Спутник орбиталары презентация

Спутниктің орбиталары, спутниктік орбиталар - спутниктік орбиталардың тарихы
Спутниктің орбиталары, спутниктік орбиталар - спутниктік орбиталардың тарихы
1957 жылы Жердің алғашқы жасанды спутнигін (AES) іске қосқаннан бері адамзат өмірі өзгерді. Адамзат Жердің ғарыш кеңістігінде орбиталар бойымен ұшатын спутниктерге көптеген технологиялық жетістіктерге (халықаралық спутниктік байланыстар, нақты ауа райы болжамы, Интернетке) қарыз. Бүгінгі күні он мыңдаған осындай спутниктер толығымен басқа міндеттерді орындайды. Олардың өлшемдері: үлкен (шамамен 100 метрден) кішкентайға дейін (тек бірнеше сантиметр). Олардың әрқайсысында өз міндеті және өз орбитасы бар. Спутниктің орбиталары қандай? Орбита дегеніміз не және ол туралы не айтады?

Спутниктік орбита дегеніміз не?
Спутниктік орбита шын мәнінде оның қозғалысының траекториясы деп аталады. Орбитадағы қозғалыс инерциядан (қозғалтқыштар сөндіріліп) жүреді, сонымен бірге тек гравитация (негізінен, Жер) жер серігін (жасанды спутник немесе планета болуы мүмкін) әсер етеді. Спутниктердің орбиталары эллипстік болып табылады және Жердің орталығынан өтетін мнималды жазықтық бойымен қозғалады. Бұл ұшақ, сондықтан орбита симметриялы емес, алайда созылмалы, яғни тұрақты емес, ол әрқашан өзгереді, содан кейін ұлғайып, содан кейін жол бойымен азаяды. Ғылыми тұрғыда орбитаның ең жоғары нүктесі (Жерден ең көп қашықтық) апоги деп аталады, ал ең төменгі (Жерден ең аз арақашықтық) нүкте болып табылады. Олар, тиісінше, Жердің оңтүстік және солтүстік жарты шарларында орналасқан.
Кеплердің екінші заңына сәйкес, ұшақпен қозғалатын планета (біздің жағдайда, спутник) тең уақыт аралығындағы тең аймақты өтеді (сипаттайды). Бұдан біз спутниктердің біркелкі қозғалмайтынын білеміз. Жер серігі Жерге (периге) неғұрлым жақын болса, оның сызықтық жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, Жерден (апоги) неғұрлым алыс болса, оның жылдамдығы төменірек болады. Бұл құбылыс ғалымдарға белгілі бір мақсат үшін оңтайлы болатын әртүрлі спутниктік орбиталарды ұсынуға және есептеуге мүмкіндік берді.

Орбиталардың түрлері
Берілген бастапқы жылдамдығына байланысты ғарышта іске қосылатын спутник белгілі бір орбитаға (немесе бірінші және кейінгі) ие. Спутниктік орбитаның қасиеттері тағайындалған тапсырмаларды оңтайлы іске асыру үшін қабылдаушы және таратушы жабдықты оңтайландыруға мүмкіндік береді. Орбиталар ірі жартылай осьтің (немесе Жердің үстіңгі жағындағы биіктікте) және Жердің айналасындағы жер серігі орбитасының жылдамдығымен ерекшеленеді. Спутниктік орбиталардың түрлерін толығырақ қарастырайық.

Берілген бейімділігі бар орбиталар
Бұл жіктеу бұрылу бұрышында орбитаның қалай ерекшеленетінін көрсетеді. Орбитаға бейімділік бұрышы неғұрлым көбірек болса, жер серігі солтүстік ендікке жақсырақ түседі. Спутниктің деңгейі неғұрлым жоғары болса, ауқым кеңейеді. Экваторлық (Жер экваторында орбита өтеді), поляр (орбита экваторға перпендикуляр) және күн синхронды орбиталары бар. Соңғы орбита көбінесе жер бетіндегі фото және бейне түсіруге арналған жерсеріктерді орналастыру үшін қолданылады.

Түрлі биіктікті орбиталар
жерсерік спутнигі төмен орбиталық
орта орбиталық спутник

Төменгі орбиталық жерсеріктер Жердің үстінен 160 шақырымнан 2000 шақырымға дейін ұшып келеді. Олардың ғылыми әдебиетіндегі ең көп тараған атауы: LEO (ағылшын жерінің төменгі орбитасынан - кіші жер орбитасынан).
Мұндай төменгі орбиталық спутниктер жиі жеке радио телефон байланысы үшін пайдаланылады. Бұл жердегі терминалдардың спутниктік транспондермен үзіліссіз байланысымен, сондай-ақ қабылдау-қабылдау сигналының күшімен түсіндіріледі. Бұл аспект, алайда, жаппай телекоммуникация саласында соңғы уақытта қолданылған. Мәселен, дамыған инфрақұрылымы бар елдерде аз кеңістіктік спутниктері ұсынатын қызметтердің үлесі шамамен 35% -ды құрайды. Негізгі үлес геостационарлық орбитаға ұшатын жерсеріктерден тұрады.

