Sztuczne satelity oraz prędkość kosmiczna

SPIS TREŚCI

1. Spis treści s.1

2. Wstęp s. 2

3. Co to jest satelita s. 3

4. Sputnik I, Sputnik II s.3

5. Rakiety s. 4

6. Wykorzystanie satelitów s. 4

7. Satelity amerykańskie s. 5

8. Orbita satelitów s. 5

9. Czy da się zadzwonić przez satelitę s. 6

10. Landsat s. 6

11. Spot oraz Tirosy s. 7

12. GPS s. 7

13. Satelity szpiegowskie s. 8

14. Teleskop Hubble`a s. 8

15. I, II oraz III prędkość kosmiczna s. 9

16. Łączenie się z Internetem przez satelitę s. 10

17. Literatura s. 11

18. Ilustracje, zdjęcia tabelki itp.

Sztuczny satelita, co to jest w ogóle, do czego jest to wykorzystywane?. Jakie satelity są aktualnie, a jakie były kiedyś? Prędkość kosmiczna, na czym ona w ogóle polega, co to jest za prędkość, czy jest szybka?.

Jeżeli chciałbyś znać odpowiedzi na te pytania przeczytaj poniższy artykuł. Naprawdę warto będziesz bogatszy o wiele nowych , ciekawszych rzeczy, będziesz mądrzejszy.

Satelita jest to gwiazda, która obiega planetę. Natomiast sztuczny satelita nazywany jest inaczej sztucznym srebrnym globem jest to obiekt wprowadzony przez nas ludzi na orbitę na około planety. Jest to ciało, które obiega inne obiekty. Data, którą przyjmuje się za początek ery kosmicznej to 4 października 1957 r. Wówczas to akurat rakieta międzykontynentalna typu "Wostok" wyniosła Sputnika I na orbitę wokółziemską. Pierwszy sztuczny satelita był wystrzelony ze Związku Radzieckiego oraz obiegał nasza planetę na wysokości 900 km. Była to błyszcząca metalowa kula o średnicy 58 centymetrów, we wnętrzu niej jej umieszczony był przekaźnik radiowy z którego przez trzy miesiące satelita wysyłał niewielkie sygnały na nasza planetę, które posiadały formę telegraficzną. Na satelicie były cztery anteny radiowe o długości od 2,4-2,9 metra, wszystkie ważyły z osobna 83,5 kilograma. Okrążały nasza planetę w czasie 95 minut z szybkością 24,5 tysiąca km/h. 4 stycznia 1958 roku sputnik I wszedł w gęste warstwy atmosfery a następnie spłonął. 3 listopada 1957 roku Rosjanie wysłali Sputnika II z psem Łajką na pokładzie. Satelita posiadał formę kuli oraz masę 508 kg. Okrążał nasza planetę po eliptycznej orbicie na wysokości od 224 do 1661 km. Łajka umieszczona była w pojemniku o długości stu cm oraz szerokości 80 cm, a specyficzny system dostarczał im tlenu. Niestety, po siedmiu dniach pies zdechł na skutek wyczerpania się zapasów tlenu. Ten satelita posiadał na celu analizować wpływ nieważkości na organizm ssaka. Satelity jak już powiedzieliśmy wznoszone są na orbitę przez rakiety. Pierwsza próba wysłania samej rakiety bez satelity dokonana została w 1942 roku w niemieckim zakładzie wojskowym. Wysłano wówczas rakietę A4, która uzyskała wysokość 205 kilometrów oraz szybkość 5400 km/h. Osoba, która ją zbudowała powiedział: "Dowiedliśmy, że napęd rakietowy jest użyteczny w podróżach międzyplanetarnych". W starcie rakiety jest stosowana trzecia zasada dynamiki Newtona w taki o to sposób: kiedy z silnika rakiety jest emitowana pewna masa w kierunku pionowym o zwrocie w dół wówczas rakieta jest popychana w takim samym kierunku ale przeciwnym zwrocie i dlatego właśnie startuje rakieta. W momencie kiedy rakieta spełni swoje zadanie nie nadaje się już do późniejszego zastosowania. Rakiety wykorzystują ogromne ilości paliwa obudowa rakiety to 9% jej masy, ładunek to jedynie 1%, natomiast pozostałe 90% masy rakiety to materiał pędny. Satelity warte kilkanaście milionów dolarów nie wysyła się w wszechświat tak dla widzi mi się jakiś bogatszych krajów lub ludzi. Sztucznego satelitę wysyła się w kosmos z bardzo precyzyjnie zdefiniowanym celem. Jednymi z głównych celów jakie mogą robić sztuczne satelity są:

robienie analiz naukowych.

Które później są stosowane są do nawigacji.

Albo do prognozowania pogody.

Lub do przekazów telewizyjnych; aktualnie każda licząca się w świecie telewizja posiada swego satelitę np.: Canal+ aktualnie w dziewięciu krajach w tym również i w naszym kraju nadaje swoje programy ze sztucznego satelity. Pierwszego przekazu telewizyjnego przez satelitę dokonała amerykańska stacja Telstar w czerwcu 1962 r.

