Teatrdagi o'rindiqlar spektaklga turlicha qarashlarni taqdim etgani kabi, turli sun'iy yo'ldosh orbitalari ham har xil maqsadli istiqbollarni taqdim etadi. Ba'zilari Yerning bir tomonini doimiy ko'rinishini ta'minlab, yer yuzidagi nuqta ustida tursa, boshqalari sayyoramizni aylanib, bir kunda ko'p joylarni bosib o'tadi.

Orbitalarning turlari

Sun'iy yo'ldoshlar qaysi balandlikda uchadi? Yerga yaqin orbitalarning 3 turi mavjud: baland, o'rta va past. Eng yuqori darajada, sirtdan eng uzoqda, qoida tariqasida, ko'plab ob-havo va ba'zi aloqa sun'iy yo'ldoshlari joylashgan. O'rta Yer orbitasida aylanadigan sun'iy yo'ldoshlar navigatsiya va ma'lum bir mintaqani kuzatish uchun mo'ljallangan maxsus yo'ldoshlarni o'z ichiga oladi. Aksariyat ilmiy kosmik kemalar, shu jumladan NASAning Yerni kuzatish tizimi floti past orbitada.

Ularning harakat tezligi sun'iy yo'ldoshlar uchadigan balandlikka bog'liq. Yerga yaqinlashganda, tortishish kuchayadi va harakat tezlashadi. Masalan, NASAning Aqua sun'iy yo'ldoshi sayyoramizni taxminan 705 km balandlikda aylanib chiqishi uchun taxminan 99 daqiqa vaqt ketadi, yerdan 35 786 km uzoqlikda joylashgan meteorologik qurilma esa 23 soat 56 daqiqa va 4 soniyani oladi. Yer markazidan 384 403 km uzoqlikda joylashgan Oy 28 kunda bir aylanishni yakunlaydi.

Aerodinamik paradoks

Sun'iy yo'ldoshning balandligini o'zgartirish uning orbital tezligini ham o'zgartiradi. Bu yerda paradoks bor. Agar sun'iy yo'ldosh operatori tezligini oshirmoqchi bo'lsa, uni tezlashtirish uchun faqat dvigatellarni ishga tushira olmaydi. Bu orbitani (va balandlikni) oshiradi, natijada tezlik kamayadi. Buning o'rniga siz dvigatellarni sun'iy yo'ldoshning harakat yo'nalishiga qarama-qarshi yo'nalishda ishga tushirishingiz kerak, ya'ni Yerda harakatni sekinlashtiradigan harakatni bajarishingiz kerak. transport vositasi. Bu harakat uni pastga siljitadi, bu esa tezlikni oshirishga imkon beradi.

Orbitaning xususiyatlari

Balandlikka qo'shimcha ravishda, sun'iy yo'ldoshning yo'li ekssentriklik va moyillik bilan tavsiflanadi. Birinchisi orbita shakliga bog'liq. Eksantrikligi past bo'lgan sun'iy yo'ldosh aylanaga yaqin traektoriya bo'ylab harakatlanadi. Eksantrik orbita ellips shakliga ega. Kosmik kemadan Yergacha bo'lgan masofa uning joylashgan joyiga bog'liq.

Nishab - orbitaning ekvatorga nisbatan burchagi. To'g'ridan-to'g'ri ekvator ustidagi orbitadagi sun'iy yo'ldoshning moyilligi nolga teng. Agar kosmik kema shimoliy va janubiy qutblar(geografik, magnit emas), uning moyilligi 90°.

Hammasi birgalikda - balandlik, ekssentriklik va moyillik - sun'iy yo'ldoshning harakatini va Yer uning nuqtai nazaridan qanday ko'rinishini aniqlaydi.

Yuqori Yerga yaqin

Sun'iy yo'ldosh Yer markazidan roppa-rosa 42 164 km masofaga yetganda (er yuzidan taxminan 36 ming km), u orbitasi sayyoramizning aylanishiga mos keladigan zonaga kiradi. Samolyot Yer bilan bir xil tezlikda harakatlanayotganligi sababli, ya'ni uning orbital davri 24 soat bo'lgani uchun u shimoldan janubga siljishi mumkin bo'lsa-da, bir uzunlik bo'ylab harakatsiz qolgandek ko'rinadi. Bu maxsus yuqori orbita geosinxron deb ataladi.

Sun'iy yo'ldosh to'g'ridan-to'g'ri ekvator ustidagi aylana orbita bo'ylab harakatlanadi (ekssentriklik va moyillik nolga teng) va Yerga nisbatan harakatsiz qoladi. U har doim o'z yuzasida bir xil nuqtadan yuqorida joylashgan.

Molniya orbitasi (qiyalik 63,4°) yuqori kengliklarda kuzatish uchun ishlatiladi. Geostatsionar yo'ldoshlar ekvatorga bog'langan, shuning uchun ular uzoq shimoliy yoki uchun mos emas janubiy viloyatlar. Bu orbita juda eksantrik: kosmik kema Yerning bir chetiga yaqin joylashgan holda cho'zilgan ellips bo'ylab harakatlanadi. Sun'iy yo'ldosh tortishish ta'sirida tezlashtirilgani sababli, u sayyoramizga yaqin bo'lganda juda tez harakat qiladi. U uzoqlashgani sari uning tezligi sekinlashadi, shuning uchun u o'z orbitasining tepasida Yerdan eng uzoqda joylashgan chekkada ko'proq vaqt o'tkazadi, uning masofasi 40 ming km ga etadi. Orbital aylanish davri 12 soatni tashkil qiladi, ammo sun'iy yo'ldosh bu vaqtning uchdan ikki qismini bir yarim sharda o'tkazadi. Sun'iy yo'ldosh yarim sinxron orbita kabi har 24 soatda bir xil yo'ldan boradi.U uzoq shimol yoki janubda aloqa uchun ishlatiladi.

Yerga yaqin past

Ko'pgina ilmiy sun'iy yo'ldoshlar, ko'plab meteorologik sun'iy yo'ldoshlar va kosmik stantsiya deyarli aylana shaklida past Yer orbitasida joylashgan. Ularning egilishi ular kuzatayotgan narsaga bog'liq. TRMM tropiklarda yog'ingarchilikni kuzatish uchun ishga tushirilgan, shuning uchun u ekvatorga yaqin bo'lib, nisbatan past moyillikka ega (35 °).

NASAning kuzatuvchi tizim sunʼiy yoʻldoshlarining koʻpchiligi qutbga yaqin, yuqori nishabli orbitaga ega. Koinot kemasi Yer atrofida qutbdan qutbga 99 daqiqa davomida harakat qiladi. Vaqtning yarmi sayyoramizning kunduzi tomoni bo'ylab o'tadi, qutbda esa tungi tomonga buriladi.

Sun'iy yo'ldosh harakatlanayotganda, Yer uning ostida aylanadi. Avtomobil yoritilgan hududga o'tgunga qadar, u oxirgi orbita zonasiga ulashgan maydon ustida bo'ladi. 24 soatlik davrda qutb yo'ldoshlari Yerning katta qismini ikki marta qoplaydi: bir marta kunduzi va bir marta kechasi.

Quyosh-sinxron orbita

Xuddi geosinxron sun’iy yo‘ldoshlar bir nuqtadan yuqorida turishga imkon beruvchi ekvator ustida joylashgan bo‘lishi kerak bo‘lganidek, qutbli orbitadagi sun’iy yo‘ldoshlar ham bir vaqtda turish imkoniyatiga ega. Ularning orbitasi quyosh-sinxron - kosmik kema ekvatorni kesib o'tganda, mahalliy quyosh vaqti har doim bir xil. Masalan, Terra sun'iy yo'ldoshi har doim ertalab soat 10:30 da Braziliya ustidan kesib o'tadi. 99 daqiqadan so'ng Ekvador yoki Kolumbiya ustidan keyingi o'tish ham mahalliy vaqt bilan 10:30 da sodir bo'ladi.

