Как следить за спутниками Starlink?

Экология жизни. Планета: Большинство навигационных спутниковых систем появилось в ответ на запросы военных и долгое время ограничивалось GPS и ГЛОНАСС…

Геостационарная орбита и космический лифт

Спутник на геостационарной орбите движется синхронно над поверхностью Земли и поэтому всегда виден в одной и той же точке неба Среди всех круговых орбит особенно интересна геостационарная орбита, на которой орбитальный период длится столько же, сколько оборот Земли вокруг своей оси, т.е. 23 часа 56 минут и примерно 4 секунды – такова продолжительность звездных суток. Если вы запустили спутник на круговую орбиту, лежащую в экваториальной плоскости Земли на расстоянии примерно 36 тыс. км от земной поверхности (от центра планеты это будет 42 тыс. км), то, обращаясь в плоскости экватора с периодом в одни звездные сутки, он всегда будет висеть над одной и той же точкой земного шара. Таких спутников летают сотни. А зачем они нужны?

Это, например, спутники прямого телевизионного вещания, их специально запустили на геостационарную орбиту, чтобы нам домашнюю антенну в течение суток не крутить туда-сюда. Мы один раз нацеливаем свою спутниковую тарелку на такой спутник и уверены, что он всегда будет в одной и той же точке неба и никуда не денется.

Идея лифта между поверхностью Земли и геостационарной орбитой

Интересно, что эта особенность геостационарной орбиты открывает нам совершенно фантастические перспективы для космонавтики. С такого спутника можно протянуть на Землю трос, и он не будет наматываться на Землю, потому что спутник относительно земной поверхности не движется. Вдоль этого шнура или каната можно организовать космический лифт. Заметьте: не ракету, которая 98% своей массы выбрасывает, чтобы остальные 2% массы в виде космического корабля отправить в полет, а просто электрический лифт. Прикиньте, сколько в этом случае киловатт-часов электроэнергии потребуется, чтобы подняться в космос, и сколько это будет стоить – считанные копейки получатся.

Если привязанный к поверхности спутник опустился ниже геостационарной орбиты, то Земля начнет отставать, намотает на себя канат, затормозит спутник еще сильнее, и он свалится с небес. А что случится, если спутник поднимется выше геостационара? Есть, правда, одна неприятная особенность такого спутника: вот запустили мы его на геостационарную орбиту, натянули канатик, но вдруг какая-то случайная небрежность заставила спутник немножко опуститься. Что тогда будет происходить? Спутник оказался ближе к центру Земли, его орбитальный период стал короче, т.е. спутник начнет опережать ту точку поверхности, к которой привязан канатиком, канатик будет наматываться на Землю и тянуть спутник вниз. Тот еще быстрее начнет крутиться – и понятно, что закончится это нехорошо.

Если спутник чуть выше подтолкнуть, тогда он начнет отставать от поверхности Земли – чем больше расстояние, тем меньше скорость обращения и тем больше орбитальный период. Но будет ли это движение устойчивым, не станет ли Земля наматывать канатик в обратную сторону? Это простая механическая задача, которую должен быть способен решить любой физик.

Так будет меняться со временем высота привязанного к Земле спутника на орбите, близкой к геостационарной Вычисления показывают такое развитие событий: если привязанный спутник окажется на чуть большей высоте, чем геостационарная орбита, и начнет отставать от Земли, она его за канатик сначала немножечко подтянет вперед, а потом он снова отойдет на исходное расстояние от поверхности. Но после этого спутник уже не отстанет от вращения Земли, потому что наряду с гравитацией добавляется сила, которая тянет его вперед, и в сумме они создают более сильное центростремительное ускорение, чем одна только гравитация, а эта более высокая орбита становится геоцентрической.