-Do przekazywania sygnałów radiowych.

-Do szpiegowania nieprzyjacielskich mocarstw.

-Do rozmów telefonicznych.

-Do odkrywania skażeń otoczenia

Pierwszy sztuczny satelita amerykański, który nazywał się Explorer1 został wyniesiony w wszechświat przez rakietę Jupiter 31 stycznia 1958 r. Obiegał on nad naszą planetę na wysokości od 351 do 2428 kilometrów, a czas 1 pełnego okrążenia naszej planety wynosił 1132,35 minuty. Explorer 1 był to pierwszy z długiej serii satelitów amerykańskich o nazwie Explorer. 17 marca 1958 roku wystartował następny satelita amerykański- Vanguard. 28 lutego 1959 roku wystartował pierwszy satelita o orbicie polarnej. Płaszczyzna takiej orbity po której krąży przechodzi przez środek naszej planety. Ten satelita nazywał się Discoverer 1. Orbity na których lokowane są sztuczne satelity definiowane są one przez 3 parametry: kształt, odległość od powierzchni naszej planety oraz kąt nachylenia płaszczyzny tej orbity do płaszczyzny równika. Jeżeli chcemy ulokować satelitę na orbicie, koniecznie musimy odłączyć go od rakiety pod kątem, dzięki któremu będzie on w stanie oddalić się od naszej planety. Grawitacja będzie sprawiała stopniowe spowalnianie satelity aż uzyska ona maksymalny punkt na orbicie, który zwie się apogeum. W momencie kiedy satelita będzie miał niewielką prędkość, grawitacja będzie przyciągała go w kierunku naszej planety, aż do ten uzyska minimalną wysokość na swej orbicie. Ten punkt z kolei zwie się perygeum. Tak wprawiony w ruch satelita jest w stanie utrzymać się na swej orbicie przez kilka lat przy małych korektach położenia z naszej planety. Sztuczne satelity umieszczane są na optymalne orbity. Między innymi satelita użytkowy jest umieszczany na orbitę geostacjonarną, czyli jest lokowany pod kątem 0 stopni. Kiedy satelita obiega po takiej orbicie na wysokości 35880 kilometrów to obejmuje on cały czas ten sam obszar na kuli ziemskiej, jest w spoczynku względem Ziemi. Potrzeba jedynie ulokować trzy takie satelity, aby objąć cały obszar naszej Ziemi poza oczywiście obszarami podbiegunowymi. Jak już napisaliśmy satelity posiadają bardzo wiele wykorzystań; satelita komunikacyjny może w jednej chwili obsługiwać trzydzieści tysięcy rozmów telefonicznych oraz nawet dwadzieścia pięć kanałów telewizyjnych. Pierwszy komercyjny satelita nazywał się Early Bird i został on wystrzelony w 1965 roku przez Międzynarodową Korporację Telekomunikacji Satelitarnej. Aktualnie we wszechświecie krąży prawie 130 satelitów przy pomocy których możemy dzwonić z jednego końca świata na drugi. Zachodzi to w taki o to sposób: z dużych anten o średnicy 30 metrów emitowane są wiadomości przy pomocy mikrofali do satelity, satelita następnie przesyła tą informację do centrum do którego jest kierowana rozmowa. Satelity geofizyczne są to te, które wykorzystywane do analiz powierzchni naszej planety. Pierwszy taki satelita został ulokowany na orbicie 1972 r. Landsat 1 (bo tak się nazywał) był zaopatrzony w skaner na podczerwień, to dzięki niemu mógł dostarczać wiadomości na temat wyemitowanego ciepła z obiektu, który był obserwowany. Kamery Landsata 1 obejmowały obszar o długości 185 kilometrów. Satelita wysyłał dane: geologiczne, oceanograficzne, rolnicze i urbanistyczne. Dzięki niemu został odkryte szalejące pożary na odludnych obszarach Alaski. Następne Landstaty zaopatrzone były w coraz to nową oraz bardziej zaawansowaną aparaturę o coraz większym zakresie barw a także o większej rozdzielczości były w stanie dojrzeć oraz zanalizować dane o obiekcie, który miał wielkość nawet trzydzieści metrów. Jeszcze był dokładniejszy był wystrzelony w 1986 roku Francuzki satelita Spot 1, który był w stanie odróżnić szczegóły o rozmiarach dziesięciu metrów. Aktualne satelity są nie zastąpione przy układaniu prognoz pogody. Zaopatrzone są one w bardzo precyzyjną aparaturę która zbiera wiadomości na temat zachmurzenia, prądów atmosferycznych, składu chemicznego powietrza, temperatur powietrza jakie panują na przeróżnych wysokościach i tak dalej. Pierwszego doświadczalnego satelitę meteorologicznego wystrzelono w 1960 roku oraz nosił on nazwę Tiros 1. Spełniał on tak dobrze powierzone mu zadanie, iż w następnych latach wystrzelono 5 kolejnych Tirosów. Powodzenie tego przedsięwzięcia było przyczyną utworzenia światowego systemu meteorologicznego obserwacji satelitarnych. Satelity te mogą zapisywać obrazy przy pomocy urządzeń zwanych radiometrami. Satelity stosowane są również do nawigacji, na przykład łodzi podwodnych, które stosują system GPS. W celu zastosowanie tego typu nawigacji łódź powinna być częściowo wynurzona. Wówczas satelity przesyłają informacje drogą radiową na temat orbity oraz czasu kontrolowanego przez zegar atomowy. Załoga łodzi wylicza po jakim czasie dotarł do nich ten sygnał, potem stosuje wcześniej wyliczony czas obliczają odległość satelity od łodzi podwodnej. Dzięki tym wyliczeniom odległości z trzech satelitów GPS a się ustalić bardzo precyzyjnie ułożenie łodzi. System GPS jest także wbudowany w międzykontynentalne pociski dalekiego zasięgu. Ważnym ale na ogół przemilczanym przez polityków oraz wojskowych jest zastosowanie satelity do szpiegostwa nieprzyjacielskich państw. Zastosowanie kamer lokowanych na satelitach do podglądania cudzych tajemnic zaczęto wykorzystywać już na początku lat 60-tych. Satelity obserwacyjne były wówczas zaopatrzone w urządzenia o ogromnej rozdzielczości oraz lokowane były na strategicznych orbitach. Pierwsze udane szpiegowskie satelity amerykańskie zostały wyniesione w wszechświat rakietą Agena. Fotografie rosyjskich baz wojskowych były robione automatycznie z wysokości od 50 do 241 kilometrów. Film z zdjęciami był wystrzeliwany na nasza planetę w specyficznej kapsule która wyposażona była w spadochron oraz zostawała przejmowana przez oczekujący na nią helikopter albo łódź niedaleko Hawajów. Takie satelity zaopatrzone były w aparat dzięki któremu w momencie uszkodzenia dokonywał się proces samozniszczenia. Wykonywanie zdjęć nie jest jedyną możliwością szpiegowania z satelitów. Są one zaopatrzone także w czujniki na podczerwień dzięki, którym łapie się strumienie spalin rakiet. Pierwsze satelity astronomiczne zostały wysyłane w wszechświat w latach 60-tych przede wszystkim w celu obserwowania źródeł promieniowania ultrafioletowego. Najbardziej spektakularnym wydarzeniem było ulokowanie na orbicie w 1990 r satelitarnego obserwatorium astronomicznego które było zaopatrzone w optyczny teleskop Hubble`a o średnicy zwierciadła 2,4 metra sprzężony z dwoma kamerami, dwoma spektrografami oraz fotometrem. Satelity ulegają niejednokrotnie uszkodzeniom na skutek kontaktu z gwiezdnym "gruzem". Żeby nie ściągać ich na nasza planetę, napraw dokonuje się na orbicie.

