Искусственный спутник земли

Первая космическая скорость

Какой скоростью должно обладать тело, чтобы начать такое «вечное падение» на планету по круговой орбите ?

Для нахождения этой скорости исходим из того, что при движении по окружности тело движется с центростремительным ускорением. Причиной этого ускорения является сила притяжения Земли. Приравняв центростремительное ускорение, найденное из значения скорости полета к ускорению, полученному по второму закону Ньютона, мы получим уравнение, из которого найдем необходимую скорость.

Тело, движущееся с мгновенной скоростью $v$ по круговой орбите радиусом $R$, имеет ускорение:

$$a_ц={v^2\over R}$$

Если масса тела $m$, а масса планеты $M$, то сила притяжения равна:

$$F=G{Mm\over R^2}$$

В результате действия этой силы у тела появляется ускорение:

$$a={F\over m}=G{M\over R^2}$$

Именно оно и является центростремительным. Следовательно:

$$a=a_ц$$

Или:

$${v^2\over R}=G{M\over R^2}$$

После преобразования получим формулу искусственного спутника земли:

$$v=\sqrt{G{M\over R}}$$

Для расчетов нередко удобнее использовать не массу планеты, а ускорение свободного падения на ее поверхности:

$$g=G {M\over R^2}$$

Подставляя эту формулу в предыдущую, получаем:

$$v=\sqrt{gR}$$

Данная скорость называется первой космической скоростью. Тело, движущееся с этой скоростью, никогда не упадет и станет искусственным спутником Земли. Для нашей планеты первая космическая скорость составляет около восьми километров в секунду.

Модель спутника

В 1955-м году делегация политбюро во главе Н. С. Хрущевым посетила Ленинградский металлический завод, где было окончено строительство двухступенчатой ракеты Р-7. Впечатление делегации вылилось в подписание постановления о создании и выводе на земную орбиту спутника в ближайшие два года. Проектирование ИСЗ началось в ноябре 1956-го года, а в сентябре 1957-го года «Простейший Спутник-1» успешно прошел испытания на вибростенде и в термокамере.

Однозначно на вопрос «кто изобрел Спутник-1?» — ответить нельзя. Разработка первого спутника Земли происходила под руководством Михаила Тихонравова, а создание ракеты-носителя и вывод спутника на орбиту – под началом Сергея Королева. Однако над обоими проектами трудилось немалое число ученых и научных сотрудников.

Пилотируемый космический корабль

Аппараты, созданные для доставки людей к назначенной цели и возвращения их обратно, в технологическом плане ничуть не уступают описанным видам. Именно к этому типу относится «Восток-1», на котором совершил свой полет Юрий Гагарин.

Самая сложная задача для создателей пилотируемого космического корабля – обеспечение безопасности экипажа во время возвращения на Землю. Также значимой частью таких аппаратов является система аварийного спасения, в которой может возникнуть необходимость во время выведения корабля в космос при помощи ракеты-носителя.

Космические аппараты, как и вся космонавтика, непрестанно совершенствуются. В последнее время в СМИ можно было часто видеть сообщения о деятельности зонда «Розетта» и спускаемого аппарата «Филы». Они воплощают все последние достижения в области космического кораблестроения, расчета движения аппарата и так далее. Посадка зонда «Филы» на комету считается событием, сравнимым с полетом Гагарина. Самое интересное, что это не венец возможностей человечества. Нас еще ожидают новые открытия и достижения в плане как освоения космического пространства, так и строения летательных аппаратов.

Ареал, места обитания

Медянки живут в лесах, но не в чаще, а на полянках и участках с минимальным количеством деревьев. Ареал её достаточно широк, но зачастую это отдельные особи, чем места массового обитания. Эти змеи любят тепло, поэтому чаще встречаются в южных регионах.

В европейских странах эту змею обнаруживали везде, кроме Скандинавии, Ирландии и Средиземных островов. Большое количество особей обитает на юге Азии и на северо-западе Африканского континента. В России её встречают в южных регионах, в Сибири и центральной части (Курская, Тульская, Рязанская и Самарская области).

