Ce este un satelit?

Săptămâna Mondială a Spațiului 2020 va sărbători impactul sateliților asupra umanității în perioada 4-10 octombrie. Aflați cum să sărbătoriți aici și verificați istoricul sateliților de mai jos!

Un satelit este un obiect din spațiu care orbitează sau înconjoară un obiect mai mare. Există două tipuri de sateliți: naturali (cum ar fi luna care orbitează Pământul) sau artificiali (cum ar fi Stația Spațială Internațională care orbitează Pământul).

Există zeci și zeci de sateliți naturali în sistemul solar , cu aproape fiecare planetă având cel puțin o lună. Saturn, de exemplu, are cel puțin 53 de sateliți naturali și, între 2004 și 2017, a avut și unul artificial – nava spațială Cassini, care a explorat planeta inelată și lunile sale.

Sateliții artificiali, totuși, nu a devenit realitate decât la mijlocul secolului al XX-lea. Primul satelit artificial a fost Sputnik, o sondă spațială rusească cu dimensiunea unei mingi de plajă care a decolat pe 4 octombrie 1957. Acțiunea a șocat o mare parte a lumii occidentale, deoarece se credea că sovieticii nu aveau capacitatea de a trimite sateliți în spațiu.

O scurtă istorie a sateliților artificiali

În urma acelei fapte, la 3 noiembrie 1957 sovieticii au lansat o satelit și mai masiv – Sputnik 2 – care transporta un câine, Laika. Primul satelit al Statelor Unite a fost Explorer 1 la 31 ianuarie 1958. Satelitul avea doar 2% din masa Sputnik 2, cu toate acestea, la 30 kg (13 kg).

putniks și Explorer 1 au devenit primele lovituri într-o cursă spațială între Statele Unite și Uniunea Sovietică care a durat cel puțin până la sfârșitul anilor 1960. Accentul asupra sateliților ca instrumente politice a început să cedeze loc oamenilor pe măsură ce ambele țări au trimis oameni Cu toate acestea, în deceniul următor, ambele țări au început să se împartă. În timp ce Statele Unite au continuat să aterizeze oamenii pe Lună și să creeze naveta spațială, Uniunea Sovietică a construit prima stație spațială din lume. , Salyut 1, care a fost lansat în 1971. (Au urmat alte stații, cum ar fi Mir. „Skylab și Uniunea Sovietică” din Statele Unite)

Alte țări au început să-și trimită propriile sateliții în spațiu, pe măsură ce beneficiile au crescut prin societate. Sateliții meteo au îmbunătățit prognozele, chiar și pentru zonele îndepărtate. Sateliții care urmăresc terenul, cum ar fi seria Landsat, au urmărit schimbările din păduri, apă și alte părți ale suprafeței Pământului în timp. Sateliții de telecomunicații au efectuat apeluri telefonice la distanță și, în cele din urmă, transmisiile de televiziune în direct din întreaga lume reprezintă o parte normală a vieții. Generațiile ulterioare au ajutat la conexiunile la Internet.

Odată cu miniaturizarea computerelor și a altor hardware-uri, acum este posibil să trimită sateliți mult mai mici care pot face știință, telecomunicații sau alte funcții pe orbită. Acum este obișnuit ca companiile și universitățile să creeze „CubeSats” sau sateliți în formă de cub care populează frecvent orbita joasă a Pământului.

Acestea pot fi ridicate pe o rachetă împreună cu o sarcină utilă mai mare sau trimise de la un lansator mobil de pe Stația Spațială Internațională (ISS). NASA are în vedere acum trimiterea CubeSats pe Marte sau pe luna Europa (lângă Jupiter) pentru viitoare misiuni, deși CubeSats nu sunt confirmate pentru includere.

ISS este cel mai mare satelit pe orbită și a durat peste un deceniu pentru a fi construit. Bucată cu bucată, 15 națiuni au contribuit cu infrastructura financiară și fizică la complexul orbital, care a fost pus la punct între 1998 și 2011. Oficialii programului se așteaptă ca ISS să funcționeze până cel puțin în 2024.

Părți ale unui satelit

Fiecare satelit artificial utilizabil – fie el uman sau robotizat – are patru părți principale: un sistem de alimentare (care ar putea fi solar sau nuclear, de exemplu), o modalitate de a-și controla atitudinea, o antenă pentru a transmite și primi informații și o sarcină utilă pentru a colecta informații (cum ar fi o cameră sau un detector de particule).

