OneWeb довела количество спутников на орбите до 74 штук

Коммуникационная компания OneWeb официально подтвердила успешное выведение очередной партии из 34 спутников на орбиту. Запуск был осуществлен 21 марта в 20:06 по московскому времени с космодрома Байконур на ракете-носителе «Союз-2.1б». Спутники OneWeb отделились от ракеты девятью группами.

Третий успешный запуск, который позволил довести число спутников OneWeb на низкой околоземной орбите до 74 штук, носит имя Алексея Леонова и приурочен к 55-летию выхода человека в открытый космос, который состоялся 18 марта 1965 года.

Первый тестовый запуск 6 спутников состоялся 28 февраля 2019 года с космодрома Куру во Французской Гвиане. 7 февраля этого года с космодрома Байконур был осуществлен первый запуск 2020 года, ознаменовавший начало пусковой кампании, которая станет не только крупнейшей в истории инициативой по выведению гражданских спутников на орбиту, но и позволит компании OneWeb быстро нарастить группировку первой фазы из 648 спутников. Каждый аппарат является неотъемлемой частью высокоскоростной глобальной спутниковой широкополосной сети, которая к концу 2020 года обеспечит частичный доступ к интернету, а в 2021 году – полноценное круглосуточное покрытие Земли.

Генеральный директор OneWeb Адриан Стекель заявил: «В эти непростые времена, после глобальной вспышки COVID-19, люди во всем мире пытаются продолжать привычный уклад жизни и работать онлайн. В нынешних реалиях мы видим потребность в услугах OneWeb больше, чем когда-либо прежде. Доступ к высокоскоростному интернету – это «спасательный круг», который позволяет людям работать, продолжать свое образование, быть в курсе важной информации и поддерживать связь друг с другом. Кризис продемонстрировал настоятельную необходимость повсеместного подключения и выявил важные недостатки в связи во многих организаций. Наша спутниковая сеть готова восполнить многие из этих критических пробелов в глобальной коммуникационной инфраструктуре.

Я очень горжусь нашей командой и нашими российскими партнерами, которые продолжают сотрудничать, чтобы воплотить в жизнь наши амбициозные планы. Россия была и остается ведущей космической державой, у нее богатый опыт не только в освоении космоса, но и в создании космических кораблей, и сегодняшний успешный запуск на ракете-носителе «Союз» еще раз подтверждает этот факт».

Генеральный директор АО «Главкосмос» Дмитрий Лоскутов заявил: «Мы признательны за столь слаженную и эффективную работу предприятий российской кооперации вместе с нашими иностранными партнерами по такому важному и амбициозному проекту, каким является OneWeb. Работа над глобальными проектами всегда воодушевляет, и высокий уровень взаимодействия и доверия позволяет нам уверенно смотреть в будущее».

Спутниковая сеть OneWeb обеспечит уникальное сочетание высокой скорости передачи данных, низкого значения задержки, глобального покрытия «от полюса до полюса» и поддержки широкого ряда пользовательских устройств для различных рынков.

Связь спутников OneWeb с Землей будет осуществляться в Ka- и Ku-диапазонах. Ka-диапазон будет использоваться для связи между спутниками и шлюзовыми станциями, которые обеспечат связь между системой OneWeb и интернетом, а Ku-диапазон — для связи между спутниками и пользовательскими устройствами, что обеспечит доступ в интернет для конечных пользователей.

Количество спутников на орбите растет с каждым днем: сколько их и каким странам принадлежат

Спутников много не бывает. Особенно хорошо это знает США, которая стоит на первом месте в рейтинге стран, имеющих спутники. Как оказалось, существует более 2 000 спутников, и все они от разных стран. 

Информатор Tech, ссылаясь на Союз заинтересованных ученых, расскажет немного детальнее о том, что же происходит на орбите Земли. 

Начнем с того, что точное число (на данный момент) спутников — 2 062. США действительно занимает первое место, имея в своем арсенале 901 спутник. Из них 523 коммерческих, 176 военных, 164 правительственных и всего лишь 38 гражданских. Сразу за Штатами стоит Китай с 299 спутниками. Бронзу забирает Россия и ее 153 спутника. 

Число спутников постоянно растет, так как еще в ноябре 2018 года цифры были меньше, но места в рейтинге остались те же. На тот момент США владела 830 спутниками, Китай — 280, а Россия — 147. Тогда было 1 957 спутников, из которых: 846 коммерческих, 385 правительственных, 302 военных, 279 многофункциональных и 145 гражданских. Число спутников с каждым месяцем растет, и скоро не останется ни страны без спутника, ни места в космосе для них же. 

Количество спутников в ноябре 2018

К примеру, ниже представлены две фотографии нашей планеты. На первой фотографии — количество спутников и выделенные страны в 1966 году. На второй — все те же данные, но уже в 2016 году (да, информация не самая свежая, но все же). Разница колоссальная (и это я не про появление отдельной страны — Украины, и еще ряда стран:). Спутники не только помогают и упрощают нам жизнь, но и являются отличным способом следить за людьми. Поэтому, как говориться, медаль имеет две стороны. 

Количество спутников в 1966 году

Количество спутников в 2016 году

Кстати, у NASA, наверное, самое большое количество спутников, которые ей “подчиняются”. Но это делается только для изучения космоса и Земли с высоты. Так, например, недавно они опубликовали снимки нашей планеты с расстояния 400 километров. Вид завораживает. Также сделали фотографию во время рекордных температур в Европе. Аж страшно, что мы пережили те дни, а большинство работало и перебывало на улице во время самого пика адской жары. 

Узнать еще больше актуальных новостей из мира технологий и игр можно в нашем Telegram-канале, а также на наших страничках в Facebook и Instagram.

Ляна Ковальчук

Космический мусор: вокруг Земли летают тысячи опасных объектов | Статьи

В пятницу, 1 марта 2019 года, первые шесть британских спутников системы глобального интернета OneWeb были успешно выведены на расчетную орбиту при помощи российской ракеты «Союз» с разгонным блоком «Фрегат», запущенной с космодрома Европейского космического агентства Куру во французской Гвиане. Всего же предполагается создать группировку из более чем 700 космических аппаратов. Это достаточно много — ведь по состоянию на лето 2018 года, всего вокруг Земли летал 1071 только рабочих спутников, без учета «орбитальных мертвецов». А тут сразу 700 дополнительных. «Известия» выясняли, не приведет ли это к замусориванию космического пространства и не усилит ли опасность столкновения на околоземной орбите.

Современная ситуация

Вокруг нашей планеты, на орбите находится огромное количество частиц космических аппаратов и ступеней ракет. Уже сейчас они представляют угрозу для орбитальных станций. Например, в мае 2016 года очень маленький осколок, размером всего в десятые или даже сотые доли миллиметра, оставил на стекле Международной космической станции скол диаметром около семи мм.

Международная космическая станция

Фото: NASA

Всему виной огромная скорость Международной космической станции, преодолевающей на орбите более 7,7 км в секунду. На таких скоростях при столкновении опасны объекты практически любого размера.

Если МКС столкнется с всего лишь с 10-сантиметровым фрагментом мусора, это уже, скорее всего, станет фатальным для международной орбитальной программы.

Сколько же уже осколков различного размера находится на низкой околоземной орбите? По расчетам Европейского космического агентства, более 29 000 частиц более 10 см. Каждая из них при столкновении гарантированно уничтожит любой космический аппарат или орбитальную станцию. Практически все такие куски мусора учитываются, и за ними ведется самое пристальное наблюдение с Земли. Кстати, в эту категорию вошли и отработавшие свое спутники и ступени ракет-носителей, использованных при выводе космических аппаратов.

К слову, советский первый спутник ПС-1 сошел с орбиты и сгорел в плотных слоях атмосферы уже спустя 92 дня после запуска. Первый американский спутник «Эксплорер», запущенный спустя несколько месяцев, провисел на орбите до 1970 года. А вот американский спутник «Авангард-1», начавший работу в марте 1958 года, до сих пор находится в космосе за счет своей высокой эллиптической орбиты (от 650 до 3800 км от Земли). По подсчетам ученых, он будет находиться там еще несколько сотен или даже тысяч лет. Вполне возможно, одной из первых миссий по очистке земной орбиты станет попытка забрать «Авангард-1» с орбиты и доставить его в музей.

Частиц от одного до 10 см гораздо больше. Европейские ученые оценивают их количество примерно в 670 000 единиц. Звучит ужасно, но на самом деле всё не так и плохо. Если все эти куски мусора равномерно распределить по поверхности Земли, то получится, что на один кусок придется примерно 76 кв. км площади. Соответственно в Москве, в пределах МКАД, будет лежать 11–12 кусочков размерами от одного до 10 см. А космос гораздо больше.

Фото: Depositphotos

Следить за частицами такого размера с Земли пока нереально — нет требуемых технологий и сил. Но каждая из них при столкновении способна разрушить спутник и нанести очень серьезные повреждения Международной космической станции.

Но кроме таких больших частиц, есть и гораздо меньшие, но от того не менее опасные. Частиц размером от 1 мм до 1 см более 17 миллионов, и все они имеют искусственное происхождение. Такие частицы могут при неудачном столкновении вырубить космический аппарат и даже пробить противометеоритную защиту орбитальной станции. Пробоину можно будет заделать, но это всё еще очень и очень опасно.

Чей мусор

Одним из наиболее серьезных загрязнений околоземной орбиты стал американский проект «Вестфорд». В 1961–1963 годах при помощи трех ракет-носителей на орбиту были выведены 480 000 000 медных иголок. Американские военные предполагали создать искусственную ионосферу вокруг нашей планеты, чтобы обеспечить большую надежность для систем военной связи. Причем первые два запуска окончились неудачно, и лишь с третьего раза военным удалось «засеять» на орбите нашей планеты почти полмиллиарда небольших проволочных кусочков.

Проволочные иголочки были очень тонкими, они имели в длину всего 1,78 см при толщине около 20 мкм. На изготовление полумиллиарда таких проволочек потребовалось всего около 20 кг меди. В результате третьего, успешного запуска вокруг Земли на высоте 3500 км было образовано кольцо, своеобразный «бублик» толщиной около 30 км.

Объект из музея проекта «Вестфорд»

Фото: commons. wikimedia.org/Edmund.huber

Каждая проволочка в этом «бублике» работала как дипольная антенна. Уже на четвертый день после запуска американские военные провели сеанс связи между военными базами в Калифорнии и Массачусетсе. Космическая искусственная ионосфера обеспечивала прием и передачу данных на скорости около 20 килобит в секунду, что примерно равно мощности модема в 1990-х годах.

Однако уже спустя несколько недель иголочки стали разлетаться друг от друга, и качество связи стало падать. Во многом из-за этого от проекта отказались и закрыли. По словам военных, большинство правильно направленных кусков проволоки в течение 10 лет вернулись на Землю и сгорели в плотных слоях атмосферы. Однако точных данных, сколько вернулось, а сколько остается на орбите, нет.

Таким образом человечество устроило одно из самых серьезных загрязнений орбитального пространства. К счастью, большинство из них сбились в отдельные скопления, за которыми ведется наблюдение с Земли.  В настоящее время насчитывается 46 таких скоплений, но технологий, чтобы убрать их с орбиты, тоже пока нет.

Стоит отметить, что американцам удалось убедить много стран в безопасности этого проекта. Советский Союз выступал против, но сделать было уже ничего нельзя.

Всё больше и больше

Американский эксперимент хотя бы был единичным случаем. А вот космические аппараты человечество продолжает запускать с завидной регулярностью, причем в последние годы количество спутников начало стремительно увеличиваться, хоть их размеры и уменьшились. Хуже всего, что запуски производятся в достаточно узких рамках нескольких удобных человечеству орбит. Поэтому космические аппараты сосредоточены в относительно небольших частях пространства.

