Kuidas Satelliidid Töötavad - #2

{h1}

Tuhanded satelliidid kopeerivad igapäevaselt lennukeid, aidates nii asju, nagu ilmaennustused kui ka telesaated. Lugege, kuidas satelliidid töötavad WordsSideKick.comis.

Rohkem satelliidisupressursse

James Webb kosmoseteleskoobi kunstniku kontseptsioon

James Webb kosmoseteleskoobi kunstniku kontseptsioon

66. Iridiumide kommunikatsiooni satelliidid Maapinna kohal asuvast 500 miili (800 km) ringkäigust on paljud piirkonnad segunenud. Satelliitide esialgne omanik Iridium LLC kulutas 5 miljardit dollarit masinate ehitamiseks ja juurutamiseks, müüs seejärel need 1999. aastal 25 miljoni USA dollari eest, kui ettevõte pankrotti läks. 2009. aastal tabas Iidium 33 kokkupõrkega Vene satelliidi Siberi kaudu, luues suure hulga kosmose junki ja prahi, mis jääb orbiidile ka järgmistel aastatel. Iridium Communications Inc. omab ja haldab täna satelliite, mis võimaldavad abonentidel satelliitside telefonide abil suhelda kõikjal maailmas. Stargazers naudivad ka Iridiumit, sest satelliite "tähtkuju" on hõlpsasti nähtavad, eriti kui nende antennide massiivid põlevad päikesevalgust ja säravad öösel taevas säravalt.

The OSCAR (Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio) satelliitide seeria hõlbustab amatöörraadiojaamade vahelist suhtlemist. Neid rajab ja haldab mittetulunduslik hammaste raadiooperaatorite organisatsioon, mida tuntakse nimetusega AMSAT. AMSAT-i ehitatud satelliidid "haakuvad" raketi käivitamiseks "põhikoormuse-vaba ruumi" alusel. Sel põhjusel on seadmed tavaliselt üsna väikesed ja neil puudub tõukejõusüsteem, mis võiks takistada raketi peamist kandevõimet. AMSATi satelliite saab sageli kuulata lühikese raadiosaatja või aradio skanneriga. Hamede operaatorid kasutavad satelliite looduskatastroofide ajal, kui maapealsed lingid ja mobiiltelefonisüsteemid võivad olla maas või ülekoormatud.

Kosmoseteleskoobid on satelliidid, mis Maalt välja näevad. Oma orbiididest kõrgemal kui meie atmosfääris saavad nad näha universumit ilma moonutusteta ja sekkumiseta. Olete kindlasti näinud mõningaid hämmastavaid pilte Hubble'i kosmoseteleskoobist (HST), mis jõudis oma orbiidile 308 miili (570 kilomeetrit) Maa kohal 1990. aastal. HSTil on väga üksikasjalik kontrollsüsteem, nii et teleskoop asetage samas kohas ruumi tundideks või päevaks korraga (hoolimata asjaolust, et teleskoop sõidab 17 000 mph / 27 359 km / h!). Süsteem sisaldab güroskoobikaid, kiirendusmõõtureid, reaktsioonirataste stabiliseerimise süsteemi, tõukerelemente ja andurite komplekti, mis jälgivad positsioonide määramiseks juhtsarveid. Aastal 2018 plaanib NASA käivitada Hubble'i kaaslase - James Webb'i kosmoseteleskoobi (JWST). JWST jälgib väga kaugel asuvatest objektidest infrapunakiirgust ja teeb seda spetsiaalsest elliptilised orbiidist, mis on tuntud kui L2, mis asub Maalt 932 000 (1,5 miljonit kilomeetrit) kaugusel!

Kui palju satelliite maksab?

Järgnevatel aastatel Sputnik ja Explorer 1 satelliidid kasvasid suuremaks ja keerukamaks. Mõelge TerreStar-1-le, mis on mõeldud nutitelefoni suurusega telefoneeritavate mobiilsete kõne- ja andmesideteenuste pakkumiseks Põhja-Ameerikas. TerreStar-1, mis avati 2009. aastal, kaalus 15 233 naela (6 910 kilogrammi). Ja kui see oli täielikult kasutusele võetud, avas ta S-band antenni mõõtmetega 60 jalga (18 meetrit) ja massiivsed päikesepaneelid, mis andsid lõppseadmele 106 meetri pikkuse tiivaulatuse [source: de Selding].