Так что идея космического лифта может быть прекрасно реализована. Осталось только найти материал для каната, чтобы 36-тысячекилометровый трос выдерживал свой вес плюс вес поднимаемого груза (железо для этого не годится, а вот наноуглеродные трубки могут быть перспективными: плотность их меньше, а прочность больше) – и тогда каждому человеку можно будет подняться на геостационарную орбиту за несколько тысяч рублей, по деньгам это все равно как слетать в соседний город на самолете. И это стразу изменит нашу космонавтику.

GPS — начало глобальной навигации

Действующих спутников: 31
Всего спутников на орбите: 32
Средняя высота от Земли: 22180
Время полного оборота вокруг Земли: 11 ч 58 мин

Американская система появилась в 1974 году и сразу произвела фурор своей эффективностью. Правительству США пришлось даже искусственно понижать точность определения координат, чтобы сохранить преимущества для своих военных. От собственноручно созданных трудностей избавились только в 2000 году — после указа Билла Клинтона. Первоначально архитектура GPS подразумевала использование 24 спутников, однако для большей надежности на орбите находится сразу 32 слота, постоянно из которых используется 31. Каждый спутник огибает Землю дважды в день и управляется с военной базы Шривер радиосигналами частотой в 2000-4000 МГц. GPS была и остается бесспорным лидером среди подобных систем и найти НСС-устройство без чипа с поддержкой GPS довольно трудно — как минимум в западном полушарии. Несмотря на свою явную успешность, GPS не стоит на месте. Уже в 2017 году будет запущен аппарат третьего поколения, чья главная особенность — способность передавать гражданские сигналы нового типа: L2C, L1C и L5. Известно, что сейчас GPS-сигнал нередко теряется среди городских небоскребов. Запуск нового аппарата решает эту проблему и имеет важное значениедля интеграции с другими системами, так как сигнал L2C универсален и может работать не только с GPS.

Как следить-то?

Ничего сложного в этом нет, потому что почти всю работу и расчеты выполняют сайты или приложения. Кстати, их же потом можно будет использовать, если захотите посмотреть на летящую в небе МКС или просто узнать, что за светящаяся точка летит по ночному небу.

Find Starlink

Самый простой вариант — специальный сайт Find Starlink. На нем вы просто задаете свой город и получаете в ответ все ближайшие видимые пролеты. Для каждого пролета обозначено в какую дату и во сколько он будет, а также откуда и куда будут лететь спутники по небу, например, с юга на восток. Также простым языком обозначено насколько ярким будет пролет, а в самой нижней строке показано, какова его максимальная высота. У сервиса есть приложение на Android и iOS, которое, по сути, просто загружает тот же самый сайт, но вдобавок к этому умеет уведомлять о пролетах.

ed942bd7479bf1c77388ef94122785d0.jpg

Пролет партии спутников с низкой видимостью

Find Starlink

Heavens Above

Cервис Heavens Above — это некоммерческий проект Криса Пита (Chris Peat) из Германии. Он есть в виде сайта и приложения на Android, но основное внимание разработчик уделяет сайту, поэтому функционал у последнего шире — среди них и отдельные страницы для слежения за Starlink. 

Heavens Above слегка сложнее в использовании, чем Find Starlink, но зато он умеет следить и за другими спутниками, поэтому навык работы с ним может вам пригодиться, если вы захотите посмотреть за пролетом какого-нибудь еще орбитального аппарата (например, МКС). А еще на Heavens Above можно визуально следить за пролетом конкретной группировки Starlink на отдельной странице с 3D-моделью Земли.

Для начала вам надо будет указать свое местоположение на этой странице, чтобы сайт вел расчеты именно для того места, где вы находитесь. Сразу после этого можно зайти на страницу пролетов Starlink. По умолчанию он выбирает последний запуск (в нашем случае это Starlink 7) и текущую дату. Если таблица пуста — значит видимых пролетов этой партии спутников в этот день нет, и вам нужно промотать дни дальше до тех пор, пока данные не появятся. Или выбрать другой «паровозик», например, Starlink 6 — он тоже пока еще не распался.

