Учебная работа. Доклад: Спутники Земли
сейчас запуску еще одного спутника земли, даже с астронавтами на борту никто не удивляется, ну и газеты не стали уделять этому особенного внимания.
Если пуск был удачным, ему посвящается, в наилучшем случае, одна строка в ленте новостей. И мы с трудом можем именовать имена тех, кто летает на данный момент над нами.
Спутники Земли1 стали обыденным явлением, как самолеты, и их «развелось» столько, что если поглядеть на схемы, где все они отмечены, то становится странноватым, почему через их мы еще лицезреем солнце и звезды. И для чего же их столько?
Но сейчас, в отличие от первых лет развития галлактической техники, когда спутники запускали больше для политики и в военных целях, и трубили о том на весь свет, на данный момент это – «небесные работяги», которые, в большей либо наименьшей мере обслуживают всякого из нас.
Одних – конкретно, к примеру, тех, у кого на балконах либо на стенке около окон вы сможете увидеть маленькие (как правило, зеленоватые) лопушки спутниковых антенн, при помощи которых им доставляются ТВ — комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние) программки, либо помогает не быть одиноким тем, кто плывет по океанам на малеханьких яхтах либо карабкается по кручам Гималаев.
Остальных людей, коих больше, спутники обслуживают коллективно, передавая и принимая групповые сигналы на огромные антенны, которые вы тоже сможете увидеть в городке на больших зданиях – белоснежные параболоиды, повсевременно, неприметно для глаз описывающие за спутником «восьмерки». И мелкие зеленоватые, и огромные белоснежные глядят на юг на одни и те же спутники.
Почему в южном направлении – это могут разъяснить почти все, в особенности те, которым отказали поставить антенну спутникового ТВ — комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние), потому что их окна выходят на север. А вот почему движутся огромные антенны и для чего они делают «восьмерки» – могут поведать лишь спецы либо уж весьма «въедливые» люди. Сейчас и Вы можете знать о этом и еще чуть-чуть о другом, если прочтете эту статью до конца.
Спутники докладывают нам прогноз погоды, разрешают поглядеть на землю сверху, определяют зарождение ураганов либо места лесных пожаров и т.п., разрешают созодать четкие карты местности и строить дома. Сейчас землеустроители при помощи спутников могут нанести на карту размещение домика на вашем садовом участке с точностью до 10 см относительно глобальных координат. Буквально также, получая сигнал со спутника, современный Иван-царевич, мчащийся на собственном Лэндровере – жеребце, может с точностью до полметра отмечать быстро сокращающееся расстояние до собственной Царевны-лягушки, сидящей на болоте, сиречь в особняке, со стрелой, другими словами, с телефоном в руке…
Я уж не говорю о научных либо оборонных назначениях спутников. Можно привести еще много примеров ежедневного использования их способностей, но общим для всех их будет то, что они передают нам информацию2, которую они собирают сами либо которую им передают с Земли.
Спутники принято разделять на четыре семейства, зависимо от характеристик их орбит:
— геостационарные (GEO — Geostationary Earth Orbit Satellites),
— (высоко)эллиптические (HEO — High Elliptic Orbit Satellites),
— средневысотные (MEO — Medium Earth Orbit либо ICO — Intermediate Circular Orbit Satellites),
— низкоорбитальные (LEO — Low Earth Orbit Satellites).
Такое точное разделение определяется, в главном, физикой Земли и окружающего ее места. Начнем с того, может быть, всем известного в наш галлактический век факта, что нахождение спутника на орбите Земли без того, чтоб стремительно свалиться на землю либо, напротив, оторваться от земного притяжения и улететь в Космос, определяется скоростью его полета — 7,9 км/сек (так именуемой первой галлактической скоростью). Для хоть какого класса спутников эта скорость схожа, вот поэтому так различаются перемещения спутников всякого семейства для наблюдающего с Земли.
Геостационарные спутники (геостационары)
Главной индивидуальностью геостационарных спутников будет то, что их угловая скорость совпадает с угловой скоростью вращения Земли и поэтому для наблюдающего с Земли их положение на небе остается неизменным(3).
Для того чтоб спутник повсевременно «висел» в одной точке над горизонтом, его забрасывают на орбиту высотой около 36 тыс. км в плоскости экватора. Конкретно на таком расстоянии период его воззвания вокруг Земли совпадает с периодом ее воззвания вокруг собственной оси. Оттуда спутник может созидать до трети местности Земли в границах от 760 северной до 760 южной широты. Таковым образом, всего три спутника, разнесенные на 1200 экваториальной геостационарной орбиты, могут «освещать» весь земной шар кроме полярных зон.
