De kunstmatige satellieten Het zijn voertuigen of apparaten die speciaal zijn gebouwd om zonder bemanning in de ruimte te worden gelanceerd om rond de aarde of een ander hemellichaam te cirkelen..
De eerste ideeën over het bouwen van kunstmatige satellieten kwamen van sciencefictionauteurs, zoals Jules Verne en Arthur C. Clark. De laatste was een radarofficier bij de Royal Air Force en kwam aan het einde van de Tweede Wereldoorlog op het idee om drie satellieten in een baan om de aarde te gebruiken om een telecommunicatienetwerk te onderhouden..
Op dat moment waren de middelen nog niet beschikbaar om een satelliet in een baan om de aarde te brengen. Het duurde nog een paar jaar voordat het Amerikaanse leger begin jaren vijftig de eerste satellietcommunicatie produceerde..
De ruimtewedloop tussen de Verenigde Staten en de Sovjet-Unie heeft de kunstmatige satellietindustrie een boost gegeven. De eerste die met succes in een baan om de aarde werd gebracht, was de Sovjet Spoetnik-satelliet in 1957 en deze zond signalen uit in het bereik van 20-40 MHz..
Dit werd gevolgd door de lancering van de Echo I door de Verenigde Staten, voor communicatiedoeleinden. Sindsdien werden talloze lanceringen in een baan om de aarde opgevolgd door beide machten en vervolgens sloten veel landen zich aan bij de nieuwe technologie..
Kunstmatige satellieten hebben verschillende toepassingen:
In zijn werk Beginsel, Isaac Newton (1643-1727) stelde vast wat nodig was om een satelliet in een baan om de aarde te brengen, hoewel hij in plaats van een satelliet als voorbeeld een kanonskogel gebruikte die vanaf de top van een heuvel werd afgevuurd..
Afgevuurd met een bepaalde horizontale snelheid, volgt de kogel het gebruikelijke parabolische traject. Door de snelheid te verhogen, wordt het horizontale bereik steeds groter, iets dat duidelijk was. Maar zal een bepaalde snelheid ervoor zorgen dat de kogel in een baan om de aarde gaat??
De aarde buigt vanaf een lijn die het oppervlak raakt met een snelheid van 4,9 m voor elke 8 km. Elk object dat uit rust komt, valt 4,9 m tijdens de eerste seconde. Daarom, wanneer de kogel horizontaal vanaf een piek met een snelheid van 8 km / s wordt afgevuurd, zal deze 4,9 m vallen tijdens de eerste seconde..
Maar de aarde zal in die tijd ook 4,9 m zijn afgedaald, terwijl ze onder de kanonskogel door buigt. Deze blijft horizontaal bewegen, de 8 km beslaat en zou gedurende die seconde op dezelfde hoogte blijven ten opzichte van de aarde..
Natuurlijk gebeurt hetzelfde na de volgende seconde en in alle opeenvolgende seconden, waarbij de kogel in een kunstmatige satelliet verandert, zonder enige extra voortstuwing, zolang er geen wrijving is..
Wrijving veroorzaakt door luchtweerstand is echter onvermijdelijk, daarom is een booster-raket nodig..
De raket tilt de satelliet op tot grote hoogte, waar de dunnere atmosfeer minder weerstand biedt en de nodige horizontale snelheid geeft..
Deze snelheid moet hoger zijn dan 8 km / s en minder dan 11 km / s. Dit laatste is de ontsnappingssnelheid. Geprojecteerd met deze snelheid, zou de satelliet de zwaartekrachtsinvloed van de aarde verlaten en de ruimte in gaan.
Kunstmatige satellieten bevatten verschillende complexe mechanismen om hun functies uit te voeren, waaronder het ontvangen, verwerken en verzenden van verschillende soorten signalen. Ze moeten ook licht zijn en autonoom kunnen werken.
De hoofdstructuren zijn gemeenschappelijk voor alle kunstmatige satellieten, die op hun beurt verschillende subsystemen hebben, afhankelijk van het doel. Ze zijn gemonteerd in een behuizing van metaal of andere lichtgewicht verbindingen, die als ondersteuning dient en wordt genoemd bus.
Op de bus vind je:
Omdat satellieten veel tijd aan deze straling worden blootgesteld, is een beschermingssysteem nodig om schade aan andere systemen te voorkomen..