Отдавая предпочтение лесам, медянка может селиться и на склонах гор. Она живёт в расщелинах или под камнями. Так как змея не имеет сильнодействующего яда, она старается строить жилище в защищённых и укромных местах.

Доклад №2

Представьте себе объем труда и времени, потраченного человечеством на объяснение происхождения Земли и ее места во Вселенной. Это сотни лет формирования основ физики, астрономии, математики и прочих наук. Благодаря чему современный человек осуществил мечту о полете в Космос. Согласитесь, мы живем в уникальное время освоения космических просторов. Однако знаете ли вы о том, что первый космический аппарат вывели на орбиту немногим более 60 лет назад.

Свое право быть первыми в космосе в этот период отстаивали две могущественные страны — СССР и США. Команде советских ученых предстояло доказать силу отечественной науки, а значит опередить соперника.

Еще весной 1946г. промышленность нашей страны направила свое развитие в ракетно-космическую сферу. В тот период появляются различные специализированные центры и институты, заводы.

Лучшие конструкторы под руководством С.П. Королева занялись разработкой и внедрением ракетно-космических комплексов. Над их созданием трудились специалисты по системам управления, ракетным двигателям и радиосистемам. Их слаженная работа обеспечила самые первые и все последующие полеты космических аппаратов.

Космическая промышленность СССР за считанные годы увеличивает свою мощность в несколько раз. Несколько тысяч аппаратов различного назначения были направлены в космос, проведена тщательная работа по изучению космического пространства.

4 октября 1957 года СССР вывел на орбиту первый искусственный спутник, названный ПС-1. К слову, его строение действительно было достаточно незамысловатым – две полусферы из сплава алюминия и магния, соединенные между собой.

 Ракета со спутником стартовала с космодрома Байконур. Уже на первом витке аппарата вокруг Земли всем стало ясно — пуск самого первого в мире искусственного спутника состоялся, о чем и сообщил ТАСС. Этот день впоследствии был назван Международной федерацией астронавтики началом космической эры.

Позже выяснилось, что спутник мог вовсе и не выйти на орбиту, когда отказала система управления подачи топлива. Грандиозное событие было в шаге от провала.

И все же пуск оказался удачным и имел большое значение. В первую очередь, это касается научных результатов полета ПС-1.  Запуск преследовал сразу несколько целей: от тестирования его технических способностей до исследования влияния космического пространства на аппаратуру.

Кроме того, сложно переоценить и политическую составляющую запуска. Газета «Правда» тогда назвала это событие «триумфом советской науки и техники». Конечно, новость облетела всю планету. Наконец, вывод спутника на орбиту стал огромным достижением человечества в целом: теперь Космос был покорен.

Сегодня Россия удерживает сильнейшие позиции в этой отрасли, сохраняя первое место по количеству космических пусков.

5 класс кратко

Укрепление приводящих мышц

2. Типы спутников

Почтовый конверт, посвященный 5-ти летию запуска 1-го спутника Земли

Почтовая марка СССР, 1957 год

Различают следующие типы спутников:

  • Астрономические спутники — это спутники, предназначенные для исследования планет, галактик и других космических объектов.
  • Биоспутники — это спутники, предназначенные для проведения научных экспериментов над живыми организмами, в условиях космоса.
  • Дистанционного зондирования Земли
  • Космические корабли — пилотируемые космические аппараты
  • Космические станции — долговременные космические корабли
  • Метеорологические спутники — это спутники предназначенные для передачи данных в целях предсказания погоды, а также для наблюдения климата Земли.
  • Навигационные спутники
  • Разведывательные спутники
  • Спутники связи
  • Телекоммуникационные спутники
  • Экспериментальные спутники

Попугай Ара

несомненно является одной из самых красивых птиц на планете.

Интересные факты о попугаях Ара

Интересные факты о попугаях Ара

Научно-исследовательские ИСЗ.

Советские искусственные спутники Земли. Спутник серии «Космос» — ионосферная лаборатория.