După cum se va vedea mai jos, cu toate acestea, nu toți sateliții artificiali sunt în mod necesar funcționabili. Chiar și un șurub sau un pic de vopsea este considerat un satelit „artificial”, chiar dacă acestea lipsesc aceste părți.

Ceea ce împiedică un satelit să cadă pe Pământ ?

Un satelit este cel mai bine înțeles ca un proiectil sau un obiect care are o singură forță care acționează asupra lui – gravitația. eaking, orice lucru care traversează Linia Karman la o altitudine de 100 de kilometri (62 mile) este considerat în spațiu. Cu toate acestea, un satelit trebuie să meargă repede – cel puțin 8 km (5 mile) pe secundă – pentru a nu mai cădea imediat pe Pământ.

Dacă un satelit călătorește suficient de repede, va „cădea” permanent către Pământ, dar curbura Pământului înseamnă că satelitul va cădea în jurul planetei noastre în loc să se prăbușească înapoi la suprafață. mai aproape de Pământ sunt expuși riscului de cădere, deoarece tragerea moleculelor atmosferice va încetini sateliții. Cei care orbitează mai departe de Pământ au mai puține molecule cu care să se confrunte.

Există mai multe „zone” acceptate de orbite. în jurul Pământului. Una se numește orbită Pământească joasă, care se întinde de la aproximativ 160 până la 2.000 km (aproximativ 100 până la 1.250 mile). Aceasta este zona în care orbitează ISS și unde naveta spațială obișnuia să-și facă treaba. , toate misiunile umane, cu excepția zborurilor Apollo către Lună, au avut loc în această zonă. Majoritatea sateliților funcționează și în această zonă.

Orbita geo-staționară sau geosincronă este totuși cel mai bun loc pentru sateliții de comunicații. este o zonă deasupra ecuatorului Pământului la o altitudine de 35.786 km (22.236 mi ). La această altitudine, rata de „cădere” în jurul Pământului este aproximativ aceeași cu rotația Pământului, ceea ce permite satelitului să rămână deasupra aceluiași loc de pe Pământ aproape constant. Satelitul păstrează astfel o conexiune perpetuă cu o antenă fixă pe solul, permițând comunicații fiabile. Când sateliții geostaționari ajung la sfârșitul vieții lor, protocolul dictează că „s-au mutat din drum pentru ca un nou satelit să le ia locul. Asta pentru că există doar atât de mult spațiu, sau atât de multe „sloturi” pe acea orbită, pentru a permite sateliților să funcționeze fără interferențe.

În timp ce unii sateliți sunt utilizați cel mai bine în jurul ecuatorului, alții sunt mai buni potrivite pentru orbite mai polare – cele care înconjoară Pământul de la pol la pol, astfel încât zonele lor de acoperire să includă polii nord și sud. Exemple de sateliți cu orbită polară includ sateliții meteo și sateliții de recunoaștere.

Ce oprește un satelit să se prăbușească într-un alt satelit?

Există aproximativ o jumătate de milion de obiecte artificiale pe orbita Pământului astăzi, variind ca mărime de la pete de vopsea până la sălile depline telite – fiecare călătorind cu viteze de mii de mile pe oră. Doar o parte din acești sateliți sunt utilizabili, ceea ce înseamnă că există o mulțime de „gunoi spațial” plutind acolo. Cu tot ceea ce este introdus pe orbită, șansa unei coliziuni crește.

Agențiile spațiale trebuie să ia în considerare cu atenție traiectoria orbitală atunci când lansează ceva în spațiu. Agenții precum Rețeaua de Supraveghere Spațială a Statelor Unite urmăresc resturile orbitale de la sol și alertează NASA și alte entități dacă o piesă errantă este în pericol să lovească ceva vital. Aceasta înseamnă că, din când în când, ISS trebuie să efectueze manevre evazive pentru a ieși din cale.

Cu toate acestea, încă se produc coliziuni. Unul dintre cei mai mari vinovați de resturi spațiale au fost resturile unui test antisatelit din 2007 efectuat de chinezi, care a generat resturi care au distrus un satelit rus în 2013. De asemenea, în acel an, sateliții Iridium 33 și Cosmos 2251 s-au spart între ei, generând un nor de resturi.