Quyosh bilan sinxron orbita ilm-fan uchun juda muhim, chunki u quyosh nurining Yer yuzasida qolishiga imkon beradi, garchi u mavsumga qarab o'zgaradi. Bu izchillik shuni anglatadiki, olimlar bir necha yil davomida sayyoramizning bir xil fasldagi tasvirlarini yorug'likdagi haddan tashqari katta sakrashlar haqida tashvishlanmasdan solishtirishlari mumkin, bu esa o'zgarish illyuziyasini yaratishi mumkin. Quyosh bilan sinxron orbita bo'lmasa, ularni vaqt o'tishi bilan kuzatib borish va iqlim o'zgarishini o'rganish uchun zarur bo'lgan ma'lumotlarni to'plash qiyin bo'ladi.

Sun'iy yo'ldoshning bu erdagi yo'li juda cheklangan. Agar u 100 km balandlikda bo'lsa, orbita 96 ° nishabga ega bo'lishi kerak. Har qanday og'ish qabul qilinishi mumkin emas. Atmosfera qarshiligi va Quyosh va Oyning tortishish kuchi kosmik kemaning orbitasini o'zgartirganligi sababli, uni muntazam ravishda sozlash kerak.

Orbitaga in'ektsiya: ishga tushirish

Sun'iy yo'ldoshni uchirish uchun energiya talab qilinadi, uning miqdori uchirish joyining joylashgan joyiga, uning harakatining kelajakdagi traektoriyasining balandligi va moyilligiga bog'liq. Uzoq orbitaga chiqish ko'proq energiya talab qiladi. Muhim moyillikka ega sun'iy yo'ldoshlar (masalan, qutblilar) ekvator atrofida aylanib yurganlarga qaraganda ko'proq energiya talab qiladi. Nishab past orbitaga kirishga Yerning aylanishi yordam beradi. 51,6397° burchak ostida harakat qiladi. Bu kosmik kemalar va Rossiya raketalarining unga etib borishini osonlashtirish uchun zarur. XKSning balandligi 337-430 km. Polar sun'iy yo'ldoshlar esa Yerning momentumidan hech qanday yordam olmaydilar, shuning uchun ular bir xil masofaga ko'tarilish uchun ko'proq energiya talab qiladi.

Moslashish

Sun'iy yo'ldosh uchirilgandan so'ng, uni ma'lum bir orbitada ushlab turishga harakat qilish kerak. Yer mukammal sfera emasligi sababli, uning tortishish kuchi ba'zi joylarda kuchliroqdir. Bu notekislik Quyosh, Oy va Yupiterning (eng massiv sayyora) tortishish kuchi bilan birga quyosh sistemasi), orbitaning moyilligini o'zgartiradi. Butun umri davomida GOES sun'iy yo'ldoshlari uch yoki to'rt marta sozlangan. NASAning past orbitali transport vositalari har yili o'zlarining moyilligini sozlashlari kerak.

Bundan tashqari, Yerga yaqin sun'iy yo'ldoshlar atmosferaga ta'sir qiladi. Eng yuqori qatlamlar juda kam uchraydigan bo'lsa-da, ularni Yerga yaqinlashtirish uchun etarlicha kuchli qarshilik ko'rsatadi. Gravitatsiya harakati sun'iy yo'ldoshlarning tezlashishiga olib keladi. Vaqt o'tishi bilan ular yonib, atmosferaga pastroq va tezroq aylanadi yoki Yerga tushadi.

Quyosh faol bo'lganda atmosfera tortilishi kuchliroq bo'ladi. Xuddi ichkaridagi havo kabi issiq havo shari qizdirilganda kengayadi va ko'tariladi, Quyosh unga qo'shimcha energiya berganda atmosfera ko'tariladi va kengayadi. Atmosferaning yupqa qatlamlari ko'tariladi va ularning o'rnini zichroq qatlamlar egallaydi. Shu sababli, Yer atrofida aylanadigan sun'iy yo'ldoshlar atmosfera tortishishini qoplash uchun yiliga taxminan to'rt marta o'z pozitsiyasini o'zgartirishi kerak. Quyosh faolligi maksimal darajada bo'lganda, qurilmaning holati har 2-3 haftada sozlanishi kerak.

Kosmik qoldiqlar

Orbitani o'zgartirishga majbur qiladigan uchinchi sabab - bu kosmik chiqindilar. Iridiumning aloqa yo‘ldoshlaridan biri ishlamayotgan Rossiya kosmik kemasi bilan to‘qnashib ketdi. Ular qulab tushdi va 2500 dan ortiq bo'lakdan iborat bo'lgan qoldiq bulutini yaratdi. Har bir element bugungi kunda 18 000 dan ortiq texnogen ob'ektlarni o'z ichiga olgan ma'lumotlar bazasiga qo'shildi.

NASA sun'iy yo'ldoshlar yo'lida bo'lishi mumkin bo'lgan hamma narsani diqqat bilan kuzatib boradi, chunki kosmik qoldiqlar tufayli orbitalar allaqachon bir necha bor o'zgartirilishi kerak edi.

Muhandislar harakatga xalaqit berishi mumkin bo'lgan kosmik qoldiqlar va sun'iy yo'ldoshlarning holatini kuzatib boradilar va kerak bo'lganda qochish manevrlarini ehtiyotkorlik bilan rejalashtirishadi. Xuddi shu jamoa sun'iy yo'ldoshning egilishi va balandligini sozlash uchun manevrlarni rejalashtiradi va amalga oshiradi.

Yer, har qanday kosmik jism kabi, o'ziga xos xususiyatlarga ega tortishish maydoni va har xil o'lchamdagi jismlar va jismlar joylashishi mumkin bo'lgan yaqin orbitalar. Ko'pincha ular Oy va Xalqaro kosmik stantsiyani nazarda tutadilar. Birinchisi o'z orbitasida, ISS esa Yerga yaqin past orbitada yuradi. Yerdan uzoqligi, sayyoraga nisbatan nisbiy joylashuvi va aylanish yo'nalishi bo'yicha bir-biridan farq qiladigan bir nechta orbitalar mavjud.

Sun'iy Yer yo'ldoshlarining orbitalari

Bugun, eng yaqin Yerda kosmik fazo natijalari bo'lgan ko'plab ob'ektlar mavjud inson faoliyati. Asosan sun'iy yo'ldoshlar, bu aloqani ta'minlashga xizmat qiladi, lekin u erda juda ko'p kosmik chiqindilar ham mavjud. Erning eng mashhur sun'iy yo'ldoshlaridan biri bu Xalqaro kosmik stansiyadir.

Sun'iy yo'ldoshlar uchta asosiy orbita bo'ylab harakatlanadi: ekvatorial (geostatsionar), qutbli va moyil. Birinchisi butunlay ekvator doirasi tekisligida yotadi, ikkinchisi unga qat'iy perpendikulyar, uchinchisi esa ular orasida joylashgan.

Geosinxron orbita

Ushbu traektoriyaning nomi uning bo'ylab harakatlanayotgan jismning Yer aylanishining yulduz davriga teng tezlikka ega ekanligi bilan bog'liq. Geostatsionar orbita maxsus holat Yer ekvatori bilan bir tekislikda joylashgan geosinxron orbita.

Nolga va nol ekssentriklikka teng bo'lmagan moyillik bilan sun'iy yo'ldosh Yerdan kuzatilganda kun davomida osmonda sakkiz raqamni tasvirlaydi.