«Космос-2251» — российский военный спутник связи типа «Стрела-2М», который вышел из управления и 10 февраля 2009 года столкнулся с рабочим американским спутником Iridium-33

Фото: commons.wikimedia. org/Rlandmann

В 1978 году научный консультант NASA Дональд Кесслер, глядя на стремительно увеличивающееся количество космических аппаратов на орбите, сделал один очень неприятный для человечества прогноз. Он предположил, что в какой-то момент спутников на орбите станет так много, что начнут случаться неконтролируемые столкновения, которые приведут к эффекту домино. Что он имел в виду? За счет огромных скоростей спутники на орбите при столкновении образуют огромное количество осколков, разлетающихся в разные стороны. При этом часть этих осколков может найти себе следующую «жертву» и… дальше, дальше, дальше, дальше.

И да, первое столкновение на орбите уже случилось в 2009 году. Главным действующим лицом стал «Космос-2251» — российский военный спутник связи типа «Стрела-2М». Он был запущен в 1993 году и проработал на орбите всего пару лет. Затем его система маневрирования вышла из строя, военные попереживали, но ничего не смогли поделать, списали его и забыли.

А спутник полетел дальше по космосу искать себе друзей. И 10 февраля 2009 года, на высоте около 790 км над уровнем моря, он встретился с рабочим американским спутником Iridium-33 (на Западе бытует версия, что «Космос-2251» был вполне рабочим боевым аппаратом, но применение противоспутникового оружия в 2009 году кажется маловероятным. — Прим. ред.).

Результатом такой встречи стали примерно 600 осколков размером более пяти сантиметров и несколько тысяч более мелких. Предсказанного Кесслером эффекта домино, к счастью, не произошло — очевидно, спутников на орбите для такого процесса всё еще недостаточно. Однако образовавшееся облако осколков повышает шансы на повторение ситуации. И чем дальше, тем больше будет подобных столкновений, просто по закону больших чисел.

Спутники постепенно выходят из строя (всего на орбите более 2000 нерабочих аппаратов), их никто не убирает, и уже недалек тот час, когда всё происходящее станет просто огромной проблемой для всей мировой космонавтики.

Фото: NASA

Компьютерная модель распределения космических объектов в космосе, согласно описанию NASA 95 % из них являются мусором

Глубокая обеспокоенность

Понятно, что данная ситуация беспокоит практически все занимающиеся запусками космических аппаратов страны. На конференциях и круглых столах, посвященных проблемам мировой космонавтики, эта тема всплывает постоянно. Но вот тратить серьезные деньги на решение проблемы пока никто не собирается. Именно поэтому большинство современных проектов по созданию космических аппаратов для орбитальной уборки либо так и находятся на стадии проектов, либо тянут не более чем на студенческие разработки. Увы, но на деле пока ни одна мировая держава не начала всерьез бороться с проблемой орбитального мусора.

А кто же из стран внес наибольший вклад в замусоривание орбиты Земли? На первом месте по количеству космического мусора находятся США. Совсем немного от них отстает Россия (3961 против 3999 крупных объектов), но по общему количеству объектов на земной орбите (с учетом ступеней ракет и действующих спутников) Россия удерживает первое место (6515 у России и 6211 у США). На третьем месте по количеству мусора находится Китай (3475 объектов).

Максимум, что было сделано, — организовано наблюдение за космическими аппаратами и серьезными кусками мусора на орбите.

У каждой страны ведется свой каталог, учитывающий наиболее заметные проблемы загрязнения. Например, есть российский каталог АСПОС ОКП (автоматизированная система предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве), ведущийся главным информационно-аналитическим центром ЦНИИМаш. По состоянию на 2014 год в нем содержалась информация уже о более чем 15,8 тыс. единиц объектов космического мусора. Также наблюдения за мусором на орбите ведут и Соединенные Штаты Америки.

Модель аппарата CleanSpace One 

Фото: EPFL

А что же с очисткой орбиты? Какие космические аппараты уже готовы к уборке? Пока никакие. Ближе всего, как это ни странно, к запуску своего космического уборщика Швейцария. Казалось бы, у этой страны всего один спутник на орбите, да и тот уже не работает. Но, как сказал швейцарский премьер-министр, «Швейцария очень любит чистоту». А потому уже в ближайшее время должен быть запущен на орбиту аппарат ClеanSpace One, основной задачей которого станет уборка швейцарского неработающего спутника.

К сожалению, аппарат одноразовый, а потому на ситуацию с мусором существенного влияния это не окажет.

У США есть достаточное количество идей и разработок для уборки космического мусора, но пока ни одна из них не превратилась в реальный космический аппарат. Среди вариантов и идей есть, например,  специальная мелкоячеистая сеть, накидываемая на скопления космического мусора, чтобы затем направить его в сторону Земли. Иногда достаточно просто двинуть объект по направлению к поверхности планеты, а дальше всё дело сделает сила притяжения.

Есть вариант уборки мусора с орбиты при помощи лазера. Предполагается, что лазерный импульс, испаряя часть объекта, заставит его сдвинуться с места, что сильно уменьшит общее время пребывания мусора на орбите. Этот проект называется Laser Broom («Лазерная метла»), но и он в настоящее время не ушел дальше разработок.

Совсем недавно, в феврале 2019 года, британский зонд RemoveDebris впервые провел испытания орбитального гарпуна. Находясь на орбите, зонд успешно выстрелил гарпуном в мишень (впрочем, не найденную там же в космосе, а привезенную «с собой» и вынесенную на штанге на 1,5 м), пробил обломок, а затем смог его притянуть с помощью троса. Затем аппарат отправится потихоньку к Земле, а затем сгорит в плотных слоях атмосферы. Это, конечно, тоже серьезное продвижение вперед, но до настоящей уборки на орбите еще очень и очень далеко. Пока человечество радуют такие одиночные успехи, огромное количество обломков продолжает висеть в космосе.

Так что же со спутниками OneWeb, сильно ли они загрязнят орбиту? На самом деле не очень.  

По сравнению с той проблемой, что в настоящее время уже «висит» над нашими головами, еще 700 спутников, тем более с достаточно длительным сроком активной службы, погоды не сделают. Более того, такой массовый вывод космических аппаратов — это скорее показатель технических возможностей современной космонавтики, а значит, и вывода будущих «космических уборщиков».

Пока же мы можем следить за выводом всё новых спутников и ждать, когда же вся планета будет покрыта доступом в сеть интернет. Осталось совсем недолго, а мусор, даже космический, пока подождет.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Разнообразие искусственных спутников Земли | Granite of science

Специально для «Гранита науки» старший научный сотрудник Главной астрономической обсерватории НАНУ Марина Ищенко написала статью об искусственных спутниках Земли — космических летательных аппаратов, выведенных на околоземные орбиты – и о разнообразии научных и прикладных задач, для решения которых эти спутники предназначены.  

4 октября 1957 г. у нашей планеты появился первый спутник, сделанный руками человека. С помощью ракетоносителя «Спутник» (на базе межконтинентальной баллистической ракеты «Р-7»), под руководством С.П. Королева был осуществлён запуск с полигона «Тюра-Там» (ныне «Байконур») первого искусственного аппарата «Спутник-1», СССР. Проработал он 92 дня и сошел с орбиты 4 января 1958 года. Его масса была 83,6 кг, а диаметр — 58 см. Цели у этой космической мисси были в первую очередь связанны с оттачиванием технологии запусков и выведения космических аппаратов на околоземные орбиты. Кроме этого планировалось: 

— проверка расчётов и основных технических решений, принятых для запуска;

— ионосферные исследования прохождения радиоволн, излучаемых передатчиками спутника;

— экспериментальное определение плотности верхних слоёв атмосферы по торможению спутника;

— исследование условий работы аппаратуры.

Последующие спутники с собственными ракетоносителями запустили США и Франция. Под руководством В. фон Бруана с помощью ракетоносителя «Юпитер-С» на базе баллистической ракеты «Редстоун» (запуск с мыса Канаверал) 1 февраля 1958 года был запущен «Эксплорер 1», США. Проработал спутник 111 дней, успев совершить научное открытие – обнаружение радиационных поясов вокруг Земли, получившие название внутренних радиационных поясов им. Ван Аллена. 

Франция 26 ноября 1965 года запустила искусственный спутник под названием «Астерикс», проработавший 15 дней. Запуск был осуществлён с космодрома Хаммагир с помощью ракетоносителя «Диамант-А». Научных целей спутник не имел.  

• Макет искусственного спутника «Астерикс», Франция
• Макет первого искусственного спутника «Спутник-1», СССР
• Макет искусственного спутника «Эксплорер-1» прикрепленной четвертой ступенью ракеты-носителя, США

С 1957 года прошло уже 63 года и по данным UCS Satellite Database  на 31 марта 2020 года на различных высотах околоземных орбит в активном состоянии находятся 2666 искусственных спутников Земли. По количеству активных спутников лидерами являются: США – 1327, Россия – 169, Китай – 363. В основном, искусственные спутники можно поделить по категориям, характеризующим их предназначение. На сегодня наиболее популярна следующая характеристика.

Орбитальное расположение активных спутников по данным ресурса stuffin.space на 2020 год

Астрономические спутники – спутники, предназначенные для исследования планет, галактик и других космических объектов. Среди ярких примеров можно привести такие как «Хаббл» (изучает структуру Вселенной, без влияния эффектов атмосферы Земли),  космический гамма-телескоп им. Ферми (исследуются астрофизические и космологические процессы, происходящие в активных ядрах галактик, пульсарах и других высокоэнергетических источниках), «Вояджеры» 1 и 2 (изучали планеты и межпланетное пространство) и т.д. Биоспутники и наноспутники – спутники, предназначенные для проведения научных экспериментов над живыми организмами в условиях космоса. Ко второй категории относятся малогабаритные аппараты (бокс весом несколько кг). Спутники, связанные с изучением Земли, такие как: спутники дистанционного зондирования (поколения «Landsat» и «Sentinel», занимающиеся картографированием поверхности нашей планеты, к примеру, для сервиса Google Maps), метеорологические (спутники, предназначенные  для мониторинга погоды, а также для наблюдения климата Земли) и т.д. Спутники связи, такие как «Иридиум» и «Starlink» (проект Илона Маска по глобальной сети интернет) и т.д. Навигационные и военные спутники. И особняком стоят космические станции — долговременные космические корабли.

Тема космического мусора стала актуальна в 2009 году, когда официально было задетектировано столкновение двух искусственных спутников «Космос-2251» (принадлежал Космическим войскам России) и «Иридиум 33» (спутниковая связь «Иридиум», США). После столкновения образовалось более чем 1000 обломков в диаметре от 10 см. Обломков менее чем 10 см еще больше, но их детектирование представляет сложность в связи з мелкими размерами. Помимо осколков к космическому мусору относится все, что находится на околоземных орбитах и является неисправным и не функционирует. Часть таких объектов ежедневно сгорает в верхних плотных слоях атмосферы, а часть – падает на Землю. Строго говоря, существует такое понятие как «орбита захоронения», куда выводится отработанный спутник (при условии, что на момент выведения спутника из состояния «активный», он все еще способен выполнить маневр перехода на эту орбиту, т.е. исправен и достаточно топлива на коррекцию орбиты). Орбита захоронения рассчитывается индивидуально для каждого спутника и наиболее актуальной является для спутников, находящихся на геостационарной орбите.

Кладбище космических кораблей или точка Немо. Не все искусственные спутники могут быть уничтожены при входе в верхние слои атмосферы или выведены на орбиту захоронения. Космические аппараты весом более десятков тонн должны быть контролируемо спущены на Землю или же орбиты корректируются таким образом, что часть аппарата сгорает в атмосфере, а остатки конструкции падают на запланированное место. Таким местом считается точка Немо – территория равно удаленная от берега примерно на 2500 км. и располагается она в Тихом океане, а ближайшее населенное  место от нее – остров Пасхи. Точка Немо входит в список земных полюсов недоступности, судоходство там запрещено. В свое время на кладбище нашли пристанище станции «Мир» и «Скайлеб», шесть «Салютов». 

