Искусственные спутники земли исследования космоса

Способы изучения космоса. Искусственные спутники

Искусственный спутник Земли – это космический аппарат, вращающийся вокруг Земли по гелиоцентрической орбите. Они используются разными странами для научных исследований и прикладных задач. Спутники бывают военными, метеорологическими, коммуникационными, исследовательскими и навигационными. Первым в мире искусственным спутником был спутник СССР – «Спутник-1». Произошло это 4 октября 1957 года. До 1975 года свои спутники успели запустить: США, Великобритания, Канада, Франция, Австралия, Китай, Индия. Сейчас число стран, использующих искусственные спутники, превышает 40.

Орбитальные станции долговременно находятся на орбитах Земли и позволяют человеку долговременно прибывать и работать на них.

Автоматические межпланетные станции (космические зонды) – это аппараты, запускаемые с Земли с целью исследования планет и иных тел Солнечной системы. Их часто отправляют в путешествия за пределы Солнечной системы.

Спускаемые аппараты используются для изучения поверхности небесных тел Солнечной системы (планет, их спутников и астероидов), а также для доставки материалов, как с планеты, так и на планету. В их комплект могут входить планетоходы – автоматические лабораторные комплексы и транспортные средства для перемещения по поверхности планеты или иного небесного тела.

Разные спутники обладают разными массами. Например, самые маленькие спутники могут весить до 100 г, а самые большие больше 1000 кг.

Двигатели подобных аппаратов могут быть построены на основе работы солнечных батарей, топливных элементов, радиоизотопных батарей, ядерных реакторов, химических аккумуляторов.

Одними из самых известных исследовательских космических аппаратов являются Messenger (вышел на орбиту Меркурия весной 2011-го), «Маринер-10», «Пионер-Венера-1» и «Венера-2» (исследовавшие Венеру и Меркурий), «Венера-9», «Венера-10», «Венера-13», «Венера-14», «Вояджер-1», «Вояджер-2», «Пионер-11», «Кассини» (вышел на орбиту 2000 году) и др. (направленные в сторону Юпитера и планет внешней Солнечной системы).

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Журнал «Все о Космосе»

Искусственный спутник Земли

Первый искусственный спутник Земли

Движение искусственного спутника Земли по геостационарной орбите

Под понятием спутник, как правило, подразумеваются беспилотные космические аппараты, однако околоземные пилотируемые и автоматические грузовые космические корабли, а также орбитальные станции по сути также являются спутниками. Автоматические межпланетные станции и межпланетные космические корабли могут запускаться в дальний космос как минуя стадию спутника (т.н. прямое восхождение), так и после предварительного вывода на т.н. опорную орбиту спутника.

В начале космической эры спутники запускались только посредством ракет-носителей, а к концу XX века широкое распространение получил также запуск спутников с борта других спутников — орбитальных станций и космических кораблей (в первую очередь, с МТКК-космоплана Спейс Шаттл). Как средства выведения спутников теоретически возможны, но пока не реализованы также МТКК-космолёты, космические пушки, космические лифты. Уже через небольшое время после начала космической эры стало обычным выведение более одного спутника на одной ракете-носителе, а к концу 2013 года число выводимых одновременно спутников в некоторых запусках ракет-носителей превысило три десятка. В ходе некоторых запусков последние ступени ракет-носителей также выходят на орбиту и на какое-то время фактически становятся спутниками.

Беспилотные спутники имеют массы от нескольких кг до двух десятков тонн и размерности от нескольких сантиметров до (в частности, при использовании солнечных батарей и выдвижных антенн) нескольких десятков метров. Являющиеся спутниками космические корабли и космопланы достигают нескольких десятков тонн и метров, а сборные орбитальные станции – сотен тонн и метров. В XXI веке с развитием микроминиатюризации и нано-технологий массовым явлением стало создание сверхмалых спутников форматов кубсат (от одного до несколько кг и от нескольких до нескольких десятков см), а также появился новый формат покетсат (буквально карманный) в несколько сотен или десятков грамм и несколько сантиметров.

