Hva er en satellitt?

World Space Week 2020 vil feire satellittenes innvirkning på menneskeheten fra 4. oktober til 10. oktober. Finn ut hvordan du kan feire her og sjekk ut historien til satellitter nedenfor!

En satellitt er et objekt i rommet som kretser eller sirkler rundt et større objekt. Det er to typer satellitter: naturlige (som månen som kretser rundt jorden) eller kunstige (som den internasjonale romstasjonen som kretser rundt jorden).

Det er dusinvis på dusinvis av naturlige satellitter i solsystemet , med nesten alle planeter som har minst en måne. Saturn, for eksempel, har minst 53 naturlige satellitter, og mellom 2004 og 2017 hadde den også en kunstig – romfartøyet Cassini, som utforsket den ringede planeten og dens måner.

Kunstige satellitter, derimot, ble ikke en realitet før på midten av 1900-tallet. Den første kunstige satellitten var Sputnik, en russisk rom-sonde på strandkulestørrelse som løftet av seg 4. oktober 1957. Den handlingen sjokkerte mye av den vestlige verden, ettersom man antok at sovjeterne ikke hadde evnen til å sende satellitter plass.

En kort historie med kunstige satellitter

Etter den bragden, 3. november 1957, lanserte sovjettene en enda mer massiv satellitt – Sputnik 2 – som bar en hund, Laika. USAs «første satellitt var Explorer 1 31. januar 1958. Satellitten var bare 2 prosent av massen av Sputnik 2, men ved 30 kg (13 kg).

Sputniks og Explorer 1 ble åpningsskuddene i et romløp mellom USA og Sovjetunionen som varte til i det minste sent på 1960-tallet. Fokuset på satellitter som politiske verktøy begynte å vike for mennesker da begge land sendte mennesker i rommet i 1961. Senere på tiåret begynte imidlertid målene til begge land å splittes. Mens USA fortsatte med å lande mennesker på månen og lage romfergen, konstruerte Sovjetunionen verdens første romstasjon. , Salyut 1, som ble lansert i 1971. (Andre stasjoner fulgte, for eksempel USAs «Skylab and the Soviet Unions Mir.)

Andre land begynte å sende sine egne satellitter i verdensrommet etter hvert som fordelene ringte gjennom samfunnet. Værsatellitter forbedret prognosene, selv for avsidesliggende områder. Landobservasjonssatellitter som Landsat-serien sporet endringer i skog, vann og andre deler av jordens overflate over tid. Telekommunikasjonssatellitter ringte langdistanse telefonsamtaler og til slutt sendte direkte TV-sendinger fra hele verden en normal del av livet. Senere generasjoner hjalp til med internettforbindelser.

Med miniatyriseringen av datamaskiner og annen maskinvare er det nå mulig å sende opp mye mindre satellitter som kan gjøre vitenskap, telekommunikasjon eller andre funksjoner i bane. Det er vanlig nå for selskaper og universiteter å lage «CubeSats», eller kubeformede satellitter som ofte befolker en bane rundt jorden.

Disse kan løftes på en rakett sammen med en større nyttelast, eller sendes fra en mobil bærerakett på den internasjonale romstasjonen (ISS). NASA vurderer nå å sende CubeSats til Mars eller til månen Europa (nær Jupiter) for fremtidige oppdrag, selv om CubeSats ikke er bekreftet for inkludering.

ISS er den største satellitten i bane, og tok over et tiår å konstruere. Delvis bidro 15 nasjoner med økonomisk og fysisk infrastruktur til det kretsende komplekset, som ble satt sammen mellom 1998 og 2011. Programansvarlige forventer at ISS fortsetter å kjøre til minst 2024.

Deler av en satellitt

Hver brukbar kunstig satellitt – enten den er menneskelig eller robot – har fire hoveddeler: et kraftsystem (som kan være sol- eller kjernefysisk, for eksempel), en måte å kontrollere holdningen på, en antenne for å overføre og motta informasjon, og en nyttelast for å samle informasjon (for eksempel et kamera eller partikkeldetektor).