Из перечисленных выше разнообразий спутников и спутниковых систем в повседневной жизни большинство из нас хотя бы раз использовали навигацию в телефоне, предоставляемую Глобальными спутниковыми навигационными системами. 

Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС)

Пионеры в области навигации: спутниковые системы «Transit» и «Циклон».

После успешного запуска первого искусственного спутника «Спутник-1» ВМФ США начинает спонтировать разработки по созданию спутниковой навигации, в частности, их интересовало более точное наведение баллистических ракет типа «Поларис», запускаемых с атомных подводных лодок класса «Джордж Вашингтон». 13 апреля 1960 года был выведен на орбиту спутник «Transit 1B», послуживший началом старта к развитию первой спутниковой навигационной системы «Transit» (NAVSAT Navy Navigation Satellite System). В 1964 году система вступила в эксплуатацию для использования ВМФ США. Масса аппарата – 56 кг, высота орбиты – около 1000 км, тип орбиты – полярная (т.е. спутник пролетал через полюс Земли) рабочие частоты 400 и 150 МГц. Путем улучшения приема сигнала наземной аппаратурой и одновременной видимостью пяти спутников точность определения местоположения статического объекта составляла примерно от 100 до нескольких десятков метров. Гораздо хуже определялось местоположение перемещающегося объекта – точность была около 200 м. 

В 1967 году система «Transit» получает статус «открытая» для использования гражданским и коммерческим сегментом пользователей, где сразу же начинает пользоваться широким применением в сфере геодезии. 

Навигационный спутник «Transit 2A» на этапе подготовки к запуску

Геодезия (буквально с греческого «делю землю») – это наука о вращении, гравитации и форме Земли, включая их эволюцию во времени, поскольку свойства Земли меняются со временем. Земля является динамической системой – у нее есть жидкая, подвижная атмосфера и океаны, постоянно меняющееся глобальное распределение льда, снега и воды, жидкое ядро, которое претерпевает некоторый тип гидромагнитного движения, мантия, одновременно термически конвектирующая и отскакивающая от ледниковой нагрузки последнего ледникового периода, и подвижные тектонические плиты. Кроме того, геодезией называется отрасль производства, связанная с определением пространственных характеристик местности и искусственных объектов. Применяется для координатного обеспечения картографии, строительства, землеустройства, кадастра, горного дела, геологоразведки и других областей хозяйственной деятельности.

Последний спутник системы «Transit» был запущен в 1988 году, а дальнейшее развитие системы было прекращено в 1996 году. С этого года  основная задача «Transit» состоит в изучении и мониторинга ионосферы Земли. Главным недостатком системы был охват не всей территории Земли и ограниченное время доступа.  

«Transit» послужила прототипом для разработки Глобальной Системы Позиционирования (Navstar Global Positioning System, более известное как сокращение «GPS»). Годом рождения GPS можно считать 1973, когда министерство обороны США инициировало процесс унификации навигационных систем (разные ведомства работали над разными системами, которые были несовместимы). GPS стала первой действующей основной группировкой глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) с момента объявления полностью работоспособной в 1995 году.

Траектории орбит спутниковой навигационной системы «Transit» (по данным Trimble GNSS Planning)

Параллельно с «Transit», СССР разрабатывал свою спутниковую навигационную систему, получившую название «Циклон». 

В 1967 году был выведен на орбиту первый навигационный отечественный спутник «Космос-192». Навигационный спутник обеспечивал непрерывное излучение радионавигационного сигнала на частотах 150 и 400 МГц. Также дополнительно излучался радиосигнал на частоте 10 ГГц, который использовался для коррекции корабельной системы указания курса. Масса аппарата – 800 кг, высота орбиты – 760 км, тип орбиты – низкая приполярная. Орбитальная группировка состояла из шести спутников и позволяла определять местоположение с точностью до 100 м. В основном, система «Циклон» по своей конструкции и принципу действия была схожа с «Transit». Основной особенностью «Циклона» можно считать наличие бортового ретранслятора для радиотелеграфной связи кораблей ВМФ и подводных лодок с береговыми пунктами управления и между собой. Связь между абонентами могла осуществляться как в зонах прямой радиовидимости, так и глобально, с задержкой по времени (2-3 часа) переноса спутником информации. 

В 1976 году был разработан гражданский вариант навигационной системы для нужд торгового морского флота, получивший название «Цикада».

Последнее выведение космического аппарата на орбиту состоялось в 1978 году. На данный момент все спутники выведены из эксплуатации. Навигационная система «Циклон» послужила прототипом для создания следующего поколения навигационной системы под названием «ГЛОНАСС», старт которой был дан в 1976 году специальным постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР. Подобно своему американскому аналогу GPS NAVSTAR, ГЛОНАСС обеспечивает двухчастотные навигационные сигналы L-диапазона для гражданской и военной навигации. Созданная в 1980-х годах, система впервые достигла своей полной работоспособности в 1995 году. После временной деградации номинальная группировка из 24 спутников была полностью восстановлена в 2011 году, и с тех пор система получила статус глобальной.

На сегодняшний день в мире существует четыре глобальных (покрытие сигналом спутниковой системы осуществляется на всю планету) и две региональных (покрытие сигналом спутниковой системы осуществляется на определенную территорию) навигационных спутниковых систем, табл. 1. 

• Navstar (GPS)
• ГЛОНАСС
• Бэйдоу
• Галилео

Европейская глобальная навигационная спутниковая система «Galileo» разработана как автономная спутниковая система позиционирования для обслуживания по всему миру. Она не зависит от других систем в отношении группировки спутников, наземного сегмента и работы. Система использует те же физические принципы, что и GPS, ГЛОНАСС и другие, то есть измерения дальности на основе радиосигнала от высокоточных часов на космических аппаратах. В 1980-х годах Китай начал разработку региональной спутниковой системы под названием «COMPASS», а с 2015 году система получает статус глобальной под названием «Бэйдоу».

QZSS (пример орбиты для
регионального позиционирования)

Определение местоположения: принцип действия. Для осуществления навигационных измерений каждый спутник передает непрерывный сигнал, фиксирующийся наземным ГНСС-приемником. В сигнале от спутника содержатся координаты его местоположения на орбите (никак не координаты пользователя), а так же метка времени, указывающая на момент времени, когда сигнал покинул спутник. ГНСС-приемник определяет расстояние от каждого спутника по задержке передачи сигнала. Зная расстояние до каждого спутника и местоположение самих спутников, принцип определения местоположения сводится к решению геодезической задачи трилатерации. Если известно расстояние А до одного спутника, то координаты приемника определить нельзя (он может находится в любой точке сферы радиусом А, описанной вокруг спутника). Пусть известна удаленность В приемника от второго спутника. В этом случае определение координат также не представляется возможным — объект находится где-то на окружности (она показана синим цветом на рис.), которая является пересечением двух сфер. Расстояние С до третьего спутника сокращает неопределенность в координатах до двух точек (обозначены двумя жирными синими точками на рисунке).

Схематическое изображение принципа определения местоположения с помощью ГНСС

Из двух возможных точек расположения приемника лишь одна находится на поверхности Земли (или в непосредственной близи от нее), а вторая, ложная, оказывается либо глубоко внутри Земли, либо очень высоко над ее поверхностью. Чем больше будет видно спутников, тем меньше будет радиус этой области и тем выше будет точность. Передача навигационного сигнала на двух частотах используется для того, чтобы можно было вести поправку на запаздывание радиосигналов при их прохождении через ионосферу Земли.

Сегмент пользователя

ГНСС-приемники разрабатываются и производятся уже более четырех десятилетий. Еще в 2013 году, по разным оценкам, около 1 миллиарда гражданских ГНСС-приемников (включая 500-600 миллионов телефонов с функцией ГНСС) использовались в глобальном масштабе. Количество приемников, использовавшихся в военных и правительственных организациях, составляло около 300 000. По предварительным оценкам к 2023 году гражданский сегмент пользователя ГНСС увеличится в разы. 

Слева: График развития использования ГНСС в различной потребительской аппаратуре
Справа: График процентного соотношения различных ГНСС-систем в сегменте пользователя

Как говорилось выше, спутниковые навигационные системы разрабатывались исключительно для военных целей, но на сегодня эти системы распространен во всем мире и применяется в гражданских целях. ГНСС-приемники можно найти в продаже практически во всех магазинах, специализирующихся на продаже электроники. А их цена варьируется от нескольких сотен до одного миллиона гривен. Они встраиваются в смартфоны, онбордеры, мобильные телефоны, КПК. Потребители без проблем могут покупать приложения и устройства, которые позволяют на электронной карте видеть свое местоположение и способствуют прокладки маршрутов, учитывая дорожные знаки, пробки и разрешены повороты. Кроме этого, ГНСС применяется для следующих целей:

Спутниковый мониторинг и навигация: морская, автомобильная, авиационная, речная и портовая, космическая и транспортная навигация и управление. Геодезия: определение точных границ земельных участков и их координаты. Картография: построение военных, гражданских, государственных, тематических карт. Мобильная связь: некоторые страны применяют ГНСС для определения местонахождения человека, который позвонил 911. Тектоника плит: наблюдение колебания и движения тектонических плит. Активный отдых: различные приложения для спорта и активного отдыха.

Так же ГНСС-широко используется в различных научно-прикладных сферах: от изучения и мониторинга ионосферы и тропосферы, прогноза погоды в реальном времени, предсказывании землетрясений и т. д.

Типы ГНСС-аппаратуры (а) — поративный пассивный ГНСС-чип, используемый в смартфонах, паншетах и дургой поративной технике, б) ГНСС-аппаратура, используемая на бортах самолетов, в) промер территории в реальном времени, RTK, г) примененеи в геодезии, д) пример высокопрофессиональноого оборудования для перманентных ГНСС-станций, е) навигатор)

В Украине первая высокопрофессиональная ГНСС-станция была установлена в Киеве на базе Главной астрономической обсерватории НАНУ в конце 1997 года с целью реализации Международной земной системы отсчета. В дальнейшем, при содействии ГАО НАНУ с этой целью в течении следующих пару лет были установлены перманентные станции в Ужгороде, Харькове, Полтаве и Евпатории, послужившие началу работы «Украинской ГНСС-сети». Сейчас, летом 2020 года в Украине действует более 400 высокопрофессиональных ГНСС-станций, установленных различными государственными, академическими, университетскими структурами и частными организациями. ГНСС-сети делятся как на глобальное покрытие территории Украины, примером могут послужить государственная «Система координатно-часового та навігаційного забезпечення України (СКНЗУ)», так и на региональные, такие как «KyivPOS» (обеспечивает покрытием г. Киев). Основная цель создания таких сетей — это обеспечение пользователей в сфере геодезии, земельного кадастра, мониторинга и т.д. возможностью использовать RTK как на государственном, так и на частном уровнях с сантиметровой точностью. Метод RTK в Украине нашел широкое применение в сфере высокоточного земледелия, когда необходимо иметь точность до 2 см, к примеру, при посадке семян. Примером успешной частной копании в этом направлении может служить ПРаТ «Систем Солюшнс», обеспечивающая услугу высокоточного земледелия с помощью более 70 ГНСС-станций, оборудованных ГНСС-аппаратурой фирмы «Leica».

Ряд ГНСС-станций, имеющий длительную историю наблюдений и стабильность в работе, включены в Европейскую перманентную ГНСС-сеть (EPN), целью которой является реализация на европейской части Евразийской литосферной плиты Европейской системы отсчета EUREF. Таких станций на данный момент 19. Пять ГНСС-станций входят в Международную ГНСС-службу (IGS), одной из задач которой, состоит в реализации глобальной системы отсчета. Мониторинг стабильности работы и пересылки наблюдений выполняет Операционный ГНСС-центр ГАО НАН Украины.   

RTK (кинематика в реальном времени) – метод получения плановых координат и высот c сантиметровой точностью с помощью поправок, получаемых с базовой ГНСС-станции в режиме реального времени. Необходимым условием является наличие покрытия территории GSM-связи, где ведутся работы и где установлена базовая станция. Принцип работы: сигнал с ГНСС-спутника к моменту фиксирования его ГНСС-приемником подвергается ряду искажений, среди которых влияние различных слоев атмосферы (тропосфера и ионосфера), помехи от различных наземных объектов, а также переотражение сигнала (многолучевость) от разных поверхностей. Высокопрофессиональный двухчастотный ГНСС-приемник, установленный на перманентной станции, способен устранять ряд помех, но в тоже время он не предназначен для полевых работ, а его высокая стоимость не позволяет широкое использование. Для таких целей используют более дешевые аналоги (роверы) с опцией приема поправки от базовой станции. Идеальным расстоянием меду базовой станции и ровером считается 20-30 км.

Ярким примером использования ГНСС-наблюдений в науке является изучение движения литосферных плит. Еще в далеких 1920-х годах Альфред Вегенер выступал на собрании Немецкого геологического общества с докладом о дрейфе материков. Исходной посылкой к созданию теории послужило совпадение очертаний западного побережья Африки и восточного побережья Южной Америки. Если эти континенты сдвинуть, то они совпадают, как если бы образовались в результате раскола одного праматерика. Вегенер не удовлетворился совпадением очертаний побережий (которые неоднократно отмечались к нему), а стал интенсивно искать доказательства теории. Для этого он изучил геологию побережья обоих континентов и нашел множество сходных геологических комплексов, которые совпадали при совмещении, так же, как и береговая линия. Другим направлением доказательства теории стали палеоклиматических реконструкции, палеонтологические и биогеографические аргументы. Многие животные и растения имеют ограниченные ареалы, по обе стороны Атлантического океана. Они очень похожи, но разделены многокилометровых водным пространством, и трудно предположить, что они пересекли океан. Кроме того, Вегенер стал искать геофизические и геодезические доказательства. Однако в то время уровень этих наук был явно недостаточен, чтобы зафиксировать современное движение континентов. 

Окончательным доказательством теории движения материков стало глобальное применение спутников GPS в изучении этого вопроса. Поскольку ГНСС-наблюдения на перманентных станциях ведутся каждую секунду 24 часа 7 дней в неделю и не зависят от погодных условий, ученым удалось накопить длительные оценки координатных рядов, что позволило оценить скорости и направления смещений ГНСС-станций.  

На карте представлены вектора движений перманентных ГНСС-станций, наблюдения которых анализируются международным консорциумом «UNAVCO». Скорости представлены в глобальной системе отсчета IGS08 (центр системы отсчета находится в центре планеты).  

В последующем были определены границы всех основных тектонических плит (их 14), а так же «мелкие» плиты, которые принято рассматривать в составе больших 14.

Примером «мелкой» плиты может служить Анатолийская литосферная плита, на которой расположена Турция, считающаяся сейсмически активным регионом. Если за систему отсчета представить Евразийскую литосферную плиту, когда скорости ГНСС-станций рассчитываются относительно Евразийской плиты (а на самой плите они почти равны нулю), сразу  можно выделить вектор движения Анатолийской плиты в сравнении с Африканской (территория Израиля) – они движутся в противоположном направлении. Что вызвано процессом так называемой субдукции вдоль Греческих и Кипрских дуг (синяя линия), где происходит  погружение одних блоков земной коры под другие. Такие процессы зачастую сопровождаются активными землетрясениями (ромбы) и вулканизмом (треугольники).

Вектора движений перманентных ГНСС-станций, наблюдения которых анализируются международным консорциумом «UNAVCO». Скорости представлены в глобальной системе отсчета IGS08 (центр системы отсчета находится в центре планеты)Вектора движений «мелкой» плиты относительно Евразийской литосферной плиты, зафиксированные на перманентых ГНСС-станциях

При подготовке материала использованы следующие ресурсы: 

База данных по активным спутникам

Ресурс визуализации активных спутников

U.S. Coast Guard Navigation Center

Информационно-аналитический центр КВНО АО ЦНИИмаш

BeiDou Navigation Satellite System

European GNSS Agency

Quasi-Zenith Satellite System (QZSS)

GPS Velocity Viewer

Українська ГНСС-мережа

А также Handbook of Global Navigation Satellite Systems // Edts . Peter J.G. Teunissen and Oliver Montenbruck. 2017

Автор: PhD Марина Ищенко, старший научный сотрудник ГАО НАН Украины, доцент кафедры аэрокосмической геодезии Национального авиационного университета

Поделиться ссылкой:

какими возможностями обладают российские спутники-инспекторы — РТ на русском

Российские военные запустили с космодрома Плесецк ракету-носитель с искусственным спутником Земли (ИСЗ), который предназначен для мониторинга состояния отечественных космических аппаратов. Об этом сообщается на сайте Минобороны РФ. Речь идёт о так называемом спутнике-инспекторе. Ранее данный тип ИСЗ вызвал обеспокоенность на Западе из-за способности наблюдать за зарубежными аппаратами. Как полагают эксперты, в условиях развязанной США милитаризации космоса Россия вынуждена развивать системы защиты своей орбитальной группировки. Одним из способов обороны является совершенствование «инспекционных» возможностей отечественных спутников.

Воздушно-космические силы РФ провели успешный запуск спутника-инспектора с государственного испытательного космодрома Плесецк (Архангельская область), сообщает пресс-служба Минобороны России. На орбиту космический аппарат (КА) был выведен ракетой-носителем лёгкого класса «Союз-2.1в». Со спутником поддерживается устойчивая телеметрическая связь, все его системы функционируют в штатном режиме.

«Космический аппарат, созданный на базе унифицированной многофункциональной космической платформы, выведен на целевую орбиту, с которой может осуществляться мониторинг состояния отечественных спутников. Оптическая аппаратура также позволяет производить съёмку поверхности Земли», — говорится на сайте Минобороны.

«Средства защиты и противодействия»

Спутник-инспектор — один из видов космических аппаратов, призванный обеспечить безопасность функционирования орбитальной группировки РФ. По данным британского аналитического агентства Jane’s, с 2013 по 2017 год Москва запустила несколько экспериментальных аппаратов. Они якобы способны маневрировать, перемещаясь на сотни километров, и проводить осмотр зарубежных искусственных спутников Земли (ИСЗ). 

Утверждается, что 23 июня 2017 года ракетой-носителем «Союз-2.1в» Россия вывела на орбиту три «инспектора»: «Космос-2519», «Космос-2521» и «Космос-2523». По мнению британских аналитиков, подобные аппараты являются частью противоспутникового арсенала РФ.

Также по теме

«Отработка технологий защиты и обслуживания»: в Минобороны рассказали об испытаниях космических аппаратов серии «Космос»

Российский спутник-инспектор провёл орбитальное обслуживание спутника-регистратора и передал информацию на Землю. Об этом сообщили в…

По данным американского издания The Space Review, ИСЗ типа «Космос», а также другие небольшие спутники-инспекторы разрабатываются в рамках проекта 14K167 «Нивелир». Для передвижения по орбите они используют «псевдоимпульсы» — этот способ маневрирования экономичен в плане расхода топлива. Кроме того, в перспективе российские спутники-инспекторы станут менее заметны для средств наблюдения благодаря специальному радиопоглощающему покрытию.

Со ссылкой на доклад Фонда за безопасный мир и на собственные источники The Space Review пишет, что Москва создаёт множество противоспутниковых наземных и авиационных комплексов для вывода из строя ИСЗ на околоземной орбите (около 200—1200 км от Земли). Также российские предприятия якобы разрабатывают спутники типа «Буревестник», способные поражать аппараты в геостационарном поясе (порядка 35,7 тыс. км).

В декабре 2017 года «Известия» сообщили о том, что предприятия «Роскосмоса» в интересах Минобороны РФ разработали новый спутник-шпион массой до нескольких сотен килограммов. В его задачи входит оптическое наблюдение. В военном ведомстве подтвердили распространённую газетой информацию, но отказались раскрывать подробности проекта.

• Изображение спутника на околоземной орбите
• Gettyimages.ru
• © Jose Luis Stephens / EyeEm

В августе 2018 года на конференции по вопросам разоружения в Женеве помощница госсекретаря США Илем Поблет заявила, что новейшие российские ИСЗ действительно способны выводить из строя зарубежные спутники. По её словам, Соединённые Штаты обеспокоены «очень ненормальным поведением» аппаратов, запущенных РФ.

Как указывает The National Interest, российские спутники-инспекторы могут выполнять множество разнообразных задач — от охраны российских ИСЗ до вывода из строя объектов потенциального противника. В то же время издание отмечает, что РФ — не единственная страна, у которой есть космические аппараты, обладающие боевым потенциалом.

Также по теме

«Фактически это новый самолёт»: каким будет модернизированный стратегический бомбардировщик Ту-160М

К концу 2021 года Минобороны России получит первый построенный с нуля стратегический ракетоносец серии Ту-160М. Об этом сообщил…

В частности, подобные аппараты стоят на вооружении Соединённых Штатов. В пример The National Interest привёл ИСЗ Phoenix, способный «похищать» космические аппараты, и беспилотную летающую лабораторию X-37B Orbital Test Vehicle, военное предназначение которой Пентагон не раскрывает.

Как заявил в беседе с RT военный эксперт Юрий Кнутов, развитие отечественных ИСЗ-инспекторов и комплексов противоспутникового вооружения является ответом России на последовательную милитаризацию космического пространства, которую проводит Вашингтон.

«X-37B был создан для выполнения самых разнообразных задач. У меня нет сомнения, что данный аппарат может осматривать и повреждать спутники. Его преимущество заключается в возможности находиться на орбите в течение длительного срока (порядка двух лет)», — констатировал Кнутов.

По мнению собеседника RT, существуют основания полагать, что в настоящее время X-37B используется для сбора информации об иностранных спутниках, включая российские ИСЗ. Кнутов уверен, что американский космолёт представляет опасность для российской и китайской орбитальных группировок.

«X-37B и планы Вашингтона относительно усовершенствования космического эшелона ПРО делают неизбежной милитаризацию космоса и открывают гонку вооружений. Это факт, с которым приходится считаться. Поэтому претензии США и некоторых западных стран к нашим спутникам-инспекторам беспочвенны. Россия вынуждена создавать средства защиты и противодействия в космическом пространстве», — подчеркнул Кнутов.

Поддержание баланса

Основатель портала Military Russia Дмитрий Корнев в комментарии RT отметил, что последние годы Минобороны России уделяет большое внимание вопросу защиты орбитальной группировки. Как пояснил эксперт, вывод из строя даже части орбитальной группировки может привести к катастрофическим последствиям для обороны и экономики любой страны мира.

«Зависимость от спутников в современном мире просто огромная. Это навигация, связь, наблюдение, разведка, целеуказание. Между тем эффективных способов защиты ИСЗ (наподобие ПВО) не существует и вряд ли они появятся в обозримой перспективе. В итоге ведущие державы развивают средства наступательного характера. Наиболее уязвимы аппараты на околоземной орбите. Их относительно легко вывести из строя кинетическим воздействием — как с орбиты, так и с Земли», — сказал Корнев.

По словам аналитика, Россия стремится обзавестись широким арсеналом противоспутникового вооружения, чтобы иметь возможность нанести гарантированный ответный удар в случае агрессии против отечественной орбитальной группировки.