De blootgestelde delen worden erg heet, terwijl ze in de schaduw extreem lage temperaturen bereiken, omdat er niet genoeg atmosfeer is om de veranderingen te reguleren. Daarom zijn radiatoren nodig om warmte af te voeren en aluminium afdekkingen die warmte behouden wanneer dat nodig is..
Afhankelijk van hun traject kunnen kunstmatige satellieten elliptisch of cirkelvormig zijn. Natuurlijk heeft elke satelliet een toegewezen baan, die over het algemeen in dezelfde richting draait waarin de aarde draait, genaamd asynchrone baan. Als de satelliet om de een of andere reden de andere kant op reist, dan is dat zo retrograde baan.
Onder zwaartekracht bewegen objecten in banen elliptisch volgens de wetten van Kepler. Kunstmatige satellieten ontsnappen hier niet aan, maar sommige elliptische banen hebben zo'n kleine excentriciteit dat ze als circulaire.
De banen kunnen ook hellen ten opzichte van de evenaar van de aarde. Bij een helling van 0º is het ongeveer equatoriale banen, als ze 90 ° zijn, zijn ze dat wel polaire banen.
De hoogte van de satelliet is ook een belangrijke parameter, aangezien tussen 1500 - 3000 km hoog de eerste Van Allen-gordel ligt, een gebied dat moet worden vermeden vanwege de hoge stralingssnelheid..
De baan van de satelliet wordt gekozen op basis van de missie die hij heeft, aangezien er meer of minder gunstige hoogtes zijn voor verschillende operaties. Volgens dit criterium worden satellieten geclassificeerd als:
Ze bevinden zich in ieder geval op grote hoogte -36.000 km meer of minder-. Ze reizen cirkelvormige banen in perioden van 1 dag. Dankzij hen zijn onder meer fax, interlokale telefonie en satelliettelevisie beschikbaar..
In het begin hadden de communicatiesatellieten andere periodes dan de rotatie van de aarde, maar dit maakte de positionering van de antennes moeilijk en de communicatie ging verloren. De oplossing was om de satelliet op een zodanige hoogte te plaatsen dat zijn periode samenviel met die van de rotatie van de aarde..
Op deze manier draait de satelliet samen met de aarde en lijkt ten opzichte daarvan gefixeerd te zijn. De hoogte die nodig is om een satelliet in een geostationaire baan te plaatsen is 35786,04 km en staat bekend als clarke riem.
De hoogte van de baan kan worden berekend door de periode vast te stellen met behulp van de volgende uitdrukking, afgeleid van de wet van universele zwaartekracht van Newton en de wetten van Kepler:
P = 2π (een3/ GM)½
Waar P de periode is, naar is de lengte van de semi-hoofdas van de elliptische baan, G is de universele constante van gravitatie en M. is de massa van de aarde.
Omdat op deze manier de oriëntatie van de satelliet ten opzichte van de aarde niet verandert, garandeert het dat hij er altijd mee in contact zal zijn..
Het was de eerste kunstmatige satelliet in de geschiedenis van de mensheid, die in oktober 1957 door de voormalige Sovjet-Unie in een baan om de aarde werd gebracht. Deze satelliet werd gevolgd door 3 andere, als onderdeel van het Spoetnik-programma..
De eerste Spoetnik was vrij klein en licht: voornamelijk 83 kg aluminium. Het was in staat om frequenties tussen 20 en 40 MHz uit te zenden, het was drie weken in een baan om de aarde, waarna het op de aarde viel..
Spoetnik-replica's zijn tegenwoordig te zien in veel musea in de Russische Federatie, Europa en zelfs Amerika..
Een andere bekende bemande missie was het Space Transport System STS of Space Shuttle, dat actief was van 1981 tot 2011 en naast andere belangrijke missies deelnam aan de lancering van de Hubble Space Telescope en het International Space Station. van reparatie van andere satellieten.
De Space Shuttle had een asynchrone baan en was herbruikbaar, omdat hij naar de aarde kon komen en gaan. Van de vijf veerboten werden er twee per ongeluk vernietigd, samen met hun bemanning: de Challenger en de Columbia.
Het Global Positioning System staat erom bekend mensen en objecten in elk deel van de wereld met hoge precisie te lokaliseren. Het gps-netwerk bestaat uit minimaal 24 satellieten op grote hoogte, waarvan er altijd 4 satellieten zichtbaar zijn vanaf de aarde.
