MGA ARTIPISYAL NA SATELLITE: KUNG ANO ANG MGA ITO PARA SA, KUNG PAANO SILA GUMAGANA, URI, MAHALAGA - ARTE - 2024

Ang mga satellite ay mga sasakyan o aparato na partikular na itinayo upang mailabas sa puwang nang walang mga tauhan, upang mag-orbit sa paligid ng Earth o iba pang kalangitan.

Ang mga unang ideya tungkol sa pagbuo ng mga artipisyal na satellite ay nagmula sa mga may-akda ng fiction ng science, halimbawa sina Jules Verne at Arthur C. Clark. Ang huli ay isang opisyal ng radar sa Royal Air Force at, sa pagtatapos ng World War II, ay naglagay ng ideya ng paggamit ng tatlong satellite sa orbit sa paligid ng Earth upang mapanatili ang isang network ng telecommunication.

Larawan 1. Artipisyal na satellite na naglalakad sa Earth. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Sa oras na iyon, ang mga paraan ay hindi pa magagamit upang maglagay ng satellite sa orbit. Tumagal ng ilang mga taon para sa militar ng Estados Unidos upang makagawa ng unang mga komunikasyon sa satellite sa unang bahagi ng 1950s.

Ang lahi ng puwang sa pagitan ng Estados Unidos at ng Unyong Sobyet ay pinalakas ang industriya ng artipisyal na satellite. Ang unang matagumpay na nakalagay sa orbit ay ang Soviet Sputnik satellite noong 1957 at nagpalabas ito ng mga senyas sa saklaw ng 20-40 MHz.

Sinundan ito ng paglulunsad ng Echo I ng Estados Unidos, para sa mga layunin ng komunikasyon. Simula noon, maraming paglulunsad sa orbit ang nagtagumpay sa parehong mga kapangyarihan at, kasunod, maraming mga bansa ang sumali sa bagong teknolohiya.

Ano ang mga artipisyal na satellite?

-Sa telecommunication, para sa muling pag-uli ng mga mensahe sa radyo, telebisyon at cell phone.

-Sa pang-agham at meteorological na pananaliksik, kabilang ang cartographic at mga obserbasyon sa astronomya.

-Para sa mga hangarin sa katalinuhan ng militar.

-Para sa paggamit ng nabigasyon at lokasyon, pagiging GPS (Global Positioning System) isa sa mga pinakakilala.

-Upang subaybayan ang ibabaw ng lupa.

-Sa mga istasyon ng espasyo, na idinisenyo upang maranasan ang buhay sa labas ng Earth.

Paano sila gumagana?

Sa kanyang Principia, itinatag ni Isaac Newton (1643-1727) kung ano ang kinakailangan upang maglagay ng satellite sa orbit, bagaman sa halip na isang satellite, ginamit niya bilang isang halimbawa ang isang kanyon na bola na pinutok mula sa tuktok ng isang burol.

Na-api sa isang tiyak na pahalang na tulin, ang bala ay sumusunod sa karaniwang parabolic trajectory. Ang pagtaas ng bilis, ang pahalang na pag-abot ay nagiging mas malaki at mas malaki, isang bagay na malinaw. Ngunit ang isang tiyak na bilis ba ay magiging sanhi ng bullet na pumasok sa orbit sa paligid ng Earth?

Ang Earth curves mula sa isang linya ng padaplis hanggang sa ibabaw sa rate na 4.9 m para sa bawat 8 km. Ang anumang bagay na pinakawalan mula sa pahinga ay mahuhulog ng 4.9 m sa unang segundo. Samakatuwid, kapag ang pagpapaputok ng bala nang pahalang mula sa isang rurok na may tulin na 8 km / s, mahuhulog ito 4.9 m sa unang segundo.

Ngunit ang Earth ay magkakaroon din ng bumaba 4.9 m sa oras na iyon, dahil ito curves sa ilalim ng cannonball. Patuloy itong gumalaw nang pahalang, na sumasakop sa 8 km at mananatili sa parehong taas na may paggalang sa Earth sa ikalawang segundo.

Naturally ang parehong bagay ay nangyari pagkatapos ng susunod na pangalawa at sa lahat ng sunud-sunod na mga segundo, na ginagawang ang bullet sa isang artipisyal na satellite, nang walang karagdagang panukala, hangga't walang pagkagulo.

Gayunpaman, ang alitan na sanhi ng paglaban ng hangin ay hindi maiiwasan, na ang dahilan kung bakit kinakailangan ang isang booster rocket.

Itinaas ng rocket ang satellite sa isang mahusay na taas, kung saan ang payat na kapaligiran ay nag-aalok ng mas kaunting pagtutol at nagbibigay ito ng kinakailangang pahalang na bilis.

Ang ganitong bilis ay dapat na higit sa 8 km / s at mas mababa sa 11 km / s. Ang huli ay ang tulin ng pagtakas. Inaasahan sa bilis na ito, iiwan ng satellite ang gravitational impluwensya ng Earth, papunta sa espasyo.

Artipisyal na satellite na istraktura

Ang mga artipisyal na satellite ay naglalaman ng iba't ibang mga kumplikadong mekanismo upang maisagawa ang kanilang mga pag-andar, na kinabibilangan ng pagtanggap, pagproseso at pagpapadala ng iba't ibang uri ng mga signal. Dapat din silang magaan at magkaroon ng awtonomiya sa operasyon.

Ang mga pangunahing istruktura ay karaniwan sa lahat ng mga artipisyal na satellite, na kung saan ay may ilang subsystem ayon sa layunin. Ang mga ito ay naka-mount sa isang pabahay na gawa sa metal o iba pang magaan na compound, na nagsisilbing suporta at tinatawag na bus.

Sa bus mahahanap mo:

- Ang module ng sentral na control, na naglalaman ng computer, kung saan ang data ay naproseso.

- Tumatanggap at naghahatid ng mga antenna para sa komunikasyon at paghahatid ng data sa pamamagitan ng mga alon ng radyo, pati na rin mga teleskopyo, camera at radars.

- Isang sistema ng mga solar panel sa mga pakpak, upang makuha ang kinakailangang enerhiya at mga rechargeable na baterya kapag ang satellite ay nasa lilim. Depende sa orbit, ang mga satellite ay nangangailangan ng tungkol sa 60 minuto ng sikat ng araw upang muling magkarga ng kanilang mga baterya, kung nasa mababang orbit ang mga ito. Ang mas malalayong mga satellite ay gumugol ng mas maraming oras na nakalantad sa radiation ng solar.

Dahil ang mga satellite ay gumugol ng mahabang panahon na nakalantad sa radiation na ito, kinakailangan ang isang sistema ng proteksyon upang maiwasan ang pinsala sa iba pang mga system.

Ang mga nakalantad na bahagi ay nakakakuha ng sobrang init, habang sa lilim ay umaabot sila ng sobrang mababang temperatura, dahil walang sapat na kapaligiran upang maiayos ang mga pagbabago. Para sa kadahilanang ito, ang mga radiator ay kinakailangan upang maalis ang init at mga takip ng aluminyo upang mapanatili ang init kung kinakailangan.

Mga uri ng artipisyal na satellite

Depende sa kanilang tilapon, ang mga artipisyal na satellite ay maaaring maging elliptical o pabilog. Siyempre, ang bawat satellite ay may isang itinalagang orbit, na sa pangkalahatan ay sa parehong direksyon na ang Earth ay umiikot, na tinatawag na asynchronous orbit. Kung sa ilang kadahilanan ang paglalakbay ng satellite ay kabaligtaran, pagkatapos ito ay may orbit na retrograde.

Sa ilalim ng grabidad, ang mga bagay ay lumilipat sa mga elliptical path ayon sa mga batas ni Kepler. Ang mga artipisyal na satellite ay hindi makatakas dito, gayunpaman, ang ilang mga elliptical orbits ay may tulad na isang maliit na pag-iipon na maaari nilang ituring na pabilog.