Аппаратура, устанавливаемая на борту ИСЗ, а также наблюдения ИСЗ с наземных станций позволяют проводить разнообразные геофизические, астрономические, геодезические и др. исследования. Орбиты таких ИСЗ разнообразны — от почти круговых на высоте 200—300 км до вытянутых эллиптических с высотой апогея до 500 тыс. км. К научно-исследовательским ИСЗ относятся первые советские спутники, советские ИСЗ серий «Электрон», «Протон», «Космос», американские спутники серий «Авангард», «Эксплорер», «ОГО», «ОСО», «ОАО» (орбитальные геофизические, солнечные, астрономические обсерватории); английский ИСЗ «Ариель», французский ИСЗ «Диадем» и др. Научно-исследовательские ИСЗ составляют около половины всех запущенных ИСЗ.

С помощью научных приборов, установленных на ИСЗ, изучаются нейтральный и ионный состав верхней атмосферы, её давление и температура, а также изменения этих параметров. Концентрация электронов в ионосфере и её вариации исследуются как с помощью бортовой аппаратуры, так и по наблюдениям прохождения сквозь ионосферу радиосигналов бортовых радиомаяков. С помощью ионозондов детально изучены структура верхней части ионосферы (выше главного максимума электронной концентрации) и изменения электронной концентрации в зависимости от геомагнитной широты, времени суток и т. п. Все результаты исследований атмосферы, полученные с помощью ИСЗ, являются важным и надёжным экспериментальным материалом для понимания механизмов атмосферных процессов и для решения таких практических вопросов, как прогноз радиосвязи, прогноз состояния верхней атмосферы и т. п.

С помощью ИСЗ обнаружены и исследуются радиационные пояса Земли. Наряду с космическими зондами ИСЗ позволили исследовать структуру магнитосферы Земли и характер её обтекания солнечным ветром, а также характеристики самого солнечного ветра (плотность потока и энергию частиц, величину и характер «вмороженного» магнитного поля) и др. недоступные для наземных наблюдений излучения Солнца — ультрафиолетовое и рентгеновское, что представляет большой интерес с точки зрения понимания солнечно-земных связей. Ценные для научных исследований данные доставляют также и некоторые прикладные ИСЗ. Так, результаты наблюдений, выполняемых на метеорологических ИСЗ, широко используются для различных геофизических исследований.

Результаты наблюдений ИСЗ дают возможность с высокой точностью определять возмущения орбит ИСЗ, изменения плотности верхней атмосферы (в связи с различными проявлениями солнечной активности), законы циркуляции атмосферы, структуру гравитационного поля Земли и др. Специально организуемые позиционные и дальномерные синхронные наблюдения спутников (одновременно с нескольких станций) методами спутниковой геодезии позволяют осуществлять геодезическую привязку пунктов, удалённых на тысячи км друг от друга, изучать движение материков и т. п.

Развитие спутниковой связи. История развития в СССР:

Первый искусственный спутник Земли был выведен на орбиту в 1957 году. Вес космического аппарата составлял всего лишь 83,6 кг. Управление спутником осуществлялось через миниатюрный блок – радиопередатчик-маяк. Успешные результаты приема/передачи радиосигнала в открытом космосе позволили реализовать дальновидные планы, предусматривающие использование ИСС в качестве активного и пассивного ретранслятора радиосигнала. Однако, чтобы реализовать столь перспективные планы, необходимо было создать такие космические аппараты, которые могли нести достаточный вес (разнообразную приемо-передающую аппаратуру). Кроме того, чтобы вывести на орбиту искусственный спутник, нужны были мощные ракетные двигатели и оборудование. После того, как российскими инженерами были решены эти проблемы, появилась возможность запускать в открытый космос ИСС для проведения научных и исследовательских работ, решения навигационных, метеорологических, разведывательных задач, а также для обеспечения стойкого канала связи для передачи радиосигналов на большие расстояния. Процесс формирования спутниковой системы связи (ССС) активизировался после запуска первого искусственного спутника. В рамках реализации данной концепции на земной поверхности начали строить базовые приемо-передающие станции, оснащенные параболическими антеннами. Диаметр антенны достигал 12 метров, что позволило обеспечить стойкий прием и передачу радиосигнала. В 1965 году российскими инженерами удалось обеспечить получение телевизионных программ во Владивостоке, транслируемых из Москвы через ССС.

