≡×منو

• ویندوز 10
• اینترنت، وای فای
• مفید
• ویندوز 7
• اشتباهات

فرآیند پرتاب ماهواره ماهواره ها چگونه کار می کنند؟ سرعت و ارتفاع مداری

پرتاب ماهواره به فضا دوران جدیدی را رقم زد و به دستاوردی در زمینه فناوری و فضانوردی تبدیل شد. نیاز به ایجاد یک ماهواره در آغاز قرن بیستم مشخص شد. با این حال، از همان ابتدا، در راه پرتاب ماهواره به فضا، مشکلات زیادی وجود داشت که بهترین مهندسان و دانشمندان روی آن کار کردند. این مشکلات با نیاز به ایجاد موتورهایی همراه بود که بتوانند در سخت ترین شرایط کار کنند و در عین حال باید به طور غیرعادی قدرتمند باشند. همچنین مشکلاتی با تعیین صحیح مسیر ماهواره همراه بود.

بنابراین، دانشمندان شوروی وظایف را حل کردند و در 4 اکتبر 1957، یک ماهواره مصنوعی با موفقیت در اتحاد جماهیر شوروی پرتاب شد که حرکت آن توسط تمام جهان مشاهده شد. این رویداد به یک پیشرفت جهانی تبدیل شد و مرحله جدیدی را چه در علم به طور کلی و چه در کل جهان رقم زد.

پخش زنده پرتاب سایوز-پروگرس (ماموریت به ایستگاه فضایی بین المللی)

وظایف حل شده توسط ماهواره

وظایف حل شده با پرتاب ماهواره را می توان به شرح زیر تعریف کرد:

1. مطالعه اقلیم;

همه می دانند که آب و هوا بر کشاورزی و زیرساخت های نظامی تأثیر می گذارد. به لطف ماهواره ها، می توان ظاهر عناصر مخرب را پیش بینی کرد تا از تعداد زیادی قربانی جلوگیری شود.

2. مطالعه شهاب سنگ ها;

در فضای بیرونی تعداد زیادی شهاب سنگ وجود دارد که وزن آنها به چندین هزار تن می رسد. شهاب سنگ ها نه تنها برای ماهواره ها، فضاپیماها، بلکه برای مردم نیز می توانند خطرناک باشند. اگر در حین پرواز یک شهاب سنگ نیروی اصطکاک کم باشد، قسمت نسوخته آن می تواند به زمین برسد. محدوده سرعت شهاب سنگ ها از 1220 متر بر ثانیه تا 61000 متر بر ثانیه می رسد.

3. کاربرد پخش تلویزیونی;

در حال حاضر نقش تلویزیون زیاد است. در سال 1962، اولین پخش کننده تلویزیونی راه اندازی شد که به لطف آن، جهان برای اولین بار در عرض چند دقیقه فیلم ویدئویی را در سراسر اقیانوس اطلس مشاهده کرد.

4. سیستم جی پی اس.

سیستم GPS تقریباً در هر بخش از زندگی ما نقش بسیار مهمی دارد. GPS به دو دسته غیر نظامی و نظامی تقسیم می شود. این یک سیگنال الکترومغناطیسی است که در قسمت امواج رادیویی طیف توسط یک آنتن نصب شده روی هر یک از ماهواره ها منتشر می شود. متشکل از 24 ماهواره است که در محل مدار در ارتفاع 20200 کیلومتری قرار دارند. زمان چرخش به دور زمین 12 ساعت است.

ماهواره مخابراتی "Arabsat-5B"

راه اندازی سایوز

پرتاب ماهواره و رساندن آنها به مدار

برای شروع، مهم است که مسیر پرواز ماهواره را مشخص کنید. در نگاه اول به نظر می رسد که پرتاب موشک به صورت عمودی (در کوتاه ترین فاصله تا هدف) منطقی تر است، اما این نوع پرتاب هم از نظر مهندسی و هم از نظر اقتصادی بی سود است. از دید ماهواره ای که به صورت عمودی پرتاب می شود تحت تأثیر نیروهای گرانش زمین قرار می گیرد که به طور قابل توجهی آن را از مسیر مورد نظر خارج می کند و نیروی رانش برابر با نیروی گرانش زمین می شود.

برای جلوگیری از سقوط ماهواره، ابتدا به صورت عمودی پرتاب می شود تا بتواند بر لایه های الاستیک جو غلبه کند، چنین پروازی تنها تا 20 کیلومتر ادامه دارد. سپس ماهواره با کمک خلبان خودکار کج می شود و در جهت افقی به سمت مدار حرکت می کند.

علاوه بر این، وظیفه مهندسان محاسبه مسیر پرواز به گونه ای است که سرعت صرف شده برای غلبه بر لایه های جوی و همچنین هزینه سوخت، تنها چند درصد از سرعت مشخصه باشد.

همچنین مهم است که ماهواره را در کدام جهت پرتاب کنیم. هنگامی که موشکی در جهت چرخش زمین پرتاب می شود، سرعت آن افزایش می یابد که بستگی به محل پرتاب دارد. به عنوان مثال، در استوا حداکثر است و 403 متر بر ثانیه است.

مدارهای ماهواره یا دایره ای یا بیضوی هستند. مدار بیضوی در صورتی خواهد بود که سرعت موشک بیشتر از محیطی باشد. نزدیکترین نقطه حضیض و دورترین نقطه اوج نامیده می شود.

پرتاب موشک با ماهواره در چند مرحله انجام می شود. هنگامی که موتور مرحله اول از کار می افتد، زاویه شیب پرتابگر در ارتفاع 58 کیلومتری 45 درجه خواهد بود، سپس جدا می شود. موتورهای مرحله دوم با افزایش زاویه شیب در کار گنجانده شده است. علاوه بر این، مرحله دوم در ارتفاع 225 کیلومتری جدا می شود. سپس با اینرسی، موشک به ارتفاع 480 کیلومتری می رسد و به نقطه ای می رسد که در فاصله 1125 کیلومتری از ابتدا قرار دارد. سپس موتورهای مرحله سوم شروع به کار می کنند.

بازگشت ماهواره به زمین

بازگشت ماهواره به زمین با برخی مشکلات ترمز همراه است. ترمز را می توان به دو صورت انجام داد:

1. به لطف مقاومت جو. سرعت ورود ماهواره به اتمسفر فوقانی کاهش می یابد، اما به دلیل شکل آیرودینامیکی آن، به فضای بیرونی بازمی گردد. پس از آن، ماهواره سرعت خود را کاهش داده و به عمق جو وارد می شود. این کار چندین بار تکرار خواهد شد. پس از کاهش سرعت، ماهواره با استفاده از بال های جمع شونده فرود می آید.
2. موتور موشک اتوماتیک. موتور موشک باید در جهت مخالف حرکت ماهواره مصنوعی هدایت شود. مزیت این روش این است که می توان سرعت ترمز را تنظیم کرد.