Sellise kompleksse masina ehitamine nõuab palju ressursse, mistõttu on ajalooliselt satelliidiärisse pääsenud ainult riigiasutused ja sügavad taskud. Suur osa kuludest on kaetud satelliidi transponderite, arvutite ja kaameratega varustatud seadmetega.Tüüpiline ilm satelliit kannab hinnasilti 290 miljonit dollarit; spioonide satelliit võib maksta täiendavalt 100 miljonit dollarit [allikas: GlobalCom]. Siis on satelliitide hooldamise ja parandamise kulu. Ettevõtted peavad tasuma satelliitribad, nagu ka mobiiliomanikud peavad maksma hääle ja andmete edastamise eest. Need ribalaiusega seotud kulud võivad olla 1,5 miljonit dollarit aastas [allikas: GlobalCom]!

Ka satelliitidega on veel üks oluline tegur käibe maksumus. Üksiku satelliidi käivitamine kosmosesse võib sõltuvalt kasutatavast sõidukist maksta umbes 10 miljonit ja 400 miljonit dollarit. Väike kanderakett, näiteks raketi Pegasus XL, võib tõsta Madalama orbiidile 976 naela (443 kilogrammi) umbes 13,5 miljoni dollarini. See näib olevat peaaegu 14 000 dollarit naela kohta. Raske kanderakett, teiselt poolt, maksab rohkem käivitada, kuid pakub ka suuremat tõstmisjõudu. Näiteks võib Ariane 5G raketi tõsta Madalama orbiidile 39 648 naela (18 000 kilogrammi), mille hind on 165 miljonit dollarit. See töötab kuni 4162 dollarini naela kohta, mis teeb selle ühe baashinna jaoks kulutasuvamaks [allikas: Futron Corporation]. (Pange tähele, et kõik rahalised näitajad on 2000 USA dollarit.)

Hoolimata satelliitide ehitamise, käivitamise ja käitamisega kaasnevatest kuludest ja riskidest on mõned ettevõtted suutnud oma kosmostehnoloogiaalast tegevust laiendada. Boeing on üks neist ettevõtetest. Tema kaitse-, kosmose- ja julgeolekuosakond suutis 2012. aastal 10 satelliidi teenindada ja omandada tellimusi veel seitsmele, mis andis äriüksusele ligi 32 miljardit dollarit tulu [allikas: Boeing Company].

Kuidas ma saan näha satelliiti?

Seal läheb Rahvusvaheline Kosmosejaam, kui see läheb üle Bow Lake Banffis, Alberta, Kanada, 20. august 2011. See foto on viie 40-sekundilise kokkupuutega mosaiik, mille rajal esinevad lüngad on põhjustatud raamide vahelistest üks sekunditest. Iridiumi põletus läbis ka ISSi rada.

Seal läheb Rahvusvaheline Kosmosejaam, kui see läheb üle Bow Lake Banffis, Alberta, Kanada, 20. august 2011. See foto on viie 40-sekundilise kokkupuutega mosaiik, mille rajal esinevad lüngad on põhjustatud raamide vahelistest üks sekunditest. Iridiumi põletus läbis ka ISSi rada.

Kui te arvate tähtedega, siis arvatavasti pildistate kedagi, kes seisab teleskoopi taga, uurides Kuu kraatriid, Marise pinna roostetäppi, Saturni rõngaid või Kohaliku grupi galaktikate kohti ja triibu. Kuid paljud amatöör astronoomid, isegi need, kellel pole kallist optikat, võtavad suure rõõmu Maa orbiidil paiknevate satelliite tuvastamiseks. Kui soovite osaleda tegevuses, on siin mõned näpunäited:

