Proč jsou ve vesmíru potřebné satelity? Typy umělých družic. Jaké měsíce má Mars?

Moderní lidský život je již nemyslitelný bez umělých družic Země, protože s jejich pomocí sledujeme počasí a vytváříme jeho předpověď, družice poskytují lidem komunikaci na velké vzdálenosti, pomocí družic lidé provádějí jedinečné a různé studie ve vesmíru, což je v podstatě nemožné udělat na Zemi. Životní historie satelitu ale ještě není 60 let stará. První umělá družice Země byla vypuštěna v SSSR 4. října 1957, přesně před 56 lety. V současné době létá kolem naší planety na různých drahách obrovské množství různých satelitů, které vykonávají různé práce. Jaké satelity tedy slouží lidem?

Družice zajišťující komunikaci jsou pravděpodobně nejoblíbenějším typem satelitního provozu a takříkajíc nejzřejmějším, protože ve vysokých nadmořských výškách mohou být signály přijímané a vysílané satelitem přijímány v bodech na Zemi, které se nacházejí ve značné vzdálenosti od sebe. S pomocí komunikačních satelitů sledujeme televizní pořady, telefonujeme a přistupujeme k internetu.

Satelity, které zajišťují navigaci na Zemi. Mnozí jistě slyšeli o GPS navigaci, s jejíž pomocí může člověk přesně určit polohu určitých objektů. To je přesně ta práce, kterou dělají satelitní navigátoři. Pomocí GPS navigátorů zabudovaných do mobilních telefonů, PDA a počítačů v autech může každý určit svou polohu a vykreslit trasy s ohledem na dopravní značky, vyhledat na mapě domy a ulice, které potřebuje, atd.

Další nejoblíbenější družicí je meteorologická družice, která sleduje změny počasí na Zemi a studuje klima naší planety. Díky meteorologickým družicím vytvářejí předpovědi počasí své předpovědi počasí.

Armáda si samozřejmě nemohla nechat ujít tak skvělou příležitost k vzájemnému špehování z vesmíru. Jak se říká, sedím vysoko a dívám se do dálky. Špionážní satelity mohou pořizovat fotografie objektů na Zemi ve vysokém rozlišení, poslouchat komunikační systémy, provádět dohled a tak dále.

Satelity jsou také nepostradatelnými pomocníky vědců při jejich vědeckém výzkumu. Výzkumné družice studují magnetické pole Země a radiační podmínky, využívají je geodeti, kartografové a další specialisté. Zvláštním typem výzkumných družic jsou biosatelity, na kterých vědci provádějí své experimenty, řeší různé technické problémy kosmonautiky atd.

A samozřejmě, že ve svém výzkumu používají satelity astronomové, kteří mohou pozorovat vzdálené galaxie a další vesmírné objekty z vesmíru, zatímco zemská atmosféra nezkresluje signály přijímané z vesmíru. Jedním z nejznámějších astronomických satelitů je slavný Hubbleův dalekohled.

Telekomunikační satelity jsou obvykle umístěny na geostacionární oběžné dráze (GEO). což je kruhová dráha s výškou 35 786 kilometrů nad zemským rovníkem a sleduje směr rotace Země. Objekt v GEO má oběžnou dobu rovnou jeho rotační periodě, takže pozorovatelům na zemi se jeví jako nehybný a zaujímá pevnou pozici na obloze.

Satelity v GEO umožňují neustálou komunikaci, vysílající vysokofrekvenční signály z pevných antén. Tyto signály se příliš neliší od signálů používaných v pozemním televizním vysílání a mají obvykle 3 až 50krát vyšší frekvenci. Signál přijatý satelitem je zesílen a přenášen zpět na Zemi, což umožňuje komunikaci mezi body umístěnými tisíce kilometrů od sebe.

Zvláštní vlastností, která činí geostacionární satelity mimořádně atraktivní, je jejich schopnost přenášet informace. Přenesený signál může být přijímán anténami kdekoli v oblasti pokrytí satelitu, srovnatelné s velikostí země, regionu, kontinentu nebo dokonce celé polokoule. Přímým uživatelem satelitu se může stát každý, kdo má malou anténu o průměru 40-50 cm.

Družice pracující na geostacionární dráze nepotřebuje žádný motor a její pobyt na oběžné dráze Země může trvat řadu let. Tření z tenké horní atmosféry ji nakonec zpomalí a způsobí, že klesne níže a nakonec shoří ve spodní atmosféře.

