เมื่อวันที่ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2500 ดาวเทียมโลกเทียมดวงแรกของโลกถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรระดับต่ำ ดังนั้นยุคอวกาศจึงเริ่มต้นขึ้นในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ ตั้งแต่นั้นมา ดาวเทียมเทียมได้ช่วยศึกษาวัตถุในจักรวาลในกาแลคซีของเราเป็นประจำ

ดาวเทียมโลกประดิษฐ์ (AES)

ในปี พ.ศ. 2500 สหภาพโซเวียตเป็นประเทศแรกที่ส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรโลกต่ำ สหรัฐอเมริกาเป็นประเทศที่สองที่ทำเช่นนี้ในอีกหนึ่งปีต่อมา ต่อมาหลายประเทศส่งดาวเทียมของตนขึ้นสู่วงโคจรโลก - อย่างไรก็ตาม มักใช้ดาวเทียมที่ซื้อจากสหภาพโซเวียต สหรัฐอเมริกา หรือจีนเพื่อจุดประสงค์นี้ ปัจจุบันดาวเทียมยังถูกปล่อยโดยนักวิทยุสมัครเล่นด้วยซ้ำ อย่างไรก็ตาม ดาวเทียมจำนวนมากมีภารกิจสำคัญ ได้แก่ ดาวเทียมดาราศาสตร์สำรวจกาแลคซีและวัตถุในอวกาศ ดาวเทียมชีวภาพช่วยทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตในอวกาศ ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาช่วยทำนายสภาพอากาศและสังเกตสภาพอากาศของโลก และงานดาวเทียมนำทางและสื่อสารมีความชัดเจน จากชื่อของพวกเขา ดาวเทียมสามารถอยู่ในวงโคจรได้ตั้งแต่หลายชั่วโมงจนถึงหลายปี ตัวอย่างเช่น ยานอวกาศที่มีคนขับอาจกลายเป็นดาวเทียมเทียมระยะสั้น และสถานีอวกาศอาจกลายเป็นยานอวกาศระยะยาวในวงโคจรโลก โดยรวมแล้วมีการปล่อยดาวเทียมมากกว่า 5,800 ดวงตั้งแต่ปีพ. ศ. 2500 โดย 3,100 ดวงยังคงอยู่ในอวกาศ แต่ในจำนวนสามพันดวงนี้มีเพียงประมาณหนึ่งพันดวงเท่านั้นที่ยังใช้งานได้

ดาวเทียมดวงจันทร์เทียม (ALS)

ครั้งหนึ่ง ISL มีประโยชน์มากในการศึกษาดวงจันทร์ โดยเมื่อเข้าสู่วงโคจรของมัน ดาวเทียมจะถ่ายภาพพื้นผิวดวงจันทร์ด้วยความละเอียดสูง และส่งภาพมายังโลก นอกจากนี้ด้วยการเปลี่ยนวิถีของดาวเทียมทำให้สามารถสรุปผลเกี่ยวกับสนามโน้มถ่วงของดวงจันทร์ลักษณะรูปร่างและโครงสร้างภายในได้ ที่นี่สหภาพโซเวียตนำหน้าทุกคนอีกครั้ง: ในปี 1966 สถานีอัตโนมัติของโซเวียต Luna-10 เป็นสถานีแรกที่เข้าสู่วงโคจรดวงจันทร์ และในอีกสามปีข้างหน้า มีการปล่อยดาวเทียมโซเวียตอีก 5 ดวงในซีรีส์ Luna และดาวเทียมอเมริกัน 5 ดวงของซีรีส์ Lunar Orbiter

ดาวเทียมประดิษฐ์ของดวงอาทิตย์

เป็นที่น่าแปลกใจจนกระทั่งถึงทศวรรษ 1970 ดาวเทียมเทียมปรากฏขึ้นใกล้ดวงอาทิตย์... โดยไม่ได้ตั้งใจ ดาวเทียมดวงแรกคือลูนา 1 ซึ่งพลาดดวงจันทร์และเข้าสู่วงโคจรของดวงอาทิตย์ และแม้ว่าการเปลี่ยนไปใช้วงโคจรเฮลิโอเซนทริคนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย แต่อุปกรณ์จะต้องไปถึงความเร็วจักรวาลที่สองโดยไม่เกินหนึ่งในสาม และเมื่อเข้าใกล้ดาวเคราะห์ อุปกรณ์อาจช้าลงและกลายเป็นดาวเทียมของดาวเคราะห์ หรือเร่งความเร็วขึ้นและออกจากระบบสุริยะโดยสิ้นเชิง แต่ดาวเทียมของ NASA ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ใกล้กับวงโคจรของโลกเริ่มทำการตรวจวัดพารามิเตอร์ลมสุริยะโดยละเอียด ดาวเทียมญี่ปุ่นสำรวจดวงอาทิตย์ในช่วงรังสีเอกซ์เป็นเวลาประมาณสิบปี - จนถึงปี 2544 รัสเซียเปิดตัวดาวเทียมพลังงานแสงอาทิตย์ในปี 2552: Coronas-Photon จะศึกษากระบวนการสุริยะที่มีพลวัตมากที่สุดและติดตามกิจกรรมแสงอาทิตย์ตลอดเวลาเพื่อทำนายการรบกวนทางแม่เหล็กโลก

ดาวเทียมประดิษฐ์ของดาวอังคาร (ISM)

ดาวเทียมประดิษฐ์ดวงแรกของดาวอังคารคือ... ISM สามดวงพร้อมกัน ยานอวกาศ 2 ลำถูกปล่อยโดยสหภาพโซเวียต (“Mars-2” และ “Mars-3”) และอีกลำหนึ่งโดยสหรัฐอเมริกา (“Mariner-9”) แต่ประเด็นไม่ใช่ว่าการปล่อยนั้นเป็น "การแข่งขัน" และมีการทับซ้อนกัน: ดาวเทียมแต่ละดวงมีหน้าที่ของตัวเอง ISM ทั้งสามถูกปล่อยเข้าสู่วงโคจรรูปไข่ที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ และทำการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่แตกต่างกันโดยเสริมซึ่งกันและกัน Mariner 9 ผลิตแผนที่พื้นผิวดาวอังคารเพื่อทำแผนที่ และดาวเทียมของโซเวียตได้ศึกษาลักษณะของดาวเคราะห์ ได้แก่ การไหลของลมสุริยะรอบดาวอังคาร ไอโอโนสเฟียร์และบรรยากาศ ภูมิประเทศ การกระจายอุณหภูมิ ปริมาณไอน้ำในบรรยากาศ และ ข้อมูลอื่นๆ นอกจากนี้ Mars 3 ยังเป็นลำแรกในโลกที่ทำการลงจอดอย่างนุ่มนวลบนพื้นผิวดาวอังคาร

ดาวเทียมประดิษฐ์ของดาวศุกร์ (ASV)

WIS ลำแรกเป็นยานอวกาศของโซเวียตอีกครั้ง Venera 9 และ Venera 10 เข้าสู่วงโคจรในปี พ.ศ. 2518 ไปถึงดาวเคราะห์แล้ว พวกเขาถูกแบ่งออกเป็นดาวเทียมและอุปกรณ์ที่ลดลงสู่โลก ต้องขอบคุณเรดาร์ WIS ที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถรับภาพวิทยุที่มีรายละเอียดในระดับสูง และอุปกรณ์ที่ค่อยๆ ตกลงสู่พื้นผิวดาวศุกร์ได้ถ่ายภาพพื้นผิวของดาวเคราะห์ดวงอื่นเป็นครั้งแรกของโลก... ดาวเทียมดวงที่สามคือดาวเทียมอเมริกัน Pioneer Venera 1 - เปิดตัวสามปีต่อมา