033e50e689a5a0f5c0a4ca4f195dbd7f.jpg

Пролеты спутников Starlink

Heavens Above

Если в таблице появились данные — это значит, что вам повезло и у вас есть шанс увидеть пролет. Может показаться, что данных в таблице много, но на самом деле все просто. Яркость или звездная величина — это то, насколько ярким будет спутник для нас. Как ни странно, чем она меньше, тем ярче объект, причем она может принимать и отрицательные значения. К примеру, МКС почти всегда имеет отрицательную звездную величину, поэтому ее без проблем можно увидеть даже в крупном городе с сильным световым загрязнением неба. Высота в градусах показывает, насколько высоко спутник будет лететь над горизонтом. А азимут говорит  о том, в какую сторону смотреть, чтобы не пропустить пролет.

Судя по расчетам Heavens Above для Москвы, жителям Центральной России повезло — они смогут увидеть много пролетов спутников, если, конечно, также повезет с погодой. А если погода этого не позволит, то вы, разобравшись с тем, как пользоваться упомянутыми сервисами, всегда сможете попытать счастья в будущем.

Идея использования искусственных аппаратов

Само понятие геостационарной орбиты инициировано русским изобретателем К. Э. Циолковским. В своих работах он предлагал заселить космос с помощью орбитальных станций. Зарубежные ученые также описывали работы космических полей, например, Г. Оберт. Человеком, который развил концепцию использования орбиты для связи, является Артур Кларк. Он в 1945 году поместил статью в журнале «Wireless World», где описал преимущества работы геостационарного поля. За активный труд в данной области в честь ученого орбита получила свое второе название — «пояс Кларка». Над проблемой осуществления качественной связи думали многие теоретики. Так, Герман Поточник в 1928 году высказал мысль о том, как можно применять геостационарные спутники.

К другим мирам

Вывод формулы для второй космической скорости и ее сравнение с первой космической скоростью Итак, чтобы оторваться от поверхности Земли и выйти в околоземное пространство, надо набрать первую космическую скорость. Следующая задача космонавтики – улететь от планеты. Для этого необходимо достичь скорости, которая называется второй космической. Чтобы рассчитать эту величину, используем закон сохранения энергии: кинетическую энергию тела приравниваем к гравитационной энергии его связи с планетой и находим отсюда значение второй космической скорости: она всего лишь в √2 раз больше первой космической, т.е. у поверхности Земли немногим превышает 11 км/с. Кинетическая энергия – величина скалярная, она не зависит от того, куда направлен вектор скорости, т.е. полетев в любую сторону с такой начальной скоростью, мы покинем планету по параболической траектории.

Чтобы долететь с земной орбиты до орбиты вокруг дальней планеты, достаточно в нужные моменты времени придать кораблю два правильных импульса Если мы уже на околоземной орбите, а нам надо на Марс или на более дальнюю планету привести корабль, мы его просто «пинаем», т.е. добавляем ему такой импульс, чтобы корабль с круговой орбиты Земли вокруг Солнца вышел на эллиптическую орбиту, в апоцентре которой коснулся орбиты планеты назначения. Если мы правильно рассчитали время старта, планета приходит в ту же точку одновременно с нашим аппаратом. Но встречаются они с разными скоростями: планета движется быстрее, если ничего не предпринять, космический корабль тут же отстанет от нее. Значит, надо еще раз включить двигатели и уравнять скорость. Таким образом, надо придать всего два импульса – и вы оказались у соседней планеты. Такая траектория между планетами называется полуэллипсом Гомана – Цандера (по именам инженеров, рассчитавших эту орбиту).

В целях экономии топлива лучше сделать три импульса послабее Казалось бы, эта простая классическая орбита должна быть энергетически оптимальной, т.е. наилучшей с той точки зрения, как меньше топлива потратить и при этом куда-нибудь подальше улететь. Но – удивительное дело – оказалось, что есть более экономичные орбиты. Открыл их Ари Штернфельд, который увидел, что выгоднее трехимпульсный перелет совершить: сначала улететь дальше той орбиты, куда собираемся попасть, затем, притормозив, спуститься к ней, и потом уже уравнять скорость. Траектория, несомненно, более сложная. Но в сумме эти три импульса (а значит и затраты топлива) оказываются меньше, чем те два для простой полуэллиптической орбиты. Это удивительное открытие в небесной механике Штернфельд сделал, сидя у себя дома, он был вообще очень интересный человек и гениальный космический инженер.