  • Esiteks saate satelliite kohata ilma ühtegi abivahendit, kuid see aitab omada head binokli paari. Pärast seda tuleb õigel ajal välja tulla - kohe pärast päikeseloojangut või vahetult enne päikesetõusu, kui pinnas on pimedas, kuid päikesekiirgused ulatuvad ikkagi kõrgel kõrgusel, kus satelliidid elavad.
  • Valige tool, mis võimaldab teil hõlpsalt leppida ja orienteeruda, nii et saate näha laialdast taevast. Pole tähtis, millist suunda te nägema peaksite.
  • Pühkige aeglaselt üle taeva, mõnikord pausi, et keskenduda ühele alale. Kui sa oled kannatlik, siis saad kohe varjata säravat valguse punkti, mis liigub aeglaselt tähtede taustal. Sa ei saa tõesti segi ajada satelliite meteooride või lennukitega, sest esimene viga kiirelt üle taeva enne põletamist ja viimasel on tavaliselt kaasas vilkuvad tuled ja mootori müra. Satelliidid liiguvad pidevalt ja intensiivselt, sageli kolm kuni viis minutit, et liikuda ühelt horisondi teisele.
  • Võimalik, et tunni pärast hämarat näete 10-20 satelliiti. Nad reisivad sageli läänest itta, kuid mõned liiguvad põhja lõunasse või lõuna põhja poole. Need võiksid olla järelevalve satelliidid, mida kasutatakse teistes riikides spiooniks.

Kui soovite tõsisemaid tulemusi, võite proovida ennustada, millal konkreetne satelliiti läheb ülemahukaks. Personaalarvutitele mõeldud spetsiaalne satelliiditarkvara, mis ennustab satelliidiribasid. Tarkvara kasutab Keplerian andmed iga orbiidi prognoosimiseks ja kuvatakse siis, kui satelliit on üldkuludest. Hiljemalt "Keps" on saadaval Internetis mitmete populaarsete satelliitide jaoks. Satelliidid kasutavad mitmesuguseid valgustundlikke andureid oma asukoha määramiseks. Satelliit edastab oma asukoha maajaamale.

Muidugi, ükski "nähtamatu" ekspeditsioon ei oleks täielik ilma mõne erilise satelliidi pilguheita. Üheks selliseks raviks on kallutuskambrid. Need on tavaliselt surnud satelliidid, mis jäävad orbiidile, kuid nüüd pöörlevad ümber ühe või mitme telje. Nende pöörlemisel peegeldavad nende pinnad päikesevalgust, muutes objektid vilkumiseks üle taeva. Satelliidid Iridiumi tähtkujus võivad samuti anda sarnast kogemust. Nn Iridiuminähkel tekivad, sest igal satelliidil on ebaharilik kuuepoolne kuju, mis kergendab hõlpsat valgust Maa-aluste vaatlejate poole. Ühe põletiku võib kuma näivast suurusjärgust palju suurem kui Venus.

Rahvusvaheline kosmosejaam (ISS), mis on selle massiivse suurusega, särav ka Venuust või Jupiterit. Kuid see võib olla keeruline näha, sest see jääb silmapiiri lähedale ja läbib nähtavuse ilmutusi - kordi, kui seda on lihtsam kohapeal näha kui teisi. Allikad, nagu Taevas üleval, võivad teile öelda, millal ja kus otsida, et saada pilguheit ISS-ist. Te vajate oma koordinaate pikkus- ja laiuskraadide kohta, mis on saadaval USA-st. Geoloogiline uuring ja aja täpset mõõdet.

Satelliitide tulevik

See illustratsioon näitab, kuidas CubeSat1 võiks kasutada oma radari ja laser ristsuunalise anduri, et mõõta teise satelliidi vahemaad ja suhtelisi liikumisi (CubeSat2 vasakul).

See illustratsioon näitab, kuidas CubeSat1 võiks kasutada oma radari ja laser ristsuunalise anduri, et mõõta teise satelliidi vahemaad ja suhtelisi liikumisi (CubeSat2 vasakul).