ในโลกสมัยใหม่ ผู้อยู่อาศัยในโลกของเราต่างใช้ความสำเร็จของเทคโนโลยีอวกาศอย่างแข็งขันอยู่แล้ว ดาวเทียมทางวิทยาศาสตร์เช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศ แสดงให้เราเห็นถึงความยิ่งใหญ่และความใหญ่โตของอวกาศรอบตัวเรา ปาฏิหาริย์ที่เกิดขึ้นทั้งในมุมที่ห่างไกลของจักรวาลและในอวกาศใกล้เคียง ได้รับการใช้งานอย่างแข็งขัน ดาวเทียมสื่อสารเช่น ตัวอย่างเช่น "กาแล็กซี XI"- มั่นใจได้ด้วยการเข้าร่วมของพวกเขา โทรศัพท์ระหว่างประเทศและโทรศัพท์มือถือและแน่นอน โทรทัศน์ดาวเทียม- ดาวเทียมสื่อสารมีบทบาทอย่างมากในการกระจาย อินเทอร์เน็ต- ต้องขอบคุณพวกเขาที่เราสามารถเข้าถึงข้อมูลด้วยความเร็วมหาศาลที่ตั้งอยู่อีกฟากหนึ่งของโลกในทวีปอื่น ดาวเทียมเฝ้าระวังหนึ่งในนั้น "จุด"ส่งข้อมูลที่สำคัญสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ และแต่ละองค์กร ช่วยเหลือ เช่น นักธรณีวิทยาในการค้นหาแหล่งสะสมแร่ การบริหารเมืองใหญ่เพื่อวางแผนการพัฒนา นักนิเวศวิทยาในการประเมินระดับมลพิษของแม่น้ำและทะเล เครื่องบิน เรือ และรถยนต์ใช้นำทาง ดาวเทียมระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก (GPS)และการจัดการการสื่อสารทางทะเลดำเนินการโดยใช้ ดาวเทียมนำทางและดาวเทียมสื่อสาร เราคุ้นเคยกับการเห็นภาพพยากรณ์อากาศที่ถ่ายโดยดาวเทียมเช่น “เมธีโอแซท”- ดาวเทียมอื่นๆ ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบสภาพแวดล้อมโดยการส่งข้อมูล เช่น ความสูงของคลื่นและอุณหภูมิน้ำทะเล ดาวเทียมทางการทหารให้ข้อมูลที่หลากหลายแก่กองทัพและหน่วยงานความมั่นคง รวมถึงข้อมูลข่าวกรองอิเล็กทรอนิกส์ที่ดำเนินการโดยดาวเทียม เป็นต้น "แม็กนั่ม"รวมถึงภาพที่มีความละเอียดสูงมากที่ทำงาน ดาวเทียมลาดตระเวนออปติคอลและเรดาร์ลับ- ในส่วนนี้ของเว็บไซต์ เราจะทำความคุ้นเคยกับระบบดาวเทียมหลายระบบ หลักการทำงาน และโครงสร้างของดาวเทียม

ขั้นแรกเพื่อให้เข้าใจถึงความซับซ้อนของระบบดาวเทียมและการสื่อสารในทันที ลองพิจารณาดาวเทียมสื่อสารดวงแรกซึ่ง "ใกล้ชิดกับความเป็นจริง" มากกว่า - ดาวเทียม “คอมสตาร์”.

ดาวเทียมสื่อสารคอมสตาร์ 1

การออกแบบดาวเทียมสื่อสารคอมสตาร์-1

ดาวเทียมค้างฟ้าดวงแรกที่ใช้สำหรับความต้องการในชีวิตประจำวันของผู้คนคือดาวเทียม “คอมสตาร์”- ดาวเทียม "คอมสตาร์ 1"ผู้ประกอบการควบคุม “คอมแซท”และให้เช่าโดย AT&T อายุการใช้งานได้รับการออกแบบมาเป็นเวลาเจ็ดปี พวกเขาถ่ายทอดสัญญาณโทรศัพท์และโทรทัศน์ทั่วทั้งสหรัฐอเมริกาและเปอร์โตริโก สามารถถ่ายทอดการสนทนาทางโทรศัพท์ได้มากถึง 6,000 รายการและช่องโทรทัศน์สูงสุด 12 ช่องพร้อมกัน มิติทางเรขาคณิตของดาวเทียม "คอมสตาร์ 1": ความสูง: 5.2 ม. (17 ฟุต) เส้นผ่านศูนย์กลาง: 2.3 ม. (7.5 ฟุต) น้ำหนักเริ่มต้นคือ 1,410 กิโลกรัม (3,109 ปอนด์)

เสาอากาศสื่อสารตัวรับส่งสัญญาณที่มีตะแกรงโพลาไรเซชันแนวตั้งและแนวนอนช่วยให้ทั้งการรับและการส่งสัญญาณที่ความถี่เดียวกัน แต่มีโพลาไรเซชันตั้งฉาก ด้วยเหตุนี้ ความจุของช่องความถี่วิทยุของดาวเทียมจึงเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า เมื่อมองไปข้างหน้าเราสามารถพูดได้ว่าตอนนี้มีการใช้โพลาไรเซชันของสัญญาณวิทยุในระบบดาวเทียมเกือบทั้งหมดซึ่งเป็นที่คุ้นเคยโดยเฉพาะสำหรับเจ้าของระบบโทรทัศน์รับสัญญาณดาวเทียมซึ่งเมื่อปรับจูนช่องโทรทัศน์ความถี่สูงจำเป็นต้องตั้งค่าแนวตั้งหรือ โพลาไรซ์แนวนอน

คุณลักษณะการออกแบบที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งคือตัวทรงกระบอกของดาวเทียมหมุนด้วยความเร็วประมาณหนึ่งรอบต่อวินาทีเพื่อให้เกิดผลกระทบจากการรักษาเสถียรภาพของไจโรสโคปิกของดาวเทียมในอวกาศ หากเราคำนึงถึงมวลจำนวนมากของดาวเทียม - ประมาณหนึ่งตันครึ่ง - ผลก็จะเกิดขึ้นจริงๆ และในเวลาเดียวกัน เสาอากาศดาวเทียมยังคงมุ่งตรงไปยังจุดหนึ่งในอวกาศบนโลกเพื่อส่งสัญญาณวิทยุที่มีประโยชน์ที่นั่น

ในเวลาเดียวกัน ดาวเทียมจะต้องอยู่ในวงโคจรค้างฟ้า เช่น "แขวน" เหนือโลก "อย่างไม่เคลื่อนไหว" หรือแม่นยำยิ่งขึ้นคือบินไปรอบ ๆ ดาวเคราะห์ด้วยความเร็วของการหมุนรอบแกนของมันเองในทิศทางการหมุนของมัน การเคลื่อนตัวออกจากจุดกำหนดตำแหน่งเนื่องจากอิทธิพลของปัจจัยต่างๆ ซึ่งปัจจัยที่สำคัญที่สุดคือแรงดึงดูดที่รบกวนดวงจันทร์ การเผชิญกับฝุ่นจักรวาลและวัตถุอวกาศอื่นๆ จะถูกตรวจสอบโดยระบบควบคุมและปรับเป็นระยะโดยเครื่องยนต์ของ ระบบควบคุมทัศนคติของดาวเทียม

ดาวเทียมประดิษฐ์ดวงแรกของโลก

ดาวเทียมโลกเทียม (AES) - หมุนรอบตัวเองในวงโคจรศูนย์กลางโลก

การเคลื่อนที่ของดาวเทียมโลกเทียมในวงโคจรค้างฟ้า

หากต้องการเคลื่อนที่ในวงโคจรรอบโลก อุปกรณ์จะต้องมีความเร็วเริ่มต้นเท่ากับหรือมากกว่าความเร็วหลุดแรก เที่ยวบิน AES ดำเนินการที่ระดับความสูงไม่เกินหลายแสนกิโลเมตร ขีดจำกัดล่างของระดับความสูงในการบินของดาวเทียมถูกกำหนดโดยความจำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงกระบวนการเบรกอย่างรวดเร็วในชั้นบรรยากาศ ระยะเวลาการโคจรของดาวเทียม ขึ้นอยู่กับระดับความสูงเฉลี่ยของการบิน อาจอยู่ในช่วงตั้งแต่หนึ่งชั่วโมงครึ่งถึงหลายปี สิ่งที่สำคัญเป็นพิเศษคือดาวเทียมในวงโคจรค้างฟ้าซึ่งมีระยะเวลาการโคจรเท่ากับหนึ่งวันดังนั้นสำหรับผู้สังเกตการณ์ภาคพื้นดินพวกเขาจึง "แขวน" ไว้บนท้องฟ้าโดยไม่เคลื่อนไหวซึ่งทำให้สามารถกำจัดอุปกรณ์ที่หมุนในเสาอากาศได้

คำว่าดาวเทียมมักจะหมายถึงยานอวกาศไร้คนขับ แต่ยานอวกาศที่มีคนขับและบรรทุกสินค้าอัตโนมัติใกล้โลกตลอดจนสถานีวงโคจรก็ถือเป็นดาวเทียมเช่นกัน สถานีระหว่างดาวเคราะห์อัตโนมัติและยานอวกาศระหว่างดาวเคราะห์สามารถถูกปล่อยสู่อวกาศห้วงอวกาศทั้งผ่านเวทีดาวเทียม (ที่เรียกว่าการขึ้นสู่สวรรค์ที่ถูกต้อง) และหลังจากการเปิดตัวเบื้องต้นไปยังสิ่งที่เรียกว่า วงโคจรอ้างอิงดาวเทียม

ในตอนต้นของยุคอวกาศ ดาวเทียมถูกปล่อยโดยยานส่งยานอวกาศเท่านั้น และเมื่อถึงปลายศตวรรษที่ 20 การปล่อยดาวเทียมจากดาวเทียมอื่น - สถานีวงโคจรและยานอวกาศ (ส่วนใหญ่มาจากกระสวยอวกาศ MTKK-spaceplane) ด้วย แพร่หลายมากขึ้น ในการปล่อยดาวเทียม ยานอวกาศ MTKK ปืนอวกาศ และลิฟต์อวกาศ เป็นไปได้ในทางทฤษฎี แต่ยังไม่ได้นำมาใช้ เพียงช่วงเวลาสั้นๆ หลังจากเริ่มต้นยุคอวกาศ เป็นเรื่องปกติที่จะเปิดตัวดาวเทียมมากกว่าหนึ่งดวงบนยานอวกาศลำเดียว และภายในสิ้นปี 2556 จำนวนดาวเทียมที่ปล่อยพร้อมกันในยานอวกาศบางลำเกินสามโหล ในระหว่างการปล่อยจรวดบางครั้ง ขั้นตอนสุดท้ายของยานปล่อยจรวดจะเข้าสู่วงโคจรและกลายเป็นดาวเทียมอย่างมีประสิทธิภาพในช่วงระยะเวลาหนึ่ง