Искусственные спутники

искусственные спутники земли

Летательный аппарат

вращается вокруг Земли по геоцентрическому пути. Для его вывода используют многоступенчатую ракету. Она представляет собой космический механизм, который приводит в действие реактивная сила двигателя. Для движения по орбите искусственные спутники Земли должны иметь начальную скорость, которая соответствует первой космической. Их полеты осуществляются на высоте не меньше нескольких сотен километров. Период обращения аппарата может составлять несколько лет. Искусственные спутники Земли могут запускаться с бортов других аппаратов, например, орбитальных станций и кораблей. Беспилотники имеют массу до двух десятков тонн и размер до нескольких десятков метров. Двадцать первый век ознаменовался рождением аппаратов со сверхмалым весом — до несколько килограммов.

геостационарные спутники

Спутники запускались многими странами и компаниями. Первый в мире искусственный аппарат был создан в СССР и полетел в космос 4 октября 1957 года. Он носил имя «Спутник-1». В 1958 году США запустила второй аппарат — «Эксплорер-1». Первый спутник, который был выведен NASA в 1964 году, носил имя Syncom-3. Искусственные аппараты в основном невозвратные, но есть те, которые возвращаются частично или полностью. Их используют для проведения научных исследований и решения различных задач. Так, существуют военные, исследовательские, навигационные спутники и другие. Также запускаются аппараты, созданные сотрудниками университетов или радиолюбителями.

Орбиты спутников

Рассуждения об эллиптической орбите спутников хороши, но природа на самом деле устроена сложнее: та же Земля – не идеальный шар, а сплюснутый, т.е. эллипсоид вращения. Из-за этого сила гравитации вблизи Земли обратно пропорциональна отнюдь не r², а с маленькой добавочкой в показателе степени. Значит, если мы запустили спутник на полярную орбиту (проходящую над южным и северным полюсами), то в таком силовом поле, как мы уже с вами видели на предыдущей лекции, эллипс орбиты постепенно поворачивается, происходит прецессия его оси вокруг центра тяготения.

Из-за сплюснутой формы Земли полярная орбита спутника (слева) отличается от круговой. В случае движения спутника по наклонной орбите (справа) происходит также прецессия орбитальной плоскости

Если орбитальная плоскость расположена под косым углом к экваториальной плоскости Земли, то реальные траектории спутников получаются намного более сложными. Россия обычно запускает спутники на орбиту со средним наклоном к экватору, около 60 градусов (например, спутник телевизионного вещания «Молния»). При этом сама орбитальная плоскость тоже прецессирует, т.е. поворачивается вокруг земной оси. Для точного расчета их орбиты приходится отказываться от теорем Ньютона и все время учитывать неидеальную форму планеты.

Слева: орбита ИСЗ «Молния» (спутник связи), наклон плоскости орбиты к экватору около 63°. При таком наклоне спутник на высокоэллиптической орбите всегда «висит» над одним полушарием Земли (в нашем случае – над Северным). Орбитальная плоскость поворачивается вокруг полярной оси. Справа: орбита типичного ИСЗ. На обоих рисунках для наглядности расстояние между соседними витками увеличены

Движение двойных звезд

Вверху: изменение взаимного расположения компонентов двойной звезды Крюгер-60 (в верхнем левом углу серии изображений) в течение 12 лет: 1908, 1915, 1920 гг. Фото: Йерксская обсерватория, США. Внизу слева: относительная орбита одной из звёзд двойной системы Альфа Кентавра в системе отсчёта звезды-"напарника".  Внизу справа: параметры относительного положения компонентов двойной звезды

Движение компонентов двойной звезды; невидимый центр масс отмечен крестом. Анимация by User:Zhatt (Own work) [Public domain], via Wikimedia Commons

Законы небесной механики описывают движение не только планет и их спутников. Задача двух тел также может быть применена к двойным звездам, которых на небе очень много, даже больше, чем одиночных. Солнце среди них, скорее, является исключением. Ближайшая к нам звезда, Альфа Кентавра, тоже двойная.