Geosinxron orbitadagi birinchi sun'iy yo'ldosh 1963 yilda unga uchirilgan American Syncom-2 hisoblanadi. Bugungi kunda ba'zi hollarda sun'iy yo'ldoshlar geosinxron orbitaga joylashtiriladi, chunki raketa ularni geosinxron orbitaga joylashtira olmaydi.

Geostatsionar orbita

Ushbu traektoriya shunday nomga ega, chunki doimiy harakatga qaramay, unda joylashgan ob'ekt er yuzasiga nisbatan statik bo'lib qoladi. Ob'ekt joylashgan joy turish nuqtasi deb ataladi.

Bunday orbitaga joylashtirilgan sun'iy yo'ldoshlar ko'pincha sun'iy yo'ldosh televideniesini uzatish uchun ishlatiladi, chunki statik tabiat antennani unga bir marta yo'naltirish va uzoq vaqt davomida bog'lanish imkonini beradi.

Sun'iy yo'ldoshlarning geostatsionar orbitadagi balandligi 35 786 kilometrni tashkil qiladi. Ularning barchasi to'g'ridan-to'g'ri ekvator ustida joylashganligi sababli, faqat meridian pozitsiyani ko'rsatish uchun nomlanadi, masalan, 180,0˚E Intelsat 18 yoki 172,0˚E Eutelsat 172A.

Taxminan orbital radiusi ~ 42 164 km, uzunligi taxminan 265 000 km va orbital tezligi taxminan 3,07 km / s.

Yuqori elliptik orbita

Yuqori elliptik orbita - perigeydagi balandligi apogeydagidan bir necha marta kichik bo'lgan traektoriya. Sun'iy yo'ldoshlarni bunday orbitalarga chiqarish bir qator muhim afzalliklarga ega. Misol uchun, bunday tizimlardan biri butun Rossiyaga yoki shunga mos ravishda teng umumiy maydonga ega bo'lgan davlatlar guruhiga xizmat qilish uchun etarli bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, yuqori kenglikdagi VEO tizimlari geostatsionar sun'iy yo'ldoshlarga qaraganda ko'proq qobiliyatga ega. Va sun'iy yo'ldoshni yuqori elliptik orbitaga qo'yish taxminan 1,8 baravar arzonga tushadi.

VEO-da ishlaydigan tizimlarning katta misollari:

• NASA va ESA tomonidan ishga tushirilgan kosmik observatoriyalar.
• Sirius XM Radio sun'iy yo'ldosh radiosi.
• Sun'iy yo'ldosh aloqalari Meridian, -Z va -ZK, Molniya-1T.
• GPS sun'iy yo'ldoshni tuzatish tizimi.

Past Yer orbitasi

Bu har xil sharoitlarga qarab 160-2000 km balandlikda va 88-127 minut orbital davriga ega bo'lishi mumkin bo'lgan eng past orbitalardan biridir. LEOni boshqariladigan kosmik kema engib o'tgan yagona vaqt Apollon dasturi bo'lib, amerikalik astronavtlarning Oyga qo'nishi edi.

Hozirgi vaqtda foydalanilayotgan yoki ilgari foydalanilgan sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshlarining aksariyati past Yer orbitasida ishlaydi. Xuddi shu sababga ko'ra, hozirda kosmik chiqindilarning asosiy qismi ushbu zonada joylashgan. LEOda joylashgan sun'iy yo'ldoshlar uchun optimal orbital tezlik o'rtacha 7,8 km / s ni tashkil qiladi.

LEOdagi sun'iy yo'ldoshlarga misollar:

• Xalqaro Kosmik stansiya(400 km).
• Turli xil tizimlar va tarmoqlarning telekommunikatsiya sun'iy yo'ldoshlari.
• Razvedka vositalari va zond sun'iy yo'ldoshlari.

Orbitada kosmik chiqindilarning ko'pligi butun kosmik sanoatining asosiy zamonaviy muammosidir. Bugungi kunda vaziyat shundayki, LEOdagi turli ob'ektlar o'rtasida to'qnashuvlar ehtimoli ortib bormoqda. Va bu, o'z navbatida, halokatga va ko'proq shakllanishiga olib keladi Ko'proq parchalar va tafsilotlar. Pessimistik prognozlar shuni ko'rsatadiki, ishga tushirilgan Domino printsipi insoniyatni koinotni o'rganish imkoniyatidan butunlay mahrum qilishi mumkin.

Past mos yozuvlar orbitasi

Past mos yozuvlar odatda qurilmaning orbitasi deb ataladi, bu moyillik, balandlik yoki boshqa muhim o'zgarishlarni o'zgartirishni ta'minlaydi. Agar qurilma dvigatelga ega bo'lmasa va manevrlarni bajarmasa, uning orbitasi past Yer orbitasi deb ataladi.

Qizig'i shundaki, rus va amerikalik ballistiklar uning balandligini boshqacha hisoblashadi, chunki birinchisi Yerning elliptik modeliga, ikkinchisi esa sharsimon modelga asoslangan. Shu sababli, nafaqat balandlikda, balki perigee va apogee pozitsiyasida ham farq bor.

"Inson Yerdan yuqoriga ko'tarilishi kerak - atmosferaga va undan tashqariga - faqat shu tarzda u o'zi yashayotgan dunyoni to'liq anglaydi."

Sokrat bu kuzatuvni odamlar Yer orbitasiga ob'ektni muvaffaqiyatli uchirishdan bir necha asr oldin qilgan. Shunga qaramay, qadimgi yunon faylasufi kosmosdan ko'rish qanchalik qimmatli bo'lishini tushunganga o'xshaydi, garchi u bunga qanday erishishni bilmas edi.

Ushbu kontseptsiya - ob'ektni "atmosferaga va undan tashqariga" qanday uchirish - 1729 yilda Isaak Nyuton o'zining mashhur o'q otish tajribasini nashr etguncha kutish kerak edi. Bu shunday ko'rinadi:

“Tasavvur qiling-a, siz tog' tepasiga to'p qo'yib, uni gorizontal ravishda o'qqa tutdingiz. To'p o'qi bir muddat Yer yuzasiga parallel ravishda harakat qiladi, lekin oxir-oqibat tortishish kuchiga berilib, Yerga tushadi. Endi tasavvur qiling-a, siz to'pga porox qo'shishda davom etasiz. Qo'shimcha portlashlar bilan yadro yiqilgunga qadar uzoqroq va uzoqroq sayohat qiladi. Kerakli miqdorda porox qo'shing va to'pga kerakli tezlanishni bering va u doimo sayyora bo'ylab uchib, doimo tortishish maydoniga tushadi, lekin hech qachon erga etib bormaydi."

1957 yil oktyabrda Sovet Ittifoqi nihoyat, Nyutonning taxminini Yer orbitasidagi birinchi sun’iy sun’iy yo‘ldoshi Sputnik 1 ni uchirish orqali tasdiqladi. Bu kosmik poygani va Yer va quyosh tizimidagi boshqa sayyoralar atrofida uchish uchun mo'ljallangan ko'plab ob'ektlarning uchirilishini boshladi. Sputnik uchirilganidan buyon bir qancha davlatlar, asosan AQSh, Rossiya va Xitoy koinotga 3000 dan ortiq sunʼiy yoʻldoshni uchirdi. Ushbu sun'iy ob'ektlarning ba'zilari, masalan, ISS, katta. Boshqalar kichik ko'kragiga juda mos keladi. Sun'iy yo'ldoshlar tufayli biz ob-havo ma'lumotlarini olamiz, televizor ko'ramiz, Internetda sayr qilamiz va qo'ng'iroqlarni amalga oshiramiz. Hatto biz his qilmayotgan yoki ko'rmaydigan sun'iy yo'ldoshlar ham harbiylar manfaati uchun juda yaxshi xizmat qiladi.