ดาวเทียมไร้คนขับมีมวลตั้งแต่หลายกิโลกรัมถึงสองโหลตัน และมีขนาดตั้งแต่หลายเซนติเมตรไปจนถึง (โดยเฉพาะเมื่อใช้แผงโซลาร์เซลล์และเสาอากาศแบบยืดหดได้) ในระยะหลายสิบเมตร ยานอวกาศและเครื่องบินอวกาศที่เป็นดาวเทียมมีความสูงถึงหลายสิบตันและเมตร และสถานีวงโคจรสำเร็จรูปมีความสูงถึงหลายร้อยตันและเมตร ในศตวรรษที่ 21 ด้วยการพัฒนาของการย่อขนาดจิ๋วและเทคโนโลยีนาโน การสร้างดาวเทียมคิวบ์แซตขนาดเล็กพิเศษ (จากหนึ่งถึงหลายกิโลกรัมและจากหลายสิบเซนติเมตร) ได้กลายเป็นปรากฏการณ์ครั้งใหญ่ และรูปแบบใหม่ที่เรียกว่า โปเก็ตแซต (ขนาดพกพาอย่างแท้จริง) หลายร้อยหรือสิบกรัมและไม่กี่เซนติเมตร

ดาวเทียมได้รับการออกแบบโดยพื้นฐานแล้วไม่ให้ส่งคืนได้ แต่บางส่วน (โดยหลักมีคนขับและยานอวกาศขนส่งสินค้าบางส่วน) สามารถเรียกคืนได้บางส่วน (มีผู้ลงจอด) หรือทั้งหมด (เครื่องบินอวกาศและดาวเทียมกลับมาบนเรือ)

ดาวเทียมโลกประดิษฐ์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และงานประยุกต์ (ดาวเทียมทหาร, ดาวเทียมวิจัย, ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา, ดาวเทียมนำทาง, ดาวเทียมสื่อสาร, ดาวเทียมชีวภาพ ฯลฯ ) รวมถึงในด้านการศึกษา (ดาวเทียมของมหาวิทยาลัยกลายเป็นปรากฏการณ์ที่แพร่หลายในโลก ; ในรัสเซีย มีการเปิดตัวดาวเทียมที่สร้างโดยอาจารย์นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาและนักศึกษาของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโกมีการวางแผนการเปิดตัวดาวเทียมมหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งรัฐมอสโกมอสโก) และงานอดิเรก - ดาวเทียมวิทยุสมัครเล่น ในช่วงต้นยุคอวกาศ รัฐ (องค์กรรัฐบาลแห่งชาติ) ปล่อยดาวเทียม แต่แล้วดาวเทียมจากบริษัทเอกชนก็เริ่มแพร่หลาย ด้วยการถือกำเนิดของ cubesats และ Pocketsats ที่มีค่าใช้จ่ายในการเปิดตัวสูงถึงหลายพันดอลลาร์ ทำให้เอกชนสามารถส่งดาวเทียมได้

ดาวเทียมถูกปล่อยโดยประเทศต่างๆ มากกว่า 70 ประเทศ (รวมถึงบริษัทแต่ละแห่ง) โดยใช้ทั้งยานปล่อย (LV) ของตนเอง และดาวเทียมที่ให้บริการโดยประเทศอื่น ตลอดจนองค์กรระหว่างรัฐบาลและเอกชน

ดาวเทียมดวงแรกของโลกเปิดตัวในสหภาพโซเวียตเมื่อวันที่ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2500 (สปุตนิก-1) ประเทศที่สองที่ปล่อยดาวเทียมคือสหรัฐอเมริกาเมื่อวันที่ 1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2501 (นักสำรวจ 1) ประเทศต่อไปนี้ - บริเตนใหญ่, แคนาดา, อิตาลี - ปล่อยดาวเทียมดวงแรกในปี พ.ศ. 2505, 2505, 2507 ตามลำดับบนยานยิงของอเมริกา ประเทศที่สามที่ปล่อยดาวเทียมดวงแรกบนยานปล่อยคือฝรั่งเศสเมื่อวันที่ 26 พฤศจิกายน พ.ศ. 2508 (Asterix) ออสเตรเลียและเยอรมนีได้รับดาวเทียมดวงแรกในปี พ.ศ. 2510 และ พ.ศ. 2512 ตามนั้นด้วยความช่วยเหลือจากยานปล่อยของสหรัฐฯ ญี่ปุ่น จีน และอิสราเอลปล่อยดาวเทียมดวงแรกบนยานพาหนะที่ปล่อยในปี 1970, 1970 และ 1988 หลายประเทศ - บริเตนใหญ่ อินเดีย อิหร่าน รวมถึงยุโรป (องค์กรระหว่างรัฐบาล ESRO ปัจจุบันคือ ESA) - ปล่อยดาวเทียมดวงแรกบนสายการบินต่างประเทศก่อนที่จะสร้างยานปล่อยของตนเอง ดาวเทียมดวงแรกของหลายประเทศได้รับการพัฒนาและซื้อในประเทศอื่นๆ (สหรัฐอเมริกา สหภาพโซเวียต จีน ฯลฯ)

ดาวเทียมประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

ดาวเทียมดาราศาสตร์เป็นดาวเทียมที่ออกแบบมาเพื่อศึกษาดาวเคราะห์ กาแล็กซี และวัตถุอวกาศอื่นๆ
ดาวเทียมชีวภาพเป็นดาวเทียมที่ออกแบบมาเพื่อทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตในอวกาศ
การสำรวจระยะไกลของโลก
ยานอวกาศ - ยานอวกาศที่มีคนขับ
สถานีอวกาศ - ยานอวกาศระยะยาว
ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาเป็นดาวเทียมที่ออกแบบมาเพื่อส่งข้อมูลเพื่อการพยากรณ์อากาศและเพื่อตรวจสอบสภาพอากาศของโลก
ดาวเทียมขนาดเล็ก คือ ดาวเทียมที่มีน้ำหนักน้อย (น้อยกว่า 1 หรือ 0.5 ตัน) และมีขนาด รวมถึงมินิแซทเทลไลท์ (มากกว่า 100 กก.) ไมโครแซทเทลไลท์ (มากกว่า 10 กก.) และนาโนแซทเทลไลท์ (เบากว่า 10 กก.) รวมทั้ง CubeSats และ PocketSats
ดาวเทียมสำรวจ
ดาวเทียมนำทาง
ดาวเทียมสื่อสาร
ดาวเทียมทดลอง

10 กุมภาพันธ์ 2552 เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ที่ดาวเทียมชนกัน ดาวเทียมทหารรัสเซีย (เปิดตัวสู่วงโคจรในปี 1994 แต่เลิกใช้งานในอีกสองปีต่อมา) และดาวเทียมอเมริกันที่ใช้งานได้จากผู้ให้บริการโทรศัพท์ดาวเทียมอิริเดียมชนกัน "คอสมอส-2251" หนักเกือบ 1 ตัน และ "อิริเดียม 33" 560 กก.

ดาวเทียมชนกันบนท้องฟ้าเหนือไซบีเรียตอนเหนือ จากการชนทำให้เกิดก้อนเมฆที่มีเศษเล็กเศษน้อยและเศษชิ้นส่วนสองก้อนเกิดขึ้น (จำนวนชิ้นส่วนทั้งหมดประมาณ 600 ชิ้น)

ที่ด้านนอกของสปุตนิก มีเสาอากาศแส้สี่เสาที่ส่งด้วยความถี่คลื่นสั้นที่สูงกว่าและต่ำกว่ามาตรฐานปัจจุบัน (27 MHz) สถานีติดตามบนโลกรับสัญญาณวิทยุและยืนยันว่าดาวเทียมดวงเล็กรอดจากการปล่อยตัวและประสบความสำเร็จในเส้นทางรอบโลกของเรา หนึ่งเดือนต่อมา สหภาพโซเวียตส่งสปุตนิก 2 ขึ้นสู่วงโคจร ภายในแคปซูลนั้นมีสุนัขไลก้าอยู่

ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2500 ด้วยความสิ้นหวังที่จะตามทันศัตรูในช่วงสงครามเย็น นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันจึงพยายามส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรร่วมกับดาวเคราะห์แนวหน้า น่าเสียดายที่จรวดชนและไหม้ระหว่างการบินขึ้น หลังจากนั้นไม่นาน ในวันที่ 31 มกราคม พ.ศ. 2501 สหรัฐอเมริกาได้ย้ำความสำเร็จของโซเวียตอีกครั้งโดยนำแผนของแวร์นเฮอร์ ฟอน เบราน์ ที่จะปล่อยดาวเทียมเอ็กซ์พลอเรอร์ 1 ด้วยจรวดของสหรัฐฯ เรดสโตน นักสำรวจ 1 มีเครื่องมือในการตรวจจับรังสีคอสมิกและค้นพบในการทดลองของเจมส์ แวน อัลเลน แห่งมหาวิทยาลัยไอโอวาว่ามีรังสีคอสมิกน้อยกว่าที่คาดไว้มาก สิ่งนี้นำไปสู่การค้นพบโซนวงแหวนสองโซน (ในที่สุดก็ตั้งชื่อตามแวน อัลเลน) ซึ่งเต็มไปด้วยอนุภาคมีประจุที่ติดอยู่ในสนามแม่เหล็กของโลก

ด้วยการสนับสนุนจากความสำเร็จเหล่านี้ บริษัทหลายแห่งจึงเริ่มพัฒนาและปล่อยดาวเทียมในทศวรรษ 1960 หนึ่งในนั้นคือ Hughes Aircraft พร้อมด้วยวิศวกรชื่อดัง Harold Rosen Rosen นำทีมที่นำแนวคิดของคลาร์กไปใช้ นั่นคือดาวเทียมสื่อสารที่วางอยู่ในวงโคจรของโลกในลักษณะที่สามารถสะท้อนคลื่นวิทยุจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ ในปี 1961 NASA ได้ทำสัญญากับ Hughes เพื่อสร้างชุดดาวเทียม Syncom (การสื่อสารแบบซิงโครนัส) ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2506 โรเซนและเพื่อนร่วมงานของเขาได้เห็นยานซินคอม-2 ระเบิดออกสู่อวกาศและเข้าสู่วงโคจรภูมิศาสตร์ซิงโครนัสคร่าวๆ ประธานาธิบดีเคนเนดีใช้ระบบใหม่พูดคุยกับนายกรัฐมนตรีไนจีเรียในแอฟริกา ในไม่ช้า Syncom-3 ก็เริ่มต้นขึ้นซึ่งสามารถถ่ายทอดสัญญาณโทรทัศน์ได้จริง

ยุคของดาวเทียมได้เริ่มต้นขึ้นแล้ว

อะไรคือความแตกต่างระหว่างดาวเทียมและเศษอวกาศ?

ในทางเทคนิคแล้ว ดาวเทียมคือวัตถุใดๆ ที่โคจรรอบดาวเคราะห์หรือวัตถุท้องฟ้าที่มีขนาดเล็กกว่า นักดาราศาสตร์จำแนกดวงจันทร์เป็นดาวเทียมตามธรรมชาติ และในช่วงหลายปีที่ผ่านมา พวกเขาได้รวบรวมรายชื่อวัตถุดังกล่าวหลายร้อยรายการที่โคจรรอบดาวเคราะห์และดาวเคราะห์แคระในระบบสุริยะของเรา ตัวอย่างเช่น พวกเขานับดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีได้ 67 ดวง และยังคงเป็นอยู่

วัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น สปุตนิก และเอ็กซ์พลอเรอร์ ยังสามารถจัดเป็นดาวเทียมได้ เนื่องจากพวกมันโคจรรอบดาวเคราะห์เช่นเดียวกับดวงจันทร์ น่าเสียดายที่กิจกรรมของมนุษย์ส่งผลให้เกิดเศษซากจำนวนมากในวงโคจรของโลก ชิ้นส่วนและเศษซากเหล่านี้มีพฤติกรรมเหมือนจรวดขนาดใหญ่ - พวกมันหมุนรอบโลกด้วยความเร็วสูงตามเส้นทางวงกลมหรือวงรี ในการตีความคำจำกัดความอย่างเข้มงวด แต่ละวัตถุดังกล่าวสามารถกำหนดเป็นดาวเทียมได้ แต่นักดาราศาสตร์โดยทั่วไปถือว่าดาวเทียมเป็นวัตถุที่ทำหน้าที่ที่มีประโยชน์ เศษโลหะและขยะอื่นๆ จัดอยู่ในประเภทของเศษซากในวงโคจร

เศษซากในวงโคจรมาจากหลายแหล่ง:

• การระเบิดของจรวดที่ก่อให้เกิดขยะมากที่สุด
• นักบินอวกาศผ่อนคลายมือของเขา - หากนักบินอวกาศกำลังซ่อมแซมบางสิ่งในอวกาศและพลาดประแจ สิ่งนั้นก็จะสูญหายไปตลอดกาล กุญแจจะเข้าสู่วงโคจรและบินด้วยความเร็วประมาณ 10 กม./วินาที หากกระทบกับบุคคลหรือดาวเทียม ผลลัพธ์อาจเป็นหายนะ วัตถุขนาดใหญ่เช่น ISS ถือเป็นเป้าหมายใหญ่สำหรับขยะอวกาศ
• รายการที่ถูกทิ้ง ชิ้นส่วนของคอนเทนเนอร์สำหรับปล่อยตัว ฝาปิดเลนส์กล้อง และอื่นๆ

NASA ได้เปิดตัวดาวเทียมพิเศษที่เรียกว่า LDEF เพื่อศึกษาผลกระทบระยะยาวของการชนกับเศษซากอวกาศ ตลอดระยะเวลาหกปีที่ผ่านมา เครื่องมือของดาวเทียมบันทึกการชนได้ประมาณ 20,000 ครั้ง บางส่วนเกิดจากการอุกกาบาตขนาดเล็ก และอื่นๆ เกิดจากเศษซากในวงโคจร นักวิทยาศาสตร์ของ NASA ยังคงวิเคราะห์ข้อมูล LDEF ต่อไป แต่ญี่ปุ่นก็มีตาข่ายขนาดใหญ่สำหรับจับเศษขยะอวกาศอยู่แล้ว

มีอะไรอยู่ในดาวเทียมปกติ?

ดาวเทียมมีหลายรูปทรงและขนาดและทำหน้าที่ต่างกันมากมาย แต่โดยพื้นฐานแล้วทั้งหมดมีความคล้ายคลึงกัน ทั้งหมดมีโครงและตัวถังเป็นโลหะหรือคอมโพสิต ซึ่งวิศวกรที่พูดภาษาอังกฤษเรียกว่ารถบัส และชาวรัสเซียเรียกว่าแพลตฟอร์มอวกาศ แพลตฟอร์มอวกาศรวบรวมทุกสิ่งไว้ด้วยกันและให้มาตรการที่เพียงพอเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องมือต่างๆ จะรอดพ้นจากการปล่อยตัว

ดาวเทียมทุกดวงมีแหล่งพลังงาน (โดยปกติคือแผงโซลาร์เซลล์) และแบตเตอรี่ แผงโซลาร์เซลล์ช่วยให้สามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้ ดาวเทียมใหม่ล่าสุดยังรวมถึงเซลล์เชื้อเพลิงด้วย พลังงานดาวเทียมมีราคาแพงมากและมีจำกัดมาก เซลล์พลังงานนิวเคลียร์มักใช้เพื่อส่งยานสำรวจอวกาศไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่น

ดาวเทียมทุกดวงมีคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดเพื่อควบคุมและตรวจสอบระบบต่างๆ ทุกคนมีวิทยุและเสาอากาศ อย่างน้อยที่สุด ดาวเทียมส่วนใหญ่จะมีเครื่องส่งวิทยุและเครื่องรับวิทยุ เพื่อให้ลูกเรือภาคพื้นดินสามารถสืบค้นและตรวจสอบสถานะของดาวเทียมได้ ดาวเทียมหลายดวงยอมให้ทำสิ่งต่าง ๆ มากมาย ตั้งแต่การเปลี่ยนวงโคจรไปจนถึงการตั้งโปรแกรมระบบคอมพิวเตอร์ใหม่

อย่างที่คุณคาดหวัง การรวมระบบทั้งหมดเหล่านี้เข้าด้วยกันไม่ใช่เรื่องง่าย มันต้องใช้เวลาหลายปี ทุกอย่างเริ่มต้นด้วยการกำหนดเป้าหมายภารกิจ การกำหนดพารามิเตอร์ช่วยให้วิศวกรสามารถประกอบเครื่องมือที่จำเป็นและติดตั้งตามลำดับที่ถูกต้อง เมื่ออนุมัติข้อกำหนด (และงบประมาณ) แล้ว การประกอบดาวเทียมจึงเริ่มต้นขึ้น เกิดขึ้นในห้องสะอาด ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมที่ปลอดเชื้อ ซึ่งจะรักษาอุณหภูมิและความชื้นตามที่ต้องการ และปกป้องดาวเทียมในระหว่างการพัฒนาและการประกอบ

ดาวเทียมประดิษฐ์มักจะสั่งทำ บริษัทบางแห่งได้พัฒนาดาวเทียมแบบโมดูลาร์ กล่าวคือ โครงสร้างที่การประกอบทำให้สามารถติดตั้งองค์ประกอบเพิ่มเติมได้ตามข้อกำหนดเฉพาะ ตัวอย่างเช่น ดาวเทียมโบอิ้ง 601 มีโมดูลพื้นฐานสองโมดูล - แชสซีสำหรับขนส่งระบบย่อยแรงขับ อิเล็กทรอนิกส์ และแบตเตอรี่ และชุดชั้นวางแบบรังผึ้งสำหรับจัดเก็บอุปกรณ์ ความเป็นโมดูลนี้ช่วยให้วิศวกรสามารถประกอบดาวเทียมจากช่องว่างแทนที่จะเริ่มต้นใหม่

ดาวเทียมถูกปล่อยสู่วงโคจรอย่างไร?

ปัจจุบัน ดาวเทียมทุกดวงถูกปล่อยขึ้นสู่วงโคจรด้วยจรวด หลายคนขนส่งพวกมันไปที่แผนกขนส่งสินค้า

ในการปล่อยดาวเทียมส่วนใหญ่ จรวดจะถูกปล่อยขึ้นตรงๆ ซึ่งช่วยให้สามารถเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้นผ่านชั้นบรรยากาศหนาทึบและลดการใช้เชื้อเพลิง หลังจากที่จรวดทะยานขึ้น กลไกการควบคุมของจรวดจะใช้ระบบนำทางเฉื่อยเพื่อคำนวณการปรับที่จำเป็นในหัวฉีดของจรวดเพื่อให้ได้ระดับเสียงที่ต้องการ

หลังจากที่จรวดเข้าสู่อากาศเบาบางที่ระดับความสูงประมาณ 193 กิโลเมตร ระบบนำทางจะปล่อยจรวดขนาดเล็กซึ่งเพียงพอที่จะพลิกจรวดให้อยู่ในแนวนอนได้ หลังจากนั้นดาวเทียมก็จะถูกปล่อยออกมา จรวดขนาดเล็กจะถูกยิงอีกครั้งและสร้างความแตกต่างในระยะห่างระหว่างจรวดกับดาวเทียม

ความเร็วและความสูงของวงโคจร

จรวดจะต้องมีความเร็วถึง 40,320 กิโลเมตรต่อชั่วโมงจึงจะหลุดพ้นจากแรงโน้มถ่วงของโลกและบินสู่อวกาศได้อย่างสมบูรณ์ ความเร็วในอวกาศนั้นมากกว่าที่ดาวเทียมต้องการในวงโคจรมาก พวกเขาไม่ได้หนีจากแรงโน้มถ่วงของโลก แต่อยู่ในสภาพสมดุล ความเร็ววงโคจรคือความเร็วที่จำเป็นในการรักษาสมดุลระหว่างแรงดึงโน้มถ่วงและการเคลื่อนที่เฉื่อยของดาวเทียม โดยมีความเร็วประมาณ 27,359 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ที่ระดับความสูง 242 กิโลเมตร หากไม่มีแรงโน้มถ่วง ความเฉื่อยจะนำพาดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศ แม้จะมีแรงโน้มถ่วง หากดาวเทียมเคลื่อนที่เร็วเกินไป ดาวเทียมก็จะถูกพาขึ้นสู่อวกาศ หากดาวเทียมเคลื่อนที่ช้าเกินไป แรงโน้มถ่วงจะดึงมันกลับมายังโลก

ความเร็ววงโคจรของดาวเทียมขึ้นอยู่กับระดับความสูงเหนือพื้นโลก ยิ่งเข้าใกล้โลกมากเท่าไร ความเร็วก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น ที่ระดับความสูง 200 กิโลเมตร ความเร็ววงโคจรอยู่ที่ 27,400 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เพื่อรักษาวงโคจรไว้ที่ระดับความสูง 35,786 กิโลเมตร ดาวเทียมจะต้องเดินทางด้วยความเร็ว 11,300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ความเร็ววงโคจรนี้ทำให้ดาวเทียมทำการบินผ่านหนึ่งครั้งทุกๆ 24 ชั่วโมง เนื่องจากโลกหมุนรอบตัวเองเป็นเวลา 24 ชั่วโมง ดาวเทียมที่ระดับความสูง 35,786 กิโลเมตรจึงอยู่ในตำแหน่งคงที่สัมพันธ์กับพื้นผิวโลก ตำแหน่งนี้เรียกว่าค้างฟ้า วงโคจรค้างฟ้าเหมาะสำหรับดาวเทียมสภาพอากาศและการสื่อสาร

โดยทั่วไป ยิ่งวงโคจรสูง ดาวเทียมก็จะอยู่ที่นั่นได้นานขึ้นเท่านั้น ที่ระดับความสูงต่ำ ดาวเทียมจะอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลกซึ่งสร้างแรงต้าน ที่ระดับความสูงแทบไม่มีแรงต้านทาน และดาวเทียมก็เหมือนกับดวงจันทร์ ที่สามารถอยู่ในวงโคจรได้นานหลายศตวรรษ

ประเภทของดาวเทียม

บนโลก ดาวเทียมทุกดวงมีลักษณะคล้ายกัน - กล่องหรือทรงกระบอกมันเงาประดับด้วยปีกที่ทำจากแผงโซลาร์เซลล์ แต่ในอวกาศ เครื่องจักรตัดไม้เหล่านี้มีพฤติกรรมแตกต่างกันมาก ขึ้นอยู่กับเส้นทางการบิน ระดับความสูง และทิศทางของพวกมัน ส่งผลให้การจำแนกประเภทดาวเทียมกลายเป็นเรื่องที่ซับซ้อน วิธีหนึ่งคือการกำหนดวงโคจรของยานที่สัมพันธ์กับดาวเคราะห์ (โดยปกติคือโลก) โปรดจำไว้ว่ามีสองวงโคจรหลัก: ทรงกลมและวงรี ดาวเทียมบางดวงเริ่มต้นในวงรีแล้วเข้าสู่วงโคจรเป็นวงกลม ส่วนบางดวงเดินไปตามเส้นทางวงรีที่เรียกว่าวงโคจรโมลนิยา วัตถุเหล่านี้มักจะหมุนวนจากเหนือจรดใต้ผ่านขั้วโลกและบินผ่านโดยสมบูรณ์ภายใน 12 ชั่วโมง

ดาวเทียมที่โคจรรอบขั้วโลกยังส่งผ่านขั้วแต่ละรอบด้วย แม้ว่าวงโคจรของพวกมันจะมีวงรีน้อยกว่าก็ตาม วงโคจรขั้วโลกยังคงคงที่ในอวกาศในขณะที่โลกหมุน เป็นผลให้โลกส่วนใหญ่เคลื่อนผ่านใต้ดาวเทียมในวงโคจรขั้วโลก เนื่องจากวงโคจรขั้วโลกให้การครอบคลุมดาวเคราะห์ได้ดีเยี่ยม จึงใช้ในการทำแผนที่และการถ่ายภาพ นักพยากรณ์ยังอาศัยเครือข่ายดาวเทียมขั้วโลกทั่วโลกที่โคจรรอบโลกของเราทุกๆ 12 ชั่วโมง

คุณยังสามารถจำแนกดาวเทียมตามความสูงเหนือพื้นผิวโลกได้ ตามโครงการนี้มีสามประเภท:

• วงโคจรโลกต่ำ (LEO) - ดาวเทียม LEO ครอบครองพื้นที่ว่างตั้งแต่ 180 ถึง 2,000 กิโลเมตรเหนือพื้นโลก ดาวเทียมที่โคจรใกล้พื้นผิวโลกเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสังเกตการณ์ วัตถุประสงค์ทางการทหาร และรวบรวมข้อมูลสภาพอากาศ
• วงโคจรโลกขนาดกลาง (MEO) - ดาวเทียมเหล่านี้บินจากความสูง 2,000 ถึง 36,000 กม. เหนือพื้นโลก ดาวเทียมนำทาง GPS ทำงานได้ดีที่ระดับความสูงนี้ ความเร็ววงโคจรโดยประมาณคือ 13,900 กม./ชม.
• วงโคจรค้างฟ้า (geosynchronous) - ดาวเทียมค้างฟ้าโคจรรอบโลกที่ระดับความสูงเกิน 36,000 กม. และมีความเร็วการหมุนเท่ากับดาวเคราะห์ ดังนั้นดาวเทียมในวงโคจรนี้จึงอยู่ในตำแหน่งเดียวกันบนโลกเสมอ ดาวเทียมค้างฟ้าหลายดวงบินไปตามเส้นศูนย์สูตร ซึ่งทำให้เกิดการจราจรติดขัดมากมายในภูมิภาคนี้ ดาวเทียมโทรทัศน์ การสื่อสาร และตรวจอากาศหลายร้อยดวงใช้วงโคจรค้างฟ้า

ท้ายที่สุด เราสามารถนึกถึงดาวเทียมในแง่ของการ "ค้นหา" วัตถุส่วนใหญ่ที่ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมานั้นกำลังมองดูโลก ดาวเทียมเหล่านี้มีกล้องและอุปกรณ์ที่สามารถมองเห็นโลกของเราในช่วงความยาวคลื่นแสงที่แตกต่างกัน ทำให้เราเพลิดเพลินไปกับทัศนียภาพอันงดงามของโทนอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรดบนโลกของเรา มีดาวเทียมจำนวนน้อยลงที่หันมาจ้องมองไปยังอวกาศ โดยจะสังเกตดวงดาว ดาวเคราะห์ และกาแล็กซี และสแกนหาวัตถุ เช่น ดาวเคราะห์น้อยและดาวหาง ที่อาจชนกับโลก

ดาวเทียมที่รู้จัก

จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ดาวเทียมยังคงเป็นเครื่องมือที่แปลกใหม่และเป็นความลับสุดยอด ซึ่งใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการทหารในการนำทางและการจารกรรมเป็นหลัก ตอนนี้พวกเขาได้กลายเป็นส่วนสำคัญในชีวิตประจำวันของเราแล้ว ต้องขอบคุณพวกเขาที่ทำให้เรารู้พยากรณ์อากาศ (แม้ว่านักพยากรณ์อากาศมักจะผิดบ่อยมากก็ตาม) เราดูทีวีและเข้าถึงอินเทอร์เน็ตด้วยดาวเทียม GPS ในรถยนต์และสมาร์ทโฟนช่วยให้เราไปยังที่ที่เราต้องไป มันคุ้มค่าที่จะพูดถึงการมีส่วนร่วมอันล้ำค่าของกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลและการทำงานของนักบินอวกาศบน ISS หรือไม่?

อย่างไรก็ตาม มีฮีโร่ในวงโคจรตัวจริงอยู่ มาทำความรู้จักกับพวกเขากันดีกว่า

1. ดาวเทียม Landsat ถ่ายภาพโลกมาตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1970 และครองสถิติการสำรวจพื้นผิวโลก Landsat-1 หรือที่รู้จักกันในชื่อ ERTS (Earth Resources Technology Satellite) ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 23 กรกฎาคม พ.ศ. 2515 โดยบรรทุกเครื่องมือหลักสองชิ้น ได้แก่ กล้องและเครื่องสแกนมัลติสเปกตรัม ซึ่งสร้างโดยบริษัท Hughes Aircraft Company และสามารถบันทึกข้อมูลเป็นสเปกตรัมสีเขียว สีแดง และสเปกตรัมอินฟราเรดสองดวง ดาวเทียมสร้างภาพที่งดงามเช่นนี้และถือว่าประสบความสำเร็จอย่างมากจนมีซีรีส์ตามมาอีก NASA ปล่อยดาวเทียม Landsat-8 ลำสุดท้ายในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2556 ยานพาหนะคันนี้บรรทุกเซ็นเซอร์สังเกตการณ์โลกสองตัว ได้แก่ Operational Land Imager และเซ็นเซอร์อินฟราเรดความร้อน ซึ่งรวบรวมภาพหลายสเปกตรัมของบริเวณชายฝั่ง น้ำแข็งขั้วโลก เกาะ และทวีป
2. ดาวเทียมสิ่งแวดล้อมปฏิบัติการค้างฟ้า (GOES) โคจรรอบโลกในวงโคจรค้างฟ้า โดยแต่ละดวงจะรับผิดชอบในส่วนที่คงที่ของโลก ช่วยให้ดาวเทียมติดตามบรรยากาศอย่างใกล้ชิดและตรวจจับการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศที่อาจนำไปสู่พายุทอร์นาโด พายุเฮอริเคน น้ำท่วม และพายุฟ้าผ่า นอกจากนี้ ดาวเทียมยังใช้ในการประมาณปริมาณน้ำฝนและการสะสมของหิมะ วัดขอบเขตของหิมะปกคลุม และติดตามการเคลื่อนที่ของทะเลและทะเลสาบน้ำแข็ง ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2517 มีดาวเทียม GOES 15 ดวงถูกส่งขึ้นสู่วงโคจร แต่มีดาวเทียมเพียง 2 ดวงเท่านั้นคือ GOES West และ GOES East ที่คอยติดตามสภาพอากาศในแต่ละครั้ง
3. เจสัน-1 และเจสัน-2 มีบทบาทสำคัญในการวิเคราะห์มหาสมุทรโลกในระยะยาว NASA ปล่อยดาวเทียมเจสัน-1 ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2544 เพื่อทดแทนดาวเทียม NASA/CNES Topex/Poseidon ซึ่งเคยปฏิบัติการเหนือโลกมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2535 เป็นเวลาเกือบสิบสามปีที่ Jason-1 วัดระดับน้ำทะเล ความเร็วลม และความสูงของคลื่นในมหาสมุทรมากกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ที่ปราศจากน้ำแข็งของโลก NASA ปลดประจำการ Jason-1 อย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 3 กรกฎาคม 2013 เจสัน-2 เข้าสู่วงโคจรในปี พ.ศ. 2551 มีเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูงซึ่งทำให้สามารถวัดระยะทางจากดาวเทียมไปยังพื้นผิวมหาสมุทรได้อย่างแม่นยำหลายเซนติเมตร ข้อมูลเหล่านี้ นอกเหนือจากคุณค่าที่พวกเขามีต่อนักสมุทรศาสตร์แล้ว ยังให้ข้อมูลเชิงลึกที่ครอบคลุมเกี่ยวกับพฤติกรรมของรูปแบบสภาพภูมิอากาศโลกอีกด้วย

ดาวเทียมมีราคาเท่าไร?

หลังจากสปุตนิกและนักสำรวจ ดาวเทียมก็มีขนาดใหญ่ขึ้นและซับซ้อนมากขึ้น ยกตัวอย่างเช่น TerreStar-1 ดาวเทียมเชิงพาณิชย์ที่จะให้บริการข้อมูลมือถือในอเมริกาเหนือสำหรับสมาร์ทโฟนและอุปกรณ์ที่คล้ายกัน TerreStar-1 เปิดตัวในปี 2552 มีน้ำหนัก 6,910 กิโลกรัม และเมื่อใช้งานเต็มที่ ก็เผยให้เห็นเสาอากาศสูง 18 เมตร และแผงโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ที่มีปีกกว้าง 32 เมตร

การสร้างเครื่องจักรที่ซับซ้อนดังกล่าวต้องใช้ทรัพยากรจำนวนมาก ดังนั้น ในอดีตมีเพียงหน่วยงานภาครัฐและองค์กรที่มีเงินลงทุนจำนวนมากเท่านั้นที่สามารถเข้าสู่ธุรกิจดาวเทียมได้ ค่าใช้จ่ายส่วนใหญ่ของดาวเทียมอยู่ที่อุปกรณ์ เช่น ทรานสปอนเดอร์ คอมพิวเตอร์ และกล้องถ่ายรูป ดาวเทียมตรวจสภาพอากาศทั่วไปมีราคาประมาณ 290 ล้านดอลลาร์ ดาวเทียมสอดแนมจะมีราคาสูงกว่า 100 ล้านเหรียญสหรัฐ เพิ่มค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและซ่อมแซมดาวเทียมด้วย บริษัทต่างๆ จะต้องชำระค่าแบนด์วิธดาวเทียมในลักษณะเดียวกับที่เจ้าของโทรศัพท์ชำระค่าบริการเซลลูล่าร์ บางครั้งมีค่าใช้จ่ายมากกว่า 1.5 ล้านเหรียญต่อปี

ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งคือต้นทุนการเริ่มต้น การปล่อยดาวเทียมหนึ่งดวงสู่อวกาศอาจมีราคาตั้งแต่ 10 ถึง 400 ล้านดอลลาร์ ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ จรวด Pegasus XL สามารถยกน้ำหนักได้ 443 กิโลกรัมขึ้นสู่วงโคจรโลกระดับต่ำ ในราคา 13.5 ล้านเหรียญสหรัฐ การปล่อยดาวเทียมขนาดใหญ่จะต้องมีการยกมากขึ้น จรวด Ariane 5G สามารถส่งดาวเทียมน้ำหนัก 18,000 กิโลกรัมขึ้นสู่วงโคจรต่ำได้ในราคา 165 ล้านดอลลาร์

แม้จะมีต้นทุนและความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการสร้าง การส่งและใช้งานดาวเทียม แต่บางบริษัทก็สามารถจัดการสร้างธุรกิจทั้งหมดที่อยู่รอบๆ ดาวเทียมได้ ตัวอย่างเช่น โบอิ้ง บริษัทได้ส่งดาวเทียมประมาณ 10 ดวงขึ้นสู่อวกาศในปี 2555 และได้รับคำสั่งซื้อมานานกว่าเจ็ดปี สร้างรายได้เกือบ 32 พันล้านดอลลาร์

อนาคตของดาวเทียม

เกือบห้าสิบปีหลังจากการเปิดตัวสปุตนิก ดาวเทียมก็เหมือนกับงบประมาณที่กำลังเติบโตและแข็งแกร่งขึ้น ตัวอย่างเช่น สหรัฐฯ ได้ใช้เงินไปเกือบ 2 แสนล้านดอลลาร์นับตั้งแต่เริ่มโครงการดาวเทียมทางทหาร และตอนนี้ แม้จะมีทั้งหมดนี้ แต่ก็มีกองดาวเทียมที่มีอายุมากที่รอการแทนที่ ผู้เชี่ยวชาญหลายคนกลัวว่าการสร้างและติดตั้งดาวเทียมขนาดใหญ่นั้นไม่สามารถเกิดขึ้นได้ด้วยเงินภาษีของผู้เสียภาษี วิธีแก้ปัญหาที่พลิกทุกอย่างกลับหัวกลับหางยังคงเป็นบริษัทเอกชนอย่าง SpaceX และบริษัทอื่นๆ ที่ชัดเจนว่าจะไม่ประสบกับความซบเซาของระบบราชการอย่าง NASA, NRO และ NOAA

อีกวิธีหนึ่งคือการลดขนาดและความซับซ้อนของดาวเทียม นักวิทยาศาสตร์จาก Caltech และ Stanford University เริ่มทำงานกับ CubeSat รูปแบบใหม่มาตั้งแต่ปี 1999 โดยอิงจากแบบเอกสารสำเร็จรูปที่มีขอบ 10 เซนติเมตร แต่ละลูกบาศก์มีส่วนประกอบสำเร็จรูปและสามารถใช้ร่วมกับลูกบาศก์อื่นๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและลดความเครียด ด้วยการออกแบบที่เป็นมาตรฐานและลดต้นทุนในการสร้างดาวเทียมแต่ละดวงตั้งแต่เริ่มต้น CubeSat หนึ่งดวงอาจมีราคาเพียง 100,000 ดอลลาร์

ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2556 NASA ตัดสินใจทดสอบหลักการง่ายๆ นี้ด้วย CubeSats สามเครื่องที่ขับเคลื่อนโดยสมาร์ทโฟนเชิงพาณิชย์ เป้าหมายคือนำไมโครแซทเทลไลท์ขึ้นสู่วงโคจรในช่วงเวลาสั้นๆ และถ่ายรูปด้วยโทรศัพท์ ขณะนี้หน่วยงานวางแผนที่จะปรับใช้เครือข่ายที่กว้างขวางของดาวเทียมดังกล่าว

ไม่ว่าดาวเทียมขนาดใหญ่หรือเล็กในอนาคตจะต้องสามารถสื่อสารกับสถานีภาคพื้นดินได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในอดีต NASA อาศัยการสื่อสารด้วยคลื่นความถี่วิทยุ แต่ RF ถึงขีดจำกัดแล้วเมื่อมีความต้องการพลังงานเพิ่มขึ้น เพื่อเอาชนะอุปสรรคนี้ นักวิทยาศาสตร์ของ NASA กำลังพัฒนาระบบการสื่อสารสองทางโดยใช้เลเซอร์แทนคลื่นวิทยุ เมื่อวันที่ 18 ตุลาคม 2556 นักวิทยาศาสตร์ได้ยิงลำแสงเลเซอร์เพื่อส่งข้อมูลจากดวงจันทร์สู่โลก (ที่ระยะทาง 384,633 กิโลเมตร) เป็นครั้งแรก และได้รับความเร็วในการส่งข้อมูลสูงสุดเป็นประวัติการณ์ที่ 622 เมกะบิตต่อวินาที

เออีเอส "คอสมอส"

“คอสมอส” เป็นชื่อของชุดดาวเทียมโลกเทียมของโซเวียตสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เทคนิค และอื่นๆ ในอวกาศใกล้โลก โครงการส่งดาวเทียมคอสมอสประกอบด้วยการศึกษารังสีคอสมิก แถบรังสีของโลกและชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ การแพร่กระจายของคลื่นวิทยุและการแผ่รังสีอื่น ๆ ในชั้นบรรยากาศของโลก กิจกรรมสุริยะและการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ในส่วนต่าง ๆ ของสเปกตรัม การทดสอบส่วนประกอบของยานอวกาศและ การชี้แจงอิทธิพลของสสารอุกกาบาตต่อองค์ประกอบโครงสร้างของยานอวกาศ ศึกษาอิทธิพลของความไร้น้ำหนักและปัจจัยทางจักรวาลอื่น ๆ ที่มีต่อวัตถุทางชีวภาพ ฯลฯ โครงการวิจัยที่กว้างขวางดังกล่าวและด้วยเหตุนี้จึงมีการเปิดตัวจำนวนมากที่ต้องเผชิญกับวิศวกรและนักออกแบบโดยมีหน้าที่ในการจำกัดการรวมการออกแบบระบบบริการของดาวเทียมประดิษฐ์คอสมอส การแก้ปัญหานี้ทำให้สามารถดำเนินโปรแกรมการเปิดตัวบางอย่างโดยใช้ตัวเครื่องเดียว องค์ประกอบมาตรฐานของระบบบริการ วงจรควบคุมทั่วไปสำหรับอุปกรณ์ออนบอร์ด ระบบจ่ายไฟแบบรวม และระบบและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่รวมเป็นหนึ่งเดียว . สิ่งนี้ทำให้การผลิตคอสมอสและระบบส่วนประกอบเป็นชุดเป็นไปได้ การเตรียมการสำหรับการปล่อยดาวเทียมง่ายขึ้น และลดต้นทุนการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ลงอย่างมาก

ดาวเทียมคอสมอสถูกส่งเข้าสู่วงโคจรทรงกลมและวงรี ซึ่งมีช่วงระดับความสูงตั้งแต่ 140 (คอสมอส-244) ถึง 60,600 กม. (คอสมอส-159) และช่วงความเอียงของวงโคจรที่หลากหลายตั้งแต่ 0.1° (คอสมอส-775) ถึง 98 ° (“Cosmos-1484”) อนุญาตให้ส่งอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ไปยังเกือบทุกพื้นที่ของอวกาศใกล้โลก คาบการโคจรของดาวเทียมคอสมอสอยู่ในช่วง 87.3 นาที (คอสมอส-244) ถึง 24 ชั่วโมง 2 นาที (คอสมอส-775) เวลาดำเนินการของดาวเทียมคอสมอสนั้นขึ้นอยู่กับโปรแกรมการปล่อยทางวิทยาศาสตร์ พารามิเตอร์วงโคจร และทรัพยากรการทำงานของระบบออนบอร์ด ตัวอย่างเช่น Cosmos-27 อยู่ในวงโคจรเป็นเวลา 1 วัน และ Cosmos-80 ตามการคำนวณจะมีอยู่เป็นเวลา 10,000 ปี

การวางแนวของดาวเทียมโลกเทียม “คอสมอส” ขึ้นอยู่กับลักษณะของการวิจัยที่กำลังดำเนินการอยู่ ในการแก้ปัญหาเช่นการทดลองอุตุนิยมวิทยาศึกษาสเปกตรัมของรังสีที่ออกจากโลก ฯลฯ จะใช้ดาวเทียมที่มีการวางแนวสัมพันธ์กับโลก เมื่อศึกษากระบวนการที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์ จะใช้การดัดแปลง "จักรวาล" โดยหันเข้าหาดวงอาทิตย์ ระบบการวางแนวของดาวเทียมนั้นแตกต่างกัน - เครื่องบินไอพ่น (เครื่องยนต์จรวด), แรงเฉื่อย (มู่เล่หมุนภายในดาวเทียม) และอื่น ๆ ความแม่นยำในการวางแนวสูงสุดทำได้โดยระบบแบบรวม การส่งข้อมูลส่วนใหญ่ดำเนินการในช่วง 20, 30 และ 90 MHz ดาวเทียมบางดวงมีการติดตั้งการสื่อสารทางทีวี

ตามภารกิจที่ได้รับการแก้ไข ดาวเทียมจำนวนหนึ่งของซีรีส์ Cosmos มีแคปซูลสืบเชื้อสายเพื่อส่งอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์และวัตถุทดลองมายังโลก (“Cosmos-4, -110, -605, -782″ และอื่น ๆ ) การลงมาจากวงโคจรของแคปซูลนั้นมั่นใจได้ด้วยระบบขับเคลื่อนการเบรกพร้อมการวางแนวดาวเทียมเบื้องต้น ต่อจากนั้นแคปซูลจะชะลอตัวลงในชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นเนื่องจากแรงทางอากาศพลศาสตร์และที่ระดับความสูงหนึ่งระบบร่มชูชีพจะเปิดใช้งาน

บนดาวเทียม Kosmos-4, -7, -137, -208, -230, -669” และอื่น ๆ มีการดำเนินการโครงการวิจัยเกี่ยวกับรังสีคอสมิกปฐมภูมิและแถบรังสีของโลกรวมถึงการวัดเพื่อความปลอดภัยของรังสีในระหว่างมนุษย์ เที่ยวบิน (ตัวอย่างเช่นบน "Cosmos-7" ระหว่างการบินของยานอวกาศ "Vostok-3, -4") ในที่สุดเที่ยวบิน "Cosmos-135" และ "Cosmos-163" ก็ขจัดข้อสันนิษฐานที่มีมายาวนานเกี่ยวกับการมีอยู่ของเมฆฝุ่นรอบโลก ดาวเทียมประดิษฐ์ "คอสมอส" ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการแก้ปัญหาเศรษฐกิจของประเทศ ตัวอย่างเช่น “การศึกษาการกระจายตัวและการก่อตัวของระบบเมฆในชั้นบรรยากาศโลก” เป็นหนึ่งในรายการในโครงการปล่อยดาวเทียมคอสมอส ทำงานในทิศทางนี้ตลอดจนประสบการณ์ที่สั่งสมมาในการใช้งานดาวเทียม Kosmos-14, -122, -144, -156, -184, -206 และอื่น ๆ นำไปสู่การสร้างดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา Meteor และจากนั้นก็ Meteorอุตุนิยมวิทยา ระบบอวกาศ” ดาวเทียมคอสมอสใช้สำหรับการนำทาง การสำรวจทางธรณีวิทยา และอื่นๆ