I prędkość kosmiczna jest to prędkość która zapewnia sztucznemu satelicie krążenie na około ciała centralnego po możliwie najniższej orbicie kołowej. Wartość pierwszej prędkości kosmicznej bierze się z warunku równoważenia się przyśpieszenia odśrodkowego oraz dośrodkowego satelity na tej orbicie. Pierwszą prędkość kosmiczną można zapisać przy pomocy następującego wzoru: V=7,91 km x S-1.

II prędkość kosmiczna zatem tak zwana prędkość ucieczki to prędkość, która nadana małemu obiektowi na przykład pojazdowi kosmicznemu przy powierzchni ciała centralnego zapewnia mu oddalenie się od tego ciała do nieskończoności. II prędkość kosmiczną można zapisać przy pomocy takiego o to wzoru: V=11,19 km x S-1.

III prędkość kosmiczna jest to prędkość, którą należy dać ciału przy powierzchni naszej planety w kierunku jej ruchu orbitalnego, aby mogło nieskończenie oddalić się od Słońca. III prędkość kosmiczną można zapisać przy pomocy takiego o to wzoru: V=16,7 km x S-1.

Przy pomocy satelitów jesteśmy w stanie się łączyć z Internetem, proces ten wygląda w taki o to sposób:

1. Dostawca internetowy emituje wiadomości kablami naziemnymi do stacji operatora systemu satelitarnego.

2. Dane zakodowane są w falach radiowych oraz emitowane do orbitujących satelitów.

3. Satelity odbierają sygnał wzmacniają go a następnie emitują na naszą planetę do anten abonentów albo do innych satelitów jeżeli odległość jest zbyt duża.

4. Antena satelitarna ulokowana bardzo często na dachu domu abonenta odbiera zakodowaną informację oraz przetwarza ją tak aby nadawała się ona do odczytania.

5. Sygnały wysyłane są kablami do komputera abonenta.

W referacie tym jest pokazana namiastka wykorzystania sztucznych satelitów, ponieważ nie możny pokazać całego tematu ponieważ jest on bardo duży.

LITERATURA

1. Internet

2. "Jak to jest?"

3. "Co? Gdzie? Kiedy? Zdarzenia, które zmieniły świat"

4. Encyklopedia PWN

5. Życie świata