Albatta, sun'iy yo'ldoshlarni ishga tushirish va ulardan foydalanish muammolarga olib keldi. Bugungi kunda, Yer orbitasida 1000 dan ortiq operatsion sun'iy yo'ldoshlar bilan bizning bevosita kosmik mintaqamiz avvalgidan ko'ra gavjumroq bo'ldi. Katta shahar shoshilinch soatda. Bunga ishlamayotgan asbob-uskunalar, tashlab ketilgan sun'iy yo'ldoshlar, apparat qismlari va portlashlar yoki to'qnashuvlar bo'laklari bilan birga osmonni foydali jihozlar bilan to'ldiring. Biz aytayotgan bu orbital qoldiqlar ko‘p yillar davomida to‘planib qolgan va hozirda Yer atrofida aylanib yuruvchi sun’iy yo‘ldoshlarga, shuningdek, kelajakda boshqariladigan va uchuvchisiz uchirilishlarga jiddiy xavf tug‘diradi.

Ushbu maqolada biz ichaklarga kiramiz oddiy sun'iy yo'ldosh va keling, uning ko'zlariga qaraylik, sayyoramizning Sokrat va Nyutonning orzulariga ham keltira olmagan manzaralarini ko'ramiz. Biroq, avvalo, sun'iy yo'ldoshning boshqa samoviy jismlardan qanday farq qilishini batafsil ko'rib chiqaylik.

sayyora atrofida egri chiziq bo'ylab harakatlanadigan har qanday ob'ekt. Oy tabiiy yo'ldosh Yer, shuningdek, Yer yaqinida inson qo'li bilan yaratilgan ko'plab sun'iy yo'ldoshlar mavjud. Sun'iy yo'ldosh ketayotgan yo'l orbita bo'lib, ba'zan aylana shaklini oladi.

Sun'iy yo'ldoshlar nima uchun bu tarzda harakat qilishini tushunish uchun biz do'stimiz Nyutonga tashrif buyurishimiz kerak. U tortishish kuchi koinotdagi har qanday ikkita jism o'rtasida mavjudligini taklif qildi. Agar bu kuch bo'lmaganida, sayyora yaqinida uchayotgan sun'iy yo'ldoshlar bir xil tezlikda va bir xil yo'nalishda - to'g'ri chiziqda harakat qilishda davom etardi. Bu to'g'ri chiziq sun'iy yo'ldoshning inertial yo'lidir, ammo u sayyora markaziga yo'naltirilgan kuchli tortishish kuchi bilan muvozanatlanadi.

Ba'zan sun'iy yo'ldoshning orbitasi o'choq deb ataladigan ikkita nuqta atrofida aylanadigan ellips, yassilangan doira shaklida paydo bo'ladi. Bunday holda, harakatning barcha qonunlari amal qiladi, faqat sayyoralar fokuslardan birida joylashgan. Natijada, sun'iy yo'ldoshga qo'llaniladigan aniq kuch uning butun yo'li bo'ylab bir tekis harakatlanmaydi va sun'iy yo'ldosh tezligi doimo o'zgarib turadi. U sayyoraga eng yaqin bo'lganida - perigey nuqtasida (perigeliya bilan adashtirmaslik kerak) tez harakat qiladi va sayyoradan uzoqroqda - apogey nuqtasida sekinroq harakat qiladi.

Sun'iy yo'ldoshlar eng ko'p keladi turli shakllar va o'lchamlari va turli xil vazifalarni bajaradi.

• Ob-havo sun'iy yo'ldoshlari meteorologlarga ob-havoni bashorat qilish yoki ob-havoda nima bo'layotganini ko'rishga yordam beradi. bu daqiqa. Geostatsionar operatsion atrof-muhit sun'iy yo'ldoshi (GOES) yaxshi misoldir. Ushbu sun'iy yo'ldoshlar odatda Yer ob-havosini ko'rsatadigan kameralarni o'z ichiga oladi.
• Aloqa sun'iy yo'ldoshlari telefon suhbatlarini sun'iy yo'ldosh orqali uzatish imkonini beradi. Aloqa sun'iy yo'ldoshining eng muhim xususiyati transponder - suhbatni bir chastotada qabul qiladigan, keyin uni kuchaytiradigan va boshqa chastotada Yerga qaytaradigan radio. Sun'iy yo'ldosh odatda yuzlab yoki minglab transponderlarni o'z ichiga oladi. Aloqa sun'iy yo'ldoshlari odatda geosinxrondir (bu haqda keyinroq).
• Televizion sun'iy yo'ldoshlar televizion signallarni bir nuqtadan ikkinchisiga uzatadi (aloqa sun'iy yo'ldoshlariga o'xshash).
• Ilmiy sun'iy yo'ldoshlar, xuddi Hubble kosmik teleskopi kabi, barcha turdagi ilmiy missiyalarni bajaradi. Ular quyosh dog'laridan tortib gamma nurlarigacha hamma narsani kuzatadilar.
• Navigatsiya sun'iy yo'ldoshlari samolyotlarning uchishi va kemalarning suzib yurishiga yordam beradi. GPS NAVSTAR va GLONASS sun'iy yo'ldoshlari taniqli vakillardir.
• Qutqaruv sun'iy yo'ldoshlari favqulodda signallarga javob beradi.
• Yerni kuzatuvchi sun'iy yo'ldoshlar haroratdan muzlikgacha bo'lgan o'zgarishlarni qayd etmoqda. Eng mashhurlari Landsat seriyasidir.

Harbiy sun'iy yo'ldoshlar ham orbitada, lekin ularning ko'p ishlashi sirligicha qolmoqda. Ular shifrlangan xabarlarni uzatishi, yadro qurollarini, dushman harakatlarini kuzatishi, raketa uchirilishi haqida ogohlantirishi, quruqlik radiosini tinglashi, radar tekshiruvlari va xaritalash ishlarini olib borishi mumkin.

Sun'iy yo'ldoshlar qachon ixtiro qilingan?

Nyuton o'z fantaziyalarida sun'iy yo'ldoshlarni uchirgan bo'lishi mumkin, ammo biz bu muvaffaqiyatga erishgunimizcha ancha vaqt o'tdi. Birinchi ko'rganlardan biri ilmiy fantastika yozuvchisi Artur C. Klark edi. 1945 yilda Klark sun'iy yo'ldoshni orbitaga joylashtirishni taklif qildi, shunda u Yer bilan bir xil yo'nalishda va bir xil tezlikda harakat qiladi. Geostatsionar yo'ldoshlar aloqa uchun ishlatilishi mumkin.

Olimlar Klarkni tushunishmadi - 1957 yil 4 oktyabrgacha. Keyin Sovet Ittifoqi birinchi sun'iy sun'iy yo'ldosh Sputnik 1 ni Yer orbitasiga olib chiqdi. Sputnikning diametri 58 santimetr, og‘irligi 83 kilogramm va to‘p shaklida edi. Bu ajoyib yutuq bo'lsa-da, Sputnik mazmuni bugungi standartlarga ko'ra siyrak edi:

• termometr
• batareya
• radio uzatuvchi
• yo'ldosh ichida bosim ostida bo'lgan azot gazi

Sputnikning tashqi tomonida to'rtta qamchi antenna joriy standartdan (27 MGts) yuqori va past qisqa to'lqinli chastotalarda uzatiladi. Yerdagi kuzatuv stantsiyalari radio signalini qabul qilishdi va kichik sun'iy yo'ldosh uchirilgandan omon qolganini va sayyoramiz atrofida muvaffaqiyatli harakat qilganini tasdiqladilar. Bir oy o'tgach, Sovet Ittifoqi Sputnik 2-ni orbitaga olib chiqdi. Kapsulaning ichida Laika iti bor edi.