В 1967 году после тестирования и доведения технической мощности до требуемых параметров была введена в строй система спутниковой связи «Орбита». В 1975 году на круговую орбиту был выведен космический спутник «Радуга». Расстояние от земной поверхности до искусственного летательного аппарата составило почти 36 км. Направление вращения планеты и спутника практически совпадало, поэтому ИСС буквально «парил» над Землей, оставаясь неподвижным на протяжении суток. Данное техническое решение упрощало передачу управляющих команд на космический аппарат и гарантировало функционирование стабильного канала приема/передачи радиоволн. В последующем на орбиту был выведен более совершенный ИСС «Горизонт».

Результаты эксплуатации ИСС «Орбита» показали неэффективность обслуживания радиосигнала в интересах трансляции телепрограмм в небольших населенных пунктах, насчитывающих несколько десятков тысяч человек местных жителей. Поэтому, приоритет был предоставлен компактным наземным станциям приема-передачи сигнала, обслуживаемым ССС «Экран». Искусственный спутник данной системы спутниковой связи был выведен на околоземную орбиту в 1976 году. Теперь программы центрального телевидения могли смотреть люди даже в отдаленных местах Сибири и Дальнего Востока.

В 80-х годах прошлого века через ИСС «Горизонт» активно эксплуатировалась система спутниковой связи «Москва».

Международная спутниковая связь

Международная спутниковая связь – это вид радиорелейной коммуникации, которая основана на применении искусственных спутников земли, как ретрансляторов. Связь происходит между станциями, находящимися на земле, что в свою очередь бывают стационарными и подвижными. Технология позволяет передавать радиосигнал на любое расстояние, даже самое масштабное.

На сегодняшний день самым распространенным видом является активный ретранслятор. Он значительно усиливает и корректирует поступающий сигнал перед тем, как он дойдет до абонента. Большинство спутниковых систем мира используют именно такой вид спутников.

Начало такой технологии было положено английским ученым Артуром Кларком, который написал статью «Внеземные ретрансляторы». Принцип заключался в том, что антенну необходимо было вывести на максимально дальнее расстояние на околоземной орбите, что позволяло бы принимать сигналы от наземных источников и передавать их дальше. Главной особенностью являлось то, что один спутник мог контролировать достаточно большую зону покрытия земного шара.

Первым пассивным ретранслятором был аппарат «Эхо-1», который был запущен в космос в 1960-м году. Это положило начало дальнейшему стремительному развитию международной спутниковой связи.

Области применения международной спутниковой связи

С того момента, как в космос был запущен первый искусственный спутник, качество технологии значительно улучшилось. Сегодня человечество не представляет повседневной жизни без мобильного телефона (который победоносно вытеснил домашние стационарные), без видео чатов, помогающих общаться с человеком на расстоянии в реальном времени, без телевидения и т.д.

Современное использование международной спутниковой связи разделяют на следующие ключевые направления:

  • магистральная связь;
  • система подвижной спутниковой связи;
  • VSAT (небольшая система с антенной диаметром до 2.4 м, служащая для создания частного канала);
  • мобильная сеть;
  • Интернет (с помощью данной системы работает большинство современных технологий).

Международная спутниковая связь является одним из тематических направлений тематического мероприятия, которое ежегодно проходит в стенах Центрального выставочного комплекса «Экспоцентр».

Сотни экспонентов из многих развивающихся стран приезжают в столицу Российской Федерации с целью представить свои разработки и поделиться новыми идеями.

Тематическое разнообразие охватывает все категории связной отрасли:

  • интернет-технологии;
  • программное обеспечение;
  • сети для передачи данных;
  • стартапы;
  • телекоммуникационная инфраструктура;
  • услуги в области IT-технологий;
  • связное оборудование и современные технологии.