Наблюдая двойную звезду, мы видим, как происходит вращение: оба компонента движутся друг относительно друга. Астрономы всегда измеряют положения близких друг к другу звезд не в какой-то единой системе координат, а просто друг относительно друга – так получается проще. Навели телескоп на одну звезду, более яркую, теперь она у нас всегда в центре отсчета (в начале координат), а вторая по орбите кружится. Но на самом-то деле они обе вокруг общего центра массы «бегают», который невидим и поэтому навестись на него невозможно.

Вывод формулы для относительной скорости в системе двух гравитационно связанных небесных тел

Значит, нам надо модифицировать уравнения небесной механики, из инерциальной системы отсчета перевести в неинерциальную, связанную с одним массивным компонентом. Взяли выражения для векторов обеих скоростей и нашли их разницу, то есть относительную скорость – и оказалось, что она точно так же зависит от всех параметров, как и в законе Ньютона: обратно пропорциональна квадрату расстояния, только теперь в качестве параметра массы фигурирует сумма масс этих двух объектов. То есть при переносе системы координат в одно из тел гравитационно связанной пары все законы небесной механики сохраняются и прекрасно работают, но только как будто бы в этом теле сосредоточена суммарная масса обоих тел, и именно эту суммарную величину мы из наблюдений можем рассчитать по форме относительной орбиты.

Траектории движения обоих компонентов звезды Сириус на небосклоне

Это не очень удобно, хотелось бы каждое из тел пары «взвесить» отдельно от другого. Редко, но иногда это можно сделать, если удается проследить, как каждое из них свою траекторию на небе выписывает. Например, известная звезда Сириус тоже двойная, у нее есть яркий компонент и маленький спутничек, и астрономы отследили на небе их траектории вдоль центра масс, который по прямой движется. По соотношению расстояний до центра масс, применив третий закон Кеплера, мы узнали, что меньший компонент Сириуса вдвое легче более массивного.

Третий закон Кеплера связывает относительный орбитальный период обращения планет с относительным расстоянием до центра притяжения

Солнцу надоели планеты, и оно сбегает от них Вот еще интересная проблема для размышления и хорошая задачка для физиков: представим, что в Солнечной системе вдруг пропал центральный объект, Солнце. Убежать оно, конечно, не может, поэтому предположим, что оно взорвалось (вообще-то, взрыв Солнца маловероятен, но отнюдь не исключен) и моментально раскидало свою массу во все стороны далеко-далеко. Вопрос: а сохранится ли Солнечная система? Или планеты разлетятся на все четыре стороны?

Мобильные японцы QZSS

Действующих спутников: 1
Всего спутников на орбите: 4 (в планах)
Средняя высота: от 32 000 до 42 164 км
Время полного оборота вокруг Земли: 23 ч 56 мин

Интересный проект представляет японское агентство аэрокосмических исследований JAXA. Он предполагает запуск на геосинхронную орбиту системы из четырех спутников, рассчитанных на работу в азиатском регионе. Первый из них запущен в космос в 2010 году, а завершить работу планируется к концу 2017. Главная особенность проекта — сосредоточенность на поддержке мобильных приложений, что для Японии с ее крупнейшим в мире мобильным рынком, выглядит как само собой разумеющийся факт. Навигационная система сосредоточена прежде всего на улучшении качества мобильной картографии, платного медиа-контента, информации о достопримечательностях для туристов и системы мониторинга общественного транспорта.