Pokud je satelit vypuštěn s větším množstvím paliva, pohybuje se rychleji a jeho orbitální poloměr je větší. Velká oběžná dráha znamená, že úhlový pohyb satelitu kolem Země je pomalejší. Například Měsíc, který se nachází 380 000 km od Země, má oběžnou dobu 28 dní.

Satelity na nízké oběžné dráze (LEO), jako je , mnoho vědeckých a pozorovacích satelitů operují v mnohem nižších výškách: obíhají Zemi přibližně za 90 minut ve výškách několika set kilometrů.

Telekomunikační satelity mohou být také na LEO a jsou viditelné z libovolného místa po dobu 10-20 minut. Pro zaručení kontinuity přenosu informací v tomto případě bude nutné rozmístění desítek satelitů.

Telekomunikační systémy LEO mohou pro poskytování požadovaných služeb vyžadovat 48, 66, 77, 80 nebo dokonce 288 satelitů. Několik z těchto systémů bylo nasazeno pro zajištění komunikace pro mobilní terminály. Používají relativně nízké frekvence (1,5-2,5 GHz), které jsou ve stejném rozsahu jako frekvence používané v mobilních sítích GSM. Výhodou pro ně je, že tento typ satelitu nevyžaduje žádná drahá vysílací a přijímací zařízení: v tomto případě není nutné žádné pečlivé sledování satelitu. Nízká nadmořská výška navíc minimalizuje zpoždění přenosu signálu a vyžaduje menší výkon vysílače pro navázání komunikace.

V širokém slova smyslu je společníkem spolucestující nebo soudruh, někdo, kdo někoho doprovází na cestě. Ale nejen lidé mají satelity. Planety mají také své „spolucestovatele“. Co jsou? Kdy se poprvé objevil umělý satelit?

Vznik satelitů

V astronomii se pojem „satelit“ poprvé objevil díky vědci Johannesovi Keplerovi. Použil jej již v roce 1611 ve svém díle Narratio de Iovis Satellitibus. V obvyklém smyslu jsou planetární satelity vesmírná tělesa, která se točí kolem planet. Otáčejí se na své vlastní oběžné dráze pod vlivem gravitačních sil svého „staršího společníka“.

Přirozené satelity jsou tělesa, která se objevila přirozeně, bez lidského zásahu. Mohou být vytvořeny z plynu a prachu nebo z fragmentu nebeského tělesa, zachyceného gravitačními silami planety. Když se dostanou pod vliv gravitačních sil, jsou transformovány, například se stlačují a zhušťují, získávají kulový tvar (ne vždy) atd.

Předpokládá se, že většina moderních satelitů planet jsou jejich fragmenty, odlomené v důsledku srážky, nebo bývalé asteroidy. Zpravidla se skládají z ledu a minerálů, na rozdíl od planet nemají kovové jádro a jsou posety krátery a zlomy.

Když otevřete satelit, je mu přiděleno číslo. Pak má objevitel právo jej pojmenovat podle vlastního uvážení. Tradičně jsou jejich jména spojena s mytologií. Pouze Uran je má pojmenované podle literárních postav.

Satelity planet

Planety mohou mít širokou škálu „společníků“. Země má jen jeden - Měsíc, ale Jupiter jich má 69 Venuše a Merkur nemají žádné satelity. Tvrzení o jejich objevu se čas od času objeví, ale všechna jsou brzy vyvrácena.

Jupiterův měsíc Ganymedes je považován za největší ve sluneční soustavě. Skládá se z křemičitanů a ledu a dosahuje průměru 5 268 kilometrů. Dokončení revoluce kolem Jupiteru mu trvá 7 dní a 3 hodiny.

Mars má dva „spolucestovatele“ s působivými jmény Deimos a Phobos, které se z řečtiny překládají jako „hrůza“ a „strach“. Mají tvar blízký trojosému elipsoidu (délka poloos není stejná). Vědci říkají, že rychlost Phobosu se postupně snižuje a blíží se k planetě. Jednoho dne jednoduše spadne na Mars nebo se zhroutí a vytvoří planetární prstenec.

Měsíc

Jediný přirozený satelit Země je Měsíc. Toto je námi nejbližší a nejvíce prozkoumané nebeské těleso mimo planetu Zemi. Má jádro, spodní, střední, horní plášť a kůru. Měsíc má také atmosféru.

Kůra satelitu se skládá z regolitu - zbytkové půdy tvořené prachem a skalnatými úlomky meteoritů. Povrch Měsíce pokrývají hory, brázdy, hřbety a také moře (velké nížiny pokryté ztuhlou lávou). Jeho atmosféra je velmi řídká, a proto je nebe nad ním vždy černé a hvězdné.