Возможности современной международной спутниковой связи

Современная высокотехнологическая международная спутниковая связь предоставляет возможности:

  • обмениваться информацией;
  • управлять и координировать воздушные и морские судна, а также наземный транспорт;
  • способность передавать большие объемы информации на другой край света;
  • получать высокое и стабильное качество сигнала;
  • осуществлять безопасные коммуникации и т.д.

Основные разновидности ИСЗ

Конфигурация системы спутниковой связи зависит от типа ИСЗ, вида связи и параметров земной станции. Три основных разновидности ИСЗ в зависимости от орбиты спутника:

  • ИСЗ на высокой эллиптической орбите (ВЭО)
  • ИСЗ на геостационарной орбите (ГСО)
  • ИСЗ на низковысотной орбите (НВО)

ИСЗ на высокой эллиптической орбите (ВЭО)

Спутники типа “Молния” с периодом обращения 12 часов, наклоном орбиты 63 градуса, высотой апогея над северным полушарием 40 тыс. км.

У спутника переменная скорость. В области апогея скорость движения ИСЗ замедляется и обеспечивает радиовидимость 6…8 часов. 6…8 часов это то время, когда один спутник находится в рабочей зоне. Для обеспечения непрерывной связи на одной орбите необходимо расположить не менее трех спутников, а лучше 4.

Преимущества ИСЗ с ВСО большой размер зоны обслуживания. 

Недостатки: необходимость слежения земных антенн за спутниками и переориентация этих антенн с заходящего спутника на восходящий. 

ИСЗ на геостационарной орбите (ГСО)

ГСО это орбита, на которую если поставить спутник, он будет вращаться вместе с Землей с одинаковой скоростью. Он находится неподвижно относительно земной точки. 

ГСО — круговая орбита с периодом обращения ИСЗ 24 часа, расположенная в плоскости экватора на высоте 35 875 км с поверхности Земли. Орбита синхронно вращается с вращением Земли, поэтому спутник находится неподвижно относительно земной поверхности. 

Достоинства:

  • Зона обслуживания одного спутника достигает треть поверхности Земли, т.е. 3-х спутников достаточно для глобальной сети. 
  • Антенны земных станций не требуют систем слежения. Антенна неподвижна.
  • Не требуют сложной наземной аппаратуры, могут обеспечивать большое покрытие, но в зонах не сильно приближенных к полюсам Земли.

Недостатки:

В северных широтах спутник виден под малыми углами к горизонту и совсем не виден в приполярных областях.

Но если в южном полушарии это не так страшно, то в северном Скандинавские страны, Россия, Канада находятся достаточно близко к полюсу и там геостационарные спутники связь не обеспечивают. 

  • Ограничение на количество спутников на ГСО.
  • Достаточно высокая цена самого аппарата ИСЗ и его запуска.

ИСЗ на низковысотной орбите (НВО)

В настоящее время развиваются спутники связи на низковысотной орбите.Спутники запускаются на круговые орбиты, бывает полярная орбита, которая проходит через нулевой меридиан, плоскость которых наклонена к плоскости экватора. Наличие большого количества спутников на разных орбитах, позволяет добиться высокого покрытия поверхности Земли этими системами связи. 

Высота орбиты 200…2000 км над поверхностью Земли. Спутники относятся к легкому классу и для их запуска можно использовать недорогой носитель, либо дорогой носитель, который сразу забросит на орбиту два десятка аппаратов, которые потом выводятся в нужной точке. Покрытие может быть глобальное. 

Главный недостаток ИСЗ на НВО, спутники вращаются по круговым низким орбитам на достаточно высокой линейной скорости и от момента, когда спутник выходит в ту зону, где находится абонент, до того момента, когда он из этой зоны выходит, может проходить 20-40 минут. Для того, чтобы обеспечить хорошее покрытие, нужно много спутников. 

Какая разница между спутником и космическим мусором?