Som det vil sees nedenfor, imidlertid ikke alle kunstige satellitter er nødvendigvis brukbare. Selv en skrue eller litt maling betraktes som en «kunstig» satellitt, selv om disse mangler disse delene.

Hva hindrer en satellitt i å falle til jorden ?

En satellitt forstås best som et prosjektil, eller et objekt som bare har en kraft som virker på det – tyngdekraften. eaking, alt som krysser Karman-linjen i en høyde av 100 kilometer (62 miles) blir ansett i verdensrommet. Imidlertid må en satellitt gå raskt – minst 8 km (5 miles) i sekundet – for å stoppe fra å falle ned igjen til jorden umiddelbart.

Hvis en satellitt beveger seg raskt nok, vil den alltid «falle» mot jorden, men jordens krumning betyr at satellitten vil falle rundt planeten vår i stedet for å krasje tilbake på overflaten. nærmere Jorden er i fare for å falle fordi luftmotstanden fra atmosfærene vil redusere satellittene. De som kretser lenger borte fra jorden har færre molekyler å kjempe med.

Det er flere aksepterte «soner» av baner rundt jorden. Den ene kalles lav-jord-bane, som strekker seg fra omtrent 160 til 2000 km (ca. 100 til 1250 miles). Dette er sonen der ISS går i bane og hvor romfergen pleide å gjøre sitt arbeid. , alle menneskelige oppdrag unntatt Apollo-flyvningene til månen fant sted i denne sonen. De fleste satellitter fungerer også i denne sonen.

Geostasjonær eller geosynkron bane er imidlertid det beste stedet for kommunikasjonssatellitter å bruke. Dette er en sone over jordens ekvator i en høyde på 35 786 km (22 236 mi ). I denne høyden er hastigheten på «fall» rundt jorden omtrent den samme som jordens rotasjon, noe som gjør at satellitten kan holde seg over samme sted på jorden nesten konstant. Satellitten holder dermed en evig forbindelse med en fast antenne på bakken, noe som muliggjør pålitelig kommunikasjon. Når geostasjonære satellitter når slutten av sitt liv, tilsier protokollen at de har flyttet seg ut av veien for at en ny satellitt skal ta plass. Det er fordi det bare er så mye plass, eller så mange «spor» i den banen, for å tillate at satellittene fungerer uten forstyrrelser.

Mens noen satellitter brukes best rundt ekvator, er andre bedre egnet til flere polare baner – de som sirkler rundt jorden fra pol til pol slik at dekningssonene inkluderer nord- og sørpolen. Eksempler på polarbaserte satellitter inkluderer værsatellitter og rekognoseringssatellitter.

Hva stopper en satellitt fra å krasje i en annen satellitt?

Det er anslagsvis en halv million kunstige gjenstander i jordens bane i dag, alt i størrelse fra malingflekker til fullverdig sa tellites – hver reiser i hastigheter på tusenvis av miles i timen. Bare en brøkdel av disse satellittene er brukbare, noe som betyr at det flyter mye «romskrot» der ute. Med alt som er lobbet i bane, øker sjansen for en kollisjon.

Romfartsbyråer må vurdere banebaner nøye når de skyter noe ut i verdensrommet. Byråer som USAs romovervåkingsnettverk holder øye med orbitalrusk fra bakken, og varsler NASA og andre enheter hvis en villfarende brikke står i fare for å treffe noe viktig. Dette betyr at ISS fra tid til annen må utføre unnvikende manøvrer for å komme seg ut av veien.

Det oppstår imidlertid fortsatt kollisjoner. En av de største synderne av romrusk var restene av en antisatellittest fra 2007 utført av kineserne, som genererte rusk som ødela en russisk satellitt i 2013. Også det året smadret Iridium 33 og Cosmos 2251-satellittene inn i hverandre, generere en sky av rusk.