Орта-орбиталық жерсеріктер - жер бетінің үстінен ұшатын жер серігі 2000 шақырымнан 35,786 шақырымға дейін. Олар MEO деп аталады (ағылшын тілінен «Орташа Жер Орбитасы - Орташа Жер Орбитасы»).
Бұл жаһандық навигациялық жүйелер (GPS, ГЛОНАСС) пайдаланатын орбиталық биіктіктер, бұл орбиталық спутниктердің биіктігі қабылдаушылармен (навигаторлармен) дәл деректермен алмасуға мүмкіндік береді.

Геостационарлық орбита
Бұл жіктеу спутниктің нақты орбитада Жердің айналасындағы жылдамдығын көрсетеді. Мұндай спутниктің жылдамдығы 23 сағат 56 минут және 4,09 секунд. Бұл көрсеткіш Жер Күніне тең екенін түсіну оңай. Демек, мұндай орбитадағы жер серігі бір жерде аспанда «ілулі» болып көрінеді.

Геостационарлық орбита Жер бетінен 35786 шақырым қашықтықта орналасқан. Орбит Жердің экваторлық жазықтықта өтеді. Оның радиусы 42164 шақырым. Бұл планетаның радиусынан шамамен 6 есе көп (бұл 6 788 шақырым). Мұндай спутниктің геостационарлық орбитасындағы аспанның координаттары тұрақты болып қалады. Бұл оларды спутниктік телевидениенің жұмысына пайдалануға мүмкіндік береді. Мұндай спутниктерден келген сигнал анық және үзіліссіз.
Тұрақты ұстаным нүктесін сақтау («біріктіру» бір жерде) абсолютті емес, өйткені спутник Жердің ең жақын табиғи спутнигі, Ай. Айдың өзі спутниктік орбитада гравитациялық наразылықтар тудырады. Спутниктік позицияны реттеу ол жабдықталған қозғалтқыштарды пайдалану арқылы жүзеге асырылады.

«Кларк белдеуі»
Тарихта алғаш рет ағылшын инженері Артур Кларк геостационарлық орбитаны есептеді. Бұл бұрыннан келе жатқан 1945 жылы болған. Кларк байланыс спутниктері үшін осы орбитаны пайдалануды ұсынды. Бұл идея Кларктың өзін таң қалдырып, көп кешікпей орындалды! Жаһандық коммуникациялық жүйелердің барлығы дерлік осы адамға өмірін тигізеді. Егер сіз кең мағынада қарасаңыз, Интернетті пайдаланатын барлық адамдар Артур Кларк үшін өте маңызды міндет. Англияда және көптеген басқа елдерде, әсіресе еуропалық елдерде, геостационарлық орбита Кларк белдеуі деп аталады.

Жерсеріктерді орбитаға қою
Спутникті жіберу және оның биіктігіне (орбитаға) шығу процесі нақты математикалық және физикалық есептеулерге негізделген ғылыми және тәжірибелік іс-шаралар жиынтығы болып табылады. Спутникті тікелей жеткізу аралық орбитаны пайдаланып, көп сатылы зымыранмен жүзеге асырылады.

Орбиталар не үшін қажет?
Мақаланың басында айтылғандай, Жердің орбиталық жасанды серіктері пайда болған және адамның жердегі орбитасын дамытуы қазіргі адамзат өмірінде көп өзгерді. Мысалы, халықаралық телефон қоңырауларының орташа құны айтарлықтай төмендеді. Енді ғаламдық спутниктік навигация жүйесінің ресурстарын пайдалануға болады. Айрықша ауа райы болжамын, планетаның белгілі бір аймақтарындағы климаттық өзгерістерді есептеу, планеталық ауқымда гео-климаттық өзгерістерді болжау, теңіз түбіндегі және пайдалы қазбалар кен орындарын зерттеу, ғаламшардағы кез-келген жердегі ғаламтор желісіне қол жеткізу, ғарышты зерттеу, барлығы орбиталық спутниктердің арқасында мүмкін болады.
Өкінішке орай, жақын жердегі орбита әртүрлі «ғарыштық қоқыстармен» асып түседі. Жерасты геостационарлық орбитасына шамамен жарты метрден астам диаметрі бар 1100-ден астам ұшатын заттар, әдетте, байланыс жабдығы орналасқан. Дегенмен, осы объектілердің тек 300-і операциялық спутниктер болып табылады. Қажетсіз болғандықтан, әр түрлі биіктікте ғарышқа лақтырылған қауіпті объектілердің ішінде 32 ұзақ мерзімді ядролық реакторлар бар. Мұның бәрі ғаламда дене қозғалысының заңдары туралы құнды білімді берген адамдарға орбитаның жеке «пайдаланушылары» туралы айтады.