1957 yil dekabr oyida u raqiblarini ushlab turishga harakat qildi sovuq urush, Amerikalik olimlar sun'iy yo'ldoshni Vanguard sayyorasi bilan birga orbitaga chiqarishga harakat qilishdi. Afsuski, raketa parvoz paytida qulab tushdi va yonib ketdi. Ko'p o'tmay, 1958 yil 31 yanvarda Qo'shma Shtatlar Vernher fon Braunning "Explorer 1" sun'iy yo'ldoshini AQSh raketasi bilan uchirish rejasini qabul qilib, Sovet muvaffaqiyatini takrorladi. Qiziltosh. Explorer 1 kosmik nurlarni aniqlash uchun asboblarni olib yurdi va Ayova universitetidan Jeyms Van Allen tomonidan o'tkazilgan tajribada kutilganidan ancha kam kosmik nurlar borligini aniqladi. Bu zaryadlangan zarrachalar bilan to'ldirilgan ikkita toroidal zonaning (oxir-oqibat Van Allen nomi bilan atalgan) kashf etilishiga olib keldi. magnit maydon Yer.

Ushbu muvaffaqiyatlardan ruhlangan bir nechta kompaniyalar 1960-yillarda sun'iy yo'ldoshlarni ishlab chiqish va uchirishni boshladilar. Ulardan biri yulduz muhandis Garold Rozen bilan birga Hughes Aircraft edi. Rozen Klarkning g'oyasini amalga oshirgan jamoani boshqargan - aloqa sun'iy yo'ldoshi Yer orbitasiga radio to'lqinlarni bir joydan ikkinchi joyga o'tkaza oladigan tarzda joylashtirilgan. 1961 yilda NASA Xyuzga Syncom (sinxron aloqa) sun'iy yo'ldoshlarini qurish bo'yicha shartnoma tuzdi. 1963 yil iyul oyida Rozen va uning hamkasblari Syncom-2 koinotga portlaganini va qo'pol geosinxron orbitaga chiqqanini ko'rdilar. Prezident Kennedi Afrikadagi Nigeriya Bosh vaziri bilan gaplashish uchun yangi tizimdan foydalangan. Ko'p o'tmay Syncom-3 ham ko'tarildi, u aslida televizor signalini tarqatishi mumkin edi.

Sun'iy yo'ldoshlar davri boshlandi.

Sun'iy yo'ldosh va kosmik qoldiq o'rtasidagi farq nima?

Texnik jihatdan, sun'iy yo'ldosh - bu sayyora orbitasida yoki undan kichikroq bo'lgan har qanday ob'ekt samoviy jism. Astronomlar oylarni tabiiy sun'iy yo'ldoshlar deb tasniflaydilar va yillar davomida ular sayyoralar va sayyoralar orbitasida aylanadigan yuzlab bunday ob'ektlar ro'yxatini tuzdilar. mitti sayyoralar bizning quyosh sistemamiz. Masalan, ular Yupiterning 67 ta yo‘ldoshini sanashdi. Va hali ham.

Sputnik va Explorer kabi sun'iy ob'ektlarni ham sun'iy yo'ldoshlar deb tasniflash mumkin, chunki ular oylar kabi sayyora atrofida aylanadi. Afsuski, inson faoliyati a mavjudligiga olib keldi katta soni axlat. Bu bo'laklar va qoldiqlarning barchasi katta raketalar kabi ishlaydi - aylana yoki elliptik yo'lda sayyora atrofida yuqori tezlikda aylanadi. Ta'rifni qat'iy talqin qilishda har bir bunday ob'ekt sun'iy yo'ldosh sifatida belgilanishi mumkin. Ammo astronomlar odatda sun'iy yo'ldoshlarni foydali funktsiyani bajaradigan ob'ektlar deb hisoblashadi. Metall qoldiqlari va boshqa keraksiz narsalar orbital qoldiqlar toifasiga kiradi.

Orbital qoldiqlar ko'p manbalardan keladi:

• Eng keraksiz narsalarni ishlab chiqaradigan raketa portlashi.
• Astronavt qo'lini bo'shashtirdi - agar kosmonavt kosmosda biror narsani tuzatayotgan bo'lsa va kalitni o'tkazib yuborsa, u abadiy yo'qoladi. Kalit orbitaga chiqadi va taxminan 10 km/s tezlikda uchadi. Agar u odamga yoki sun'iy yo'ldoshga tegsa, natijalar halokatli bo'lishi mumkin. Katta ob'ektlar, ISS kabi, kosmik chiqindilar uchun katta nishon.
• Yo'qotilgan narsalar. Ishga tushirish konteynerlarining qismlari, kamera linzalari qopqoqlari va boshqalar.

NASA kosmik chiqindilar bilan to‘qnashuvning uzoq muddatli oqibatlarini o‘rganish uchun LDEF nomli maxsus sun’iy yo‘ldoshni uchirdi. Olti yil davomida sun'iy yo'ldosh asboblari 20 000 ga yaqin zarbalarni qayd etdi, ularning ba'zilari mikrometeoritlar, boshqalari esa orbital qoldiqlar tufayli yuzaga kelgan. NASA olimlari LDEF ma'lumotlarini tahlil qilishda davom etmoqda. Ammo Yaponiya allaqachon kosmik chiqindilarni ushlash uchun ulkan to'rga ega.

Oddiy sun'iy yo'ldoshning ichida nima bor?

Sun'iy yo'ldoshlar turli shakl va o'lchamlarda bo'ladi va ko'p narsalarni bajaradi turli funktsiyalar, ammo, ularning barchasi asosan o'xshash. Ularning barchasi metall yoki kompozit ramka va korpusga ega bo'lib, uni ingliz tilida so'zlashuvchi muhandislar avtobus, ruslar esa kosmik platforma deb atashadi. Kosmik platforma hamma narsani birlashtiradi va asboblarning uchishdan omon qolishini ta'minlash uchun etarli choralarni ko'radi.

Barcha sun'iy yo'ldoshlar quvvat manbaiga ega (odatda quyosh panellari) va batareyalar. Quyosh panellari batareyalarni zaryad qilish imkonini beradi. Eng yangi sun'iy yo'ldoshlar yonilg'i xujayralari kiradi. Sun'iy yo'ldosh energiyasi juda qimmat va juda cheklangan. Yadro quvvati xujayralari odatda yuborish uchun ishlatiladi kosmik zondlar boshqa sayyoralarga.

Barcha sun'iy yo'ldoshlarda turli tizimlarni boshqarish va nazorat qilish uchun bort kompyuteri mavjud. Har bir insonda radio va antenna bor. Hech bo'lmaganda, ko'pchilik sun'iy yo'ldoshlarda radio uzatgich va radio qabul qilgich mavjud, shuning uchun yerdagi ekipaj sun'iy yo'ldosh holatini so'rashi va kuzatishi mumkin. Ko'pgina sun'iy yo'ldoshlar orbitani o'zgartirishdan tortib kompyuter tizimini qayta dasturlashgacha bo'lgan juda ko'p turli xil narsalarga imkon beradi.

Siz kutganingizdek, ushbu tizimlarning barchasini birlashtirish oson ish emas. Yillar davom etadi. Hammasi missiya maqsadini aniqlashdan boshlanadi. Uning parametrlarini aniqlash muhandislarga kerakli asboblarni yig'ish va ularni o'rnatish imkonini beradi to'g'ri tartibda. Texnik shartlar (va byudjet) tasdiqlangandan so'ng, sun'iy yo'ldoshni yig'ish boshlanadi. U toza xonada, kerakli harorat va namlikni saqlaydigan va ishlab chiqish va yig'ish jarayonida sun'iy yo'ldoshni himoya qiladigan steril muhitda bo'lib o'tadi.

Sun'iy sun'iy yo'ldoshlar odatda buyurtma asosida ishlab chiqariladi. Ba'zi kompaniyalar modulli sun'iy yo'ldoshlarni, ya'ni yig'ilishi texnik shartlarga muvofiq qo'shimcha elementlarni o'rnatishga imkon beradigan tuzilmalarni ishlab chiqdilar. Misol uchun, Boeing 601 sun'iy yo'ldoshlari ikkita asosiy modulga ega edi - harakatlantiruvchi quyi tizimni, elektronika va batareyalarni tashish uchun shassi; va jihozlarni saqlash uchun chuqurchalar to'plami. Ushbu modullik muhandislarga sun'iy yo'ldoshlarni noldan emas, balki blankalardan yig'ish imkonini beradi.

Sun'iy yo'ldoshlar orbitaga qanday chiqariladi?

Bugungi kunda barcha sun'iy yo'ldoshlar orbitaga raketada chiqariladi. Ko'pchilik ularni yuk bo'limida tashiydi.

Aksariyat sun'iy yo'ldoshlarni uchirishda raketa to'g'ridan-to'g'ri yuqoriga ko'tariladi, bu esa uning qalin atmosferada tezroq harakatlanishi va yoqilg'i sarfini minimallashtirish imkonini beradi. Raketa havoga ko'tarilgandan so'ng, raketani boshqarish mexanizmidan foydalaniladi inertial tizim kerakli egilishni ta'minlash uchun raketa nozuliga kerakli o'zgarishlarni hisoblash bo'yicha ko'rsatma.

Raketa havoga kirgandan so'ng, taxminan 193 kilometr balandlikda, navigatsiya tizimi kichik raketalarni chiqaradi, bu raketani gorizontal holatga aylantirish uchun etarli. Shundan so'ng sun'iy yo'ldosh chiqariladi. Kichik raketalar yana uchirilib, raketa va sun'iy yo'ldosh o'rtasidagi masofadagi farqni ta'minlaydi.

Orbital tezligi va balandligi

Raketa Yerning tortishish kuchidan butunlay qutulib, koinotga uchishi uchun soatiga 40320 kilometr tezlikka chiqishi kerak. qochish tezligi orbitada sun'iy yo'ldoshga kerak bo'lganidan ko'ra ko'proq. Ular erning tortishish kuchidan qochib qutula olmaydi, balki muvozanat holatidadir. Orbital tezlik - bu sun'iy yo'ldoshning tortishish kuchi va inertial harakati o'rtasidagi muvozanatni saqlash uchun zarur bo'lgan tezlik. Bu 242 kilometr balandlikda soatiga taxminan 27 359 kilometr. Gravitatsiya bo'lmasa, inertsiya sun'iy yo'ldoshni kosmosga olib chiqadi. Gravitatsiya bilan ham, agar sun'iy yo'ldosh juda tez harakat qilsa, u kosmosga olib boriladi. Agar sun'iy yo'ldosh juda sekin harakat qilsa, tortishish kuchi uni Yerga qaytaradi.

Sun'iy yo'ldoshning orbital tezligi uning Yerdan balandligiga bog'liq. Yerga qanchalik yaqin bo'lsa tezroq tezlik. 200 kilometr balandlikda orbital tezligi soatiga 27 400 kilometrni tashkil qiladi. Orbitani 35 786 kilometr balandlikda ushlab turish uchun sun'iy yo'ldosh soatiga 11 300 kilometr tezlikda harakatlanishi kerak. Ushbu orbital tezlik sun'iy yo'ldoshga har 24 soatda bir marta parvoz qilish imkonini beradi. Yer ham 24 soat davomida aylanayotganligi sababli 35 786 kilometr balandlikdagi sun’iy yo‘ldosh Yer yuzasiga nisbatan qattiq holatda. Ushbu pozitsiya geostatsionar deb ataladi. Geostatsionar orbita ob-havo va aloqa yo'ldoshlari uchun ideal.

Umuman olganda, orbita qanchalik baland bo'lsa, sun'iy yo'ldosh u erda uzoqroq qolishi mumkin. Sun'iy yo'ldosh past balandlikda joylashgan yer atmosferasi qarshilikni keltirib chiqaradi. Yuqori balandlikda deyarli hech qanday qarshilik yo'q va sun'iy yo'ldosh, xuddi oy kabi, asrlar davomida orbitada qolishi mumkin.

Sun'iy yo'ldoshlarning turlari

Er yuzida barcha sun'iy yo'ldoshlar bir-biriga o'xshash - quyosh panellaridan yasalgan qanotlar bilan bezatilgan yaltiroq qutilar yoki silindrlar. Ammo kosmosda bu yog'och mashinalari parvoz yo'li, balandligi va yo'nalishiga qarab juda boshqacha harakat qiladi. Natijada, sun'iy yo'ldosh tasnifi murakkab masalaga aylanadi. Bir yondashuv - kemaning sayyoraga (odatda Yerga) nisbatan orbitasini aniqlash. Eslatib o'tamiz, ikkita asosiy orbita mavjud: aylana va elliptik. Ba'zi sun'iy yo'ldoshlar ellipsda boshlanadi va keyin aylana orbitaga kiradi. Boshqalar esa Molniya orbitasi deb nomlanuvchi elliptik yo'ldan boradilar. Bu jismlar odatda Yerning qutblari boʻylab shimoldan janubga aylanib, 12 soat ichida toʻliq parvozni yakunlaydi.

Qutb orbitasidagi sun'iy yo'ldoshlar ham har bir aylanishda qutblardan o'tib ketadi, garchi ularning orbitalari kamroq elliptik bo'lsa ham. Yer aylanayotganda qutb orbitalari kosmosda o'zgarmas qoladi. Natijada, Yerning katta qismi sun'iy yo'ldosh ostidan qutbli orbitada o'tadi. Qutbli orbitalar sayyorani mukammal qamrab olganligi sababli ular xaritalash va suratga olish uchun ishlatiladi. Sinoptiklar, shuningdek, har 12 soatda dunyomizni aylanib chiqadigan qutbli sun'iy yo'ldoshlarning global tarmog'iga tayanadilar.

Bundan tashqari, sun'iy yo'ldoshlarni yuqoridagi balandligi bo'yicha tasniflashingiz mumkin yer yuzasi. Ushbu sxemaga asoslanib, uchta toifa mavjud:

• Past Yer orbitasi (LEO) - LEO sun'iy yo'ldoshlari Yerdan 180 dan 2000 km gacha bo'lgan fazo hududini egallaydi. Yer yuzasiga yaqin orbitada aylanuvchi sun'iy yo'ldoshlar kuzatish, harbiy maqsadlar va ob-havo ma'lumotlarini yig'ish uchun idealdir.
• O'rta Yer orbitasi (MEO) - Bu sun'iy yo'ldoshlar Yerdan 2000 dan 36 000 km gacha uchadi. GPS-navigatsiya sun'iy yo'ldoshlari bu balandlikda yaxshi ishlaydi. Orbitaning taxminiy tezligi 13900 km/soat.
• Geostatsionar (geosinxron) orbita - geostatsionar yo'ldoshlar Yer atrofida 36000 km dan ortiq balandlikda va sayyora bilan bir xil aylanish tezligida aylanadi. Shuning uchun, bu orbitadagi sun'iy yo'ldoshlar doimo Yerning bir joyiga qarab joylashgan. Ko'pgina geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar ekvator bo'ylab uchadi, bu esa koinotning ushbu hududida ko'plab tirbandliklarni keltirib chiqardi. Bir necha yuz televidenie, aloqa va ob-havo yo'ldoshlari geostatsionar orbitadan foydalanadilar.

Nihoyat, sun'iy yo'ldoshlar haqida ular "qidirayotgan" ma'noda o'ylash mumkin. So'nggi bir necha o'n yilliklarda koinotga yuborilgan ob'ektlarning aksariyati Yerga qaraydi. Ushbu sun'iy yo'ldoshlar bizning dunyomizni yorug'likning turli to'lqin uzunliklarida ko'ra oladigan kameralar va jihozlarga ega bo'lib, sayyoramizning ultrabinafsha va infraqizil ohanglarining ajoyib manzaralaridan bahramand bo'lish imkonini beradi. Kamroq sun'iy yo'ldoshlar ko'zni kosmosga qaratadi, u erda yulduzlar, sayyoralar va galaktikalarni kuzatadi va Yer bilan to'qnashishi mumkin bo'lgan asteroidlar va kometalar kabi narsalarni qidiradi.

Ma'lum sun'iy yo'ldoshlar

So'nggi paytgacha sun'iy yo'ldoshlar ekzotik va o'ta maxfiy asboblar bo'lib, asosan harbiy maqsadlarda navigatsiya va josuslik uchun foydalanilgan. Endi ular bizning ajralmas qismiga aylandi Kundalik hayot. Ularga rahmat, biz ob-havo prognozini bilamiz (garchi ob-havo sinoptiklari ko'pincha noto'g'ri bo'lsa ham). Sun'iy yo'ldoshlar tufayli biz televizor ko'ramiz va Internetga kiramiz. Avtomobillarimiz va smartfonlarimizdagi GPS bizga kerakli joyga borishga yordam beradi. Xabbl teleskopining bebaho hissasi va astronavtlarning XKSdagi ishi haqida gapirishga arziydimi?

Biroq, orbitaning haqiqiy qahramonlari bor. Keling, ular bilan tanishaylik.

1. Landsat sun'iy yo'ldoshlari 1970-yillarning boshidan buyon Yerni suratga olishadi va ular Yer yuzasini kuzatish bo'yicha rekord o'rnatadilar. Bir vaqtlar ERTS (Earth Resources Technology Satellite) nomi bilan tanilgan Landsat-1 1972 yil 23 iyulda uchirilgan. U ikkita asosiy asbobni o'z ichiga olgan: kamera va multispektral skaner, Hughes Aircraft kompaniyasi tomonidan qurilgan va yashil, qizil va ikkita infraqizil spektrlarda ma'lumotlarni yozib olish qobiliyatiga ega. Sun'iy yo'ldosh shu qadar ajoyib tasvirlarni yaratdi va shu qadar muvaffaqiyatli deb topildiki, uni butun bir seriya kuzatib bordi. NASA oxirgi Landsat-8 ni 2013-yil fevralida uchirdi. Ushbu mashinada ikkita Yerni kuzatuvchi sensorlar, Operatsion Land Imager va Termal Infraqizil Sensor, qirg'oqbo'yi mintaqalarining multispektral tasvirlarini to'plagan. qutbli muz, orollar va qit'alar.
2. Geostatsionar Operatsion Atrof-muhit sun'iy yo'ldoshlari (GOES) geostatsionar orbita bo'ylab Yer atrofida aylanadi, ularning har biri yer sharining belgilangan qismi uchun javobgardir. Bu sunʼiy yoʻldoshlarga atmosferani diqqat bilan kuzatib borish va tornado, boʻron, suv toshqini va chaqmoq chaqishi mumkin boʻlgan ob-havo sharoitidagi oʻzgarishlarni aniqlash imkonini beradi. Sun'iy yo'ldoshlar yog'ingarchilik va qor to'planishini baholash, qor qoplamining darajasini o'lchash, dengiz va ko'l muzlarining harakatini kuzatish uchun ham ishlatiladi. 1974 yildan beri 15 ta GOES sun'iy yo'ldoshi orbitaga chiqarildi, ammo faqat ikkita sun'iy yo'ldosh, GOES West va GOES East yo'ldoshlari istalgan vaqtda ob-havoni kuzatib boradi.
3. Jeyson-1 va Jeyson-2 Yer okeanlarini uzoq muddatli tahlil qilishda muhim rol o'ynadi. NASA Jeyson-1ni 2001 yil dekabr oyida 1992 yildan beri Yer ustida ishlayotgan NASA/CNES Topex/Poseidon sun'iy yo'ldoshi o'rniga uchirdi. Taxminan o'n uch yil davomida Jeyson-1 Yerdagi muzsiz okeanlarning 95% dan ortig'ida dengiz sathi, shamol tezligi va to'lqin balandligini o'lchadi. NASA 2013-yil 3-iyulda Jeyson-1ni rasman isteʼfoga chiqardi. Jeyson-2 orbitaga 2008 yilda chiqqan. U sun'iy yo'ldoshdan okean yuzasigacha bo'lgan masofani bir necha santimetr aniqlik bilan o'lchash imkonini beradigan yuqori aniqlikdagi asboblarni olib yurgan. Ushbu ma'lumotlar okeanologlar uchun ahamiyatiga qo'shimcha ravishda global iqlim shakllarining xatti-harakatlari haqida keng ma'lumot beradi.

Sun'iy yo'ldoshlar qancha turadi?

"Sputnik" va "Explorer" dan keyin sun'iy yo'ldoshlar kattaroq va murakkabroq bo'ldi. Misol uchun, TerreStar-1 tijorat sun'iy yo'ldoshini olaylik, u mobil ma'lumotlarni uzatishni ta'minlashi kerak edi. Shimoliy Amerika smartfonlar va shunga o'xshash qurilmalar uchun. 2009-yilda ishga tushirilgan TerreStar-1 ning vazni 6910 kilogramm edi. To‘liq ishga tushirilganda esa 18 metrli antenna va qanotlari kengligi 32 metr bo‘lgan ulkan quyosh panellari paydo bo‘ldi.

Bunday murakkab mashinani qurish bir tonna resurslarni talab qiladi, shuning uchun tarixan faqat cho'ntaklari chuqur bo'lgan davlat idoralari va korporatsiyalar sun'iy yo'ldosh biznesiga kirishlari mumkin edi. Sun'iy yo'ldosh narxining katta qismi uskunalar - transponderlar, kompyuterlar va kameralarga to'g'ri keladi. Oddiy ob-havo sun'iy yo'ldoshi taxminan 290 million dollar turadi. Ayg'oqchi sun'iy yo'ldosh 100 million dollarga qimmatga tushadi. Bunga sun'iy yo'ldoshlarni saqlash va ta'mirlash xarajatlarini qo'shing. Kompaniyalar sun'iy yo'ldosh tarmoqli kengligi uchun telefon egalari uyali aloqa xizmatlari uchun to'laganidek to'lashlari kerak. Bu ba'zan yiliga 1,5 million dollardan oshadi.

Yana bir muhim omil - ishga tushirish narxi. Kosmosga bitta sun’iy yo‘ldoshni uchirish qurilmaga qarab 10 milliondan 400 million dollargacha turadi. Pegasus XL raketasi 13,5 million dollar evaziga 443 kilogramm og'irlikni past Yer orbitasiga ko'tara oladi. Og'ir sun'iy yo'ldoshni ishga tushirish ko'proq yukni talab qiladi. Ariane 5G raketasi 165 million dollar evaziga 18 ming kilogramm og‘irlikdagi sun’iy yo‘ldoshni past orbitaga olib chiqishi mumkin.

Sun'iy yo'ldoshlarni qurish, uchirish va ishlatish bilan bog'liq xarajatlar va xatarlarga qaramay, ba'zi kompaniyalar uning atrofida butun biznesni qurishga muvaffaq bo'lishdi. Masalan, Boeing. Kompaniya 2012-yilda koinotga 10 ga yaqin sun’iy yo‘ldoshni yetkazdi va yetti yildan ortiq buyurtmalar oldi va salkam 32 milliard dollar daromad keltirdi.

Sun'iy yo'ldoshlarning kelajagi

Sputnik uchirilganidan deyarli ellik yil o'tib, sun'iy yo'ldoshlar, byudjetlar kabi, o'sib bormoqda va kuchayib bormoqda. Misol uchun, AQSh harbiy sun'iy yo'ldosh dasturi boshlanganidan beri deyarli 200 milliard dollar sarfladi va hozirda, bularning barchasiga qaramay, o'zgartirilishini kutayotgan eskirgan sun'iy yo'ldoshlar parki mavjud. Ko'pgina ekspertlar katta sun'iy yo'ldoshlarni qurish va o'rnatish soliq to'lovchining dollarlarida mavjud bo'lmasligidan qo'rqishadi. Hamma narsani ostin-ustun qilishi mumkin bo'lgan yechim SpaceX kabi xususiy kompaniyalar va NASA, NRO va NOAA kabi byurokratik turg'unlikdan aziyat chekmaydigan boshqa kompaniyalar bo'lib qoladi.

Yana bir yechim - sun'iy yo'ldoshlarning o'lchamlari va murakkabligini kamaytirish. Kaltek va Stenford universiteti olimlari 1999 yildan buyon qirrasi 10 santimetrli qurilish bloklariga asoslangan CubeSatning yangi turi ustida ishlamoqda. Har bir kub tayyor komponentlarni o'z ichiga oladi va samaradorlikni oshirish va stressni kamaytirish uchun boshqa kublar bilan birlashtirilishi mumkin. Dizaynni standartlashtirish va har bir sun'iy yo'ldoshni noldan qurish xarajatlarini kamaytirish orqali bitta CubeSat 100 000 dollarga tushishi mumkin.

2013-yil aprel oyida NASA ushbu oddiy printsipni tijorat smartfonlari bilan jihozlangan uchta CubeSats bilan sinab ko'rishga qaror qildi. Maqsad mikrosatellitlarni qisqa muddatga orbitaga chiqarish va telefonlari bilan bir nechta suratga olish edi. Agentlik endi bunday sun'iy yo'ldoshlarning keng tarmog'ini joylashtirishni rejalashtirmoqda.

Katta yoki kichik bo'lishidan qat'i nazar, kelajakdagi sun'iy yo'ldoshlar yerosti stansiyalari bilan samarali aloqa qila olishi kerak. Tarixan, NASA radiochastota aloqasiga tayangan, ammo ko'proq quvvatga talab paydo bo'lganligi sababli RF o'z chegarasiga yetdi. NASA olimlari bu to‘siqni bartaraf etish uchun radioto‘lqinlar o‘rniga lazerlardan foydalangan holda ikki tomonlama aloqa tizimini ishlab chiqmoqda. 2013-yil 18-oktabrda olimlar birinchi marta Oydan Yerga (384 633 kilometr masofada) ma’lumotlarni uzatish uchun lazer nurini ishga tushirishdi va sekundiga 622 megabit tezlikka erishishdi.

Ma'lumki, geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar yer ustida bir xil nuqtada harakatsiz osilgan. Nega ular tushmaydi? Bu balandlikda tortishish kuchi yo'qmi?

Javob

Geostatsionar sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshi - bu sayyora atrofida sharqiy yo'nalishda (Yerning o'zi aylanishi bilan bir xil yo'nalishda), aylana ekvator orbitasida Yerning aylanish davriga teng aylanish davriga ega bo'lgan qurilma.

Shunday qilib, agar biz Yerdan geostatsionar sun'iy yo'ldoshga qarasak, uning xuddi shu joyda harakatsiz osilganligini ko'ramiz. Bu harakatsizlik tufayli va baland balandlik Yer yuzasining deyarli yarmi ko'rinadigan taxminan 36 000 km masofada televidenie, radio va aloqa uchun releyli sun'iy yo'ldoshlar geostatsionar orbitaga chiqariladi.

Geostatsionar sun’iy yo‘ldosh doimo Yer yuzasida bir nuqtada osilib turishidan ba’zilar geostatsionar sun’iy yo‘ldoshga Yerga nisbatan tortishish kuchi ta’sir etmaydi, tortishish kuchi undan ma’lum masofada yo‘qoladi, degan noto‘g‘ri xulosaga kelishadi. Yer, ya'ni ular Nyutonni rad etadilar. Albatta, bu haqiqat emas. Sun'iy yo'ldoshlarning geostatsionar orbitaga chiqarilishi qonunga muvofiq aniq hisoblab chiqiladi universal tortishish Nyuton.

Geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar, boshqa barcha sun'iy yo'ldoshlar kabi, aslida Yerga tushadi, lekin uning yuzasiga etib bormaydi. Ularga Yerga qarab tortishish kuchi ta'sir qiladi ( tortishish kuchi), uning markazi tomon yo'naltirilgan va teskari yo'nalishda sun'iy yo'ldoshga Yerdan uzoqlashuvchi markazdan qochma kuch (inertsiya kuchi) ta'sir qiladi, ular bir-birini muvozanatlashtiradi - sun'iy yo'ldosh Yerdan uchib ketmaydi va tushmaydi. uning ustida xuddi arqonda burilmagan chelak o'z orbitasida qoladi.

Agar sun'iy yo'ldosh umuman harakat qilmagan bo'lsa, unda u tortishish kuchi ta'sirida Yerga tushadi, lekin sun'iy yo'ldoshlar harakatlanadi, shu jumladan geostatsionar (geostatsionar - Yerning aylanish tezligiga teng burchak tezligi bilan, ya'ni. bir inqilob. kuniga va pastki orbitalardagi sun'iy yo'ldoshlar yuqori burchak tezligiga ega, ya'ni ular kuniga bir necha marta Yer atrofida aylanishga muvaffaq bo'lishadi). Lineer tezlik, orbitaga to'g'ridan-to'g'ri kiritish paytida sun'iy yo'ldoshga Yer yuzasiga parallel ravishda ma'lumotlar nisbatan katta (past Yer orbitasida - sekundiga 8 kilometr, geostatsionar orbitada - sekundiga 3 kilometr). Agar Yer bo'lmaganida, sun'iy yo'ldosh to'g'ri chiziq bo'ylab shunday tezlikda uchar edi, lekin Yerning mavjudligi sun'iy yo'ldoshni tortishish kuchi ta'sirida unga tushishiga majbur qiladi, traektoriyani Yerga egib, lekin uning yuzasi Yer tekis emas, u qiyshiq. Sun'iy yo'ldosh Yer yuzasiga yaqinlashganda, Yer yuzasi sun'iy yo'ldosh ostidan uzoqlashadi va shuning uchun sun'iy yo'ldosh doimo bir xil balandlikda, yopiq traektoriya bo'ylab harakatlanadi. Sun'iy yo'ldosh doimo tushadi, lekin yiqila olmaydi.

Shunday qilib, barcha sun'iy Yer yo'ldoshlari Yerga tushadi, lekin yopiq traektoriya bo'ylab. Sun'iy yo'ldoshlar, barcha qulagan jismlar kabi vaznsizlik holatidadir (agar osmono'par binodagi lift buzilib, erkin yiqila boshlasa, u holda uning ichidagi odamlar ham vaznsizlik holatida bo'ladi). XKS ichidagi kosmonavtlar vaznsizlikda, chunki Yerning tortishish kuchi orbitada harakat qilmaydi (u erda deyarli Yer yuzasida bo'lgani kabi), balki ISS Yerga erkin tushgani uchun - bir qator bo'ylab. yopiq dumaloq traektoriya.