نتیجه

بنابراین، تنها در نیم قرن، ماهواره ها وارد زندگی بشر شدند. مشارکت آنها به کشف فضاهای بیرونی جدید کمک می کند. ماهواره به عنوان وسیله ای برای ارتباط بی وقفه، به راحت کردن زندگی روزمره مردم کمک می کند. آنها راه را برای رسیدن به فضای بیرونی هموار می کنند و به ما کمک می کنند تا زندگی ما را به شکلی که الان هست تبدیل کنیم.

اگر یکی از خدمه ایستگاه فضایی بین المللی که به فضا رفته است جعبه کوچکی را با خود برد و سپس آن را به فضا پرتاب کرد، این به هیچ وجه به این معنی نیست که یک پاکسازی عمومی در ایستگاه انجام می شود. به احتمال زیاد، یک ماهواره بسیار کوچک در مسیر مداری خود قرار گرفته است. پرتاب نانوماهواره ها امروزه، اگر ارزان نباشد، در حال حاضر به یک لذت نسبتاً مقرون به صرفه تبدیل شده است، و دانشجویان و حتی آماتورهای طراحان خودت به اکتشاف فضا پیوسته اند.

اولگ ماکاروف

به عنوان مثال یک ماهواره بزرگ جدی، ماهواره ای که به سیستم جی پی اس خدمت می کند، وزنی بین یک و نیم تا دو تن دارد و هزینه ساخت و پرتاب آن به مدار بیش از 100 میلیون دلار است، تقریباً بدون اغراق طلا خواهد شد. اما اگر تعداد زیادی از این کیلوگرم ها وجود نداشته باشد، پرتاب یک فضاپیما می تواند به یک رویداد بسیار اقتصادی تر تبدیل شود.

اولین ماهواره زمین مصنوعی جهان، اگرچه چیزی جز فرستنده رادیویی در آن وجود نداشت، وزنی معادل 83.6 کیلوگرم داشت. از آن زمان به بعد، الکترونیک پا به جلو گذاشته است، با دستورات بزرگی کوچک شده است، و اکنون ماهواره هایی با وزن از چندین کیلوگرم تا چندین گرم می توانند، همانطور که مشخص است، کاملاً کاربردی باشند. به محض اینکه این موضوع مشخص شد، اکتشافات فضایی در انحصار ادارات دولتی و شرکت های عظیم موشکی و فضایی متوقف شد: زمان ساخت ماهواره های دانشجویی و آماتور فرا رسیده است که همراه با آن موج دوم عاشقانه فضایی به تدریج در حال افزایش است. و این موج از روسیه نیز عبور نکرد.

CubeSat نانوماهواره ای است که توسط دانشگاه پلی تکنیک کالیفرنیا و دانشگاه استنفورد به طور خاص برای آزمایش های دانشجویی و آماتور در فضا ساخته شده است. ابعاد آن 10×10×10 سانتی متر و وزن آن 1.3 کیلوگرم است. این روزها می توانید کیت ساخت نانوماهواره را از فروشگاه خریداری کنید.

همدیگر را پیدا کردند

آیا می شد 20-40 سال پیش تصور کرد که ایجاد یک فضاپیمای مداری به موضوع کار دانشجویی تبدیل شود؟ امروزه دانشجویان دپارتمان طراحی امکانات محاسبات الکترونیکی دانشگاه ایالتی جنوب غربی (کورسک) در حال ایجاد تجهیزاتی برای ارسال به مدار هستند. دانشیار والریان پیکیف، رئیس مرکز توسعه فضاپیماهای کوچک، می گوید: «ما تنها دانشگاهی در روسیه نیستیم که در آن ماهواره ها در حال توسعه هستند. - دستگاه هایی وجود دارد که در دانشگاه فنی دولتی مسکو ساخته شده اند. باومن، دانشگاه دولتی مسکو، آکادمی فضایی نظامی. A.F. Mozhaisky، اما، اینها قبلاً کارهای حرفه ای جدی است که تمام پتانسیل علمی دانشگاه های پیشرو ما در آن دخیل است. ما هم تجهیزات و هم آزمایش هایی را داریم که با کمک این تجهیزات انجام می شود - همه چیز توسط خود دانش آموزان اختراع شده است.

دپارتمان طراحی ابزارهای محاسبات الکترونیکی SWGU در سال 1965 تأسیس شد و در توسعه انواع الکترونیک برای شرکت های داخلی از جمله دستگاه های نظامی مشغول بود. در میان آنها گیج های خلاء وجود داشت - دستگاه هایی برای اندازه گیری غلظت ذرات در محیط های کمیاب. این دستگاه ها علاقه شرکت های صنعت موشک و فضایی - NPO آنها را برانگیخت. لاوچکین و RSC Energia.

پرواز با لباس قدیمی

در این زمان، Energia از قبل برنامه خود را برای ایجاد و پرتاب ماهواره های کوچک داشت. سرگئی سامبوروف، متخصص برجسته RSC Energia می گوید: «همه چیز 15 سال پیش شروع شد. - در سال 1997، فضانورد والری پولیاکوف پیشنهاد کرد که چهلمین سالگرد اولین ماهواره را با پرتاب نسخه کوچکتر آن جشن بگیرد. این پیشنهاد پذیرفته شد و دانش آموزان مدرسه ای از کاباردینو-بالکاریا و یونیون فرانسوی (البته به صورت نمادین) در ساخت این دستگاه شرکت کردند. این ماهواره نه تنها شبیه نمونه اولیه خود بود، بلکه "پر کردن" آن، از جمله فرستنده سیگنال "بیپ-بیپ-بیپ" را نیز بازتولید کرد. البته از حامل جداگانه ای برای این دستگاه استفاده نشد - توسط فضاپیمای پروگرس به ایستگاه مداری میر تحویل داده شد و در آنجا طی یک پیاده روی فضایی برنامه ریزی شده به فضای بیرونی "پرتاب" شد.

پرتاب یک کپی کوچکتر از اولین ماهواره، شور و هیجان واقعی را در بین آماتورهای رادیویی در سراسر جهان به وجود آورد، به ویژه در میان کسانی که دوران جوانی خود و سیگنال رادیویی ماهواره 1957 را با نوستالژی به یاد آوردند. تصمیم بر این شد که موضوع ادامه یابد و سال بعد یک ماهواره رادیویی آماتور دیگر راه اندازی شد که آهنگ ها را پخش می کرد و مخاطبان سیاره زمین را به زبان های مختلف خطاب می کرد. فن آوری پرتاب ماهواره ها از ایستگاه های مداری بهبود یافت و در سال 2002 RSC Energia به همراه موسسه تحقیقات فضایی یک دستگاه مرغ مگس خوار کوچک با تجهیزات علمی را به مدار فرستاد. آنها آن را به این صورت راه اندازی کردند: وقتی پروگرس از ایستگاه فضایی بین المللی خارج شد، دریچه آن باز ماند. یک کانتینر داخل کشتی تعبیه شده بود که وقتی طناب نگهدارنده توسط یک قلاب سوخته شد، به معنای واقعی کلمه ماهواره را شلیک کرد.

