чрез наблюдението им от специални наземни станции. Въз основа на резултатите от такива наблюдения се уточняват елементите на спътниковите орбити и се изчисляват ефемериди за предстоящи наблюдения, включително за решаване на различни научни и приложни проблеми. Въз основа на използваното оборудване за наблюдение спътниците се делят на оптични, радио и лазерни; според крайната им цел - до позиционни (определяне на посоки по сателити) и далекомерни наблюдения, измервания на ъглова и пространствена скорост.

Най-простите позиционни наблюдения са визуални (оптични), извършвани с визуални оптични инструменти и позволяващи определяне на небесните координати на спътника с точност до няколко дъгови минути. За решаване на научни проблеми се извършват фотографски наблюдения с помощта на сателитни камери, осигуряващи точност на определяне до 1-2¢¢ по позиция и 0,001 секпо време. Оптични наблюдения са възможни само когато сателитът е осветен от слънчева светлина (изключение правят геодезическите спътници, оборудвани с импулсни източници на светлина; те могат да се наблюдават и в земната сянка), небето над станцията е достатъчно тъмно и времето е благоприятно за наблюдения. Тези условия значително ограничават възможността за оптични наблюдения. По-малко зависими от такива условия са радиотехническите методи за наблюдение на спътниците, които са основните методи за наблюдение на спътниците по време на работа на инсталираните на тях специални радиосистеми. Такива наблюдения включват приемане и анализиране на радиосигнали, които са или генерирани от бордовите радиопредаватели на сателита, или изпратени от Земята и препредадени от сателита. Сравнението на фазите на сигналите, получени от няколко (поне три) разположени антени, позволява да се определи позицията на спътника върху небесната сфера. Точността на такива наблюдения е около 3 ¢ в позиция и около 0,001 секпо време. Измерването на доплеровото изместване на честотата (виж Доплеров ефект) на радиосигналите позволява да се определи относителната скорост на спътника, минималното разстояние до него по време на наблюдаваното преминаване и момента във времето, когато спътникът е бил на това разстояние; наблюденията, извършвани едновременно от три точки, позволяват да се изчислят ъгловите скорости на спътника.

Наблюденията за определяне на разстоянието се извършват чрез измерване на интервала от време между изпращането на радиосигнал от Земята и получаването му след препредаване от бордовия радиоотговорник на спътника. Най-точните измервания на разстоянията до сателитите се осигуряват от лазерни далекомери (точност до 1-2 ми по-високи). За радиотехнически наблюдения на пасивни космически обекти се използват радарни системи.

Изследователски сателити.

съветски изкуствени спътници на земята. Сателитът от серията Космос е йоносферна лаборатория.

Оборудването, монтирано на борда на сателита, както и сателитните наблюдения от наземни станции, позволяват провеждането на различни геофизични, астрономически, геодезически и други изследвания. Орбитите на такива сателити са разнообразни - от почти кръгли на височина 200-300 кмдо удължени елипсовиди с височина на апогея до 500 хиляди. км. Изследователските спътници включват първите съветски спътници, съветските спътници от серията Електрон, Протон, Космос, американските спътници от серията Авангард, Експлорър, ОГО, ОСО, ОАО (орбитални геофизични, слънчеви, астрономически обсерватории); Английски сателит „Ариел“, френски сателит „Диадема“ и др. Изследователските сателити съставляват около половината от всички изстреляни спътници.

С помощта на научни инструменти, инсталирани на сателити, се изследва неутралния и йонен състав на горната атмосфера, нейното налягане и температура, както и промените в тези параметри. Електронната концентрация в йоносферата и нейните вариации се изследват както с помощта на бордово оборудване, така и чрез наблюдение на преминаването на радиосигнали от бордови радиофарове през йоносферата. С помощта на йонозонди бяха подробно проучени структурата на горната част на йоносферата (над основния максимум на електронната плътност) и промените в електронната плътност в зависимост от геомагнитната ширина, времето на деня и др. Всички резултати от атмосферните изследвания, получени с помощта на сателити са важен и надежден експериментален материал за разбиране на механизмите на атмосферните процеси и за решаване на такива практически въпроси като прогнозиране на радиокомуникациите, прогнозиране на състоянието на горната атмосфера и др.

С помощта на сателити са открити и изследвани радиационните пояси на Земята. Заедно с космическите сонди, спътниците позволиха да се изследва структурата на магнитосферата на Земята и естеството на потока на слънчевия вятър около нея, както и характеристиките на самия слънчев вятър (плътност на потока и енергия на частиците, величина и природата на „замръзналото“ магнитно поле) и друга слънчева радиация, недостъпна за наземни наблюдения - ултравиолетова и рентгенова, което представлява голям интерес от гледна точка на разбирането на слънчево-земните връзки. Някои приложни сателити също предоставят данни, ценни за научни изследвания. По този начин резултатите от наблюденията, извършени на метеорологични спътници, се използват широко за различни геофизични изследвания.