Pohyb Měsíce kolem Země je složitý. Ovlivňuje ji nejen gravitace naší planety, ale i její zploštělý tvar a také gravitace Slunce, které Měsíc silněji přitahuje. Jeho kompletní oběh trvá 27,3 dne. Jeho oběžná dráha je v rovině ekliptiky, zatímco většina ostatních satelitů se nachází v rovníku.

Měsíc se také otáčí kolem své vlastní osy. Tento pohyb je však synchronizován tak, že k Zemi směřuje vždy stejnou stranou. Stejný jev je pozorován u Pluta a jeho satelitu Charon.

Umělé satelity

Umělé družice jsou zařízení vytvořená člověkem a vyslaná na oběžnou dráhu blízkou planetě. Uvnitř obsahují různé nástroje nezbytné pro výzkum.

Zpravidla jsou bez posádky a ovládané z pozemských vesmírných stanic. K jejich vypuštění do vesmíru se používají speciální pilotovaná vozidla. Satelity jsou:

• výzkum - pro studium vesmíru a nebeských těles;
• navigace - určit polohu objektů Země, určit rychlost a směr přijímače signálu (GPS, Glonas);
• komunikační satelity - přenášejí rádiové signály mezi vzdálenými body na Zemi;
• meteorologické - přijímá údaje o stavu atmosféry pro předpověď počasí.

První umělá družice Země byla vypuštěna během studené války v roce 1957. Byl odeslán ze SSSR a jmenoval se Sputnik 1. O rok později Spojené státy vydaly Explorer 1. Jen o několik let později je následovala Velká Británie, Kanada, Itálie, Francie, Austrálie a mnoho dalších zemí.

Na vnější straně Sputniku vysílají čtyři bičové antény na krátkovlnných frekvencích nad a pod současným standardem (27 MHz). Sledovací stanice na Zemi zachytily rádiový signál a potvrdily, že malá družice přežila start a byla úspěšně na kurzu kolem naší planety. O měsíc později Sovětský svaz vypustil Sputnik 2 na oběžnou dráhu. Uvnitř kapsle byl pes Laika.

V prosinci 1957 se američtí vědci snažili držet krok se svými protivníky ze studené války a pokusili se umístit satelit na oběžnou dráhu planety Vanguard. Bohužel raketa při startu havarovala a shořela. Krátce nato, 31. ledna 1958, Spojené státy zopakovaly sovětský úspěch tím, že přijaly plán Wernhera von Brauna vypustit družici Explorer 1 pomocí americké rakety. Červený kámen. Explorer 1 nesl přístroje k detekci kosmického záření a v experimentu Jamese Van Allena z University of Iowa zjistil, že existuje mnohem méně kosmického záření, než se očekávalo. To vedlo k objevu dvou toroidních zón (nakonec pojmenovaných po Van Allenovi) naplněných nabitými částicemi zachycenými v magnetickém poli Země.

Povzbuzeno těmito úspěchy začalo několik společností v 60. letech vyvíjet a vypouštět satelity. Jedním z nich byl Hughes Aircraft spolu s hvězdným inženýrem Haroldem Rosenem. Rosen vedl tým, který realizoval Clarkův nápad – komunikační satelit umístěný na oběžné dráze Země tak, aby mohl odrážet rádiové vlny z jednoho místa na druhé. V roce 1961 NASA udělila kontrakt Hughesovi na stavbu řady satelitů Syncom (synchronní komunikace). V červenci 1963 Rosen a jeho kolegové viděli, jak Syncom-2 vyletěl do vesmíru a vstoupil na drsnou geosynchronní dráhu. Prezident Kennedy použil nový systém k rozhovoru s premiérem Nigérie v Africe. Brzy také vzlétl Syncom-3, který skutečně mohl vysílat televizní signál.

Začala éra satelitů.

Jaký je rozdíl mezi satelitem a vesmírným odpadem?

Technicky je satelit jakýkoli objekt, který obíhá planetu nebo menší nebeské těleso. Astronomové řadí měsíce mezi přirozené satelity a během let sestavili seznam stovek takových objektů obíhajících kolem planet a trpasličích planet v naší sluneční soustavě. Například napočítali 67 měsíců Jupitera. A stále je.

Umělé objekty jako Sputnik a Explorer lze také klasifikovat jako satelity, protože stejně jako měsíce obíhají kolem planety. Bohužel lidská činnost má za následek obrovské množství trosek na oběžné dráze Země. Všechny tyto kusy a trosky se chovají jako velké rakety – rotují kolem planety vysokou rychlostí po kruhové nebo eliptické dráze. Při striktním výkladu definice lze každý takový objekt definovat jako satelit. Ale astronomové obecně považují satelity za ty objekty, které plní užitečnou funkci. Kovové úlomky a další harampádí spadají do kategorie orbitálního odpadu.