و در سال 2006، RSC Energia، همراه با نمایندگان شرکت رادیویی آماتور آمریکایی AMSAT، یکی از اصلی ترین پروژه ها در تاریخ اکتشاف فضا را به وجود آورد. تصمیم بر این شد که یک ماهواره رادیویی آماتور جدید بر اساس لباس فضایی Orlan-M ساخته شود که به هدف خود عمل کرده بود، که به عنوان سکویی برای نصب تجهیزات تحویل داده شده به ایستگاه فضایی بین المللی استفاده می شد. هیچ تجهیزات علمی در ماهواره Radioskaf-1 (معروف به SuitSat-1) وجود نداشت - فقط آنتن (بر روی کلاه ایمنی نصب شده)، یک ایستگاه رادیویی، یک واحد دیجیتال برای پخش برنامه های صوتی، دو دوربین (دیجیتال و فیلم) و یک باتری. جالب است که باتری استاندارد کت و شلوار مناسب نبود - برای تعداد کمی چرخه شارژ-دشارژ طراحی شده است و ماهواره ای که دما را از منفی 100 به مثبت 100 درجه سانتیگراد در مدار کاهش می دهد، از منابع چنین چیزی استفاده می کند. یک دستگاه خیلی سریع علاوه بر این، Radioskaf-1 پنل های خورشیدی نداشت و فقط به عمر باتری متکی بود. در ماه فوریه، والری توکارف، فضانورد ایستگاه فضایی بین‌المللی، پس از رفتن به فضای بیرونی، لباس فضایی قدیمی خود را با یک پرکننده جدید از او دور کرد و ماهواره به یک مأموریت دو هفته‌ای رفت.

روسری و کمد لباس

با وجود تمام عجیب و غریب بودن پروژه، کت و شلوار بسیار عالی بود پلت فرم جالببرای ماهواره های کوچک اولاً، نیازی به تحویل به ISS نیست، زیرا قبلاً در آنجا تحویل داده شده است. ثانیاً، شکل کشیده امکان تثبیت غیرفعال را به دلیل توزیع ناهموار بار باز می کند (قسمت سنگین تر همیشه به سمت زمین "جاذبه" می شود و ماهواره حول محور خود نمی چرخد). در نهایت، این لباس دارای سیلندر است که می تواند حاوی اکسیژن یا گازهای دیگر با فشار 100 اتمسفر باشد. این را می توان برای استقرار ماهواره های بادی استفاده کرد.

با این حال، در حالی که در RSC Energia، طرح Radioskaf-2 در حال رسیدن بود - دوباره بر اساس یک لباس فضایی، مشکلی وجود داشت. لباس فضایی قدیمی بعدی که می‌خواستند ماهواره را روی آن نصب کنند، باید از ایستگاه فضایی بین‌المللی پرتاب می‌شد، بدون اینکه منتظر آماده شدن تجهیزات ماهواره دوم باشیم: فضا در کمبود است. سرگئی سامبوروف می گوید: «ما نمی توانستیم پنج سال دیگر صبر کنیم تا کت و شلوار جدید جایگزین لباس قدیمی شود. به همین دلیل، همانطور که ما به شوخی می کنیم، مجبور شدیم به جای «رادیو منظر»، یک «کابینت رادیویی» بسازیم، یعنی سازه ای به شکل متوازی الاضلاع مستطیلی با ابعاد 500×500×300 میلی متر. زمان این پروژه مصادف با نیم قرن سالگرد پرواز گاگارین بود و خود دستگاه به افتخار علامت تماس اولین فضانورد روی این سیاره، "Kedr" نام گرفت. او همچنین نام دیگری داشت - ARISSat-1، پس از نام انجمن بین المللی آماتورهای رادیویی که با ماهواره های پرتاب شده از ISS کار می کنند. این ماهواره با همکاری بین المللی ساخته شد، اما همچنین برای اولین بار، دپارتمان طراحی سیستم های محاسباتی الکترونیکی SWGU که در سال 2010 شریک کامل پروژه Radioskaf شد، در ایجاد آن مشارکت فعال داشت. اینجاست که تجهیزات علمی طراحی شده توسط دانشجویان کورسک به کار آمد - همان جارو سنج ها. البته سازندگان «کدر» آماتورهای رادیویی را فراموش نکردند که برای آنها پخش پیام به زبان های مختلف دنیا فراهم شد. این ماهواره در 3 آگوست 2011 از ایستگاه فضایی بین المللی به مدار فرستاده شد و مأموریت خود را با موفقیت انجام داد، به ویژه با اندازه گیری چگالی ذرات در خلاء در مدارهایی با ارتفاعات مختلف.

نانوماهواره بر فراز آند

والریان پیکیف می‌گوید: «ما به کار بر روی برنامه Radioskaf با همکاری RSC Energia ادامه می‌دهیم، که تا حدی فعالیت‌های ما را تامین مالی می‌کند و راه‌اندازی دستگاه‌های رادیویی دانشجویی و آماتور را به عنوان بخشی از برنامه‌های آزمایشی خود بر عهده می‌گیرد. - ماهواره دیگری - "Chaski-1" - ما به همراه دانشجویان دانشگاه فنی از پرو انجام می دهیم. این یک ماهواره با فرمت نانو CubeSat خواهد بود که در جهان محبوب است (مکعبی با اضلاع 10 سانتی متر، وزن 1.3 کیلوگرم). هیچ تجهیزات علمی در این فضاپیما وجود نخواهد داشت، اما ما قصد داریم چارچوب طراحی شده ویژه ای را آزمایش کنیم که امکان تثبیت غیرفعال ماهواره را در امتداد خطوط میدان مغناطیسی زمین ممکن می کند. علاوه بر این، دوربین هایی با وضوح پایین بر روی Chasky-1 نصب خواهند شد. آنها امکان گرفتن عکس از سطح زمین را فراهم می کنند (دو دوربین در طیف مرئی، دو مادون قرمز)، تصویر از آنها در دسترس آماتورهای رادیویی قرار خواهد گرفت. ما همچنین خط فرمان را با فرکانس 144، 430 مگاهرتز کار خواهیم کرد. همه اینها به ما این امکان را می دهد که تجهیزات علمی را در ماهواره مشترک بعدی، به ویژه نسل جدیدی از دستگاه های خلاء سنج خود به فضا پرتاب کنیم، که اکنون می توانند نه تنها غلظت ذرات را ثبت کنند، بلکه ماهیت آنها را نیز تعیین کنند.

کجا پرتاب شود - این سوال است

البته نانوماهواره ها را می توان به روش های مختلفی پرتاب کرد. یک نوع قرار دادن کاست با ماهواره ها بین مراحل دوم و سوم یک موشک وجود دارد که مثلاً یک ماهواره ارتباطی سنگین را در مدار قرار می دهد. کانسپت های پرتاب موشک-هواپیمای دو مرحله ای مشابه پروژه لانچر وان ویرجین گالاکتیک در حال توسعه است. با این حال، تا زمانی که ایستگاه فضایی بین‌المللی وجود دارد، احتمالاً قابل اطمینان‌ترین پلت‌فرم برای چنین پرتاب‌هایی خواهد بود و برای این منظور هم فضانوردان روسی و هم فضانوردان آمریکایی و ژاپنی از آن استفاده می‌کنند. با این حال، حتی در اینجا نیز می توان عامل انسانی را به حداقل رساند.

