Яндекс.Метрика

Как летают спутники

sputnik

Не вдаваясь в проблемы небесной механики, напомним, что система из двух тел, вращающихся один вокруг другого, будет находиться в стабильном состоянии до тех пор, пока сила взаимного притяжения будет равна центробежной силе, обусловленной скоростью тела на определенной высоте. Самый простой спутник для функционирования на  высоте 100-200км  должен лететь со скоростью 7.85 км/сек, а стабильность вращения Земли вокруг Солнца при расстоянии от него 150 млн. км  обеспечивается скоростью 28.9 км/сек.

Космический полет — это полет летательного аппарата за пределами атмосферы Земли со скоростью не менее 7.85 км/сек, которая называется первой космической, в течение длительного времени или  совершившего  несколько оборотов вокруг планеты. В настоящее время вокруг Земли летает более 7 000 различных аппаратов, функционирующих и уже прекративших свою работу, а также их фрагменты. Для спутников Земли и пилотируемых кораблей характерны круговые и эллиптические орбиты. Для межпланетных аппаратов орбиты и скорости уже другие и там стоит задача выхода за пределы поля притяжения Земли. В этом случае речь идет о второй и третьей космических скоростях, параболических и гиперболических орбитах с использованием для построения орбиты полета полей притяжения других планет. Для запуска спутников Земли на круговые орбиты, по которым в основном летают метеорологические спутники, пилотируемые корабли и орбитальные станции, по классической схеме используются двухступенчатые ракеты. Так,  первый ИСЗ был запущен знаменитой королевской ракетой  Р-7  в своем первом двухступенчатом варианте. А построение эллиптической орбиты уже требует трех или даже четырехступенчатый вариант ракеты носителя, хотя запуск первого космонавта производился трехступенчатым вариантом ракеты Р7, названной «Восток», несмотря на то, что  корабль запускался на круговую орбиту.

Эллиптическая орбита используется для трансляционных, разведывательных спутников, и спутников связи. Для орбиты спутника существует еще очень важная характеристика — синхронность. Круговая орбита, период обращения на которой равен  периоду обращения Земли — 23 часа 56 минут и 4 секунды, называется синхронной, а когда плоскость орбиты совпадает с плоскостью экватора, то она называется стационарной.  В этом случае спутник как бы неподвижно висит над одной точкой Земли. В околоземном космосе возможна только одна стационарная орбита. Первым спутником, занявшим место на стационарной орбите, был американский спутник «Синком-3», запущенный 19 августа 1964г. В настоящее время на этой орбите находится около сотни спутников, и запуски на нее регулируются международными соглашениями. Спутник на этой орбите может спокойно обеспечивать связь не только в одном государстве, но и на целом  континенте. Несколько таких спутников создают систему глобальной связи, используя которую мы в реальном времени видели 11 сентября 2001г., как рушились небоскребы в Нью-Йорке. Однако наш первый спутник связи был запущен на эллиптическую орбиту 24 августа 1964г.

Для эллиптической орбиты характерны два параметра: наименьшее расстояние от Земли — перигей и наибольшее — апогей. Для вывода на эллиптическую орбиту сначала выводят обычно на круговую,  затем дается дополнительный импульс, и аппарат может выйти на любую эллиптическую орбиту.

Первые опыты по связи через спутники были начаты в 1960 г. 12 августа 1960 г. американцы запускают пассивный ретранслятор — надувной ИСЗ «Эхо-1» диаметром 30 м. Поверхность отражала сигнал, посланный из одного пункта в другой. Орбита «Эхо–1» была немного более 1500 км. Первыми активными ретрансляторами были ИСЗ «Телстар» и «Реле», запущенные соответственно 10 июля 1962г. и 13 декабря 1962г.

Подпишитесь на нашу рассылку

Добавить комментарий