• Подготовка ракеты-носителя для вывода на орбиту космических аппаратов
• © Министерство обороны РФ

При этом Москва делает акцент на разработке «гуманных» средств выведения из строя ИСЗ.  Они представлены комплексами радиоэлектронной борьбы, лазерами и спутниками-инспекторами. Последние, как предполагает собеседник RT, могут в том числе «отгонять» незваных гостей, защищая тем самым орбитальную группировку РФ от осмотра иностранными ИСЗ-шпионами. 

Повышение оборонного потенциала отечественной орбитальной группировки осуществляется посредством развития технологий технического зрения. Этому научному направлению была посвящена конференция, которая прошла в середине октября в технополисе «Эра» (Анапа). На ней Военно-космическая академия имени Можайского (Санкт-Петербург) представила проект перспективной бортовой системы наблюдения космического пространства.

Данный комплекс технического зрения сможет отслеживать перемещение аппаратов, представляющих потенциальную угрозу для орбитальной группировки РФ. Прежде всего речь идёт о зарубежных спутниках-инспекторах. Средства наблюдения планируется устанавливать на ИСЗ массой до 200 кг, которые будут находиться на высоте 2—3 тыс. км.

Как пояснил Корнев, уже сейчас в арсенале российской армии достаточно большое количество средств, способных различными способами выводить из строя спутники. Противоспутниковым потенциалом обладают зенитные ракетные комплексы С-400 «Триумф» и С-500 «Прометей», истребитель-перехватчик МиГ-31 с обновлённой ракетой «Контакт», лазерный комплекс «Пересвет», система постановки помех спутниковой аппаратуре «Тирада-2.3».

«В условиях фактической милитаризации космоса Москва расширяет свои противоспутниковые возможности с помощью летальных и нелетальных систем вооружения. Это важно для поддержания баланса сил в мире, который стремятся нарушить Соединённые Штаты, финансируя проекты по размещению оружия в космическом пространстве», — подытожил Корнев.

Искусственные спутники Земли – конспект урока – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

Сколько спутников находится в космосе?

Вселенная > Сколько спутников в космосе?

4 октября 1957 года стартовала космическая эра с запуском первого искусственного спутника «Спутник-1». Ему было суждено провести на орбите 3 месяца и сгореть в атмосфере. С того момента в космос отправляли множество аппаратов: земная орбита, Луна, вокруг Солнца, других планет и даже за пределы Солнечной системы. Сколько спутников находится в космосе? Только на земной орбите вращается более 1070 операционных спутников, 50% из которых представлено разработками США.

Половина спутников расположена на низкой околоземной орбите (несколько сотен км). Среди них числятся Международная космическая станция, космический телескоп Хаббл и спутники наблюдения. Определенная часть находится на средней околоземной орбите (20000 км) – спутники, используемые для навигации. Небольшая группа выходит на эллиптическую орбиту. Остальные вращаются по геостационарной орбите (36000 км).

Если бы могли видеть их невооруженным глазом, то они показались статичными. Наличие их на определенной географической области обеспечивает коммуникационную стабильность, беспрерывность трансляций и осуществление метеорологических наблюдений.

Отслеживаемые спутники на орбите Земли

Но это не весь список. Вокруг планеты вращается множество искусственных объектов. Среди этого космического мусора заметны ускорители, неактивные спутники и даже детали кораблей и костюмов. Было подсчитано, что на орбите находится примерно 21000 объектов, больше 10 см (малая часть – операционные спутники). Около 60000 — 100 000 обломков достигают размера 1 см.

Орбита Земли настолько сильно переполнена мусором, что Международной космической станции приходится перемещаться, чтобы избежать опасных столкновений. Ученые переживают, что в недалеком будущем эти осколки станут серьезной угрозой для космических запусков. Получится так, что мы просто закроем себя от всего пространства слоем металлических деталей.

Вокруг Луны также расположено несколько спутников. Кроме того, есть спутники и возле других планет. В 2015 году завершил миссию аппарат Мессенджер возле Меркурия. Но к первой планете от Солнца в 2018-м стартовала миссия BepiColombo, где несколько аппаратов возьмутся за изучение мира.

В 2015 году возле Венеры перестал работать аппарат Венера-экспресс, но японский космический корабль Акацуки продолжает исследования до сих пор. К тому же, в 2025 году могут отправить российско-американскую миссию Венера-Д, а солнечный зонд Паркер перед прибытием к звезде сделает несколько облетов вокруг планеты.

На орбите Марса можно встретить сразу 6 искусственных спутников: Марс Одиссей, Марс-экспресс, Марсианский разведывательный спутник (MRO), Мангальян, MAVEN и TGO. Космический корабль Юнона продолжает изучать Юпитер, а в 2017-м завершилась миссия Кассини возле Сатурна. Солнце также не одиноко, ведь рядом находятся миссия STEREO-A и зонд Паркер.

В 2013 году Вояджер-1 покинул солнечную гелиосферу и вышел в межзвездную среду, а Вояджер-2 выполнил это в 2018-м.

Удивительно, как много аппаратов мы смогли отправить в течение более полувека. Все эти миссии позволили расширить знания о космическом пространстве, и вскоре неприветливый далекий космос раскроет свои тайны. Посетите нашу страницу с 3D-моделью космического мусора, где можно узнать, сколько спутников в космосе находится сейчас, а также изучить проблему с наличием мусора на земной орбите.

• Количество спутников по странам 2019

• Количество спутников по странам 2019 | Statista

Пожалуйста, создайте учетную запись сотрудника, чтобы иметь возможность отмечать статистику как избранную.
Затем вы можете получить доступ к своей любимой статистике через звездочку в заголовке.

Зарегистрироваться

Пожалуйста, авторизуйтесь, перейдя в «Моя учетная запись» → «Администрирование».После этого вы сможете отмечать статистику как избранную и использовать персональные статистические оповещения.

Аутентифицировать

Сохранить статистику в формате .XLS

Вы можете загрузить эту статистику только как премиум-пользователь.

Сохранить статистику в формате .PNG

Вы можете загрузить эту статистику только как премиум-пользователь.

Сохранить статистику в формате .PDF

Вы можете загрузить эту статистику только как премиум-пользователь.

Показать ссылки на источники

Как премиум-пользователь вы получаете доступ к подробным ссылкам на источники и справочной информации об этой статистике.

Показать подробную информацию об этой статистике

Как премиум-пользователь вы получаете доступ к справочной информации и сведениям о выпуске этой статистики.

Статистика закладок

Как только эта статистика будет обновлена, вы сразу же получите уведомление по электронной почте.

Да, сохранить в избранном!

…и облегчить мою исследовательскую жизнь.

Изменить параметры статистики

Для использования этой функции вам потребуется как минимум Одиночная учетная запись .

Базовая учетная запись

Познакомьтесь с платформой

У вас есть доступ только к базовой статистике.

Эта статистика не учтена в вашем аккаунте.

Единая учетная запись

Идеальная учетная запись начального уровня для индивидуальных пользователей

• Мгновенный доступ к статистике 1 м
• Скачать в форматах XLS, PDF и PNG
• Подробные ссылки

$ 59 39 $ / месяц *

в первые 12 месяцев

Корпоративный аккаунт

Полный доступ

Корпоративное решение, включающее все функции.

* Цены не включают налог с продаж.

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Дополнительная статистика

Узнайте больше о том, как Statista может поддержать ваш бизнес.

Союз неравнодушных ученых. (26 апреля 2021 г.). Количество спутников на орбите по основным странам на 1 января 2021 г. [График].В Statista. Получено 29 апреля 2021 г. с сайта https://www.statista.com/statistics/264472/number-of-satellites-in-orbit-by-operating-country/

Союз обеспокоенных ученых. «Количество спутников на орбите по крупнейшим странам на 1 января 2021 года». Диаграмма. 26 апреля 2021 года. Statista. По состоянию на 29 апреля 2021 г. https://www.statista.com/statistics/264472/number-of-satellites-in-orbit-by-operating-country/

Союз обеспокоенных ученых. (2021 год). Количество спутников на орбите по крупнейшим странам на 1 января 2021 года. Statista. Statista Inc .. Дата обращения: 29 апреля 2021 г. https://www.statista.com/statistics/264472/number-of-satellites-in-orbit-by-operating-country/

Союз обеспокоенных ученых. «Количество спутников на орбите по основным странам на 1 января 2021 года». Statista, Statista Inc., 26 апреля 2021 г., https://www.statista.com/statistics/264472/number-of-satellites-in-orbit-by-operating-country/

Союз обеспокоенных ученых, количество спутников на орбите крупной страны по состоянию на 1 января 2021 г., Statista, https: // www.statista.com/statistics/264472/number-of-satellites-in-orbit-by-operating-country/ (последнее посещение — 29 апреля 2021 г.)

Сколько спутников вращается вокруг Земли и почему управление космическим движением имеет решающее значение — Geospatial World

Вы когда-нибудь задумывались, сколько спутников вращается вокруг Земли? По данным Союза обеспокоенных ученых (UCS), который ведет базу данных активных спутников на орбите, по состоянию на 1 апреля 2020 года, всего в космосе находилось 2666 спутников, из которых 1918 находились на низкой околоземной орбите (НОО). .

И это только до апреля. С тех пор у нас было еще много запусков. Самой загруженной из них является SpaceX, которая в этом году запускала спутники в среднем по одной миссии в месяц для своего интернет-проекта Starlink. На данный момент он запустил на орбиту более 600 единиц и планирует еще несколько десятков тысяч. Amazon недавно объявила о своих планах запустить мега-группировку из более чем 3000 спутников, чтобы обеспечить подключение к Интернету в недостаточно подключенных частях мира.Исследовательская компания Euroconsult прогнозирует, что 2020-е годы станут десятилетием малых спутников, со в среднем 1000 запусков малых спутников в год. Для сравнения: в 2019 году было запущено в общей сложности 385 малых спутников.

По мере того, как спутники становятся меньше, их становится все проще строить и запускать. Кому-то все это может показаться музыкой, но некоторых экспертов это беспокоит.

«Космос может показаться бесконечным, но возможности для безопасного размещения и поддержания объекта на орбите Земли — нет. Риск столкновения между объектами в космосе очень реален, и крупные столкновения уже произошли », — написал Майкл Домингес, бывший высокопоставленный чиновник министерства обороны, исполнявший обязанности секретаря военно-воздушных сил и исполнительного агента министерства обороны по космосу. Даже одно столкновение может создать опасное поле обломков, которое может вывести из строя ряд критически важных возможностей, от которых мы зависим, таких как глобальная связь и навигация, и поставить под угрозу астронавтов, находящихся на Международной космической станции.Кроме того, финансовые последствия могут быть колоссальными.

ТАКЖЕ ЧИТАЙТЕ: Отчет подтверждает, что Департамент торговли является ведущим агентством по управлению космическим движением.

Вот почему управление космическим движением является важной областью для правительств. В Соединенных Штатах это традиционно находилось в ведении Министерства обороны. Однако по мере увеличения количества объектов на орбите возникло ощущение, что ситуационная осведомленность в космосе как услуга Министерства обороны перестала быть адекватной. В рамках Директивы-3 космической политики в 2018 году ответственность за управление космическим движением была передана Министерству торговли.Недавно назначенная Конгрессом комиссия при Национальной академии государственного управления (NAPA) подтвердила, что Управление космической торговли при Министерстве торговли является наиболее подходящим гражданским агентством для выполнения таких задач. Домингес был председателем группы из пяти человек, в которую также входили бывший администратор НАСА Шон О’Киф и бывший директор NRO Мартин Фага.

Обломки на орбите

2666 спутников

UCS — это всего лишь количество активных спутников на орбите. Более чем вдвое больше погибших или потерянных, летающих по своим орбитам без связи с внешним миром.Затем есть Международная космическая станция, космический телескоп Хаббл, ступени ракет или даже гайки и болты, оставленные астронавтами, не говоря уже о миллионах более мелких, трудных для отслеживания объектов, таких как пятна краски и кусочки пластика. По оценкам ЕКА , общее количество космических объектов на околоземной орбите составляет около 29 000 для размеров более 10 см, 670 000 для размеров более 1 см и более 170 миллионов для размеров более 1 мм!

Любой из этих объектов может вызвать повреждение работающего космического корабля.Например, согласно ESA, , столкновение с 10-сантиметровым объектом повлечет за собой катастрофическую фрагментацию типичного спутника, 1-сантиметровый объект, скорее всего, выведет из строя космический корабль и пробьет щиты МКС, а 1-миллиметровый объект может уничтожить подсистемы на борту космического корабля.

В то время как последнее крупное столкновение спутников произошло в 2009 году — когда неактивный российский космический аппарат Cosmos 2251 врезался в активный Иридиум 33 над Сибирью, отправив большое количество обломков на все более и более низкие орбиты, подобное фиаско было предотвращено 30 января этого года.Два спутника, IRAS и GGSE-4, принадлежащие НАСА и ныне не функционирующие, едва не столкнулись над Питтсбургом.

ТАКЖЕ ПРОЧИТАЙТЕ: Как меняется телекоммуникационная отрасль с помощью геопространственных технологий

Стоимость столкновения

Организация экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) предупреждает в своем недавно опубликованном отчете, что экономическая и социальная уязвимость для космических опасностей, в частности космического мусора, растет.

Для спутников на геостационарной орбите ОЭСР показывает, что таких повреждений могут составить примерно 5-10% от общих затрат на миссию, которые могут составлять сотни миллионов долларов. В LEO относительные затраты на миссию могут быть даже выше 5-10%.

Однако он предупреждает, что цена бездействия будет намного выше. Достаточное количество обломков на орбите может в конечном итоге привести к «синдрому Кесслера» — теоретическому сценарию, в котором плотность объектов на НОО из-за загрязнения космоса настолько высока, что столкновения между объектами могут вызвать каскад, каждое столкновение порождает новые обломки, что увеличивает вероятность дальнейших столкновений. ОЭСР заявляет, что это может быть «критической точкой для экологии, которая может сделать некоторые орбиты непригодными для использования», что серьезно скажется на прогнозировании погоды, мониторинге климата, науках о Земле и космической связи.

ТАКЖЕ ПРОЧИТАЙТЕ: Новые правила FCC делают лицензирование малых спутников проще, быстрее и дешевле

Обеспечение безопасного пространства

Также существует проблема стран, проводящих противоспутниковые испытания на протяжении многих лет — недавнее испытание в России в июле этого года, вызвавшее осуждение со стороны США и Великобритании, — что еще больше усугубляет проблему мусора.

Удаление мусора и предотвращение столкновений жизненно важны для безопасной космической деятельности. Но поскольку небо над Землей кажется переполненным, пришло время сформировать независимую глобальную организацию с участием правительств, ученых и других заинтересованных сторон, чтобы разработать некоторые руководящие принципы и нормы для обеспечения безопасной космической деятельности.

ТАКЖЕ ПРОЧИТАЙТЕ: CLEOS: поднимая геоинформационную аналитику на новый уровень

Спутник Земли | Определение и факты

Понимание функционирования искусственных спутников, проблемы перенаселенности и того, как космические джонки представляют угрозу для космических путешествий

Обзор искусственных спутников, включая проблему перенаселенности.

Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Майнц См. Все видеоролики к этой статье

Спутник Земли , также называемый искусственным спутником , искусственный объект, выведенный на временную или постоянную орбиту вокруг Земли. Космические аппараты этого типа могут быть как с экипажем, так и без экипажа, причем последнее является наиболее распространенным.

Британская викторина

Объекты в космосе: факт или вымысел?

Из чего в основном состоят астероиды? Где образуются кометы? В этой увлекательной викторине по космической науке вы преодолеете «внешние границы», от небесных тел до спутников.

Идея искусственного спутника в орбитальном полете была впервые предложена сэром Исааком Ньютоном в его книге Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687). Он указал, что пушечное ядро, выпущенное с достаточной скоростью с вершины горы в направлении, параллельном горизонту, должно было бы полностью обогнуть Землю, прежде чем упасть. Хотя объект будет иметь тенденцию падать к поверхности Земли из-за силы тяжести, его импульс заставит его спуститься по кривой траектории.Большая скорость вывела бы его на стабильную орбиту, как у Луны, или вообще направила бы его от Земли.

4 октября 1957 года, почти через три столетия после того, как Ньютон выдвинул свою теорию, Советский Союз запустил первый спутник Земли, Спутник 1. Спутник совершал оборот вокруг Земли каждые 96 минут, и его простой радиосигнал был слышен учеными и радистами по всему миру. мир. Соединенные Штаты вывели на орбиту свой первый спутник Explorer 1 три месяца спустя (31 января 1958 г. ).Explorer, хотя и намного меньше, чем Sputnik, был оснащен приборами для обнаружения радиации и обнаружил самый внутренний из двух радиационных поясов Ван Аллена, зону электрически заряженных солнечных частиц, которая окружает Землю.

С тех пор, как эти первые усилия были предприняты, более 5000 спутников Земли были выведены на орбиту более чем 70 различными странами. По состоянию на 2017 год на орбите находится более 2000 спутников, большинство из которых из России или США. Спутники сильно различаются по размеру и конструкции: от небольших «пикоспутников» весом менее килограмма до Международной космической станции, космической лаборатории, в которой проживают шесть астронавтов, и имеющей массу более 400 тонн.Они одинаково разнообразны по функциям. Научные спутники в основном используются для сбора данных о поверхности и атмосфере Земли и для астрономических наблюдений. Метеорологические спутники передают фотографии облачности и измерения других метеорологических условий, которые помогают в прогнозировании погоды, в то время как спутники связи передают телефонные звонки, радио- и телевизионные программы и передачу данных между удаленными частями мира. Навигационные спутники позволяют экипажам океанских судов и самолетов определять местоположение своих судов в любую погоду.Некоторые спутники имеют явно военное применение, например, для разведки и наблюдения.

Международная космическая станция; Discovery

Международная космическая станция, сфотографированная членом экипажа STS-114 на борту космического челнока Discovery во время первого космического полета после катастрофы Columbia , 28 июля 2005 г.

NASA
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Спутников можно вывести на любое количество разных орбит.Конкретный выбранный путь во многом определяется функцией космического корабля. Например, большинство метеорологических и разведывательных спутников запускаются на полярную орбиту, на которой полярная ось Земли представляет собой линию в плоскости орбиты. Поскольку Земля вращается под спутниками на полярной орбите, они проходят по всей ее поверхности в течение определенного периода времени, обеспечивая полное глобальное покрытие. С другой стороны, спутники связи обычно выводятся на экваториальную орбиту, что позволяет им обходить наиболее густонаселенные регионы Земли с запада на восток.Более того, спутники связи, составляющие сеть или систему, почти всегда запускаются на расстояние 22 300 миль (35 890 км) над Землей. На этой высоте движение спутника синхронизируется с вращением Земли, в результате чего аппарат остается неподвижным в одном месте. При правильном расположении три спутника связи, движущиеся по такой геостационарной орбите, могут передавать сигналы между станциями по всему миру. ( См. Также космический корабль; освоение космоса.)

Искусственные спутники — Science Learning Hub

Искусственный спутник — это объект, который люди создали и запустили на орбиту с помощью ракет. В настоящее время вокруг Земли вращается более тысячи активных спутников. Размер, высота и конструкция спутника зависят от его назначения.

Размеры и высота спутников

Спутники различаются по размеру. Некоторые спутники-кубы имеют размер всего 10 см. Некоторые спутники связи имеют длину около 7 м и имеют солнечные батареи, которые простираются еще на 50 м.Самый большой искусственный спутник — Международная космическая станция (МКС). Основная его часть размером с большой дом с пятью спальнями, но, включая солнечные батареи, она размером с поле для регби.

Высота спутников над поверхностью Земли также различается. Это три распространенные орбиты:

• Низкая околоземная орбита (НОО) — от 200 до 2000 км, например, МКС движется по орбите на 400 км со скоростью 28000 км / час, а время нахождения на одной орбите составляет около 90 минут.
• Средняя околоземная орбита (MEO) — большинство спутников MEO находятся на высоте 20 000 км, а время нахождения на одной орбите составляет 12 часов.
• Геостационарная орбита (GEO) — 36000 км над Землей. Время на один виток — 24 часа. Это должно соответствовать вращению Земли, чтобы спутник оставался над той же точкой над поверхностью Земли. Это используется для многих спутников связи и метеорологических спутников.

Высота, выбранная для спутника, зависит от работы, для которой он предназначен.

Типы спутников

Навигационные спутники
GPS (глобальная система позиционирования) состоит из 24 спутников, которые вращаются на высоте 20 000 км над поверхностью Земли.Разница во времени для сигналов, полученных от четырех спутников, используется для расчета точного местоположения приемника GPS на Земле.

Спутники связи
Они используются для передачи телевидения, телефона или Интернета, например, спутник Optus D1 находится на геостационарной орбите над экватором и имеет зону покрытия для передачи сигналов по всей Австралии и Новой Зеландии.

Метеорологические спутники
Они используются для получения изображений облаков и измерения температуры и осадков.В зависимости от типа метеорологического спутника используются как геостационарные, так и низкие околоземные орбиты. Метеорологические спутники используются для более точного прогнозирования погоды.

Спутники наблюдения Земли
Они используются для фотографирования и изображения Земли. В основном используются низкие околоземные орбиты для получения более детального изображения.

Астрономические спутники
Они используются для наблюдения за пространством и изображения. Спутник, такой как космический телескоп Хаббла, вращается на высоте 600 км и обеспечивает очень четкие изображения звезд и далеких галактик.Другие космические телескопы — Спитцер и Чандра.

Международная космическая станция (МКС)
Это обитаемая космическая лаборатория. На высоте 400 км МКС движется со скоростью 28 000 км / ч и совершает оборот вокруг Земли каждые 92 минуты. Ученые на МКС могут проводить множество ценных экспериментов в условиях микрогравитации.

Дизайн спутника

Каждый спутник имеет одни и те же основные части:

• Шина — это рама и структура спутника, к которым прикреплены все остальные части.
• Источник энергии — у большинства спутников есть солнечные батареи для выработки электроэнергии. Батареи сохраняют часть этой энергии, пока спутник находится в тени Земли.
• Система контроля нагрева — спутники подвергаются воздействию чрезвычайно высоких температур из-за воздействия Солнца. Должен быть способ отражать и повторно излучать тепло. Электрические компоненты спутника также могут выделять много тепла.
• Компьютерная система — спутникам нужны компьютеры для управления их работой, а также для контроля таких вещей, как высота, ориентация и температура.
• Система связи — все спутники должны иметь возможность отправлять и получать данные на наземные станции на Земле или на другие спутники. В качестве антенн используются изогнутые спутниковые тарелки.
• Система контроля ориентации — это система, которая удерживает спутник в правильном направлении. Гироскопы и ракетные двигатели обычно используются для изменения ориентации. Датчики света обычно используются для определения направления спутника.
• Двигательная установка — ракетный двигатель на спутнике может использоваться для вывода спутника на правильную орбиту.Попав на орбиту, спутникам не нужны ракеты, чтобы поддерживать их движение. Однако небольшие ракеты, называемые двигателями, используются, если спутнику необходимо немного изменить орбиту.

Помимо этих основных частей, спутники несут оборудование, необходимое для их конкретного назначения.

Обеспечение доступности космоса

Вывести спутник в космос — очень дорогое дело, которое могут себе позволить немногие. Компания Rocket Lab, основанная новозеландцем Питером Беком, была создана с целью «сделать космос более доступным».

У Питера есть видение, что доступный доступ к космосу приведет к мощным глобальным изменениям — например, улучшит доступ развивающихся стран к Интернету. В 2012 году Питер инициировал программу Electron, направленную на обеспечение экономически эффективных ракет и услуг по запуску, которые позволят организациям улучшить доступ к космическим и спутниковым технологиям.