Спутники преимущественно создаются как невозвратные, однако некоторые из них (в первую очередь, пилотируемые и некоторые грузовые космические корабли) являются возвращаемыми частично (имея спускаемый аппарат) или полностью (космопланы и спутники, возвращаемые на их борту).

Искусственные спутники Земли широко используются для научных исследований и прикладных задач (военные спутники, исследовательские спутники, метеорологические спутники, навигационные спутники, спутники связи, биоспутник и т.д.), а также в образовании (в мире стали массовым явлением университетские ИСЗ; в России запущен ИСЗ, созданный преподавателями, аспирантами и студентами МГУ, планируется запуск спутника МГТУ им. Баумана) и хобби — радиолюбительские спутники. В начале космической эры спутники запускались государствам (национальными государственными организациями), однако затем широкое распространение получили спутники частных компаний. С появлением кубсатов и покетсатов со стоимостью выведения до нескольких тысяч долларов стал возможен запуск спутников частными лицами.

ИСЗ запускались более чем 70 различными странами (а также отдельными компаниями) с помощью как собственных ракет-носителей (РН), так и предоставляемых в качестве пусковых услуг другими странами и межгосударственными и частными организациями.

Первый в мире ИСЗ запущен в СССР 4 октября 1957 года (Спутник-1). Второй страной, запустившей ИСЗ, стали США 1 февраля 1958 года (Эксплорер-1). Следующие страны — Великобритания, Канада, Италия — запустили свои первые ИСЗ в 1962, 1962, 1964 гг. соответственно на американских РН. Третьей страной, выведшей первый ИСЗ на своей РН, стала Франция 26 ноября 1965 года (Астерикс). Австралия и ФРГ обзавелись первыми ИСЗ в 1967 и 1969 гг. соответственно также с помощью РН США. На своих РН запустили свои первые ИСЗ Япония, Китай, Израиль в 1970, 1970, 1988 гг. Ряд стран — Великобритания, Индия, Иран, а также Европа (межгосударственная организация ESRO, ныне ESA) — запустили свои первые ИСЗ на иностранных носителях, прежде чем создали свои РН. Первые ИСЗ многих стран были разработаны и закуплены в других странах (США, СССР, Китае и др.).

Различают следующие типы спутников:

Астрономические спутники — это спутники, предназначенные для исследования планет, галактик и других космических объектов.
Биоспутники — это спутники, предназначенные для проведения научных экспериментов над живыми организмами в условиях космоса.
Дистанционного зондирования Земли
Космические корабли — пилотируемые космические аппараты
Космические станции — долговременные космические корабли
Метеорологические спутники — это спутники, предназначенные для передачи данных в целях предсказания погоды, а также для наблюдения климата Земли
Малые спутники — спутники малого веса (менее 1 или 0.5 тонн) и размера. Включают в себя миниспутники (более 100 кг), микроспутники (более 10 кг) и наноспутники (легче 10 кг), в т.ч. кубсаты и покетсаты.
Разведывательные спутники
Навигационные спутники
Спутники связи
Экспериментальные спутники

Читайте также: Шатер автомат космос 500

10 февраля 2009 года впервые в истории произошло столкновение спутников. Столкнулись российский военный спутник (выведенный на орбиту в 1994 году, но через два года списанный) и рабочий американский спутник, оператора спутниковой телефонной связи Иридиум. «Космос-2251» весил почти 1 тонну, а «Iridium 33» 560 кг.

Столкнулись спутники в небе над северной частью Сибири. В результате столкновения образовалось два облака из мелких обломков и фрагментов (общее количество обломков составило около 600).

Источник

Доклад на тему: «Искусственные спутники Земли» — виды, функции и значение

Определение понятия

Искусственными спутниками называют космические летательные устройства, вращающиеся вокруг планеты по геометрической орбите. Для стабильного движения такой объект должен иметь такую начальную скорость, чтобы она равнялась или была больше первой космической. Высота полёта может колебаться в пределах двух-трех сотен тысяч км. А ее нижняя граница обусловлена тем, что спутник не должен быстро тормозить при попадании в атмосферу.

Период его обращения по орбите связан со средней высотой полета. В разных случаях он может составлять от полутора часов до нескольких лет. Особое значение имеют объекты, находящиеся на геостационарной орбите. У них период обращения равен суткам. Но для наземного наблюдателя они выглядят так, словно неподвижно висят в небе. А это позволяет не устанавливать поворотное устройство в антеннах.

Кратко говоря, спутниками являются беспилотные космические аппараты. Но они бывают и пилотируемыми, и автоматическими грузовыми. А также к этому понятию относятся орбитальные станции. Всё зависит от того, как именно был запущен объект.

Автоматические межпланетные станции и космические корабли могут попадать в пространство, минуя некоторые стадии запуска. Но если аппарат предварительно выводят на опорную орбиту, то он уже считается спутником.

Естественные спутники

В отличие от искусственных, естественными спутниками называются космические тела природного происхождения, которые вращаются вокруг планет. Ученые долгое время исследовали эти объекты. В результате сформировались две разные теории:

планетное происхождение;
астероидное.

В первом варианте от планеты откалывались большие куски, которые затем вращались вокруг неё. Под воздействием внешних сил они постепенно приобретали форму шара. Согласно второй теории, планеты притягивали астероиды. Делали они это с помощью своей гравитационной силы. Постепенно объекты начинали двигаться по орбите этой планеты и также приобретали круглую форму.

У Земли есть только один естественный спутник — Луна. Об этом стоит рассказать в реферате или сообщении на тему космических объектов. Ученым удалось выяснить, что составы планеты и спутника имеют одинаковые химические соединения. На основе этого они выдвинули предположение, что Луна раньше была частью Земли. Хотя ещё в 19 и 20 веках астрономы считали, что у нашей планеты есть несколько спутников. Но затем им удалось установить, что Луна является единственной.

Варианты запуска

В самом начале освоения космоса спутники запускали только с помощью ракет-носителей. Но в конце ХХ века распространился и другой вариант, когда их отправляли в пространство с орбитальных станций или кораблей. Существуют и другие способы выведения устройств, но пока они развиты только в теории:

Спустя некоторое время люди научились запускать больше одного спутника с одной ракеты-носителя. А уже 2013 году они смогли вывести в космос одновременно три десятка объектов. В результате некоторых экспериментов последние ступени носителей также вышли на орбиту, на какое-то время и они стали спутниками.

Но у беспилотных объектов довольно разнообразная масса: от 3−5 кг до 20 т. Отличается и размер, он может колебаться от нескольких сантиметров до десятков метров. Космические корабли и космопланы считаются спутниками, они имеют большие габариты. Но самыми огромными являются сборные орбитальные станции.

В 21 веке благодаря развитию нанотехнологий специалисты смогли создать сверхмалые объекты нового формата — кубсат и покеткуб. Большинство аппаратов невозвратные, но некоторые из них могут частично опускаться на планету. Среди таких выделяют пилотируемые и грузовые корабли, спускаемые аппараты, космопланы. Все современные спутники Земли необходимы для научных исследований, а также для образования. В качестве хобби некоторые астрономы-любители запускают радиообъекты.

В начале космической эры этой работой занимались только государственные организации, но сегодня широкое распространение получили аппараты частных компаний.

Известные виды

Спутники делятся на группы в зависимости от их назначения. Некоторые используются для исследования планет, другие предназначены для проведения научных экспериментов. Существует довольно большой список искусственных спутников земли, их можно разделить на виды:

астрономические;
биологические;
метеорологические;
малые;
прикладные;
военные;
навигационные;
космические станции и корабли.

Астрономические аппараты предназначены для исследования галактик, планет и других объектов. Биологический тип необходим для изучения и проведения научных экспериментов над живыми организмами в космических условиях. Есть ещё спутники дистанционного зондирования земли — они позволяют ученым наблюдать за поверхностью планеты и делать её снимки.

С помощью метеорологических объектов можно предсказывать погоду и исследовать изменения климата. Военные аппараты используются в целях обеспечения разведывательной деятельности. А спутник связи позволяет реконструировать радиосигнал между разными точками на поверхности Земли. Прикладные помогают решать технические и хозяйственные задачи. Навигационный тип позволяет определить местоположение водных, наземных и воздушных объектов. Корабли и станции предназначены для выхода человека в открытое космическое пространство.

Читайте также: Вид байконура с космоса

Исторические сведения

Искусственные спутники запускались более чем 70 разными государствами, их разрабатывали отдельные компании. Вылет осуществлялся с помощью собственных ракет-носителей и предоставляемых пусковых аппаратов из других стран. Финансированием этих экспериментов занимались государственные и частные организации.

Первый в мире искусственный объект был запущен в космос 4 октября 1957 года из СССР. А далее список искусственных спутников Земли только расширялся:

советский Спутник-1;
американский Explorer-1;
французский Астерикс;
британский Ариэль-1;
японский Осуми;
итальянский Сан-Марко-1.

Начиная с 1957 года и до сегодняшнего дня в космос было запущено около 17 000 устройств. Большая часть принадлежит бывшему Советскому Союзу. Но действующих аппаратов в настоящее время гораздо меньше. Хотя некоторые государства только планируют запустить свои первые объекты. К таким странам относятся Армения, Иордания, Демократическая Республика Конго, Молдавия, Парагвай, Сербия, Узбекистан, Хорватия и Эфиопия, а также небольшие государства Азии, Африки и Ближнего Востока.

Такое огромное количество спутников в космосе привело к некоторым проблемам. В 2009 году впервые в истории произошло столкновение объектов. В контакт вступили российский военный аппарат и американский связной. Проблема заключалась в том, что спутник РФ был выведен на орбиту в 1994 году, но в 1996 его списали. Столкновение произошло над северной частью Сибири. В результате образовалось два огромных облака из мелких фрагментов и обломков.

Интересные факты

В краткий реферат или рассказ о проекте искусственных спутников Земли можно включить интересные факты, связанные с космическими аппаратами. Все объекты программируют таким образом, чтобы избежать столкновения с метеоритами. В истории известен только один случай, когда устройство было уничтожено космическим телом.

Благодаря изображениям с высоким разрешением, полученным с помощью аппарата, исследовательница Сара Паркак вместе со своей командой смогла обнаружить в Египте 17 пирамид и тысячу гробниц. С тех пор ученые стараются привлечь больше сотрудников к космической археологии, чтобы предотвратить расхищение древних городов, которые еще не стали известными.

В 2007 году Китай проводил тестирование ракетного оружия. Случайно испытатели сбили собственный спутник, и он разлетелся более чем гп 2000 осколков космического мусора. Все фрагменты попали на непредсказуемые орбиты. Поэтому за ними приходится следить, в противном случае они могут столкнуться с действующими устройствами.

Первые американские разведывательные аппараты фотографировали Землю из космоса и сбрасывали кассеты в пленочных капсулах прямо в атмосферу. А в воздухе их подбирал самолёт и доставлял материалы в лаборатории.

Над Бразилией есть огромная территория с очень слабым магнитным полем. Из-за этого организации НАСА приходится выключать питание спутников, которые проходят над этой областью. Великобритания сегодня остается единственной страной, успешно разработавшей техническую возможность запуска аппаратов, но забросившей её.

Таким образом, искусственные устройства предназначены для решения технических и хозяйственных задач, исследования космоса и поверхности планеты, а также улучшения качества образования. Государственные и частные организации годами работают над созданием новых спутников, чтобы затем вывести их на орбиту.

Источник

Искусственные спутники земли исследования космоса

Способы изучения космоса. Искусственные спутники

Читайте также

Шпионаж из космоса

92. ИСКУССТВЕННЫЕ СПУТНИКИ ЗЕМЛИ

Искусственные спутники планет солнечной системы

Скитальцы космоса

Способы изучения космоса. Телескопы. История возникновения

Глава 3. Новые способы выхватывания оружия и новые способы ведения дуэльных действий с перемещениями на 1–6 шагов, в которых выигрывает защищающийся…

3.9. Искусственные точки закрепления веревок (искусственные точки опоры — ИТО)