Геостационарные спутники запускаются на орбиту, которая лежит в плоскости экватора Земли4. Но эта плоскость не совпадает с плоскостью вращения Земли вокруг Солнца и с плоскостью орбиты Луны (См. Рис.2). солнце и Луна, любые по-своему действуют своим притяжением на спутник, который начинает сдвигаться с экваториальной плоскости. здесь в силу вступает еще асимметрия гравитационного поля самой Земли (из-за ее отличия от шара), силы радиации солнечного ветра, который «подгоняет» спутник, когда он движется от Солнца (к Востоку) и тормозит, при движении спутника в направлении Солнца (от Запада).
В общем, спутника почти все силы пробуют свести с предназначенной орбиты. И невзирая на установленные на нем корректирующие движки, он хотя и на незначительно, но отклоняется от данной орбиты, что с Земли видится как как будто он подобно кривому велосипедному колесу выписывает «восьмерки». Мелкие, в границах 2-3 -х угловых градусов, но со временем, если не корректировать его полет размер восьмерки может добиться и 10 градусов (приблизительно – градус в год).
Вот потому и движется большая наземная антенна, вычерчивая вослед за спутником восьмерки, так как поперечник луча большенный наземной антенны не превосходит 1-го градуса.
Свойство спутников находиться повсевременно в одной точке и созидать огромные местности дозволяет с помощью их соединять линиями связи удаленные пункты, к примеру, спутники, висячие над Атлантическим океаном, лицезреют и Америку и Европу, а спутник, находящийся над Индией, обеспечивает соединение линиями связи Москвы с Далеким Востоком. Таковым же образом Япония соединяется с Америкой. Три спутника ИНМАРСАТ обеспечивают связью все корабли, бороздящие Атлантический, Тихий и Индийский океаны.
Если мы поглядим, чем занимаются геостационары, выяснится, что, они обеспечивают, как правило, «прозрачную» ретрансляцию приходящего сигнала: принял пришедший с Земли сигнал, перетащил в иной частотный спектр, и опосля усиления «сбросил» его вниз в том же либо другом антенном луче. Это быть может сигналом телевизионной ретрансляции, либо групповым каналом связи и передачи данных. И никакой сложной обработки, коммутации либо маршрутизации — усложнение электрической системы ведет к наименьшей надежности спутника, долженствующего работать много лет в весьма томных окружающих критериях.
естественно, количество работающих геостационаров еще больше на теоретическом уровне нужных 3-х. Во-1-х, для роста мощности сигнала диаграмме направленности спутниковых антенн присваивают очертания континента либо участвующих в проекте стран. Другими словами их излучение попадает лишь на избранные местности на Земле. Спецы по антеннам научились созодать такие антенные системы, которые могут на расстояниях в 40 тыщ км вычерчивать,к примеру, контур Японских островов.
Во-2-х, спутниковые ретрансляторы имеют ограниченные полосы пропускания, потому общее число каналов связи 1-го спутника не так велико. Даже при полной загрузке приемо- передающих пар (по другому — стволов либо транспондеров, которых обычно бывает от 6 до 64 с полосой пропускания от 32 МГц до 72 МГц любой) самый современный спутник связи может потенциально обеспечить не наиболее 8 тыс. обычных телефонных каналов по 64 кбит/с, а при очень допустимом сжатии до 2,4 кбит/с — около 200 тыс. каналов. часть из их, обычно, занята служебными задачками, потому современный геостационар может обеспечить только 10-15 тыс.телефонных каналов общего использования, что с учетом эталонов на свойство связи соответствует 40-60 тыщам абонентов. Что-то вроде одной районной АТС в Москве. Мало. В итоге число геостационаров на данный момент таково, что каждое свободное пространство на орбите сделалось предметом большой торговли и квотирования.
1. Спутники – галлактические рукотворные объекты, крутящиеся вокруг Земли, не отрываясь от нее в отличие от галлактических аппаратов, улетающих от Земли к остальным небесным телам Галактики.
2. Система дистанционного православного образования в Рф построена на геостационарном спутнике связи.
3. Для сопоставления можно вспомянуть движения метателя молота, когда он раскручивает его перед видном. Спортсмен вращается сам и молот закручивается с таковой же угловой скоростью и потому молот находится вроде бы повсевременно перед ним на вытянутых руках.
4. Так как для нас экватор – на Юге, поэтому и наши антенны глядят на Юг. А в Австралии эти антенны глядят на Север.
]]>