تاریخچه ساخت ماهواره رادیویی دانشجویی و آماتور روسی در سال 1996 آغاز شد، زمانی که به ابتکار فضانورد والری پولیاکوف، یک کپی کوچک از اولین ماهواره جهان از ایستگاه میر به فضا پرتاب شد. این پرواز علاقه زیادی را در بین آماتورهای رادیویی در سراسر جهان برانگیخت.

سرگئی سامبوروف می گوید: «اکنون، به عنوان بخشی از برنامه خود، در حال ساخت توپی برای پرتاب ماهواره های کوچک هستیم. - جعبه ای به اندازه یک کفش خواهد بود و در داخل آن فنری وجود دارد که به دستور، ماهواره را در زمان مناسب بیرون می راند. و این در واقع چندان ساده نیست، زیرا دستگاه باید در جهت درست راه اندازی شود، در حالی که به آن چرخش می دهد. اگر ماهواره را به سادگی از ایستگاه پرتاب کنید، طبق قوانین بالستیک، به ایستگاه باز خواهد گشت. پرتاب در امتداد بردار حرکت یا بر خلاف بردار ضروری است، اما در امتداد بردار غیرممکن است، زیرا در این صورت ماهواره به مدار بالاتری می رود و بر فراز ایستگاه پرواز می کند و اگر ایستگاه مدار را تصحیح کند، ممکن است برخورد رخ دهد. . احتمالش کم است اما وجود دارد. باید در برابر بردار پرتاب شود و سپس دستگاه به زیر ایستگاه می رود و سپس از آن سبقت می گیرد و دیگر هرگز با آن برخورد نمی کند. تکنیک پرتاب دستی یک ماهواره نسبتاً پیچیده است و فضانوردان در طول آموزش در استخر آبی، آن را روی زمین انجام می دهند. اگر یک دستگاه خودکار برای تیراندازی ماهواره ها ایجاد شود، خدمه باید دقیقاً دو کار را انجام دهند: دستگاه را به فضا بکشند، و سپس، پس از بازگشت به ایستگاه، دستور پرتاب را صادر کنند.

مفید و ایمن

امروزه RSC Energia یک زیرمجموعه ویژه ایجاد کرده است که با فضاپیماهای کوچک سروکار دارد. وظیفه اصلی فعالیت آن آموزشی است. دانشجویانی که در طول تحصیل خود در ایجاد فضاپیما شرکت کردند به عنوان متخصصانی با تجربه در طراحی عملی به ما مراجعه خواهند کرد. سرگئی سامبوروف می گوید این برای ما بسیار مهم است. علاوه بر این، فکر نکنید که ماهواره های کوچک فقط برای یادگیری و سرگرمی مفید هستند. روی آنها می توانید فناوری های حرکت و مانور، سیستم های تثبیت کننده، عملکرد دستگاه های جدید را برای کارهای کاملاً جدی کار کنید. و با هزینه نسبتا پایین این دستگاه ها، هزینه خطا نیز کمتر است که در غیر این صورت می تواند یک ماهواره یا کاوشگر بزرگ و گران قیمت را از بین ببرد.

تنها سوال آخر باقی می‌ماند: آیا شیفتگی جهانی به نانوماهواره‌ها به عامل دیگری در آلودگی فضای نزدیک به زمین تبدیل می‌شود - به هر حال، زباله‌های فضایی کافی در مدارها وجود دارد. والریان پیکیف توضیح می دهد: «هیچ چیزی برای نگرانی وجود ندارد. - ماهواره های آماتور متعلق به صدساله های مداری نیستند. از ارتفاع ایستگاه فضایی بین المللی (حدود 400 کیلومتر)، ماهواره های ما تنها برای نیم سال به لایه های متراکم جو پرواز می کنند. علاوه بر این، ما آنها را از موادی می سازیم که به راحتی در اثر اصطکاک با هوا می سوزند، به طوری که هیچ یک از فرزندان فکر ما هرگز روی سر کسی نیفتند.

در ژانویه 2018، اولین پرتاب غیرقانونی موفقیت آمیز یک ماهواره به فضا در تاریخ بشریت یا بهتر بگوییم چهار هواپیمای بدون سرنشین کوچک آزمایشی مداری به طور همزمان انجام شد.

پرتاب غیرقانونی ماهواره‌های SpaceBee-1، 2، 3 و 4 به فضا توسط شرکت آمریکایی Swarm Technologies مدیریت شد که با متخصصان هندی توافق کردند که علاوه بر این، چهار هواپیمای بدون سرنشین به اندازه کتاب را به همراه سه هواپیما بر روی خودروی پرتاب ماهواره قطبی قرار دهند. ده ها ماهواره دیگر

در دهه 2000، سازمان تحقیقات فضایی هند (ISRO) هدف خود را پرتاب صدها ماهواره به مدار برای نیازهای دولتی و تجاری قرار داد و موفقیت های چشمگیری در این مسیر به دست آورد، بنابراین برای آنها دشوار نبود. چند دستگاه تجاری را با آنها بگیرید.

بر اساس داده های باز، آخرین پرتاب موفقیت آمیز موشک PSLV با ماهواره های هند، ایالات متحده آمریکا، کانادا، فنلاند، فرانسه و کره جنوبیدر 12 ژانویه 2018 انجام شد.

تنها پس از حضور ماهواره‌های Swarm Technologies در فضا بود که تنظیم‌کننده‌های ایالات متحده زنگ خطر را به صدا درآوردند: ردیابی اجسام کوچک در مدار به طور معمول دشوار است، اما در عین حال آنها برای هر وسیله یا کشتی‌ای که ممکن است با آن برخورد کنند، خطر مرگباری دارند.

تضاد حقوقی با Swarm Technologies این است که این هند نیست که مسئول اقدامات خود در فضا است، بلکه ایالات متحده است که این شرکت در آن ثبت شده است. جامعه علمی به ویژه از این موضوع خشمگین است، که خواستار کشف این موضوع است که چگونه گروهی از افراد خصوصی، مخفیانه از کشور، ماهواره های خود را در زمانی که حتی پنتاگون موظف است به شدت در مورد چنین مواردی گزارش دهد، به استثنای استثنائات نادر، در مدار قرار می دهند. .

طبق یک نشریه شبکه دیگر IEEE Spectrum، ماهواره های SpaceBee-1، 2، 3 و 4 برای "ارتباطات ماهواره ای دو طرفه و انتقال داده از ایالات متحده" طراحی شده اند. درباره خود Swarm Technologies شناخته شده است که از یک استارتاپ مشهور در محافل حرفه ای Silicon Valley در کالیفرنیا "رشد" کرده است.

این شرکت دو سال پیش توسط مهندس هوافضای کانادایی، کارمند سابق ناسا و گوگل، سارا اسپانجلو، و استاد دانشگاه میشیگان و توسعه‌دهنده مستقل، بنجامین لانگ مایر، تأسیس شد که شرکت قبلی خود، صنایع اتر را به شرکت اپل فروخت.