Sputniku käivitamise järel üle viie aastakümne pärast on satelliidid ja ka nende eelarved kipunud suuremaks saama.Näiteks Ameerika Ühendriigid on kulutanud 200 miljardit dollarit oma sõjalisest satelliidiprogrammist alates selle loomisest ja nüüd on investeeringu vaatamisest hoolimata vananevate seadmete laevas, ilma et paljudes asendajates oleksid tiibadel oodata. [Allikas: Uus Atlantis]. Paljud eksperdid kardavad, et suurte satelliitide loomine ja kasutuselevõtt ei ole lihtsalt jätkusuutlik, vähemalt mitte maksumaksjate poolt rahastatud valitsusasutustega. Üks lahendus on muuta satelliidiprogrammid erahuvideks, nagu näiteks SpaceX, Virgin Galactic või muud kosmosetootjad, kellel sageli ei satu NASA, riikliku tutvumisrajatise ja riikliku ookeani- ja atmosfäärihalduse administratiivne bürokraatlik puudus.

Teine lahendus nõuab satelliitide suuruse ja keerukuse vähenemist. California Polütehnilise Riikliku Ülikooli ja Stanfordi Ülikooli teadlased on alates 1999. aastast töötanud uuel tüüpi satelliidil, nimega CubeSat, mis toetub ühelegi 4 tolli (10 cm) karkassile. Igas kuubis saab komplektis olevaid komponente ja neid saab kombineerida teiste kuubikutega, tavaliselt erinevatest meeskondadest, et muuta keerukam töömaht. Disainilahenduste standardiseerimine ja arengukulude levitamine mitmele poolele ei suurenda satelliidi kulusid nii oluliselt. Üksik CubeSat kosmosesõiduk võib maksta vähem kui 100 000 dollarit, et arendada, käivitada ja käitada [allikas: Pang].

2013. aasta aprillis pani NASA selle baaspõhimõtte proovile, kui ta käivitas kolm kaubanduslikku nutitelefoni kasutavat CubeSatti. Eesmärgiks oli paigutada mikro-satelliidid orbiidile lühikese aja jooksul ning koguda telefonidest mõned fotod ja süsteemiandmed. 21. aprillil käivitas NASA satelliite ja nad sisenesid Maa atmosfääri kuus päeva hiljem. Nüüd uurib agentuur, kuidas nad saavad kasutada CubeSatsi laialdast võrku koordineeritud pikaajaliseks missiooniks.

Suured või väikesed tulevased satelliidid peavad suutma tõhusalt suhelda Maa-põhiste jaamadega. Ajalooliselt on NASA kasutanud raadiosageduslikku (RF) kommunikatsiooni, kuid RF jõuab oma piirini kui nõudlus suurema võimsuse suurenemise järele. Selle takistuse ületamiseks on NASA teadlased raadiolainete asemel arendanud kahesuunalise sidesüsteemi, mis põhineb laseritel. Katse läbiviimise seadmed viidi läbi NASA Lunar Atmosfääri ja Tolmu Keskkonnauuringute Keskuses, mis käivitas 2013. aasta septembris ja läks kuule, kus ta hakkas orbiidil ja kogub teavet Kuu atmosfääri kohta. 18. oktoobril 2013 tegi teadlased ajalugu, kui nad kasutasid impulss-laserkiire andmete edastamiseks 239 000 miili (384 633 kilomeetrit) vahel Kuu ja Maa vahel rekordse allalaadimise kiirusega 622 megabitti sekundis [allikas: Buck].

Lisateavet satelliitide ja nendega seotud teemade kohta leiate järgmisel lehel olevatel linkidel.

Autori märkus: kuidas satelliidid töötavad

Ära saada mulle valesti, on suurepärane olla satelliittehnoloogia saaja. Kuid ma ei saa aidata, kuid tunnen natuke kurbust, kui vaatan kujutisi, mis näitavad sadu satelliite, mis kõnnivad Maa kauni sinise plaadi ümber. Mõnes neist piltidest näeb meie planeet välja nagu Chia Pet, mis sünnib kunstlikult toodetud juukseid ebamugavalt mopiga. - William Harris


Video Täiendada: Maa ei ole lame.




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com