NASA, Agenția Spațială Europeană și multe alte entități iau în considerare măsuri de reducere a cantității de resturi orbitale. Unii sugerează dărâmarea sateliților morți într-un fel, poate folosind o plasă sau explozii de aer pentru a deranja resturile de pe orbita acesteia și a le aduce mai aproape de Pământ. Alții se gândesc la realimentarea sateliților morți pentru reutilizare, o tehnologie care a fost demonstrată robotic pe ISS.

Luni din alte lumi

Majoritatea planetelor din sistemul nostru solar au sateliți naturali, pe care îi numim și luni. Pentru planetele interioare: Mercur și Venus nu au fiecare lună. Pământul are o lună relativ mare, în timp ce Marte are două luni mici de dimensiuni asteroidice numite Phobos și Deimos. (Phobos spiralează încet pe Marte și probabil se va despărți sau va cădea la suprafață în câteva mii de ani.)

Dincolo de centura de asteroizi, sunt patru planete gigantice gazoase care au fiecare câte un panteon de luni. La sfârșitul anului 2017, Jupiter are 69 de luni cunoscute, Saturn are 53, Uranus are 27 și Neptun are 13 sau 14. Lunile noi sunt descoperite ocazional – în principal prin misiuni (fie trecute sau prezente, deoarece putem analiza imagini vechi), fie prin efectuarea observații noi prin telescop.

Saturn este un exemplu special, deoarece este înconjurat de mii de obiecte mici care formează un inel vizibil chiar și în telescoapele mici de pe Pământ. Oamenii de știință care priveau inelele de aproape 13 ani, în timpul misiunii Cassini, au văzut condițiile în care s-ar putea naște noi luni.Oamenii de știință au fost interesați în special de elice, care sunt treziri în inele create de fragmente din inele. Imediat după ce misiunea lui Cassini s-a încheiat în 2017, NASA a spus că este posibil ca elicele să împartă elemente de formare a planetei care are loc în jurul discurilor gazoase ale stelelor tinere.

Cu toate acestea, chiar și obiectele mai mici au luni. din punct de vedere tehnic, o planetă pitică. Cu toate acestea, oamenii din spatele misiunii New Horizons, care au zburat de Pluto în 2015, susțin că geografia sa diversă o face mai asemănătoare planetei. Un lucru care nu este argumentat, totuși, este numărul de luni din jurul lui Pluto . Pluto are cinci luni cunoscute, dintre care cele mai multe au fost descoperite când New Horizons era în curs de dezvoltare sau în drum spre planeta pitică.

O mulțime de asteroizi au și ei luni. Aceste lumi mici zboară uneori aproape de Pământ, iar lunile apar în observații cu radar. Câteva exemple celebre de asteroizi cu luni includ 4 Vesta (care a fost vizitată de misiunea Dawn a NASA), 243 Ida, 433 Eros și 951 Gaspra. Există, de asemenea, exemple de asteroizi cu inele, precum 10199 Chariklo și 2060 Chiron.

Multe planete și lumi din sistemul nostru solar au și „luni” create de om, în special în jurul Marte – unde mai multe sonde orbitează planeta făcând observații ale suprafeței și mediului său. Planetele Mercur, Venus, Marte , Jupiter și Saturn aveau toți sateliți artificiali care îi observau la un moment dat în istorie. Alte obiecte aveau și sateliți artificiali, precum Cometa 67P / Churyumov – Gerasimenko (vizitată de misiunea Rosetta a Agenției Spațiale Europene) sau Vesta și Ceres (ambii vizitată de misiunea Dawn a NASA.) Din punct de vedere tehnic, în timpul misiunilor Apollo, oamenii au zburat în „luni” artificiale (nave spațiale) în jurul propriei noastre luni între 1968 și 1972. NASA poate chiar să construiască o stație spațială „Deep Space Gateway” lângă luna în deceniile următoare, ca o la un punct important pentru misiunile umane de pe Marte.

Fanii filmului „Avatar” (2009) își vor aminti că oamenii au vizitat Pandora, luna locuibilă a unui gigant gazos numit Polifem. Nu știm încă dacă există luni pentru exoplanete, dar bănuim – având în vedere că planetele sistemului solar au atât de multe luni – că și exoplanetele au luni. În 2014, oamenii de știință au făcut o observație a unui obiect care ar putea fi interpretat ca un exomon care înconjoară o exoplanetă, dar observația nu poate fi repetată pe măsură ce obiectul s-a deplasat în fața unei stele.