این شرکت تنها پنج کارمند دارد و کل این تیم در حال کار بر روی سیستمی هستند که به کسب و کارها اجازه می دهد از قدرت اینترنت ماهواره ای برای ایجاد یک شبکه واحد از کشتی ها، کامیون ها، ماشین ها، تجهیزات کشاورزی و هر چیز دیگری که می توان به آن اختصاص داد استفاده کرد. آدرس آی پی. اینترنت برای همه این دستگاه ها در هر نقطه از جهان باید توسط SpaceBee-1، 2، 3 و 4 و همچنین همتایان آینده آنها توزیع شود.

احتمالاً، Swarm Technologies به ماهواره‌های خود نیاز داشت تا به سرمایه‌گذاران بالقوه نشان دهد که اینترنت ماهواره‌ای ارزان‌قیمت با رویکرد درست به تجارت به عنوان بخشی از مفهوم اینترنت اشیا چقدر می‌تواند باشد.

همه چیز خوب خواهد بود، اما در دسامبر 2017، کمیسیون ارتباطات فدرال ایالات متحده رسماً درخواست این شرکت برای پرتاب ماهواره های آزمایشی را به دلایل امنیتی رد کرد، پس از آن استارتاپ ها به سادگی این تصمیم را نادیده گرفتند و در نتیجه یک سابقه خطرناک ایجاد کردند که می تواند به یک فاجعه یا فاجعه تبدیل شود. مرگ فضانوردان در آینده هنوز مشخص نیست که آیا مهندسان مبتکر مجازات خواهند شد یا اینکه آیا آنها قادر به تکمیل کار بر روی پروژه خود خواهند بود.

منابع

هم شرکت‌های خصوصی و هم سازمان‌های غیرانتفاعی و هم علاقه‌مندان فردی به طور فزاینده‌ای در حال جمع‌آوری پول برای پروژه‌های فضایی از طریق پلتفرم‌های تامین مالی جمعی هستند. بیایید در مورد جالب ترین ایده ها صحبت کنیم.

آثار آپولو را ببینید

این سؤال که آیا آمریکایی ها در ماه بودند یا خیر، تعداد زیادی از مردم در سراسر جهان را نگران می کند. و به خصوص روس ها.

چهار سال پیش، یکی از محبوب‌کنندگان مشهور فضانوردی، وبلاگ‌نویس ویتالی اگوروفپیشنهاد داد که به مستقیم ترین راه پاسخ سؤال "لعنتی" را دریافت کند - ارسال یک ماهواره به مدار ماه که از مکان های فرود آپولوس عکس می گیرد. در مجموع، ما به یاد می آوریم که شش نفر از آنها وجود داشت، و در مجاورت باید آثار زیادی از فضانوردان، مصنوعات به جا مانده از آنها (تا وسایل نقلیه قمری) و به سادگی زباله وجود داشته باشد.

ویتالی اگوروف در ارائه اخیر این پروژه که در موزه کیهان‌شناسی برگزار شد، گفت: «اکنون ماهواره‌های خصوصی و دانشجویی تقریباً هر ماه به مدار پرتاب می‌شوند. ما تصمیم گرفتیم که در مورد مشکل تر حرکت کنیم. و این ماه است. همانطور که می دانید، جامعه با دو سوال نگران است: آیا موجودات فضایی وجود دارند و اینکه آیا آمریکایی ها در ماه بودند یا خیر. من شخصاً شک ندارم که آمریکایی ها روی ماه بودند. در مورد بیگانگان مشخص نیست، اما ما آنها را به بعد موکول کردیم، اما در حال حاضر تصمیم گرفتیم روی یک هدف واقعی تر تمرکز کنیم.

در اکتبر 2015، یگوروف از جمع آوری کمک مالی برای ساخت یک ریزماهواره "مردم" خبر داد. سپس، در کمتر از سه روز، وبلاگ نویس و تیمش بیش از یک میلیون روبل جمع آوری کردند. اولین نسخه از فضاپیما بسیار ساده بود - با یک موتور کوچک و پانل های خورشیدی. اما پس از آن، با مطالعه تمام تفاوت های ظریف ماموریت آینده، شرکت کنندگان در پروژه مجبور شدند جرم ماهواره را افزایش دهند، یک موتور مایع کامل و یک آنتن قدرتمند به آن اضافه کنند. این کاوشگر مجهز به تجهیزات عکاسی خواهد بود که تصاویر بسیار واضحی می گیرد: هر پیکسل معادل 25 سانتی متر از سطح ماه است.

از سال 2015، دستگاه از هر نظر ساده شده است و نسخه فعلی آن در حال حاضر چهارم است. اما برای ساخت یک ماهواره، حدود هزار برابر بیشتر از سرمایه‌ای که از طریق سرمایه‌گذاری جمعی جمع‌آوری شده بود، نیاز است. شرکت‌کنندگان به گزینه‌های مختلف بودجه متکی هستند - حامیان مالی خصوصی، قراردادهای تبلیغاتی، و همچنین کمک‌های جامعه، تجارت و دولت.

ویتالی اگوروف گفت: "اگر امروز یک حامی مالی بالقوه به ما مراجعه کند و یک کامیون پر از پول را اهدا کند، ما می توانیم دستگاه را آماده کرده و در سه سال آینده به بایکونور یا وستوچنی تحویل دهیم." زمانی که پرتاب شود بستگی به موشک‌هایی دارد که در دسترس هستند. اما همه این پرتاب را تماشا خواهند کرد، زیرا افراد زیادی وجود دارند که به توطئه ماه اعتقاد دارند.

آنها در غرب چه چیزهایی را پرت می کنند؟

اولین پروژه فضایی پلتفرم سرمایه‌گذاری جمعی انگلیسی زبان Kickstarter، تلاشی بود که نه سال پیش برای پرتاب یک بالون بسیار بزرگ به جو برای عکاسی از زمین از ارتفاع 40 کیلومتری انجام شد (این در حال حاضر نزدیک به فضا در نظر گرفته می‌شود). موفق به جمع آوری 296 دلار شد.

پر سر و صداترین کمپین جمع آوری کمک مالی در همین پلتفرم Arkyd-100 است. این یک پروژه "تلسکوپی فضایی برای همه" است. این در سال 2013 توسط Planetary Resources اعلام شد که قصد داشت استخراج از سیارک ها را آغاز کند. در مجموع بیش از 1.5 میلیون دلار جمع آوری شد. به اهداکنندگان قول داده شد که "سلفی های فضایی" روی تلسکوپ داشته باشند و در صورت تمایل از اجرام نجومی عکس بگیرند. با این حال، در سال 2016 اعلام شد که پرتاب این تلسکوپ انجام نخواهد شد. پول باید برگردانده می شد.

10 عکس فوق العاده از تلسکوپ هابل

شرکت دیگری در حال ارسال یک کاوشگر فضایی به ماه برای حفاری در صخره های قطب جنوبی آن است. تاکنون بیش از یک میلیون دلار جمع آوری شده است. و انجمن غیرانتفاعی Planetary Society 10 سال را صرف جمع آوری سرمایه برای ماموریت یک ماهواره کوچک با بادبان خورشیدی به نام LightSail کرد. هدف این پروژه ساده بود - نشان دادن اینکه ایجاد چنین فضاپیما در اصل امکان پذیر است. هزینه آن 1.8 میلیون دلار برآورد شد و این پول در نهایت جمع آوری شد. در 25 ژوئن 2019، قایق بادبانی خورشیدی وارد مدار شد.

پروژه‌های فضایی دیگری که از جامعه اینترنتی کمک مالی دریافت کرده‌اند عبارتند از SkyCube (یک ماهواره فوق‌العاده کوچک که یک بالون براق قابل مشاهده از زمین را باد می‌کند)، KickSat (قرار است انبوهی از ماهواره‌های کوچک به اندازه یک تمبر پستی را منتشر کند. مدار) و رانشگرهای الکتریکی جت پلاسما (موتور پلاسما که در فضانوردی آینده کاربرد خواهد داشت).

... و برای چه - با ما؟

در روسیه نیز برای پرتاب یک کاوشگر استراتوسفر پول جمع آوری کردند. نویسنده این ایده یک نجات غریق و یک عکاس است دنیس افرموف. ابتدا او و یکی از دوستانش یک دوربین فیلمبرداری را به افتخار سالگرد پرواز به استراتوسفر فرستادند. یوری گاگارین. و سپس از جمع آوری بودجه برای پرتاب بالون استراتوسفر خبر داد. پس از رسیدن به اندازه بحرانی در ارتفاع بالا، این توپ باید ترکیده شود و سکوی همراه با تجهیزات باید با چتر سقوط کند.

"هدف من این است که یک جشنواره علمی کودکان را بر اساس یک جشنواره بزرگ ترتیب دهم برنامه آموزشی- دنیس افرموف گزارش داد. - هسته پروژه به فضای نزدیک در ارتفاع تا 40 کیلومتری پرتاب می شود. فرستادن چیزی از خود به فضا، دنبال کردن پرواز، جستجوی مکانی برای فرود، و دوباره برداشتن آنچه که "آنجا" بوده است - این یک معجزه است! کودکان به علاقه مندی به علم تشویق می شوند. آنها با چشمان خود می بینند و می توانند بفهمند که چگونه دانش را در عمل به کار ببرند. و در نهایت راه اندازی و جستجوی یک پلتفرم در طبیعت یک ماجراجویی واقعی است که هر دانش آموزی را از شبکه های اجتماعی بیرون می کشد!»

پروژه موفق شد. قرار بود 140 هزار روبل جمع آوری شود، در نتیجه آنها موفق به جذب 155 هزار روبل شدند.

در سال 2014، گروهی از علاقه مندان جامعه Your Sector of Space را ایجاد کردند که برای اولین بار در عمل ثابت کرد که علاقه مندان به فضا در روسیه می توانند فضاپیمای خود را به مدار پرتاب کنند. آنها ماهواره مایاک شدند. وجوه از طریق تأمین مالی جمعی برای دو کمپین در سال‌های 2014 و 2016 جمع‌آوری شد. در مجموع، آنها حدود 2.5 میلیون روبل جمع آوری کردند. حدود 1 میلیون روبل به طور مستقیم برای ایجاد یک نسخه پرواز از دستگاه، پشتیبان گیری از آن و آزمایش آنها هزینه شد.

مدیر پروژه نظرات خود را به اشتراک می‌گذارد: «ما نشان داده‌ایم که می‌توان با دوستان، بدون کارخانه‌های عظیم و آزمایشگاه‌های پیچیده، ماهواره اختراع کرد و آن را ساخت و به فضای واقعی پرتاب کرد. الکساندر شنکو، مهندس و کاندیدای علوم فنی. ایده این بود که یک شی درخشان درخشان ایجاد کنیم که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده باشد.

تصمیم بر این شد که ماهواره را به یک بازتابنده خورشیدی به شکل یک هرم فیلم فلزی مجهز کنیم که پس از ورود به مدار باید بچرخد. قرار بود "مایاک" برای تقریبا یک ماه درخشان ترین ستاره چشمک زن در آسمان شب باشد. این دستگاه در 14 جولای 2017 از کیهان بایکونور پرتاب شد و همزمان با 72 ماهواره دیگر با موفقیت به مدار زمین پرتاب شد. متأسفانه، بازتابنده هرگز باز نشد. به همراه مایاک، 9 ماهواره دیگر که با یک پرتابگر پرتاب شدند، شکست خوردند.

دومین پروژه جامعه Your Sector of Space یک فتوبیوراکتور برای رشد جلبک سبز میکروسکوپی بود. آنها آن را 435 نانومتر نامیدند. در آینده، بر اساس تاسیسات ایجاد شده، قرار است یک سیستم پشتیبانی از حیات فضایی ساخته شود و آن را در پرواز مداری آزمایش کند.

الکساندر شانکو می گوید: «روسیه به همراه سایر کشورها در مسابقه مریخ شرکت می کند و ما علاقه مندیم که کشورمان از آن پیروز بیرون بیاید. - یکی از بخش های مهم پروژه برای توسعه سیاره سرخ، توسعه فضاپیماها است و آنها به فناوری های پشتیبانی حیات نیاز دارند. به همین دلیل است که پروژه بیوراکتور 435 نانومتری در جامعه ما متولد شد.

جمع آوری کمک های مالی در مارس 2018 تکمیل شد، تیم موفق به جمع آوری 407 هزار روبل شد. نمونه اولیه ایجاد و آزمایش شد. قابل توجه است که این فناوری نه تنها در فضا، بلکه در زمین نیز کاربرد خواهد داشت. چنین فتو بیوراکتورهایی را می توان برای تمیز کردن فاضلاب یا هوا، تولید مواد خام برای سوخت های زیستی و سایر کارهای عملی استفاده کرد.

ما به سری مقالات خود "همه چیز درباره همه چیز" ادامه می دهیم. این بار در مورد ماهواره ها صحبت می کنیم.

در سال های نه چندان دور، ماهواره ها دستگاه های عجیب و غریب و فوق سری بودند. آنها عمدتاً برای اهداف نظامی، ناوبری و جاسوسی استفاده می شدند. اکنون آنها بخشی جدایی ناپذیر از زندگی مدرن هستند. ما می توانیم آنها را در پیش بینی آب و هوا، تلویزیون و حتی تماس های تلفنی معمولی ببینیم. ماهواره ها همچنین اغلب نقش پشتیبانی را در برخی از زمینه ها ایفا می کنند:

• برخی از روزنامه ها و مجلات سریع هستند، زیرا برای سرعت بخشیدن به توزیع محلی، مواد را از طریق ماهواره به چاپگرهای مختلف ارسال می کنند.
• قبل از انتقال سیگنال از طریق سیم به کاربران تلویزیون کابلی، شرکت های ارائه دهنده از ماهواره ها برای انتقال سیگنال استفاده می کنند.
• اخیراً قابلیت‌های مکان‌یابی جغرافیایی ارائه شده توسط سیستم‌های GPS و GLONASS محبوبیت بی‌سابقه‌ای پیدا کرده‌اند. با کمک آنها می توانیم سریع و دقیق به ماه مورد نیاز برسیم.
• کالاهایی که ما خریداری می کنیم به لطف تدارکات با استفاده از موقعیت جغرافیایی با استفاده از GPS و GLONASS توسط تولید کنندگان تامین کننده با کارایی بیشتری تحویل می شوند.
• چراغ‌های رادیویی هواپیماهای سرنگون شده و کشتی‌های در معرض خطر، سیگنال‌هایی را از طریق ماهواره به تیم‌های نجات ارسال می‌کنند.

در این مقاله سعی می کنیم اصول عملکرد ماهواره ها و کارهایی که انجام می دهند را در نظر بگیریم. ما به داخل ماهواره نگاه خواهیم کرد، انواع مختلف مدارها را بررسی خواهیم کرد و اینکه چگونه وظایف ماهواره بر انتخاب مدار تاثیر می گذارد. و ما سعی خواهیم کرد به شما بگوییم چگونه خودتان ماهواره را ببینید و ردیابی کنید!

ماهواره چیست؟

ماهواره به طور کلی جسمی است که به دور سیاره ای در مداری دایره ای یا بیضوی می چرخد. به عنوان مثال، ماه یک ماهواره طبیعی طبیعی زمین است، اما بسیاری از ماهواره‌های مصنوعی (مصنوعی) که معمولاً به زمین نزدیک‌تر هستند، وجود دارد.

مسیری که ماهواره طی می کند مدار نامیده می شود. دورترین نقطه مدار از زمین اوج و نزدیکترین نقطه حضیض نامیده می شود.

ماهواره های مصنوعی محصولات تولید انبوه نیستند. اکثر ماهواره ها به طور ویژه برای انجام عملکرد مورد نظر خود ساخته شده اند. استثناها ماهواره های GPS / GLONASS (که حدود 20 نسخه برای هر یک از سیستم ها وجود دارد) و ماهواره های سیستم Iridium (که بیش از 60 نسخه وجود دارد، آنها برای انتقال ارتباطات صوتی استفاده می شوند) هستند.

همچنین حدود 23000 شیء وجود دارد که زباله های فضایی هستند. این اشیاء به اندازه کافی بزرگ هستند که توسط رادار شناسایی شوند. آنها یا به طور تصادفی در مدار قرار گرفتند، یا سودمندی خود را به پایان رسانده اند. تعداد دقیق بستگی به این دارد که چه کسی در حال شمارش است. محموله ای که در مدار اشتباه افتاده است، ماهواره هایی که باتری آنها تمام شده است، و همچنین بقایای مراحل بالای موشک - همه اینها زباله های فضایی هستند. به عنوان مثال، این کاتالوگ آنلاین ماهواره ها حدود 26000 شی دارد.

اگرچه به طور کلی می توان هر جسمی را که در مدار زمین قرار دارد، ماهواره نامید، اصطلاح "ماهواره" معمولاً برای توصیف جسم مفیدی که برای انجام برخی وظایف مهم در مدار قرار می گیرد، استفاده می شود. ما اغلب در مورد ماهواره های هواشناسی، ماهواره های ارتباطی و ماهواره های علمی می شنویم.

اولین ماهواره چه کسی بود که به دور زمین چرخید؟

به طور کلی ، ماه را به درستی باید اولین ماهواره زمین در نظر گرفت :)

برای خوشحالی مشترک ما، اولین ماهواره زمین مصنوعی اسپوتنیک 1 بود که توسط اتحاد جماهیر شوروی در 4 اکتبر 1957 پرتاب شد. هورا، رفقا!

با این حال، به دلیل محرمانه بودن شدیدی که در آن زمان وجود داشت، هیچ عکسی در دسترس عموم از آن پرتاب معروف وجود ندارد. اسپوتنیک 1 23 اینچ (58 سانتی متر) طول، 184 پوند (83 کیلوگرم) وزن داشت و شکلی شبیه به یک توپ فلزی داشت. با این حال، برای آن زمان این یک دستاورد مهم بود. محتویات ماهواره با استانداردهای مدرن ناچیز به نظر می رسد:

• دماسنج
• باتری
• فرستنده رادیویی - تن صداهای خود را با توجه به دماسنج تغییر داد
• نیتروژن - ایجاد فشار در داخل ماهواره

چهار آنتن نازک در قسمت بیرونی قرار داده شده بود که سیگنالی را در فرکانس های موج کوتاه ارسال می کرد که اکنون به عنوان غیرنظامی (27 مگاهرتز) استفاده می شود. طبق کتابچه راهنمای ماهواره فضایی آنتونی کورتیس:

پس از 92 روز، گرانش کار خود را کرد و اسپوتنیک 1 در جو زمین سوخت. سی روز پس از پرتاب اسپوتنیک 1، سگ لایکا بر روی یک ماهواره نیم تنی با هوا پرواز کرد. این ماهواره در آوریل 1958 در جو سوخت.

اسپوتنیک 1 نمونه خوبی از این است که یک ماهواره چقدر می تواند ساده باشد. همانطور که در ادامه خواهیم دید، ماهواره های مدرن بسیار پیچیده تر هستند، اما ایده اصلی ساده است.

ماهواره ها چگونه به مدار پرتاب می شوند؟

همه ماهواره های مدرن توسط موشک در مدار قرار می گیرند. برخی از آنها در محفظه بار شاتل ها به مدار تحویل داده شدند. چندین کشور و حتی شرکت های تجاری توانایی پرتاب ماهواره به مدار را دارند و اکنون ارسال ماهواره ای با وزن چندین تن در مدار غیرعادی نیست.

برای اکثر پرتاب های برنامه ریزی شده، موشک معمولاً به صورت عمودی به سمت بالا قرار می گیرد. این به آن اجازه می دهد تا به سرعت و با حداقل مصرف سوخت از لایه های متراکم جو عبور کند.

پس از پرتاب موشک به صورت عمودی به سمت بالا، سیستم کنترل موشک از سیستم هدایت اینرسی برای کنترل نازل های موشک استفاده می کند و آن را به مسیر محاسبه شده هدایت می کند. در بیشتر موارد، موشک در حال حرکت به سمت شرق است، زیرا خود زمین در حال چرخش به سمت شرق است و به موشک اجازه می دهد شتاب "آزاد" داشته باشد. قدرت این شتاب "رایگان" به سرعت چرخش زمین در محل پرتاب بستگی دارد. بیشترین شتاب در خط استوا است، جایی که فاصله دور زمین و در نتیجه سرعت چرخش نیز بیشتر است.