Индийский домосед IRNSS

Действующих спутников: 4
Всего спутников на орбите: 7 (в планах)
Средняя высота: 36 000 км
Время полного оборота вокруг Земли: 23 ч 56 мин

Удовлетворение потребностей более чем миллиарда индийцев — более чем амбициозная задача, поэтому индийская система в ближайшее время на мировое господство не претендует. Четыре из семи разработанных спутника уже вращаются вокруг Земли, чтобы обеспечить жителей страны всеми благами навигации. Сегодня IRNSS используется в наземной, воздушной и морской навигации, сервисе точного времени, управлении ликвидациями последствий катастроф, картографии и геодезии, логистике, мониторинге автотранспорта, туризме. И, конечно, активно интегрируется с мобильными телефонами — куда без них теперь.

original_99170498e7ca404087f9ab024fb31355__econet_ru.png
Вместо итога еще раз обозначим основные тренды спутниковой навигации:

  • Универсальность и интеграция. Все системы в большей или меньшей степени движутся к использованию сигналов одного и того же типа и взаимодействию друг с другом.
  • Консолидация. Политическая обстановка и военный бэкграунд дают о себе знать. Если формально «холодная война» осталась далеко в прошлом, то фактически мы сами видим четкое разделение космических программ на «наших» и «чужих».
  • Курс на мобильные технологии. Ориентация на поддержку мобильных приложений — самый свежий и самый перспективный на наш взгляд тренд, за развитием которого будем пристально наблюдать в дальнейшем. И, наверное, не раз к нему вернемся. опубликовано econet.ru

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

4 октября 1957 года Советский Союз запустил «Спутник-1», который поднялся выше земной атмосферы и вышел на орбиту нашей планеты, совершая полный оборот вокруг нее за 90 минут. В условиях чистого неба мира тех времен, это был единственный в своем роде объект: искусственный, техногенный спутник. Неофициально это означало начало космической гонки, военной и политической деятельности, которая на десятки лет увлекла международную политику.

sputnik-750x422.jpg

Спутники выполняют очень важных задачи. Без них было бы тяжело.

Но «Спутника» на орбите Земли уже нет. По сути, он пробыл там так недолго, что к моменту запуска Explorer 1, первого американского спутника в космосе, вокруг Земли уже довольно долго летал «Спутник-2» с первым животным в космосе. Но оригинальный Спутник, завершив 1400 орбит, упал на Землю.

То, что случилось со «Спутником», было вполне ожидаемым. Фактически, это происходит с большинством спутников, если вы запускаете их на околоземную орбиту и предоставляете самим себе. С каждой пройденной орбитой спутник сперва достигает апогея, максимального расстояния от поверхности Земли, а затем перигея, ближайшего приближения к Земля. Для низкой околоземной орбиты это по сути означает, что спутники находятся в нескольких сотнях километров над поверхностью Земли. Учитывая, что линия, отделяющая атмосферу Земли и внешний космос, проходит на высоте всего 100 километров, на первый взгляд может показаться, что спутники должны навечно оставаться в космосе.

Но в реальности ситуация намного сложнее. У атмосферы нет внезапного конца или границы. Газообразное состояние не имеет тенденции обретать форму по некоторым причинам кроме следующих: по мере того, как вы поднимаетесь выше, плотность частиц будет продолжать падать, но разные частицы, которые нагреваются столкновениями, будут двигаться с разной скоростью: некоторые быстрее, некоторые медленнее, но с четко определенной средней скоростью.

Чем выше вы поднимаетесь, тем вероятнее вы найдете частицы, которые обладают большей энергией, потому что для подъема на большую высоту нужно больше энергии. Плотность таких частиц на большой высоте будет, конечно, низкой, но никогда не упадет до нуля.

Мы нашли атомы и молекулы, которые остаются гравитационно привязанными к Земле на высотах до 10 000 километров. Единственная причина, по которой мы не стали идти дальше, за пределы этих 10 000 километров, в том, что на такой высоте атмосфера Земли становится неотличимой от солнечного ветра: обе состоят из горячих атомов и ионизированных частиц.