การทดลองจำนวนมากบนดาวเทียมเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการศึกษาบรรยากาศชั้นบน ไอโอโนสเฟียร์ การแผ่รังสีของโลก และปรากฏการณ์ทางธรณีฟิสิกส์อื่น ๆ (ตัวอย่างเช่น การศึกษาการกระจายตัวของไอน้ำในชั้นมีโซสเฟียร์ - บนคอสมอส-45, -65, ศึกษาการส่งผ่านของคลื่นวิทยุยาวพิเศษผ่านชั้นไอโอโนสเฟียร์ - บนคอสมอส -142" การสังเกตการปล่อยคลื่นวิทยุความร้อนจากพื้นผิวโลกและการศึกษาชั้นบรรยากาศของโลกด้วยคลื่นวิทยุและรังสีซับมิลมิเตอร์ของมันเอง - บน "คอสมอส-243 - 669"; การทดลองแมสสเปกโตรมิเตอร์ - บน "Cosmos-274") บนดาวเทียม Cosmos-166, -230 ได้ทำการศึกษารังสีเอกซ์จากดวงอาทิตย์รวมถึงระหว่างเปลวสุริยะบน Cosmos-215 ได้ทำการศึกษาการกระเจิงของรังสี Lyman-alpha ใน geocorona (กล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็ก 8 ตัวถูก ติดตั้งบนดาวเทียม) บน "Cosmos-142" ได้ทำการศึกษาการพึ่งพาความเข้มของการปล่อยคลื่นวิทยุจักรวาลกับปัจจัยหลายประการ บนดาวเทียมคอสมอสบางดวง มีการทดลองเพื่อศึกษาอนุภาคดาวตก (คอสมอส-135 และอื่นๆ) บนคอสมอส-140, -656 และดาวเทียมอื่นๆ การทดสอบได้ดำเนินการโดยใช้ระบบแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดที่มีความแรงของสนามแม่เหล็กสูงถึง 1.6 MA/m ซึ่งสามารถใช้เพื่อวิเคราะห์อนุภาคที่มีประจุด้วยพลังงานสูงถึงหลาย GeV บนดาวเทียมดวงเดียวกัน ได้ทำการศึกษาฮีเลียมเหลวซึ่งอยู่ในสถานะวิกฤตยิ่งยวด ดาวเทียมคอสมอส-84, -90 มีเครื่องกำเนิดไอโซโทปเป็นส่วนหนึ่งของระบบจ่ายไฟ เครื่องกำเนิดโมเลกุลควอนตัมออนบอร์ดได้รับการติดตั้งบนดาวเทียม Cosmos-97 การทดลองซึ่งทำให้สามารถเพิ่มความแม่นยำของระบบเวลารวมภาคพื้นดินและอวกาศ ความไวของอุปกรณ์รับ และความเสถียรของความถี่ของคลื่นวิทยุของ เครื่องส่งหลายขนาด

การทดลองทางการแพทย์และชีววิทยาได้ดำเนินการกับดาวเทียม Cosmos จำนวนหนึ่งซึ่งทำให้สามารถกำหนดระดับอิทธิพลของปัจจัยการบินอวกาศที่มีต่อสถานะการทำงานของวัตถุทางชีวภาพ - จากสาหร่ายเซลล์เดียวพืชและเมล็ดพืช (Cosmos-92, - 44, -109) สำหรับสุนัขและสัตว์อื่นๆ (“Cosmos-110, -782, -936”) การศึกษาผลการศึกษาเหล่านี้ร่วมกับข้อมูลจากการสังเกตทางการแพทย์ของร่างกายมนุษย์ในอวกาศช่วยในการพัฒนารูปแบบการทำงาน การพักผ่อน และโภชนาการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับนักบินอวกาศ เพื่อสร้างอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับยานอวกาศและสำหรับลูกเรือ ยานอวกาศ--เสื้อผ้าและอาหาร บน Cosmos-690 มีการศึกษาผลกระทบของรังสีต่อสิ่งมีชีวิต และเพื่อจำลองเปลวสุริยะอันทรงพลังบนดาวเทียม จึงใช้แหล่งกำเนิดรังสี (ซีเซียม-137) ที่มีกิจกรรม 1.2-1,014 การกระจาย/วินาที มีการติดตั้งเครื่องหมุนเหวี่ยงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 60 ซม. บนดาวเทียม Cosmos-782 ด้วยความช่วยเหลือซึ่งได้ศึกษาความเป็นไปได้ในการสร้างงานศิลปะแรงโน้มถ่วงและผลกระทบต่อวัตถุทางชีวภาพ บนดาวเทียมชีวภาพจำนวนหนึ่ง (เช่น Kosmos-605, -690 และอื่น ๆ )

ดาวเทียมคอสมอสบางดวงได้รับการทดสอบว่าเป็นยานอวกาศไร้คนขับ ในระหว่างการบินร่วมกันของดาวเทียม Kosmos-186 และ Kosmos-188 ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2510 เป็นครั้งแรกในโลกที่มีการนัดพบและเทียบท่าอัตโนมัติในวงโคจร หลังจากปลดประจำการแล้ว การบินอัตโนมัติของพวกเขายังคงดำเนินต่อไปและยานพาหนะที่สืบเชื้อสายมาก็ได้ลงจอดในอาณาเขตของสหภาพโซเวียต ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2511 มีการเชื่อมต่ออัตโนมัติในวงโคจรระหว่างการบินของ Kosmos-212 และ Kosmos-213 - ดาวเทียมทั้งสอง (ยานพาหนะสืบเชื้อสาย) ก็ลงจอดในอาณาเขตของสหภาพโซเวียตเช่นกัน ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2524 เพื่อทดสอบระบบบนยานอวกาศลำใหม่ ดาวเทียมคอสมอส-1267 ได้เชื่อมต่อกับสถานีวงโคจรอวกาศซัลยุต-6 จนถึงวันที่ 29 กรกฎาคม พ.ศ. 2525 สถานีวงโคจรและดาวเทียมเทียมอยู่ในสถานะเทียบชิดขอบ บนดาวเทียมซีรีส์คอสมอส แต่ละระบบได้รับการทดสอบและอุปกรณ์ของยานอวกาศอื่นๆ อีกมากมายได้รับการทดสอบ ดังนั้นใน "Cosmos-41" องค์ประกอบการออกแบบบางส่วนของดาวเทียมสื่อสาร Molniya จึงได้รับการทดสอบซึ่งเมื่อรวมกับอุปกรณ์รับส่งสัญญาณและเสาอากาศที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษที่สถานีภาคพื้นดินตอนนี้กลายเป็นระบบถาวรของการสื่อสารในอวกาศระยะไกล "Cosmos -1,000” ดำเนินงานการนำทาง ส่วนประกอบต่างๆ ของยานสำรวจดวงจันทร์ได้รับการทดสอบบนดาวเทียมคอสมอส

ความร่วมมือระหว่างประเทศเชิงปฏิบัติระหว่างประเทศสังคมนิยมในการศึกษาอวกาศเริ่มต้นด้วยการปล่อยดาวเทียมโลกเทียม "คอสมอส" ภารกิจหลักของดาวเทียม Cosmos-261 ซึ่งเปิดตัวในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2511 คือการทำการทดลองที่ซับซ้อน รวมถึงการวัดโดยตรงบนดาวเทียม โดยเฉพาะลักษณะของอิเล็กตรอนและโปรตอนที่ทำให้เกิดแสงออโรร่า และความแปรผันของความหนาแน่นของส่วนบนของดาวเทียม บรรยากาศระหว่างแสงออโรร่าเหล่านี้ และการศึกษาแสงออโรร่าภาคพื้นดิน สถาบันวิทยาศาสตร์และหอสังเกตการณ์ของสาธารณรัฐประชาชนเบลารุส ฮังการี สาธารณรัฐประชาธิปไตยเยอรมัน โปแลนด์ สาธารณรัฐสังคมนิยม สหภาพโซเวียต และเชโกสโลวะเกียเข้าร่วมในงานนี้ ผู้เชี่ยวชาญจากฝรั่งเศส สหรัฐอเมริกา และประเทศอื่นๆ ได้เข้าร่วมในการทดลองเกี่ยวกับดาวเทียมในซีรี่ส์นี้ด้วย

ดาวเทียมโลก "คอสมอส" เปิดตัวตั้งแต่ปีพ.ศ. 2505 โดยใช้ยานปล่อย "คอสมอส", "โซยุซ", "โปรตอน" และอื่น ๆ ที่สามารถส่งมอบน้ำหนักบรรทุกที่มีน้ำหนักมากถึงหลายตันขึ้นสู่วงโคจร จนถึงปี 1964 ดาวเทียมคอสมอสก็ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรโดยยานปล่อยวอสตอค เมื่อวันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2527 มีการปล่อยดาวเทียมโลกเทียม "คอสมอส" จำนวน 1,521 ดวง