Orbitální úlomky pocházejí z mnoha zdrojů:

• Výbuch rakety, který vyprodukuje nejvíce harampádí.
• Astronaut uvolnil ruku – pokud astronaut něco ve vesmíru opravuje a mine klíč, je navždy ztracen. Klíč se dostane na oběžnou dráhu a letí rychlostí asi 10 km/s. Pokud zasáhne člověka nebo satelit, výsledky by mohly být katastrofální. Velké objekty jako ISS jsou velkým cílem vesmírného odpadu.
• Vyřazené položky. Části odpalovacích kontejnerů, krytky objektivů fotoaparátů a tak dále.

NASA vypustila speciální satelit nazvaný LDEF, který má zkoumat dlouhodobé účinky srážek s vesmírným odpadem. Během šesti let zaznamenaly přístroje družice asi 20 000 dopadů, z nichž některé byly způsobeny mikrometeority a jiné orbitálními úlomky. Vědci z NASA pokračují v analýze dat LDEF. Japonsko už ale má obří síť na zachycování vesmírného odpadu.

Co je uvnitř běžného satelitu?

Satelity mají různé tvary a velikosti a plní mnoho různých funkcí, ale všechny jsou v zásadě podobné. Všechny mají kovový nebo kompozitní rám a karoserii, které anglicky mluvící inženýři říkají autobus a Rusové vesmírnou platformu. Vesmírná platforma spojuje vše dohromady a poskytuje dostatek opatření k tomu, aby přístroje přežily start.

Všechny satelity mají zdroj energie (obvykle solární panely) a baterie. Solární panely umožňují nabíjení baterií. Mezi nejnovější satelity patří také palivové články. Satelitní energie je velmi drahá a extrémně omezená. Jaderné energetické články se běžně používají k vysílání vesmírných sond na jiné planety.

Všechny satelity mají palubní počítač pro ovládání a sledování různých systémů. Každý má rádio a anténu. Většina satelitů má minimálně rádiový vysílač a rádiový přijímač, takže pozemní posádka může zjišťovat a sledovat stav satelitu. Mnoho satelitů umožňuje spoustu různých věcí, od změny oběžné dráhy až po přeprogramování počítačového systému.

Jak můžete očekávat, dát všechny tyto systémy dohromady není snadný úkol. Trvá to roky. Vše začíná definováním cíle mise. Určení jeho parametrů umožňuje inženýrům sestavit potřebné nástroje a nainstalovat je ve správném pořadí. Jakmile jsou specifikace (a rozpočet) schváleny, začíná montáž satelitu. Probíhá v čisté místnosti, sterilním prostředí, které udržuje požadovanou teplotu a vlhkost a chrání satelit při vývoji a montáži.

Umělé satelity se většinou vyrábí na zakázku. Některé společnosti vyvinuly modulární satelity, tedy konstrukce, jejichž montáž umožňuje instalaci dalších prvků podle specifikací. Například družice Boeing 601 měly dva základní moduly - podvozek pro přepravu pohonného subsystému, elektroniky a baterií; a sadu voštinových polic pro uložení vybavení. Tato modularita umožňuje inženýrům sestavovat satelity z polotovarů spíše než od začátku.

Jak se družice vynášejí na oběžnou dráhu?

Dnes jsou všechny satelity vyneseny na oběžnou dráhu na raketě. Mnozí je přepravují v nákladním oddělení.

Při většině startů satelitů je raketa vypuštěna přímo vzhůru, což jí umožňuje pohybovat se rychleji hustou atmosférou a minimalizovat spotřebu paliva. Po vzletu rakety řídicí mechanismus rakety pomocí inerciálního naváděcího systému vypočítá potřebné úpravy trysky rakety pro dosažení požadovaného sklonu.

Poté, co se raketa dostane do řídkého vzduchu, ve výšce asi 193 kilometrů vypustí navigační systém malé rakety, což stačí k překlopení rakety do vodorovné polohy. Poté se satelit uvolní. Malé rakety jsou znovu odpáleny a poskytují rozdíl ve vzdálenosti mezi raketou a satelitem.