Подавляющая часть нашей атмосферы (по массе) содержится в самых низких слоях, на тропосферу приходится 75%, на стратосферу еще 20%, на мезосферу — почти 5%. Но следующий слой, термосфера, невероятно рассеян.

В то время как атмосферная частица на уровне моря должна переместиться на микроскопическое расстояние, чтобы столкнуться с другой молекулой, термосфера настолько диффузна, что обычный атом или молекула может преодолеть километр и ни с чем не столкнуться.

Термосфера может показаться пустым пространством, ведь вы даже атома не встретите. Но поднявшись на эту высоту из атмосферы Земли, вы задерживаетесь в этой обратной бездне низкой плотности, находясь на пике вашей параболической орбиты, а затем медленно возвращаетесь на родную планету под действием силы тяжести.

Но если вы космический аппарат, вы испытаете нечто совершенно другое. Причины следующие:

  • Вы не поднимаетесь с Земли, а огибаете ее по орбите, то есть движетесь в противоположном направлении к горячим атмосферным частицам.
  • Поскольку вы находитесь на стабильной орбите, вы должны двигаться быстро: минимум 7 километров в секунду, чтобы оставаться в космосе.
  • Вы обладаете размерами далеко не атома, но космического аппарата.
  • Эти три пункта в совокупности приводят к катастрофе для любого спутника на орбите.

Такая катастрофа неизбежна из-за сопротивления, с которым сталкивается спутник, которое определяет, сколько скорости спутник теряет со временем из-за атмосферных частиц, попадающих в него на относительно высокой скорости. Любой спутник на низкой околоземной орбите будет иметь продолжительность жизни от нескольких месяцев до нескольких десятилетий, но не более того. Вы можете сразиться с этим, поднявшись повыше, но это не сильно поможет.

Каждый раз, когда на Солнце происходит какая-либо активность, вроде пятен на солнце, солнечных вспышек, коронарных выбросов массы или других взрывоопасных событий, атмосфера Земли нагревается. Чем горячее частицы, тем выше скорость, а более высокие скорости их движения будут означать, что они поднимаются выше, увеличивая плотность атмосферы даже в космосе. Когда это происходит, даже спутники, которые были практически за пределами гравитационного притяжения, начинают падать на Землю. Магнитные бури также могут увеличивать плотность воздуха на чрезвычайно больших широтах.

И этот процесс является кумулятивным, в том смысле, что поскольку спутник испытывает притяжение, его перигей падает до более низких и низких высот. Теперь, на этих более низких высотах, сила сопротивления увеличивается еще сильнее, и это приводит к тому, что вы теряете свою кинетическую энергию, которая удерживает вас на орбите, еще быстрее. Конечная спираль смерти может занимать тысячи, десятки тысяч или даже сотни тысяч орбит, но поскольку орбита завершается за 90 минут, любой спутник на низкой околоземной орбите будет жить несколько десятилетий в лучшем случае.

sputnik_orbita_polet_stanciya_mks_mir_2000x1300.jpg

Любой спутник имеет свой срок службы. Иногда он заканчивается раньше положенного.

Эта проблема падения назад на Землю была проблемой не только для первых спутников 1950-х годов, но осталась проблемой почти для всех спутников, которые мы когда-либо запускали. 95% всех созданных людьми спутников находятся на околоземной орбите, включая Международную космическую станцию и космический телескоп Хаббла. Если бы мы периодически не разгоняли эти аппараты, многие из них уже свалились бы на Землю.

У «Хаббла» и МКС было бы меньше 10 лет на их текущих орбитах, если бы мы просто позволили им умереть. И в то время как большие спутники так и умирают, они делают это за счет неконтролируемого вхождения в атмосферу. В идеале они должны сгорать в атмосфере или падать в океан, но если их обломки упадут на людей, будет катастрофа.