Резултатите от сателитните наблюдения позволяват да се определят с висока точност смущенията в сателитните орбити, промените в плътността на горната атмосфера (поради различни прояви на слънчева активност), законите на атмосферната циркулация, структурата на гравитационното поле на Земята и др. Специално организирани позиционни и далекомерни синхронни наблюдения на спътници (едновременно от няколко станции) с помощта на сателитни геодезични методи позволяват да се извърши геодезическо рефериране на точки, отдалечени с хиляди. кмедин от друг, изучават движението на континентите и т.н.

Приложени сателити.

Чужди изкуствени спътници на Земята. "Синком-3".

Приложните спътници включват спътници, изстреляни за решаване на определени технически, икономически и военни проблеми.

Комуникационните спътници се използват за осигуряване на телевизионни предавания, радиотелефонни, телеграфни и други видове комуникация между наземни станции, разположени една от друга на разстояние до 10-15 хиляди. км. Бордовото радиооборудване на такива сателити приема сигнали от наземни радиостанции, усилва ги и ги предава на други наземни радиостанции. Комуникационните спътници се изстрелват на високи орбити (до 40 хиляди). км). Сателитите от този тип включват съветския спътник "светкавица", американски спътник "Sincom", спътник "Intelsat" и др. Комуникационните спътници, изведени в стационарни орбити, постоянно се намират над определени зони от земната повърхност.

съветски изкуствени спътници на земята. "Метеор".

Чужди изкуствени спътници на Земята. "Тирос."

Метеорологичните сателити са предназначени за редовно предаване на наземни станции на телевизионни изображения на облачността, снежната и ледената покривка на Земята, информация за топлинното излъчване на земната повърхност и облаците и др. Сателитите от този тип се изстрелват в орбити, близки до кръговите , с надморска височина 500-600 кмдо 1200-1500 км; Обхватът на гледане от тях достига 2-3 хиляди. км. Метеорологичните спътници включват някои съветски спътници от серията Космос, сателитите Метеор и американските сателити Тирос, ESSA и Nimbus. Експериментите се провеждат върху глобални метеорологични наблюдения от надморска височина, достигаща 40 хиляди. км(Съветски спътник "Молния-1", американски спътник "ATS").

Сателитите за изучаване на природните ресурси на Земята са изключително перспективни от гледна точка на приложение в националната икономика. Наред с метеорологичните, океанографските и хидрологичните наблюдения, такива сателити позволяват получаването на оперативна информация, необходима за геологията, селското стопанство, рибарството, горското стопанство и контрола на замърсяването на околната среда. Резултатите, получени с помощта на сателити и пилотирани космически кораби, от една страна, и контролни измервания от цилиндри и самолети, от друга, показват перспективите за развитие на тази област на изследване.

За навигация на морски кораби, включително подводници, се използват навигационни спътници, чието функциониране се поддържа от специална наземна система за поддръжка. Корабът, получавайки радиосигнали и определяйки позицията си спрямо сателита, чиито координати в орбита във всеки момент са известни с висока точност, установява местоположението си. Примери за навигационни спътници са американските сателити Transit и Navsat.

съветски изкуствени спътници на земята. "Фойерверк".

Пилотираните спътници и пилотираните орбитални станции са най-сложните и напреднали изкуствени спътници. Те, като правило, са предназначени за решаване на широк кръг от проблеми, предимно за провеждане на сложни научни изследвания, тестване на космически технологии, изучаване на природните ресурси на Земята и т.н. Първото изстрелване на пилотиран сателит е извършено на 12 април 1961 г. : на съветския космически кораб-сателит "Восток" пилотът-космонавт Ю. А. Гагарин прелетя около Земята в орбита с апогейна височина 327 км. На 20 февруари 1962 г. първият американски космически кораб навлиза в орбита с астронавта Дж. Глен на борда. Нова стъпка в изследването на космоса с помощта на пилотирани спътници беше полетът на съветската орбитална станция "Салют", Космически скорости, Космически кораб.

Литература:

Александров С.Г., Федоров Р.Е., Съветски спътници и космически кораби, 2 изд., М., 1961;
Eliasberg P.E., Въведение в теорията на полета на изкуствени спътници на Земята, М., 1965;
Ruppe G. O., Въведение в астронавтиката, прев. от англ., т. 1, М., 1970 г.;
Левантовски V.I., Механика на космическия полет в елементарно изложение, М., 1970 г.;
Кинг-Хили Д., Теория на орбитите на изкуствените спътници в атмосферата, прев. от англ., М., 1966;
Рябов Ю., Движение на небесните тела, М., 1962;
Мелер И., Въведение в сателитната геодезия, прев. от английски, М., 1967. Виж също лит. при чл. Космически кораб.

Н. П. Ерпилев, М. Т. Крошкин, Ю. А. Рябов, Е. Ф. Рязанов.

Тази статия или раздел използва текст