Ang mga orbits ay maaari ring hilig na may paggalang sa ekwador ng Earth. Sa isang pagkahilig ng 0º sila ay mga equatorial orbit, kung sila ay 90º sila ay mga polar orbits.

Ang taas ng satellite ay isang mahalagang parameter din, dahil sa pagitan ng 1500 - 3000 km ang taas ay ang unang sinturon ng Van Allen, isang rehiyon na maiiwasan dahil sa mataas na rate ng radiation.

Larawan 2. Mga orbit, taas at bilis ng mga artipisyal na satellite. Ang mga hindi ginagamit na satellite ay pumasa sa sementeryo ng sementeryo, bagaman mayroong mga labi sa lahat ng mga orbit. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Mga orbit sa satellite

Ang orbit ng satellite ay napili alinsunod sa misyon na mayroon ito, dahil mayroong higit o hindi gaanong kanais-nais na mga taas para sa iba't ibang mga operasyon. Ayon sa criterion na ito, ang mga satellite ay inuri bilang:

- LEO (Mababang Earth Orbit) , nasa pagitan sila ng 500 at 900 km ang taas at inilalarawan ang isang pabilog na landas, na may mga panahon na humigit-kumulang 1 oras at kalahati at isang pagkahilig ng 90º. Ginagamit ang mga ito para sa mga cell phone, fax, personal na pager, para sa mga sasakyan at para sa mga bangka.

- MEO (Medium Earth Orbit) , nasa taas sila sa pagitan ng 5000-12000 km, pagkahilig ng 50º at isang panahon ng 6 na oras. Nagtatrabaho din sila sa mga cell phone.

- GEO (Geosynchronous Earth Orbit) , o geostationary orbit, bagaman mayroong isang maliit na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang termino. Ang dating ay maaaring maging variable na pagkahilig, habang ang huli ay palaging nasa 0º.

Sa anumang kaso, nasa taas sila -36,000 km higit pa o mas kaunti. Naglalakbay sila ng mga naka-circular na orbit sa mga panahon ng 1 araw. Salamat sa kanila, magagamit ang fax, long distance telephony at satellite telebisyon, bukod sa iba pang mga serbisyo.

Larawan 3. Diagram ng mga orbit ng mga artipisyal na satellite. 1) Daigdig. 2) LEO. 3) MEO, 4) Mga orbit na Geosynchronous. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Mga satellite ng Geostationary

Sa simula, ang mga satellite satellite ay may iba't ibang mga panahon kaysa sa pag-ikot ng Earth, ngunit ito ay naging mahirap na iposisyon ang mga antena at komunikasyon ay nawala. Ang solusyon ay ilagay ang satellite sa isang taas na tulad ng panahon na nag-tutugma sa pag-ikot ng Earth.

Sa ganitong paraan ang satellite orbit sa Earth at lilitaw na maayos na may paggalang dito. Ang taas na kinakailangan upang maglagay ng satellite sa geosynchronous orbit ay 35786.04 km at kilala bilang ang Clarke belt.

Ang taas ng orbit ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng pagtaguyod ng panahon, gamit ang sumusunod na expression, na nagmula sa Batas ng Universal Gravitation at mga batas ni Kepton:

Kung saan ang P ay ang panahon, ang haba ay ang semi-major axis ng elliptical orbit, G ay ang unibersal na pare-pareho ng gravitation at ang M ang masa ng Earth.

Dahil sa ganitong paraan ang orientation ng satellite na may paggalang sa Earth ay hindi nagbabago, ginagarantiyahan na ito ay palaging magkakaroon ng pakikipag-ugnay dito.

Pinakamahalagang artipisyal na satellite ng Earth

Sputnik

Larawan 4. Replica ng Sputnik, ang unang artipisyal na satellite sa orbit sa kasaysayan. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ito ang unang artipisyal na satellite sa kasaysayan ng sangkatauhan, na inilagay sa orbit ng dating Unyong Sobyet noong Oktubre 1957. Ang satellite na ito ay sinundan ng 3 higit pa, bilang bahagi ng programa ng Sputnik.

Ang unang Sputnik ay medyo maliit at magaan: 83 kg ng aluminyo pangunahin. Ito ay may kakayahang magpalabas ng mga frequency sa pagitan ng 20 at 40 MHz.Nasa orbit ito sa loob ng tatlong linggo, pagkatapos nito ay nahulog sa Earth.

Ang mga replika ng Sputnik ay makikita ngayon sa maraming mga museyo sa Russian Federation, Europe at maging sa America.

Ang space shuttle

Ang isa pang kilalang misyon na pinangangasiwaan ay ang Space Transport System STS o Space Shuttle, na naipatakbo mula 1981 hanggang 2011 at lumahok, kasama ang iba pang mahahalagang misyon, sa paglulunsad ng Hubble Space Telescope at International Space Station, bilang karagdagan sa mga misyon ng pagkumpuni ng iba pang mga satellite.

Ang Space Shuttle ay nagkaroon ng isang orynchronous orbit at muling ginamit, dahil maaari itong pumunta at pumunta sa Earth. Sa limang mga ferry, dalawa ang hindi sinasadyang nawasak kasama ang kanilang mga tauhan: ang Mapanghamon at ang Columbia.

Mga satellite ng GPS

Ang Global Positioning System ay malawak na kilala para sa tumpak na paghahanap ng mga tao at mga bagay saanman sa mundo. Ang GPS network ay binubuo ng hindi bababa sa 24 na mataas na satellite satellite, kung saan palaging mayroong 4 na satellite na nakikita mula sa Earth.

Nasa orbit sila sa isang taas na 20,000 km at ang kanilang panahon ay 12 oras. Gumagamit ang GPS ng isang pamamaraan sa matematika na katulad ng tatsulok upang masuri ang posisyon ng mga bagay, na tinatawag na trilateration.

Hindi limitado ang GPS sa paghahanap ng mga tao o sasakyan, kapaki-pakinabang din ito para sa kartograpiya, pagsisiyasat, geodesy, rescue operation at kasanayan sa palakasan, bukod sa iba pang mahahalagang aplikasyon.

Ang Hubble Space Telescope

Ito ay isang artipisyal na satellite na nag-aalok ng walang katumbas na mga hindi nakita na imahe ng solar system, mga bituin, mga kalawakan at ang malayong uniberso, nang walang kapaligiran ng Earth o ang polusyon ng ilaw na humaharang o nagtutulak ng malayong ilaw.

Larawan 5. View ng Hubble Space Telescope. Pinagmulan: NASA sa pamamagitan ng Wikimedia Commons.

Samakatuwid, ang paglulunsad nito noong 1990 ay ang pinaka-kahanga-hangang pagsulong sa astronomya sa mga nakaraang panahon. Ang malaking 11-tonong silindro ay nakaupo sa isang taas na 340 milya (548 km) ang Hubble sa isang pabilog na paggalaw, na may tagal na 96 minuto.

Inaasahan na ma-deactivate sa pagitan ng 2020 at 2025, papalitan ng teleskopyo ng puwang ng James Webb.

International Space Station

Kilala bilang ISS (International Space Station), ito ay isang labor orbiting research laboratory, na pinamamahalaan ng limang mga ahensya ng espasyo sa buong mundo. Sa ngayon ito ang pinakamalaking artipisyal na satellite na umiiral.

Hindi tulad ng natitirang mga satellite, sa Space Station mayroong mga tao na nakasakay. Bilang karagdagan sa mga nakapirming crew ng hindi bababa sa dalawang mga astronaut, ang istasyon ay dinalaw ng mga turista.

Pangunahing siyentipiko ang layunin ng istasyon. Mayroon itong 4 na mga laboratoryo kung saan ang mga epekto ng zero gravity ay sinisiyasat at isinasagawa ang mga obserbasyon sa astronomya, kosmolohiko, at klima, pati na rin ang iba't ibang mga eksperimento sa biology, kimika at impluwensya ng radiation sa iba't ibang mga system.

Chandra

Ang artipisyal na satellite na ito ay isang obserbatoryo upang makita ang X-ray, na nasisipsip ng kapaligiran ng Earth at samakatuwid ay hindi maaaring pag-aralan mula sa ibabaw. Inilagay ito ng NASA sa orbit noong 1999 sa pamamagitan ng Space Shuttle Columbia.

Mga satellite ng komunikasyon sa Iridium

Binubuo sila ng isang network ng 66 satellite sa taas na 780 km sa mga orbit na LEO-type, na may tagal ng 100 minuto. Ang mga ito ay dinisenyo ng kumpanya ng teleponong Motorola upang magbigay ng komunikasyon sa telepono sa mga hindi maa-access na lugar. Gayunpaman, ito ay isang napakataas na serbisyo sa gastos.

Sistema ng satellite ng Galileo

Ito ang sistema ng pagpoposisyon na binuo ng European Union, katumbas ng GPS at para sa sibil na paggamit. Kasalukuyan itong mayroong 22 satellite na gumagana, ngunit nasa ilalim pa rin ito ng konstruksyon. Ito ay may kakayahang makahanap ng isang tao o isang bagay na may 1 metro na katumpakan sa bukas na bersyon at ito ay magkakaugnay sa mga satellite ng GPS system.

Serye ng Landsat

Ang mga ito ay mga satellite na espesyal na idinisenyo para sa pagmamasid sa ibabaw ng lupa. Sinimulan nila ang kanilang gawain noong 1972. Kabilang sa iba pang mga bagay, namamahala sila sa pagma-map sa lupain, naitala ang impormasyon tungkol sa paggalaw ng yelo sa mga poste at ang lawak ng kagubatan, pati na rin ang pag-asam sa pagmimina.

Sistema ng glonass

Ito ang sistema ng geolocation ng Russian Federation, katumbas ng GPS at network ng Galileo.

Pagmamasid sa mga artipisyal na satellite

Ang mga artipisyal na satellite ay makikita mula sa Earth ng mga amateurs habang sumasalamin sila sa sikat ng araw at makikita bilang mga punto ng ilaw, kahit na ang Araw ay naitakda.

Upang hanapin ang mga ito, ipinapayong mag-install ng isa sa mga application sa paghahanap sa satellite sa telepono o kumonsulta sa mga site sa internet na nagsusubaybay sa mga satellite.

Halimbawa, ang Hubble Space Teleskopyo ay maaaring makita ng hubad na mata, o mas mahusay pa, na may mahusay na binocular, kung alam mo kung saan titingnan.

Ang mga paghahanda sa pag-obserba ng mga satellite ay pareho din sa pag-obserba ng mga meteor shower. Ang pinakamahusay na mga resulta ay nakuha sa napakadilim at malinaw na gabi, nang walang ulap at walang buwan, o may mababang buwan sa abot-tanaw. Ang mas malayo kaysa sa ilaw polusyon mas mahusay, kailangan mo ring magdala ng mga maiinit na damit at maiinit na inumin.

Mga Sanggunian

1. European Agency Agency. Mga Satelayt. Nabawi mula sa: esa.int.
2. Giancoli, D. 2006. Pisika: Mga Prinsipyo na may Aplikasyon. Ika-6. Ed Prentice Hall.
3. Maran, S. Astronomy para sa Dummies.
4. POT. Tungkol sa Hubble Space Telescope. Nabawi mula sa: nasa.gov.
5. Ano ang mga artipisyal na satellite at paano ito gumagana? Nabawi mula sa: youbioit.com
6. Wikiversity. Mga artipisyal na satellite. Nabawi mula sa: es.wikiversity.org.