И телескоп «Хаббл» тоже должен будет упасть на Землю. Его орбита будет понижаться. Сам телескоп будет в порядке, но с каждой орбитой он будет все ближе и ближе к Земле.

Заключительная миссия телескопа включает механизм стыковки, который был установлен на телескоп: Soft Capture and Rendezvous System. Любая оснащенная должным образом сможет безопасно доставить телескоп домой.

sssr-750x952.jpg

Ученые всегда рады, когда их труд дает плоды.

Но если говорить про 25 000 других спутников на низкой околоземной орбите, осуществить контролируемый вход в атмосферу будет невозможно. Атмосфера Земли опустит их ниже линии Кармана, ниже границы с космосом, которую мы начертили. Если прекратить запуск спутников сегодня, через сто лет не останется никаких следов присутствия человечества на околоземной орбите.

«Спутник-1» был запущен в 1957 году и всего через три месяца он спонтанно сошел с орбиты и упал на Землю. Частицы нашей атмосферы поднимаются намного выше любой искусственной линии, которую мы нарисовали, затрагивая все наши спутники. Чем дальше перигей, тем дольше вы будете оставаться на орбите. Пока у нас нет технологии, которая позволит поддерживать спутники на орбите без топлива, атмосфера Земли будет оставаться самой разрушительной силой, мешающей присутствию человека в космосе.

Хорошо это или плохо? Расскажите в нашем чате в Телеграме.

otvet.png

otvet2.png

Ответы

otvet.png

нужно составить пропорцию

один оборот за 90 минут

otvet.png

-1,3ч = 1,3*60 мин = 78 мин = 1 ч и 18 мин

-2,75ч = 2,75*60 мин = 165 мин = 2 ч и 45 мин

otvet.png

В данном случае m = 54 г, ρ = 2,7 г/см³, поэтому

V = m / ρ = 54 / 2,7 = 20 см³

otvet.png

Другие вопросы по Физике

fizika.png

100 баллов!
1. Определить тип диаграммы ( TS или PV )

2.Определить типы процессов ( адиабатный, изотермический, изохорный или изобарный)

Недостатки искусственного поля

Существенным пороком во взаимодействии с геостационарными спутниками являются большие запоздания в распространении сигнала. Так, при скорости света 300 тысяч километров в секунду и высоте орбиты 35786 километров движение луча «Земля – спутник» занимает около 0,12 секунды, а «Земля – спутник – Земля» — 0,24 секунды. Учитывая задержку сигнала в аппаратуре и кабельных системах передач наземных служб общее запоздание сигнала «источник – спутник – приемник» достигает примерно 2-4 секунд. Такой показатель существенно затрудняет применение аппаратов на орбите в телефонии и делает невозможным использование спутниковой связи в системах реального времени.

геостационарная орбита спутника

Еще одним недостатком является невидимость геостационарной орбиты с высоких широт, что мешает проводимости связи и телетрансляций в районах Арктики и Антарктиды. В ситуациях, когда солнце и спутник-передатчик находятся на одной линии с приемной антенной, наблюдается уменьшение, а порой и полное отсутствие сигнала. На геостационарных орбитах за счет неподвижности спутника такое явление проявляется особенно ярко.

Космический мусор

Третья причина, вынуждающая менять орбиту – космический мусор. Один из коммуникационных спутников Iridium столкнулся с нефункционирующим российским космическим аппаратом. Они разбились, образовав облако мусора, состоящее из более чем 2500 частей. Каждый элемент был добавлен ​​в базу данных, которая сегодня насчитывает свыше 18000 объектов техногенного происхождения.

НАСА тщательно отслеживает все, что может оказаться на пути спутников, т. к. из-за космического мусора уже несколько раз приходилось менять орбиты.

Инженеры центра управления полетами отслеживают положение космического мусора и сателлитов, которые могут помешать движению и по мере необходимости тщательно планируют маневры уклонения. Эта же команда планирует и выполняет маневры по регулировке наклона и высоты спутника.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: