Gratulacje: być może jesteś nowym narodem walczącym w kosmosie, który chce umieścić nowy błyszczący ładunek na Ziemi. Zebrałeś wiedzę techniczną i starasz się zerwać gburowate więzi i dołączyć do ekskluzywnego klubu, który do tej pory zawiera tylko 14 narodów zdolnych do rodzimych lotów kosmicznych. Teraz wielkie pytanie: którą orbitę wybrać?
Witamy w cudownym świecie mechaniki orbit. Jasne, satelity na orbicie muszą przestrzegać praw ruchu Newtona, ponieważ nieustannie „spadają” wokół Ziemi, nie uderzając w nią. Ale osiągnięcie różnych rodzajów orbit będzie kosztować zużycie paliwa i techniczną złożoność. Różne typy orbit można jednak wykorzystać do osiągnięcia różnych celów.
Pierwszym sztucznym księżycem umieszczonym na orbicie niskiej Ziemi był Sputnik 1 wystrzelony 4 październikath, 1957. Ale jeszcze przed początkiem Ery Kosmicznej wizjonerzy tacy jak futurysta i autor fantastyki naukowej Arthur C. Clarke zdali sobie sprawę z wartości umieszczenia satelity na orbicie geosynchronicznej około 35 786 kilometrów nad powierzchnią Ziemi. Umieszczenie satelity na takiej orbicie powoduje, że jest on „na wyciągnięcie ręki”, a Ziemia obraca się pod nim raz na dwadzieścia cztery godziny.
Oto niektóre z bardziej powszechnych orbit, na które celują współczesne satelity i ich zastosowania:
Orbita nisko-ziemska (LEO): Umieszczenie satelity 700 km nad powierzchnią Ziemi w ruchu 27 500 km na godzinę spowoduje, że orbituje on wokół Ziemi raz na 90 minut. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna jest właśnie na takiej orbicie. Satelity w LEO również podlegają oponom atmosferycznym i muszą być okresowo wzmacniane. Wystrzelenie z równika Ziemi daje początkowe bezpłatne maksimum 1670 km / godz. Na orbitę na wschód. Nawiasem mówiąc, wysoka orbita nachylenia ISS o 52 stopnie jest kompromisem, który zapewnia, że można ją osiągnąć z różnych stron startowych na całym świecie.
Niska orbita Ziemi jest również zatłoczona śmieciami kosmicznymi, a incydenty, takie jak udany test pocisków antysatelitarnych w 2007 r. Przez Chiny, zderzenie Iridium 33 w 2009 r. I nieistniejący satelita Kosmos-2251, obmywały niską orbitę ziemską z tysiącami dodatkowych elementów gruzu i niewiele pomogło w tej sytuacji. Pojawiły się wezwania do wprowadzenia standardu technologii ponownego wejścia na przyszłych satelitach, co stanie się nadrzędne wraz z pojawieniem się stad nano i CubeSats w LEO.
Sun-Synchronous Orbit: Jest to bardzo nachylona orbita wsteczna, która zapewnia, że kąt oświetlenia Ziemi poniżej jest spójny w wielu przejściach. Chociaż dotarcie na orbitę synchroniczną ze Słońcem zajmuje sporo energii, a także skomplikowany manewr rozmieszczenia znany jako „noga psa” - ten rodzaj orbity jest pożądany w misjach obserwujących Ziemię. Jest również ulubionym miejscem dla satelitów szpiegowskich, a zauważysz, że wiele narodów, które zamierzają zbudować swoje pierwsze satelity, wykorzystają wyznaczony cel „obserwacji Ziemi” do samodzielnego prowadzenia satelitów szpiegowskich.
Orbita Molyina: bardzo pochylona orbita eliptyczna zaprojektowana przez Rosjan, jej ukończenie zajmuje 12 godzin, umieszczając satelitę nad jedną półkulą na 2/3 jej orbity i zwracając go z powrotem na ten sam punkt geograficzny raz na 24 godziny.
Półsynchroniczna orbita: 12-godzinna orbita eliptyczna podobna do orbity Molyina, półsynchroniczna orbita jest preferowana przez globalne satelity pozycjonujące.
Geosynchroniczna orbita: wyżej wspomniany punkt 35 786 km nad powierzchnią Ziemi, na którym satelita pozostaje nieruchomy na określonej długości geograficznej.
Orbita geostacjonarna: umieść satelitę GEO na orbicie o orbicie zerowej i jest to uważane za geostacjonarne. Lokalizacja ta, czasami nazywana orbitą Clarke'a, jest wyjątkowo stabilna, a umieszczone tam satelity mogą pozostać na orbicie przez miliony lat.
W 2012 roku wystrzelono satelitę EchoStar XVI do GEO z dyskiem kapsuły czasowej Ostatnie zdjęcia tylko z tego powodu. Jest całkiem możliwe, że miliony lat od teraz satyny GEO mogą być głównymi artefaktami pozostałymi po cywilizacji z początku XX / XXI wieku.
Orbity punktu Lagrange'a: XVIII-wieczny matematyk Joseph-Louis Lagrange zauważył, że istnieje kilka stabilnych punktów w dowolnym układzie trzech ciał. Te lokalizacje, nazywane punktami Lagrange'a, służą jako świetne stabilne pozycje do umieszczenia obserwatoriów. Solar Heliospheric Observatory (SOHO) znajduje się w punkcie L1, aby zapewnić mu ciągły widok na Słońce; Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba jest związany w 2018 roku dla punktu L2 poza Księżycem. Aby pozostać na stacji w pobliżu punktu LaGrange, satelita musi wejść na orbitę Lissajous lub Halo wokół wyimaginowanego punktu Lagrange w kosmosie.
Wszystkie te orbity mają zalety i wady. Na przykład opór atmosferyczny nie stanowi problemu na orbicie geosynchronicznej, chociaż osiągnięcie kilku udoskonaleń i przeniesienie manewrów na orbicie jest możliwe. I jak w przypadku każdego planu, złożoność zwiększa również szanse na awarie, pozostawiając satelitę na niewłaściwej orbicie. Taki los spotkał rosyjską misję Fobos-Grunt po wystrzeleniu w 2011 roku, kiedy górna faza Fregata nie działała prawidłowo, osiadając międzyplanetarnym statku kosmicznym na orbicie Ziemi. 15 stycznia Phobos-Grunt rozbił się na Ziemi nad południowym Pacyfikiemth, 2012.
Przestrzeń kosmiczna to trudna sprawa i konieczne jest umieszczenie rzeczy na właściwej orbicie!
- Szukasz polowania na satelity z twojego podwórka? Świetny zasób online na początek w Heavens-Above.