شتاب در پرتاب استوایی چقدر است؟ برای یک تخمین تقریبی، می‌توانیم طول استوای زمین را با ضرب قطر آن در پی محاسبه کنیم (3.141592654...). قطر زمین تقریباً 12753 کیلومتر است. با ضرب در پی، محیطی در حدود 40065 کیلومتر بدست می آید. برای عبور از کل دایره در 24 ساعت، یک نقطه از سطح زمین باید با سرعت 1669 کیلومتر در ساعت حرکت کند. پرتاب از بایکونور در قزاقستان چنین شتاب زیادی را از چرخش زمین نمی دهد. سرعت چرخش زمین در منطقه بایکونور حدود 1134 کیلومتر در ساعت و در منطقه پلستسک به طور کلی 760 کیلومتر در ساعت است. بنابراین پرتاب از استوا شتاب "آزاد" بیشتری می دهد. به طور کلی، زمین کاملاً به شکل یک کره نیست - مسطح است. بنابراین، برآورد ما از محیط زمین تا حدودی نادرست است.

اما شما می گویید صبر کنید، اگر موشک ها می توانند به سرعت هزاران کیلومتر در ساعت برسند، پس چه چیزی باعث تقویت کوچکی می شود؟ پاسخ این است که موشک ها به همراه سوخت و محموله آن بسیار سنگین هستند. به عنوان مثال، طبق ویکی پدیا، وسیله پرتاب پروتون دارای وزن پرتاب 705 تن است. برای شتاب دادن به چنین جرمی حتی تا سرعت 1134 کیلومتر در ساعت، انرژی زیادی نیاز است و در نتیجه مقدار زیادی سوخت لازم است. بنابراین پرتاب از خط استوا مزایای ملموسی را به همراه دارد.

هنگامی که موشک در ارتفاع حدود 193 کیلومتری به هوای بسیار رقیق می رسد، سیستم کنترل موشک موتورهای کوچکی را روشن می کند که برای تبدیل موشک به موقعیت افقی کافی است. سپس ماهواره از موشک جدا می شود. سپس موشک دوباره موتورها را روشن می کند تا فاصله بین موشک و ماهواره ایجاد شود.

سیستم هدایت اینرسی

موشک باید بسیار دقیق کنترل شود تا ماهواره را در مدار مورد نیاز قرار دهد و اشتباهات در این مورد بسیار گران است (شکست های Roskosmos با ماهواره های GLONASS یا کاوشگر فوبوس-گرنت را به خاطر بیاورید که در مدار اشتباه قرار گرفت، که آنها در نهایت باید داشته باشد). سیستم های هدایت اینرسی در داخل موشک ها چنین کنترلی را ممکن می سازد. چنین سیستمی موقعیت دقیق موشک و جهت آن را با اندازه گیری شتاب موشک با استفاده از ژیروسکوپ و شتاب سنج تعیین می کند. محورهای ژیروسکوپ که در یک گیمبال قرار دارند، همیشه در یک جهت قرار دارند. علاوه بر این، پلت فرم ژیروسکوپ شامل شتاب سنج هایی است که شتاب را در سه محور مختلف اندازه گیری می کند. اگر سیستم کنترل محل اولیه موشک را در زمان پرتاب و شتاب گیری را در زمان پرواز بداند، می تواند موقعیت موشک و جهت گیری آن را در فضا محاسبه کند.

سرعت و ارتفاع مداری

این موشک باید به سرعت حداقل 40320 کیلومتر در ساعت (11.2 کیلومتر بر ثانیه) برسد تا به طور کامل از گرانش زمین خارج شود و به فضا سفر کند. این سرعت را دومین سرعت کیهانی می نامند و برای اجرام مختلف آسمانی متفاوت است.

دومین سرعت فضایی زمین بسیار بیشتر از سرعت مورد نیاز برای قرار دادن ماهواره ها در مدار است. ماهواره ها نیازی به خارج شدن از گرانش زمین ندارند، بلکه باید در مقابل آن تعادل برقرار کنند. سرعت مداری سرعت مورد نیاز برای رسیدن به تعادل بین کشش گرانشی و اینرسی ماهواره است. این سرعت به طور متوسط ​​در ارتفاع تقریباً 242 کیلومتری 27359 کیلومتر در ساعت است. بدون گرانش، اینرسی ماهواره آن را به فضا می راند. اگرچه حتی اگر گرانش وجود داشته باشد، سرعت بیش از حد ماهواره آن را از مدار زمین به فضای بیرونی خارج می کند. از سوی دیگر، اگر ماهواره به آرامی حرکت کند، تحت تأثیر گرانش دوباره به زمین سقوط می کند. اگر ماهواره سرعت صحیح مشخصی داشته باشد، گرانش با اینرسی ماهواره متعادل می شود، گرانش زمین برای حرکت ماهواره در مدار دایره ای یا بیضوی کافی است و در یک خط مستقیم به فضا پرواز نمی کند. .

سرعت مداری ماهواره به ارتفاعی که در آن قرار دارد بستگی دارد. هر چه به زمین نزدیکتر باشد، سرعت مورد نیاز بیشتر است. در ارتفاع 200 کیلومتری، سرعت مداری مورد نیاز حدود 27400 کیلومتر بر ساعت است. برای حفظ مدار 35786 کیلومتری، ماهواره باید با سرعتی در حدود 11300 کیلومتر در ساعت بچرخد. این سرعت مداری به ماهواره این امکان را می دهد که در 24 ساعت یک دور به دور زمین بچرخد. از آنجایی که خود زمین با سرعت 24 ساعت می چرخد، یک ماهواره در ارتفاع 35786 کیلومتری دقیقاً بالای همان نقطه روی سطح زمین باقی می ماند. به چنین مداری "زمین ثابت" می گویند. مدارهای زمین ثابت برای ماهواره های آب و هوا و ارتباطات ایده آل هستند.

ماه دارای "ارتفاع" نسبت به زمین 384400 کیلومتر است و سرعت مداری آن 3700 کیلومتر در ساعت است. این یک چرخش کامل در مدار خود در 27.322 روز انجام می دهد. توجه داشته باشید که سرعت مداری آن کمتر است زیرا از ماهواره های مصنوعی دورتر است.

به طور کلی، هر چه مدار بالاتر باشد، ماهواره مدت بیشتری می تواند در مدار بماند. در ارتفاعات پایین، ماهواره وارد لایه های جو می شود که باعث ایجاد اصطکاک می شود. اصطکاک بخشی از انرژی حرکت ماهواره را می گیرد و به لایه های متراکم تری می افتد و با سقوط به زمین، در جو می سوزد. در ارتفاعات بالا، جایی که تقریباً خلاء وجود دارد، اصطکاک رخ نمی دهد و ماهواره می تواند قرن ها در مدار بماند (برای مثال ماه را در نظر بگیرید).

ماهواره ها در ابتدا تمایل دارند مداری بیضوی داشته باشند. ایستگاه های کنترل زمینی از موتورهای جت کوچک ماهواره برای تصحیح مدار استفاده می کنند. هدف این است که مدار تا حد امکان دایره ای باشد. روشن کردن موتور جت در اوج مدار (دورترین نقطه) و اعمال نیرویی در جهت پرواز، حضیض را از زمین دورتر می‌کند. در نتیجه، مدار به شکل دایره ای نزدیک می شود.

ادامه دارد…