Природа науки

Работа Международной космической станции зависит от сотрудничества между странами.Это позволяет ученым объединить свои ресурсы с точки зрения научных знаний и финансов. В результате можно проводить более крупные и существенные проекты для получения более надежных результатов. Это исследование приносит пользу во всем мире.

Полезные ссылки

Снимок высокого разрешения со спутника Geoeye-1.

Узнайте больше о Международной космической станции от НАСА.

В этом новостном сообщении от ноября 2016 года рассказывается об открытии второго регионального исследовательского института Новой Зеландии, Центра космических технологий, который будет исследовать возможности использования космических измерений и спутниковых изображений.См. Сайт центра.

Количество спутников, вращающихся вокруг Земли, может увеличиться в пять раз в следующем десятилетии

Виды с высоты птичьего полета

От мельчайших деталей карты планеты до простого обеспечения того, чтобы пользователь смартфона не заблудился, спутники делают все понемногу. И они лучше работают в группах. Каждое из этих четырех спутниковых созвездий выполняет синхронизированную функцию, без которой ваша жизнь не была бы — или скоро не станет — такой же.

Доступ в Интернет: Starlink

• Количество спутников: 60 запущено; ~ 12 000 запланировано
• Производитель: SpaceX
• Даты запуска: 2019–2027

Starlink — один из нескольких проектов, направленных на создание недорогого высокоскоростного глобального спутникового Интернета, который может конкурировать с наземными сетями при подключении отдаленные сельские общины.Спутники будут размещены на трех разных высотах в пределах низкой околоземной орбиты. При весе чуть более 200 кг каждая, они относительно малы по сравнению со спутниками, но каждая партия из 60 предлагает пропускную способность до 1 терабит в секунду, что достаточно для потоковой передачи видео 4K примерно 40 000 человек одновременно.

Мониторинг погоды: GOES-R

• Количество запущенных спутников : 2; 4 запланировано
• Производитель: Lockheed Martin and Harris
• Даты запуска: 2016–2024

Прогноз погоды — это не просто дополнение к вечерним новостям: более точные прогнозы суровой погоды могут спасти тысячи жизней.Новые машины, расположенные над экватором на геостационарной орбите, выводят прогнозы на новый уровень. В 2016 году спутниковая программа GOES-R приступила к мониторингу облаков и водяного пара с использованием отраженного солнечного излучения. Это отличается от методов наземного радара, которые отправляют сигналы в небо и анализируют отраженные сигналы. На данный момент запущены два спутника GOES («геостационарный оперативный экологический спутник»). Используя бортовые инструменты, такие как Geostationary Lightning Mapper и Advanced Baseline Imager, которые собирают изображения в 16 каналах видимого, ближнего и инфракрасного света, спутники уже улучшили время выполнения прогнозов. Следующий спутник в этой серии, GOES-T, потерпел некоторые неудачи, но ожидается, что все четыре спутника GOES будут запущены к 2024 году.

Наблюдение Земли: Dove

• Количество спутников: 351 запущен; 120 активных
• Производитель: Planet Labs
• Даты запуска: Начало работы в 2013 году; текущий

В то время как многие созвездия малых спутников находятся в разработке, стартап Planet Labs уже запустил и запустил один из них.Спутники Planet’s Dove, изготовленные на собственном предприятии, ежедневно делают снимки всей планеты. «Голуби», срок службы которых составляет от двух до трех лет, представляют собой небольшие квадратные спутники Cubesats — , весом несколько килограммов каждый, которые можно упаковать в ракету и запускать партиями. В 2017 году компания установила рекорд по крупнейшему разовому развертыванию, отправив на орбиту 88 Doves. Каждый Dove может делать два снимка поверхности Земли с высоким разрешением в секунду, которые собираются в постоянно обновляемый архив с возможностью поиска. Многие клиенты Planet Labs уже полагаются на изображения для таких задач, как мониторинг роста и здоровья сельскохозяйственных культур, предоставление военной разведки и обнаружение незаконной вырубки лесов.

Позиционирование: GPS III

• Количество запущенных спутников : 1; до 32 запланированных
• Производитель: Lockheed Martin
• Даты запуска: 2018; текущий

GPS используется в военных целях с 1970-х годов.Но в 2000 году Билл Клинтон санкционировал прекращение «выборочной доступности», предоставив гражданским лицам доступ к более мощным сигналам GPS. Теперь он помогает делать все, от управления трактором в поле до поиска ближайшего кафе. Спутники GPS III — новейшая и лучшая версия: Lockheed Martin утверждает, что они в три раза точнее и более устойчивы к злонамеренным или случайным помехам. Они также могут взаимодействовать с другими спутниками позиционирования, чтобы помочь пользователям улучшить прием внутри зданий и под деревьями. После долгих лет задержек на данный момент запущен только один спутник GPS III. Для завершения «блока А» созвездия к 2023 году планируется запустить еще девять спутников.

спутников: факты (Science Trek: Idaho Public Television)

Посмотрите в ночное небо. Что это за свет движется по небу? Он быстро движется по прямой, не мигает и не мигает. Это не самолет и не метеор. Это спутник!

Луна: естественный спутник Земли: NASA / NOAA

Спутник — это любой объект, вращающийся вокруг планеты или звезды.Наша Луна — естественный спутник, поскольку вращается вокруг Земли. Сама Земля — ​​естественный спутник Солнца, потому что она вращается вокруг Солнца. Все планеты нашей солнечной системы являются спутниками Солнца. Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун имеют несколько спутников, вращающихся вокруг них. Их луны — спутники этих планет. Наша солнечная система насчитывает более 200 известных естественных спутников.

Есть также искусственные искусственные спутники, которые находятся на орбите вокруг Земли. Это быстро движущиеся объекты, которые вы часто можете увидеть в ночном небе. Они намеренно запускаются на орбиту вокруг тела в космосе, обычно с определенной работой, которая включает получение и отправку информации на Землю. Почему они там? Как они работают? Давайте узнаем больше о спутниках.

Первые спутники

Спутник, 1957 г. Изображение: NASA

Первый искусственный спутник Земли назывался Спутник 1. Он был запущен в 1957 г. Советским Союзом (СССР).Спутник представлял собой небольшой алюминиевый мяч размером с пляжный мяч с четырьмя длинными антеннами и питаемый от батареек. Внутри Спутника были радиопередатчики, которые издавали звуковой сигнал, который был слышен во всем мире. Спутник передавал сигнал только около трех недель, но этот небольшой и простой спутник положил начало космической эре. Вскоре после этого Спутник-2 вывел на орбиту первого живого пассажира — собаку по имени Лайка. В 1958 году Соединенные Штаты запустили свой первый спутник Explorer 1.Год спустя Explorer 6 НАСА отправил первые спутниковые снимки Земли, а к 1962 году первый орбитальный спутник обеспечил долгосрочное обслуживание Земли.

Изображение: NASA

С тех пор количество спутников и их сложность продолжали расти. С 1957 года запущено более 8000 спутников из более чем 50 стран мира. Сегодня на орбите остается около 3600 искусственных спутников, из которых около 1000 функционируют. Если вы выйдете на улицу ясной ночью и увидите яркий свет, несущийся по небу, это вполне может быть спутник, отражающий свет Солнца.

Как работают спутники

Изображение: NOAA

Спутники бывают разных форм и размеров. Они могут быть размером с вашу руку или большими, как грузовик. Но у большинства есть похожие детали. Автобус или контейнер — это основная часть спутника. К шине прикреплены антенны, которые принимают и отправляют сигналы обратно на Землю. Поскольку спутники должны питаться сами по себе, все они имеют источник энергии, обычно солнечные панели или батареи. Спутники на околоземной орбите оснащены такими приборами, как камеры и датчики, которые направлены на Землю для сбора информации о нашей планете. У других спутников есть инструменты, обращенные в космос, для сбора данных о Солнечной системе и Вселенной. Большинство искусственных спутников вращается вокруг Земли, но некоторые вращаются вокруг других планет, таких как Марс, Венера и Сатурн, а третьи вращаются вокруг Солнца.

Некоторые спутники помогают людям отправлять информацию по всему миру. Информация с наземной станции на Земле может быть отправлена ​​на орбитальный спутник, который возвращает ее приемникам в другом месте на Земле. Другие типы спутников делают снимки или собирают данные о нашей планете и отправляют эти данные обратно на Землю.Спутники в космосе помогают нам преодолеть ограничения географии Земли. Они могут собирать и отправлять больше информации быстрее, чем инструменты на земле.

Изображение запуска спутника: NASA

Спутники запускаются в космос на ракетах. Как они остаются на орбите? Спутник вращается вокруг Земли, когда его скорость уравновешивается притяжением Земли. Без этого баланса спутник полетел бы по прямой в космос или упал бы обратно на Землю. Орбитальная скорость — это скорость, необходимая для достижения баланса между силой тяжести на спутнике и его стремлением продолжать движение.При правильной орбитальной скорости гравитация опускается к центру Земли ровно настолько, чтобы путь спутника оставался изогнутым, как искривленная поверхность Земли.

Изображение: NASA

Орбитальная скорость спутника меняется в зависимости от его высоты над Землей. Те спутники, которые находятся ближе к Земле, должны двигаться быстрее, чтобы оставаться на орбите. Скорость, с которой спутник должен двигаться, чтобы оставаться на орбите, составляет около 17 500 миль в час (28 200 км / ч) на высоте 150 миль (242 километра). Однако для поддержания орбиты на высоте 22 223 мили (35 786 километров) над Землей, спутник движется по орбите со скоростью около 7000 миль в час (11300 км / ч).

Чем выше орбита, тем дольше спутник может оставаться на орбите. На более низких высотах следы атмосферы Земли создают сопротивление, которое иногда вызывает изменение орбиты. На больших высотах, где нет следов атмосферы, спутник может оставаться на орбите веками.

Могут ли спутники сталкиваться в космосе? Это возможно. НАСА и другие международные организации отслеживают спутники в космосе. Когда спутник запускается, он выводится на орбиту, предназначенную для обхода других спутников.Но орбиты со временем могут меняться, и с большим количеством спутников вероятность крушения увеличивается. В 2009 году американский спутник и российский спутники случайно столкнулись в космосе. Посмотрите, как ученые НАСА избегают столкновения между двумя спутниками.

Различные виды спутников

Когда дело доходит до спутников, все дело в орбите. Космические ученые выбирают орбиту для спутника в зависимости от его работы. Некоторые спутники вращаются на небольшой высоте, всего в нескольких сотнях миль над Землей.Другие вращаются вокруг Земли за тысячи миль в космосе. Некоторые из них вращаются вокруг экватора Земли, а другие проходят над северным и южным полюсами Земли.

Спутник на полярной орбите, изображение: НАСА, геостационарный спутник, изображение: НАСА

Спутники на низкой околоземной орбите (НОО) находятся на орбите в районе от 111 до 1243 миль (180–2000 км) над Землей. Эти спутники могут вращаться вокруг Земли много раз в день и часто используются для наблюдения Земли. Многие из них являются спутниками на полярной орбите, которые вращаются вокруг Земли в направлении север-юг от полюса к полюсу.Когда земля под ними вращается, эти спутники могут сканировать всю перчатку.

Спутники на средней околоземной орбите (СОО) находятся на высоте от 1243 миль до 22 223 миль (от 2 000 до 36 000 км) над Землей. На этой высоте хорошо работают навигационные спутники.

Геостационарные спутники, часто используемые для связи, вращаются вокруг Земли на высоте более 22 223 миль (36 000 км). Эти спутники вращаются вокруг Земли с запада на восток над экватором. Их орбитальный период такой же, как и период вращения Земли: 24 часа.Поскольку они движутся в том же направлении и с той же скоростью, что и Земля, они всегда находятся над одним и тем же местом, поэтому с земли кажется, что они не движутся.