Ze bevinden zich in een baan om de aarde op een hoogte van 20.000 km en hun periode is 12 uur. GPS gebruikt een wiskundige methode die lijkt op triangulatie om de positie van objecten te beoordelen, genaamd trilateratie.
GPS is niet beperkt tot het lokaliseren van mensen of voertuigen, het is ook nuttig voor cartografie, topografie, geodesie, reddingsoperaties en sportpraktijken, naast andere belangrijke toepassingen..
Het is een kunstmatige satelliet die ongeëvenaarde nooit eerder vertoonde beelden biedt van het zonnestelsel, sterren, melkwegstelsels en het verre heelal, zonder dat de atmosfeer van de aarde of lichtvervuiling het verre licht blokkeert of vervormt..
Daarom was de lancering in 1990 de meest opmerkelijke vooruitgang in de astronomie van de afgelopen tijd. De enorme cilinder van 11 ton van Hubble bevindt zich op een hoogte van 548 km in een baan om de aarde in een cirkelvormige beweging, met een periode van 96 minuten..
Het wordt naar verwachting tussen 2020 en 2025 gedeactiveerd en wordt vervangen door de James Webb-ruimtetelescoop..
Het staat bekend als ISS (International Space Station) en is een onderzoekslaboratorium in een baan dat wordt beheerd door vijf ruimteagentschappen over de hele wereld. Tot dusver is het de grootste kunstmatige satelliet die er bestaat.
In tegenstelling tot de rest van de satellieten zijn er in het ruimtestation mensen aan boord. Naast de vaste bemanning van zeker twee astronauten heeft het station zelfs bezoek van toeristen gekregen.
Het doel van het station is primair wetenschappelijk. Het heeft 4 laboratoria waarin de effecten van zwaartekracht worden onderzocht en astronomische, kosmologische en klimaatwaarnemingen worden uitgevoerd, evenals verschillende experimenten in de biologie, chemie en de invloed van straling op verschillende systemen..
Deze kunstmatige satelliet is een observatorium om röntgenstralen te detecteren, die worden geabsorbeerd door de atmosfeer van de aarde en daarom niet vanaf het oppervlak kunnen worden bestudeerd. NASA bracht het in 1999 in een baan om de aarde met behulp van de Space Shuttle Columbia.
Ze vormen een netwerk van 66 satellieten op een hoogte van 780 km in banen van het type LEO, met een periode van 100 minuten. Ze zijn ontworpen door het telefoonbedrijf Motorola om telefooncommunicatie op moeilijk bereikbare plaatsen mogelijk te maken. Het is echter een dienst tegen zeer hoge kosten.
Het is het door de Europese Unie ontwikkelde plaatsbepalingssysteem, gelijkwaardig aan GPS en voor civiel gebruik. Het heeft momenteel 22 satellieten in bedrijf, maar het is nog in aanbouw. Het is in staat om een persoon of een object te lokaliseren met een precisie van 1 meter in de open versie en is interoperabel met de satellieten van het GPS-systeem.
Het zijn satellieten die speciaal zijn ontworpen om het aardoppervlak te observeren. Ze begonnen met hun werk in 1972. Ze zijn onder meer verantwoordelijk voor het in kaart brengen van het terrein, het vastleggen van informatie over de beweging van ijs op de polen en de uitgestrektheid van bossen, en het zoeken naar mijnbouw..
Het is het geolocatiesysteem van de Russische Federatie, vergelijkbaar met GPS en het Galileo-netwerk.
Kunstmatige satellieten kunnen door amateurs vanaf de aarde worden gezien, omdat ze zonlicht reflecteren en kunnen worden gezien als lichtpunten, zelfs als de zon is ondergegaan..
Om ze te vinden, is het raadzaam om een van de satellietzoektoepassingen op de telefoon te installeren of de internetpagina's te raadplegen die satellieten volgen.
De Hubble-ruimtetelescoop kan bijvoorbeeld zichtbaar zijn met het blote oog of beter nog, met een goede verrekijker, als je weet waar je moet kijken..
De voorbereidingen voor het observeren van satellieten zijn dezelfde als voor het observeren van meteorenregens. De beste resultaten worden verkregen op zeer donkere en heldere nachten, zonder wolken en zonder maan, of met de maan laag aan de horizon. Hoe verder weg van lichtvervuiling, hoe beter, je moet ook warme kleding en warme dranken meenemen.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.