продолжают находить новые луны

Техногенные объекты, вроде «Спутника» и Explorer, также можно классифицировать как спутники, поскольку они, как и луны, вращаются вокруг планеты. К сожалению, человеческая активность привела к тому, что на орбите Земли оказалось огромное количество мусора. Все эти куски и обломки ведут себя как и крупные ракеты — вращаются вокруг планеты на высокой скорости по круговому или эллиптическому пути. В строгом толковании определения можно каждый такой объект определить как спутник. Но астрономы, как правило, считают спутниками те объекты, которые выполняют полезную функцию. Обломки металла и другой хлам попадают в категорию орбитального мусора.

Орбитальный мусор поступает из многих источников:

  • Взрыв ракеты, который производит больше всего хлама.
  • Астронавт расслабил руку — если астронавт ремонтирует что-то в космосе и упускает гаечный ключ, тот потерян навсегда. Ключ выходит на орбиту и летит со скоростью около 10 км/с. Если он попадет в человека или в спутник, результаты могут быть катастрофическими. Крупные объекты, вроде МКС, представляют собой большую мишень для космического мусора.
  • Выброшенные предметы. Части пусковых контейнеров, шапки объективов камер и так далее.

NASA вывело специальный спутник под названием LDEF для изучения долгосрочных эффектов от столкновения с космическим мусором. За шесть лет инструменты спутника зарегистрировали около 20 000 столкновений, некоторые из которых были вызваны микрометеоритами, а другие орбитальным мусором. Ученые NASA продолжают анализировать данные LDEF. А вот в Японии уже планируют развернуть гигантскую сеть для отлова космического мусора.

Кому принадлежат спутники Земли?

Интересно отметить, что в базе данных UCS есть четыре основных типа пользователей, хотя принадлежность 17% спутников у нескольких пользователей.

  • 94 спутника, зарегистрированны гражданскими лицами: они как правило, являются учебными заведениями, хотя есть и другие национальные организации. 46% этих спутников имеют цель развитие технологий, таких как наука о Земле и космосе. Наблюдение составляют еще 43%.
  • 579 принадлежат коммерческим пользователям: коммерческие организации и государственные организации, которые хотят продавать собранные ими данные. 84% этих спутников сосредоточены на услугах связи и глобального позиционирования; из оставшихся 12% — спутники наблюдения Земли.
  • 401 спутник принадлежит государственными пользователями: в основном национальные космические организации, а также другие национальные и международные органы. 40% из них — спутники связи и глобального позиционирования; еще 38% сосредоточено на наблюдении Земли. Из оставшихся — развитие космической науки и техники составляет 12% и 10% соответственно.
  • 345 спутника принадлежат военным: здесь снова сосредоточена связь, наблюдения Земли и системы глобального позиционирования, причем 89% спутников имеют одну из этих трех целей.

Способ применения, дозировка

Таблетированный выпуск:

  • Для взрослых: 1 таблетка (25 мг) в сутки. Кратность – до 4 раз. Максимальная дозировка за день – 100 мг;
  • Для несовершеннолетних – от 3 до 6 лет, по половине пилюли не больше 2 раз в день; от 6 до 14 лет – половина таблетки 3 раза в сутки.

Прием следует осуществлять после приема пищи.

Раствор:

  • Внутривенно задействуют лишь в тяжелых, острых ситуациях под контролем специалиста;
  • Внутримышечно взрослым вводят 1-2 ампулы за 24 часа (1-2 мл). Детям дозировку устанавливают в медицинском учреждении.

Употребление фармсредства в чрезмерном количестве может спровоцировать ряд крайне опасных ситуаций и явлений. Они могут проявляться в качестве видения образов, возникающих в сознании без воздействия внешнего раздражителя, проблемы с координацией движений, судорожные состояния, учащенное сердцебиение. Не исключено впадение в кому.

Почему искусственные спутники видимы?