NASA, Den europeiske romfartsorganisasjonen og mange andre enheter vurderer tiltak for å redusere mengden orbitalrusk. Noen foreslår å bringe ned døde satellitter på en eller annen måte, kanskje ved å bruke et nett eller luftbrudd for å forstyrre rusk fra bane og bringe det nærmere Jorden. Andre tenker på å fylle drivstoff på døde satellitter for gjenbruk, en teknologi som er demonstrert robotisk på ISS.

Måner rundt andre verdener

De fleste planeter i vårt solsystem har naturlige satellitter, som vi også kaller måner. For de indre planetene: Merkur og Venus har ingen måner. Jorden har en relativt stor måne, mens Mars har to små måner av asteroidestørrelse kalt Phobos og Deimos. (Phobos spiral sakte inn i Mars og vil trolig bryte fra hverandre eller falle i overflaten om noen få tusen år.)

Utover asteroidebeltet er det fire gassgigantplaneter som hver har et månepanteon. Fra slutten av 2017 har Jupiter 69 kjente måner, Saturn har 53, Uranus har 27 og Neptun har 13 eller 14. Nye måner blir av og til oppdaget – hovedsakelig av oppdrag (enten fortid eller nåtid, ettersom vi kan analysere gamle bilder) eller ved å utføre nye observasjoner med teleskop.

Saturn er et spesielt eksempel fordi det er omgitt av tusenvis av små gjenstander som danner en ring som er synlig selv i små teleskoper fra jorden. Forskere som så på ringene nærbilde i løpet av 13 år, under Cassini-oppdraget, så forhold der nye måner kan bli født.Forskere var spesielt interessert i propeller, som er våkner i ringene skapt av fragmenter i ringene. Like etter at Cassinis oppdrag ble avsluttet i 2017, sa NASA at det er mulig propellene deler elementer av planetformasjonen som foregår rundt unge stjerner «gassplater.

Selv mindre objekter har imidlertid måner. Pluto er teknisk sett en dvergplanet. Imidlertid hevder menneskene bak New Horizons-oppdraget, som fløy av Pluto i 2015, at den mangfoldige geografien gjør den mer planetlignende. En ting som ikke argumenteres, er imidlertid antall måner rundt Pluto . Pluto har fem kjente måner, hvorav de fleste ble oppdaget da New Horizons var under utvikling eller på vei til dvergplaneten.

Mange asteroider har også måner. Disse små verdenene flyr noen ganger nær jorden, og månene dukker opp i observasjoner med radar. Noen få kjente eksempler på asteroider med måner inkluderer 4 Vesta (som ble besøkt av NASAs Dawn-oppdrag), 243 Ida, 433 Eros og 951 Gaspra. Det er også eksempler på asteroider med ringer, som 10199 Chariklo og 2060 Chiron.

Mange planeter og verdener i vårt solsystem har menneskeskapte «måner» også, spesielt rundt Mars – der flere prober kretser rundt planeten og observerer overflaten og miljøet. Planetene Merkur, Venus, Mars , Jupiter og Saturn hadde alle kunstige satellitter som observerte dem på et eller annet tidspunkt i historien. Andre gjenstander hadde også kunstige satellitter, som Comet 67P / Churyumov – Gerasimenko (besøkt av European Space Agency Rosetta-oppdrag) eller Vesta og Ceres (begge besøkt av NASAs Dawn-oppdrag.) Teknisk sett fløy mennesker under Apollo-oppdragene i kunstige «måner» (romfartøy) rundt vår egen måne mellom 1968 og 1972. NASA kan til og med bygge en «Deep Space Gateway» romstasjon i nærheten av måne i de kommende tiårene, som a la unching point for human Mars misions.

Fans av filmen «Avatar» (2009) vil huske at menneskene besøkte Pandora, den beboelige månen til en gassgigant som heter Polyphemus. Vi vet ennå ikke om det er måner for eksoplaneter, men vi mistenker – gitt at solsystemets planeter har så mange måner – at eksoplaneter også har måner. I 2014 gjorde forskere en observasjon av et objekt som kunne tolkes som en eksomoon som sirkler rundt en eksoplanet, men observasjonen kan ikke gjentas da den fant sted mens objektet beveget seg foran en stjerne.