На рисунке ниже желтые области показывают, какую часть Земли видит каждый вид спутника на своей орбите.

Изображение: NOAA

Узнайте больше о спутниковых орбитах.

Использование спутников

Спутники используются для многих целей. Несмотря на то, что спутники находятся в сотнях или тысячах миль в космосе, они являются частью нашей повседневной жизни на Земле.Они делают нас безопаснее, транслируют развлечения и делают жизнь удобнее. Без спутников некоторые из нас не могли смотреть телевизор или понимать, как путешествовать из одного места в другое. Некоторым из нас может угрожать плохая погода, о приближении которой мы не знали, или мы могли быть не в состоянии позвонить по междугороднему телефону. Спутники часто влияют на нашу жизнь, даже не осознавая этого. Давайте посмотрим на некоторые виды работ, которые выполняют спутники.

Связь

Спутники связи позволяют передавать сигналы телевидения, радио, Интернета и телефона в прямом эфире в любую точку мира.До появления спутников передача данных на большие расстояния была затруднена и имела множество препятствий. Но со спутниками сигналы могут передаваться из одного места вверх на спутник и почти мгновенно перенаправляться вниз во многие места на Земле. Сегодня многое из того, что вы видите по телевизору, передается по спутниковому сигналу.

Изображение предоставлено Explain That Stuff

Коммуникационные спутники позволяют проводить видеоконференции для предприятий и учебных заведений. Там, где люди живут вдали от городов, спутники связи обеспечивают доступ к образованию и медицинской помощи, которые в противном случае не достигли бы их.Спутники даже позволяют вашим родителям использовать банковскую карту для покупок в магазинах или на заправках. Узнайте больше о спутниках связи.

Навигация

GPS состоит из наземных станций, спутников и приемников. Изображение: НАСА.

В прошлом люди использовали положение солнца и звезд, карты и компасы, чтобы ориентироваться. Сегодня спутниковые навигационные системы, такие как GPS (Global Positioning System), позволяют людям точно определить, где они находятся и как добраться туда, куда они хотят отправиться, что делает практически невозможным заблудиться.Система из 30 спутников, вращающихся вокруг Земли, составляет Глобальную систему определения местоположения. Спутники постоянно посылают сигналы, ваш GPS-приемник улавливает эти сигналы, и расстояние до этих спутников рассчитывается для определения вашего точного местоположения.

Часто GPS-приемники встраиваются в автомобили и сотовые телефоны. Другие применения систем GPS включают использование военных подводных лодок для навигации по морю, использование GPS для поиска сокровищ в геокешинге и использование портативного навигатора, который помогает слепым людям добраться до места назначения.Узнайте больше о спутниках GPS-навигации.

Безопасность

Службы быстрого реагирования полагаются на спутники, поскольку они помогают людям, попавшим в беду. Спутниковые системы предоставляют жизненно важную информацию и соединяют группы аварийного реагирования. Спутники поиска и спасания предназначены для обеспечения связи кораблей в море и самолетов в воздухе из отдаленных районов. Эти спутники обнаруживают аварийные маяки, посылаемые кораблями, самолетами или отдельными людьми в отдаленные или опасные регионы. Аварийные радиомаяки, напрямую подключенные к поисково-спасательному спутнику, могут быстро привести спасателей к месту бедствия.Узнайте больше о поисково-спасательных спутниках.

Науки о Земле

Спутники для изучения Земли, фото: NASA

Спутники наблюдения Земли делают много работы! Благодаря своему глобальному видению они могут одновременно наблюдать большие области Земли. Спутники, обращенные к Земле, позволяют нам лучше понять изменения окружающей среды на Земле. Спутниковые изображения позволяют исследовать Землю и предоставлять изображения и данные практически о любом регионе мира — даже о вашем собственном доме! Без спутников такие измерения потребовали бы огромного количества наземных инспекций.

Спутники предоставляют информацию об океанах, суше, облаках и льду. Они могут обнаруживать подземные воды и минеральные источники. Они предоставляют информацию, которая помогает фермерам узнать, какие культуры сажать, и помогает городским планировщикам узнать, как улучшить транспортный поток. Они отслеживают лесные пожары, вулканы, дымовое загрязнение, ураганы и разливы нефти, чтобы аварийные работники могли реагировать на стихийные бедствия. Метеорологические спутники наблюдают за Землей из космоса, чтобы помочь метеорологам прогнозировать погодные условия и отслеживать штормы.Спутники — одни из лучших источников данных для исследования изменения климата. Они отслеживают температуру океана, уровень моря, размеры ледников, изменения древесного покрова и газы в атмосфере, такие как озон и углекислый газ. Ученые могут использовать эту информацию для создания моделей изменения климата. Узнайте больше о миссиях НАСА по науке о Земле.

Космические науки

Спутники помогают ученым изучать космос. Они могут предоставить гораздо больше данных, чем инструменты на Земле.Спутники могут видеть космос лучше, чем телескопы на поверхности Земли, потому что атмосфера Земли не мешает обзору со спутников. Многие из этих спутников эксплуатируются НАСА и научными организациями других стран.

Спутники, обращенные в космос, выполняют множество различных задач. Некоторые наблюдают за опасными лучами, исходящими от солнца. Некоторые исследуют астероиды и кометы. Некоторые летают близко к другим планетам или вращаются вокруг них, ища доказательства наличия воды на Марсе или делая снимки колец Сатурна.

Космический телескоп Хаббла Изображение: NASA

Космический телескоп Хаббла совершает оборот вокруг Земли каждые 95 минут со скоростью около 5 миль в секунду. Он снимает планеты, звезды, галактики и черные дыры. Ученые многому научились из снимков Хаббла. Некоторые считают его самым ценным спутником из когда-либо построенных.

Международная космическая станция Изображение: NASA

Самый большой спутник — Международная космическая станция. Это размер футбольного поля. Он настолько велик, что ученым пришлось отправлять его части, чтобы собрать в космосе.МКС — единственный спутник, на борту которого живут люди, и обеспечивает приют для сменяющейся команды из шести астронавтов из разных стран. Они проводят эксперименты и изучают, что происходит с людьми, когда они живут в космосе. Ученые будут использовать уроки космической станции, чтобы подготовить космонавтов к будущим космическим путешествиям.

Космический мусор

Космический мусор Изображение: NASA

Если были запущены тысячи спутников, но только часть из них в настоящее время функционирует, что случилось с остальными? Срок службы многих спутников составляет 10-15 лет.Когда спутник изнашивается и перестает работать, он иногда падает обратно к Земле и сгорает в земной атмосфере. Другие спутники продолжают вращаться вокруг Земли, присоединяясь к категории орбитальных объектов, известных как космический мусор или космический мусор.

Космический мусор включает устаревшие спутники, работа которых завершена, и тысячи фрагментов космических материалов. По оценкам Сети космического наблюдения США, вокруг Земли вращается более 21 000 объектов размером более 4 дюймов (10 см), и только 5% из них являются работающими спутниками.Эти объекты происходят от взрывающихся ракет, случайно упавших инструментов или частей ненужного оборудования. Эти кусочки космического мусора тоже являются спутниками, поскольку они находятся на орбите вокруг Земли, но они могут быть опасны для работающих спутников и космических кораблей, путешествующих по орбите Земли и через нее. Иногда Международную космическую станцию ​​приходится перемещать, чтобы избежать столкновения с кусками космического мусора. В наши дни, когда запускается новый спутник, его инженеры должны иметь план на конец его срока службы: либо его вернут на Землю, либо отправят далеко в космос на «кладбищенскую орбиту», подальше от оживленных людей. сообщество рабочих спутников.

Интересные факты о спутниках

• «Авангард-1» — самый старый искусственный спутник Земли, все еще находящийся на орбите. Он находился на орбите Земли 62 года и, как ожидается, будет продолжать это движение еще почти два столетия.

CubeSat Image: NASA

• Сегодня инженеры разработали небольшие и легкие спутники площадью около 4 дюймов, известные как CubeSat. Они намного дешевле, чем большие спутники, и для вывода их на орбиту могут использоваться общие пусковые установки.CubeSats могут измерять космическую погоду, делать снимки Земли и контролировать радиацию, но они меньше футбольного мяча.
• Какое отношение космические спутники имеют к исчезающим видам? Спутники предоставляют четкие миграционные изображения, которые ученые могут использовать для защиты находящихся под угрозой исчезновения животных от засухи, потери среды обитания и браконьеров.

Кладбище космических кораблей — изображение: NASA

• Большие спутники, такие как космические станции и другие космические корабли, возвращающиеся на Землю, могут не полностью сгореть, не достигнув земли.Операторы космических кораблей могут убедиться, что любой мусор упадет в место, удаленное от мест проживания. Это обозначенное место в Тихом океане называется кладбищем космических кораблей.
• Некоторые спутники запускаются и управляются правительствами и научными организациями. Остальные принадлежат частным компаниям и студентам. Не могли бы вы когда-нибудь запустить спутник? Да!

Экологические спутники различных стран, Изображение: NOAA

Искусственные спутники — Вселенная сегодня

[/ caption]
Искусственные спутники — это созданные людьми объекты, вращающиеся вокруг Земли и других планет Солнечной системы.Это отличается от естественных спутников или лун, вращающихся вокруг планет, карликовых планет и даже астероидов. Искусственные спутники используются для изучения Земли, других планет, чтобы помочь нам общаться и даже наблюдать за далекой Вселенной. В спутниках могут быть даже люди, например, на Международной космической станции или космическом корабле «Шаттл».

Первым искусственным спутником Земли стал советский спутник «Спутник-1», запущенный в 1957 году. С тех пор десятки стран запустили спутники, при этом более 3000 действующих космических аппаратов совершают оборот вокруг Земли.По оценкам, существует более 8000 единиц космического мусора; мертвые спутники или обломки, вращающиеся вокруг Земли.

Спутники выводятся на разные орбиты в зависимости от их миссии. Одна из самых распространенных — геостационарная орбита. Здесь спутнику требуется 24 часа для обращения по орбите вокруг Земли; столько же времени требуется Земле, чтобы один раз повернуться вокруг своей оси. Это позволяет удерживать спутник в одном и том же месте над Землей, обеспечивая связь и телевещание.

Другая орбита — это околоземная орбита, где спутник может находиться всего в нескольких сотнях километров над планетой. Это выводит спутник за пределы атмосферы Земли, но все же достаточно близко, чтобы он мог снимать поверхность планеты из космоса или облегчить связь. Это высота, на которой летит космический шаттл, а также космический телескоп Хаббл.

Искусственные спутники могут выполнять ряд задач, включая научные исследования, наблюдение за погодой, военную поддержку, навигацию, съемку Земли и связь.Некоторые спутники служат одной цели, а другие предназначены для одновременного выполнения нескольких функций. Спутниковое оборудование надежно защищено от радиации и космического вакуума.

Спутники производятся различными аэрокосмическими компаниями, такими как Boeing или Lockheed, а затем доставляются на стартовые площадки, такие как мыс Канаверал. Стартовые комплексы расположены как можно ближе к экватору Земли, чтобы дать дополнительный импульс скорости в космос. Это позволяет ракетам использовать меньше топлива или запускать более тяжелые полезные нагрузки.

Высота орбиты спутника определяет, как долго он будет оставаться на орбите. Спутники на низкой орбите в основном находятся над атмосферой Земли, но они по-прежнему подвержены ударам атмосферы, и их орбита в конечном итоге распадается, и они снова врезаются в атмосферу. Другие спутники, вращающиеся на высоких орбитах, вероятно, будут там миллионы лет.

Мы написали много статей об искусственных спутниках для Universe Today. Вот статья о геостационарной орбите, а вот статья об орбитальной скорости.

Дополнительную информацию о спутниках можно получить в НАСА.