Искусственные спутники видны на небе по той же причине, по которой мы можем наблюдать планеты или кометы, — потому что они отражают солнечные лучи. Более того, находясь очень высоко над Землей, они отражают солнечные лучи даже тогда, когда солнечный свет не достигает земной поверхности. Видимость искусственного спутника зависит от нескольких факторов: от положения наблюдателя до положения спутника, от времени суток до метеорологических условий. Сказывается также земная тень, которая иногда может вызывать затмение орбитального объекта

Для успешного наблюдения все эти факторы необходимо принимать во внимание

Орбита и наклонение. Основными элементами, определяющими видимость искусственного спутника с Земли, являются тип орбиты (круговой или эллиптический), высота и орбитальное наклонение, то есть угол, образованный плоскостью орбиты искусственного спутника и плоскостью земного экватора. Так, если спутник на высоте примерно 300 км (то есть на низкой орбите) движется по орбите, наклоненной на 25°относительно экватора, он не будет виден далее 34° северной и южной широты, а значит, его нельзя будет увидеть из Москвы.

Основными орбитами спутников являются экваториальная (с небольшим наклоном относительно экватора) и геостационарная (на которой каждый спутник, расположенный на высоте 36 ООО км, совершает полный оборот вокруг Земли за сутки и, таким образом, находится постоянно над одной точкой земной поверхности)—типичная для спутников из сферы телекоммуникаций. Существует и полярная орбита, применяемая для метеорологических спутников, таких, например, как МеtеOр-А и В. Спутники проносятся по ней на высоте около 1000 км, совершая оборот примерно за 100 минут. За то время, пока спутник совершает оборот, Земля поворачивается примерно на 25° Это означает, что, к примеру, если в 12.00 спутник пролетал над Москвой, то в следующий свой проход (в 13.40) он окажется над Римом.

Искусственные спутники, находящиеся на низкой орбите, на оборот вокруг Земли тратят примерно 90 минут. Чем выше орбита, тем больше требуется времени для совершения оборота, вплоть до геостационарных спутников, движущихся по орбите радиусом 36 000 км в плоскости экватора и поэтому находящихся постоянно над одной и той же точкой земной поверхности: они совершают оборот ровно за 24 часа. За исключением этих последних, все остальные спутники появляются в поле зрения наблюдателя в разные моменты суток. Бывают периоды (порой по две недели подряд), когда они находятся над головой астронома в дневные часы, а значит, недоступны для наблюдения.

Когда искусственные спутники проходят? Чтобы знать точное время прохождения большей части искусственных спутников над определенной точкой земной поверхности, можно воспользоваться справочниками, специальным программным обеспечением, а еще лучше— интернет-сайтами, информация на которых все время обновляется. Стоит отметить сайт heavens-above.com, где для всех спутников звездной величиной выше 4,5 дается информация об их прохождении надо всеми точками Земли с расписанием появления и исчезновения, высотой над горизонтом и звездной величиной.

В 2010 году была введена в эксплуатацию новая ракета-носитель «Фалькон-9», разработанная американской частной компанией «Спейс-Экс». «Фалькон» уже совершил полтора десятка полетов, доставляя на орбиту спутники и иногда отправляя на МКС челнок с припасами под названием «Дрэгон».

На последующие годы запланировано много полетов «Фалькона» (16 только на 2015-й). Астрономы-любители пытались увидеть с Земли вторую ступень ракеты, и некоторым из них это удалось. В данном случае тоже многое зависит от типа ракеты и местоположения наблюдателя. Во время прямого запуска на МКС ракета доступна для наблюдения примерно между 60° с. ш. и 60° ю.ш.

Продолжение читайте в следующей часте статьи про искусственные спутники Землискусственные спутники Земли, где Вы сможете узнать про другие искусственные спутники и как их найти в небе.

Собери свой телескоп №20, 2015

Движение ИСЗ.

Зарубежные искусственные спутники Земли. «Джемини».