Orbitální rychlost a výška

Raketa musí dosáhnout rychlosti 40 320 kilometrů za hodinu, aby zcela unikla zemské gravitaci a vyletěla do vesmíru. Vesmírná rychlost je mnohem větší, než potřebuje satelit na oběžné dráze. Neuniknou zemské gravitaci, ale jsou ve stavu rovnováhy. Orbitální rychlost je rychlost potřebná k udržení rovnováhy mezi gravitační silou a setrvačným pohybem satelitu. To je přibližně 27 359 kilometrů za hodinu ve výšce 242 kilometrů. Bez gravitace by setrvačnost vynesla satelit do vesmíru. I v případě gravitace, pokud se satelit pohybuje příliš rychle, bude vynesen do vesmíru. Pokud se satelit pohybuje příliš pomalu, gravitace jej přitáhne zpět k Zemi.

Oběžná rychlost satelitu závisí na jeho výšce nad Zemí. Čím blíže k Zemi, tím vyšší rychlost. Ve výšce 200 kilometrů je rychlost oběhu 27 400 kilometrů za hodinu. K udržení oběžné dráhy ve výšce 35 786 kilometrů musí satelit cestovat rychlostí 11 300 kilometrů za hodinu. Tato orbitální rychlost umožňuje družici provést jeden průlet každých 24 hodin. Vzhledem k tomu, že Země se také otáčí 24 hodin, je satelit ve výšce 35 786 kilometrů v pevné poloze vůči zemskému povrchu. Tato poloha se nazývá geostacionární. Geostacionární dráha je ideální pro meteorologické a komunikační satelity.

Obecně platí, že čím vyšší orbita, tím déle tam satelit může zůstat. V malé výšce je satelit v zemské atmosféře, což vytváří odpor. Ve vysoké nadmořské výšce prakticky neexistuje žádný odpor a satelit, stejně jako Měsíc, může zůstat na oběžné dráze po staletí.

Typy satelitů

Na zemi vypadají všechny satelity podobně – lesklé krabice nebo válce ozdobené křídly ze solárních panelů. Ale ve vesmíru se tyto dřevorubecké stroje chovají velmi odlišně v závislosti na dráze letu, výšce a orientaci. V důsledku toho se klasifikace satelitů stává složitou záležitostí. Jedním z přístupů je určit oběžnou dráhu plavidla vzhledem k planetě (obvykle Zemi). Připomeňme, že existují dvě hlavní dráhy: kruhová a eliptická. Některé satelity začínají v elipse a poté vstoupí na kruhovou dráhu. Jiní sledují eliptickou dráhu známou jako oběžná dráha Molniya. Tyto objekty obvykle krouží od severu k jihu přes zemské póly a dokončí úplný průlet za 12 hodin.

Satelity obíhající po polární oběžné dráze také míjejí póly s každou otáčkou, i když jejich dráhy jsou méně eliptické. Polární oběžné dráhy zůstávají pevné ve vesmíru, zatímco Země rotuje. Výsledkem je, že většina Země prochází pod satelitem po polární dráze. Protože polární dráhy poskytují vynikající pokrytí planety, používají se pro mapování a fotografování. Prognostici také spoléhají na globální síť polárních satelitů, které obletí naši zeměkouli každých 12 hodin.

Satelity můžete také klasifikovat podle jejich výšky nad zemským povrchem. Na základě tohoto schématu existují tři kategorie:

• Nízká oběžná dráha Země (LEO) – Satelity LEO zabírají oblast vesmíru od 180 do 2000 kilometrů nad Zemí. Satelity, které obíhají blízko zemského povrchu, jsou ideální pro pozorování, vojenské účely a sběr informací o počasí.
• Střední oběžná dráha Země (MEO) – Tyto satelity létají ve výšce 2 000 až 36 000 km nad Zemí. Navigační satelity GPS fungují v této výšce dobře. Přibližná oběžná rychlost je 13 900 km/h.
• Geostacionární (geosynchronní) dráha - geostacionární družice obíhají Zemi ve výšce přesahující 36 000 km a stejnou rychlostí rotace jako planeta. Proto jsou satelity na této oběžné dráze vždy umístěny směrem ke stejnému místu na Zemi. Mnoho geostacionárních satelitů létá podél rovníku, což vytvořilo mnoho dopravních zácp v této oblasti vesmíru. Několik stovek televizních, komunikačních a meteorologických družic využívá geostacionární dráhu.

Konečně lze o satelitech uvažovat ve smyslu, kde „hledají“. Většina objektů vyslaných do vesmíru v posledních několika desetiletích se dívá na Zemi. Tyto satelity mají kamery a zařízení, které mohou vidět náš svět v různých vlnových délkách světla, což nám umožňuje vychutnat si nádherný výhled na ultrafialové a infračervené tóny naší planety. Méně satelitů obrací svůj pohled do vesmíru, kde pozorují hvězdy, planety a galaxie a hledají objekty, jako jsou asteroidy a komety, které by se mohly srazit se Zemí.

Známé satelity

Satelity zůstávaly donedávna exotickými a přísně tajnými nástroji, využívanými především pro vojenské účely pro navigaci a špionáž. Nyní se staly nedílnou součástí našeho každodenního života. Díky nim známe předpověď počasí (i když se meteorologové tak často mýlí). Sledujeme televizi a přistupujeme k internetu také díky satelitům. GPS v našich autech a chytrých telefonech nám pomáhá dostat se tam, kam potřebujeme. Má cenu mluvit o neocenitelném přínosu Hubbleova teleskopu a práci astronautů na ISS?

Existují však skuteční hrdinové oběžné dráhy. Pojďme se s nimi seznámit.

1. Družice Landsat fotografují Zemi od počátku 70. let a drží rekord v pozorování zemského povrchu. Landsat-1, svého času známý jako ERTS (Earth Resources Technology Satellite), byl vypuštěn 23. července 1972. Nesl dva hlavní přístroje: kameru a multispektrální skener, postavené společností Hughes Aircraft Company a schopné zaznamenávat data v zeleném, červeném a dvou infračervených spektrech. Družice produkovala tak nádherné snímky a byla považována za tak úspěšnou, že ji následovala celá série. NASA vypustila poslední Landsat-8 v únoru 2013. Toto vozidlo neslo dva senzory pro pozorování Země, Operational Land Imager a Thermal Infrared Sensor, které shromažďovaly multispektrální snímky pobřežních oblastí, polárního ledu, ostrovů a kontinentů.
2. Geostacionární provozní environmentální družice (GOES) krouží kolem Země na geostacionární oběžné dráze, z nichž každá je zodpovědná za pevnou část zeměkoule. To umožňuje satelitům bedlivě sledovat atmosféru a detekovat změny povětrnostních podmínek, které mohou vést k tornádům, hurikánům, záplavám a bouřkám s blesky. Satelity se také používají k odhadu srážek a akumulace sněhu, měření rozsahu sněhové pokrývky a sledování pohybu mořského a jezerního ledu. Od roku 1974 bylo na oběžnou dráhu vypuštěno 15 satelitů GOES, ale pouze dva satelity, GOES West a GOES East, monitorují počasí v jednu chvíli.
3. Jason-1 a Jason-2 hrály klíčovou roli v dlouhodobé analýze pozemských oceánů. NASA vypustila Jason-1 v prosinci 2001, aby nahradila družici NASA/CNES Topex/Poseidon, která nad Zemí fungovala od roku 1992. Téměř třináct let měřil Jason-1 hladinu moří, rychlost větru a výšku vln ve více než 95 % oceánů bez ledu na Zemi. NASA oficiálně vyřadila Jason-1 3. července 2013. Jason-2 vstoupil na oběžnou dráhu v roce 2008. Nesl vysoce přesné přístroje, které umožňovaly měřit vzdálenost od družice k hladině oceánu s přesností několika centimetrů. Tato data, kromě jejich hodnoty pro oceánografy, poskytují rozsáhlý pohled na chování globálních klimatických vzorců.

Kolik stojí satelity?

Po Sputniku a Exploreru se satelity staly většími a složitějšími. Vezměte si například TerreStar-1, komerční satelit, který by poskytoval mobilní datové služby v Severní Americe pro chytré telefony a podobná zařízení. TerreStar-1 byl spuštěn v roce 2009 a vážil 6 910 kilogramů. A při plném nasazení odhalil 18metrovou anténu a masivní solární panely s rozpětím křídel 32 metrů.

Stavba tak složitého stroje vyžaduje spoustu zdrojů, takže historicky mohly do satelitního byznysu vstoupit pouze vládní agentury a korporace s hlubokou kapsou. Většina nákladů na satelit leží ve vybavení - transpondéry, počítače a kamery. Typický meteorologický satelit stojí asi 290 milionů dolarů. Špionážní satelit by stál 100 milionů dolarů více. Přidejte k tomu náklady na údržbu a opravy satelitů. Společnosti musí platit za šířku satelitního pásma stejným způsobem, jakým majitelé telefonů platí za mobilní služby. To někdy stojí více než 1,5 milionu dolarů ročně.

Dalším důležitým faktorem jsou počáteční náklady. Vypuštění jednoho satelitu do vesmíru může stát od 10 do 400 milionů dolarů v závislosti na zařízení. Raketa Pegasus XL dokáže vynést 443 kilogramů na nízkou oběžnou dráhu Země za 13,5 milionu dolarů. Vypuštění těžké družice bude vyžadovat větší zdvih. Raketa Ariane 5G může vynést na nízkou oběžnou dráhu 18 000 kilogramový satelit za 165 milionů dolarů.

Navzdory nákladům a rizikům spojeným se stavbou, vypouštěním a provozem satelitů se některým společnostem podařilo kolem něj vybudovat celé podniky. Například Boeing. Společnost v roce 2012 dodala do vesmíru asi 10 satelitů a dostávala objednávky na více než sedm let, což přineslo téměř 32 miliard dolarů příjmů.

Budoucnost satelitů

Téměř padesát let po startu Sputniku satelity, stejně jako rozpočty, rostou a sílí. USA například od zahájení svého vojenského satelitního programu utratily téměř 200 miliard dolarů a nyní, navzdory tomu všemu, mají flotilu stárnoucích satelitů, které čekají na výměnu. Mnoho odborníků se obává, že stavba a rozmístění velkých satelitů prostě nemůže existovat za dolary daňových poplatníků. Řešením, které by mohlo vše obrátit vzhůru nohama, zůstávají soukromé společnosti jako SpaceX a další, které zjevně nebudou trpět byrokratickou stagnací, jako jsou NASA, NRO a NOAA.

Dalším řešením je snížení velikosti a složitosti satelitů. Vědci z Caltechu a Stanfordské univerzity pracují od roku 1999 na novém typu CubeSat, který je založen na stavebních kostkách s 10centimetrovou hranou. Každá kostka obsahuje hotové komponenty a lze ji kombinovat s jinými kostkami pro zvýšení účinnosti a snížení stresu. Díky standardizaci designu a snížení nákladů na stavbu každého satelitu od nuly může jeden CubeSat stát pouhých 100 000 USD.

V dubnu 2013 se NASA rozhodla otestovat tento jednoduchý princip se třemi CubeSaty poháněnými komerčními smartphony. Cílem bylo vynést mikrosatelity na krátkou dobu na oběžnou dráhu a pořídit pár snímků jejich telefony. Agentura nyní plánuje rozmístit rozsáhlou síť takových satelitů.

Ať už jsou velké nebo malé, budoucí satelity musí být schopny efektivně komunikovat s pozemními stanicemi. Historicky se NASA spoléhala na radiofrekvenční komunikaci, ale RF dosáhla svého limitu, když se objevila poptávka po větším výkonu. K překonání této překážky vyvíjejí vědci z NASA obousměrný komunikační systém využívající namísto rádiových vln lasery. 18. října 2013 vědci nejprve vypálili laserový paprsek pro přenos dat z Měsíce na Zemi (na vzdálenost 384 633 kilometrů) a dosáhli rekordní přenosové rychlosti 622 megabitů za sekundu.

Satelity a planety sluneční soustavy

Přirozené satelity planet hrají v životě těchto vesmírných objektů obrovskou roli. Navíc i my lidé jsme schopni pocítit vliv jediného přirozeného satelitu naší planety – Měsíce.

Přirozené satelity planet sluneční soustavy vzbuzovaly mezi astronomy velký zájem již od starověku. Dodnes je vědci zkoumají. Co jsou tyto vesmírné objekty?

Přirozené satelity planet jsou vesmírná tělesa přírodního původu, která obíhají kolem planet. Nejzajímavější pro nás jsou přirozené satelity planet sluneční soustavy, protože jsou v těsné blízkosti nás.

Ve sluneční soustavě jsou pouze dvě planety, které nemají přirozené satelity. Jsou to Venuše a Merkur. Ačkoli se předpokládá, že Merkur měl dříve přirozené satelity, tato planeta je v procesu svého vývoje ztratila. Pokud jde o zbytek planet ve sluneční soustavě, každá z nich má alespoň jeden přirozený satelit. Nejznámější z nich je Měsíc, který je věrným kosmickým společníkem naší planety. Mars má, Jupiter -, Saturn -, Uran -, Neptun -. Mezi těmito satelity najdeme jak velmi nevýrazné objekty, sestávající převážně z kamene, tak velmi zajímavé exempláře, které si zaslouží zvláštní pozornost a o kterých budeme hovořit níže.

Klasifikace satelitů

Vědci rozdělují planetární satelity na dva typy: satelity umělého původu a přirozené. Družice umělého původu nebo, jak se jim také říká, umělé družice jsou kosmické lodě vytvořené lidmi, které umožňují pozorovat planetu, kolem které obíhají, a také další astronomické objekty z vesmíru. Umělé družice se obvykle používají ke sledování počasí, rádiového vysílání, změn topografie povrchu planety a také pro vojenské účely.

ISS je největší umělá družice Země

Je třeba poznamenat, že nejen Země má satelity umělého původu, jak se mnoho lidí domnívá. Více než tucet umělých satelitů vytvořených lidstvem se točí kolem dvou nám nejbližších planet - Venuše a Marsu. Umožňují vám sledovat klimatické podmínky, změny terénu a také přijímat další relevantní informace týkající se našich vesmírných sousedů.

Ganymed je největší měsíc ve sluneční soustavě

Druhá kategorie satelitů – přirozené satelity planet – nás v tomto článku velmi zajímá. Přirozené satelity se od umělých liší tím, že je nevytvořil člověk, ale sama příroda. Předpokládá se, že většina satelitů sluneční soustavy jsou asteroidy, které byly zachyceny gravitačními silami planet této soustavy. Následně asteroidy získaly kulový tvar a v důsledku toho se začaly otáčet kolem planety, která je zachytila ​​jako stálého společníka. Existuje také teorie, která říká, že přirozené satelity planet jsou fragmenty samotných těchto planet, které se z toho či onoho důvodu odtrhly od samotné planety během procesu jejího formování. Mimochodem, podle této teorie takto vznikl přirozený satelit Země, Měsíc. Tato teorie je potvrzena chemickou analýzou složení Měsíce. Ukázal, že chemické složení družice se prakticky neliší od chemického složení naší planety, kde jsou přítomny stejné chemické sloučeniny jako na Měsíci.

Zajímavosti o nejzajímavějších satelitech

Jedním z nejzajímavějších přirozených satelitů planet sluneční soustavy je přirozený satelit. Charon je ve srovnání s Plutem tak obrovský, že mnoho astronomů těmto dvěma vesmírným objektům neříká nic jiného než planeta dvojitého trpaslíka. Planeta Pluto je pouze dvakrát větší než její přirozený satelit.

Přirozená družice je velmi zajímavá pro astronomy. Většina přirozených satelitů planet sluneční soustavy se skládá převážně z ledu, horniny nebo obojího, což má za následek, že jim chybí atmosféra. Titan však má tento, a docela hustý, stejně jako jezera kapalných uhlovodíků.

Dalším přirozeným satelitem, který dává vědcům naději na objevení mimozemských forem života, je Jupiterův satelit. Předpokládá se, že pod silnou vrstvou ledu, která pokrývá satelit, je oceán, uvnitř kterého jsou termální prameny - přesně stejné jako na Zemi. Protože některé hlubokomořské formy života na Zemi existují díky těmto zdrojům, předpokládá se, že podobné formy života mohou existovat na Titanu.

Planeta Jupiter má další zajímavý přírodní satelit -. Io je jediným satelitem planety sluneční soustavy, na kterém astrofyzici poprvé objevili aktivní sopky. Právě z tohoto důvodu je předmětem zvláštního zájmu vesmírných výzkumníků.

Přirozený satelitní výzkum

Výzkum přirozených satelitů planet Sluneční soustavy zajímal mysl astronomů již od starověku. Od vynálezu prvního dalekohledu lidé aktivně studují tyto nebeské objekty. Průlom ve vývoji civilizace umožnil nejen objevit kolosální množství satelitů různých planet sluneční soustavy, ale také postavit člověka na hlavní, nám nejbližší, satelit Země - Měsíc. 21. července 1969 americký astronaut Neil Armstrong společně s posádkou kosmické lodi Apollo 11 poprvé vkročil na povrch Měsíce, což vyvolalo v srdcích tehdejšího lidstva jásání a dodnes je považováno za jeden z největších důležité a významné události v průzkumu vesmíru.

Kromě Měsíce vědci aktivně studují další přirozené satelity planet sluneční soustavy. Astronomové k tomu využívají nejen vizuální a radarové pozorovací metody, ale využívají i moderní kosmické lodě a také umělé družice. Například kosmická loď „“ poprvé odeslala na Zemi snímky několika největších satelitů Jupiteru:,. Zejména díky těmto snímkům byli vědci schopni zaznamenat přítomnost sopek na měsíci Io a oceánu na Evropě.

Dnes se globální komunita vesmírných výzkumníků nadále aktivně zabývá studiem přirozených satelitů planet sluneční soustavy. Kromě různých vládních programů existují i ​​soukromé projekty zaměřené na studium těchto vesmírných objektů. Zejména světoznámá americká společnost Google aktuálně vyvíjí turistický lunární rover, na kterém by se mnoho lidí mohlo projít po Měsíci.