ИСЗ выводятся на орбиты с помощью автоматических управляемых многоступенчатых ракет-носителей, которые от старта до некоторой расчётной точки в пространстве движутся благодаря тяге, развиваемой реактивными двигателями. Этот путь, называемый траекторией выведения ИСЗ на орбиту, или активным участком движения ракеты, составляет обычно от нескольких сотен до двух-трёх тыс. км. Ракета стартует, двигаясь вертикально вверх, и проходит сквозь наиболее плотные слои земной атмосферы на сравнительно малой скорости (что сокращает энергетические затраты на преодоление сопротивления атмосферы). При подъёме ракета постепенно разворачивается, и направление её движения становится близким к горизонтальному. На этом почти горизонтальном отрезке сила тяги ракеты расходуется не на преодоление тормозящего действия сил притяжения Земли и сопротивления атмосферы, а главным образом на увеличение скорости. После достижения ракетой в конце активного участка расчётной скорости (по величине и направлению) работа реактивных двигателей прекращается; это — так называемая точка выведения ИСЗ на орбиту. Запускаемый космический аппарат, который несёт последняя ступень ракеты, автоматически отделяется от неё и начинает своё движение по некоторой орбите относительно Земли, становясь искусственным небесным телом. Его движение подчинено пассивным силам (притяжение Земли, а также Луны, Солнца и др. планет, сопротивление земной атмосферы и т. д.) и активным (управляющим) силам, если на борту космического аппарата установлены специальные реактивные двигатели. Вид начальной орбиты ИСЗ относительно Земли зависит целиком от его положения и скорости в конце активного участка движения (в момент выхода ИСЗ на орбиту) и математически рассчитывается с помощью методов небесной механики. Если эта скорость равна или превышает (но не более чем в 1,4 раза) первую космическую скорость (около 8 км/сек у поверхности Земли), а её направление не отклоняется сильно от горизонтального, то космический аппарат выходит на орбиту спутника Земли. Точка выхода ИСЗ на орбиту в этом случае расположена вблизи перигея орбиты. Выход па орбиту возможен и в других точках орбиты, например вблизи апогея, но поскольку в этом случае орбита ИСЗ расположена ниже точки выведения, то сама точка выведения должна располагаться достаточно высоко, скорость же в конце активного участка при этом должна быть несколько меньше круговой.

В первом приближении орбита ИСЗ представляет собой эллипс с фокусом в центре Земли (в частном случае — окружность), сохраняющий неизменное положение в пространстве. Движение по такой орбите называется невозмущённым и соответствует предположениям, что Земля притягивает по закону Ньютона как шар со сферическим распределением плотности и что на спутник действует только сила притяжения Земли.

Такие факторы, как сопротивление земной атмосферы, сжатие Земли, давление солнечного излучения, притяжения Луны и Солнца, являются причиной отклонений от невозмущённого движения. Изучение этих отклонений позволяет получать новые данные о свойствах земной атмосферы, о гравитационном поле Земли. Из-за сопротивления атмосферы ИСЗ, движущиеся по орбитам с перигеем на высоте несколько сот км, постепенно снижаются и, попадая в сравнительно плотные слои атмосферы на высоте 120—130 км и ниже, разрушаются и сгорают; они имеют, таким образом, ограниченный срок существования. Так, например, первый советский ИСЗ находился в момент выхода на орбиту на высоте около 228 км над поверхностью Земли и имел почти горизонтальную скорость около 7,97 км/сек. Большая полуось его эллиптической орбиты (т. е. среднее расстояние от центра Земли) составляла около 6950 км, период обращения 96,17 мин, а наименее и наиболее удалённые точки орбиты (перигей и апогей) располагались на высотах около 228 и 947 км соответственно. Спутник существовал до 4 января 1958, когда он, вследствие возмущений его орбиты, вошёл в плотные слои атмосферы.

Орбита, на которую выводится ИСЗ сразу после участка разгона ракеты-носителя, бывает иногда лишь промежуточной. В этом случае на борту ИСЗ имеются реактивные двигатели, которые включаются в определённые моменты на короткое время по команде с Земли, сообщая ИСЗ дополнительную скорость. В результате ИСЗ переходит на другую орбиту. Автоматические межпланетные станции выводятся обычно сначала на орбиту спутника Земли, а затем переводятся непосредственно на траекторию полёта к Луне или планетам.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий