wejścieJak działa satelita. Jak wystrzeliwane są satelity
Wystrzelenie satelity w kosmos zapoczątkowało nową erę i stało się przełomem w dziedzinie techniki i astronautyki. Konieczność stworzenia satelity została zidentyfikowana na początku XX wieku. Jednak od samego początku wiele problemów stało na drodze wystrzelenia satelity w kosmos, nad którym pracowali najlepsi inżynierowie i naukowcy. Problemy te wiązały się z koniecznością stworzenia silników zdolnych do pracy w najtrudniejszych warunkach, a jednocześnie muszą być niezwykle mocne. Te same problemy wiązały się z prawidłowym wyznaczeniem trajektorii satelity.
Tak więc radzieccy naukowcy rozwiązali zadania, a 4 października 1957 r. W ZSRR pomyślnie wystrzelono sztucznego satelitę, którego ruch obserwował cały świat. Wydarzenie to stało się światowym przełomem i wyznaczyło nowy etap, zarówno w nauce w ogóle, jak i na całym świecie.
Transmisja na żywo z premiery Sojuz-Progress (misja na ISS)
Zadania satelitarne
Zadania rozwiązane przez wystrzelenie satelity można zdefiniować następująco:
1. Badanie klimatu;
Każdy wie, jaki wpływ ma klimat na rolnictwo i infrastrukturę wojskową. Dzięki satelitom możesz przewidzieć pojawienie się destrukcyjnych elementów, uniknąć dużej liczby ofiar.
2. Badanie meteorytów;
W kosmosie jest duża ilość meteoryty o wadze do kilku tysięcy ton. Meteoryty mogą być niebezpieczne nie tylko dla satelitów, statków kosmicznych, ale także dla ludzi. Jeśli podczas lotu meteorytu siła tarcia jest niewielka, to niespalona część jest w stanie dotrzeć do Ziemi. Zakres prędkości meteorytów sięga od 1220 m/s do 61000 m/s.
3. Zastosowanie nadawania programów telewizyjnych;
Obecnie rola telewizji jest wielka. W 1962 roku uruchomiono pierwszą transmisję telewizyjną, dzięki której świat po raz pierwszy zobaczył materiał wideo za Atlantykiem w ciągu kilku minut.
4. System GPS.
System GPS odgrywa ogromną rolę w niemal każdej dziedzinie naszego życia. GPS jest sklasyfikowany jako cywilny i wojskowy. Reprezentuje sygnały elektromagnetyczne emitowane w części fal radiowych widma przez antenę zainstalowaną na każdym z satelitów. Składa się z 24 satelitów, które znajdują się na orbicie na wysokości 20 200 km. Czas rewolucji wokół Ziemi to 12 godzin.
Satelita telekomunikacyjny „Arabsat-5B”
Uruchomienie Sojuza
Wystrzeliwanie satelitów i umieszczanie ich na orbicie
Na początek ważne jest wskazanie trajektorii lotu satelity. Na pierwszy rzut oka wydaje się, że bardziej logiczne jest wystrzelenie rakiety prostopadle (na najkrótszą odległość do celu), jednak ten rodzaj startu okazuje się nieopłacalny, zarówno z punktu widzenia inżynierskiego, jak i ekonomicznego widzenia. Na satelitę wystrzelony pionowo działają siły grawitacji Ziemi, które znacznie odciągają go od wyznaczonej trajektorii, a siła ciągu staje się równa sile grawitacji Ziemi.
Aby uniknąć upadku satelity, najpierw jest on wystrzeliwany pionowo, aby mógł pokonać elastyczne warstwy atmosfery, taki lot trwa tylko 20 km. Następnie satelita przechyla się za pomocą autopilota i przesuwa się poziomo w kierunku orbity.
Ponadto zadaniem inżynierów jest wyliczenie trajektorii lotu w taki sposób, aby prędkość pokonywana przy pokonywaniu warstw atmosfery, a także zużycie paliwa, wynosiła zaledwie kilka procent prędkości charakterystycznej.
Ważne jest również, w jakim kierunku wystrzelić satelitę. Kiedy rakieta zostaje wystrzelona w kierunku obrotu Ziemi, następuje wzrost prędkości, który zależy od miejsca startu. Na przykład na równiku jest maksymalny i wynosi 403 m/s.
Orbity satelitów są okrągłe i eliptyczne. Orbita eliptyczna pojawi się, jeśli prędkość rakiety będzie wyższa niż prędkość obwodowa. Punkt znajdujący się w najbliższej pozycji nazywany jest perygeum, a najdalszym apogeum.
Start rakiety z samym satelitą odbywa się w kilku etapach. Gdy silnik pierwszego stopnia przestanie działać, kąt nachylenia wyrzutni wyniesie 45 stopni na wysokości 58 km, po czym zostanie oddzielony. Silniki drugiego stopnia włączają się wraz ze wzrostem kąta pochylenia. Ponadto drugi etap oddziela się na wysokości 225 km. Następnie dzięki bezwładności rakieta osiąga wysokość 480 km i znajduje się w punkcie znajdującym się w odległości 1125 km od startu. Wtedy zaczynają działać silniki trzeciego stopnia.
Powrót satelity na ziemię
Powrotowi satelity na Ziemię towarzyszą pewne problemy z hamowaniem. Hamowanie można wykonać na dwa sposoby:
- Dzięki odporności atmosfery. Prędkość satelity wchodzącego w górne warstwy atmosfery zmniejszy się, ale ze względu na swój aerodynamiczny kształt, satelita odbija się rykoszetem z powrotem w kosmos. Następnie satelita zmniejszy swoją prędkość i wejdzie głębiej w atmosferę. Będzie to powtarzane kilka razy. Po zmniejszeniu prędkości satelita obniży się za pomocą wysuwanych skrzydeł.
- Automatyczny silnik rakietowy. Silnik rakietowy powinien być skierowany w kierunku przeciwnym do ruchu sztucznego satelity. Plus Ta metoda jest to, że prędkość hamowania można regulować.
Wniosek
Tak więc satelity weszły w życie ludzkie w ciągu zaledwie pół wieku. Ich udział pomaga odkrywać nowe przestrzenie zewnętrzne. Satelita jako środek nieprzerwanej komunikacji pomaga dokonać życie codzienne ludzi. Torując drogę w kosmos, pomagają uczynić nasze życie tym, czym jest teraz.
Cóż może być piękniejszego niż rozświetlenie gwiazd na niebie! Postanowiliśmy zapalić własne, najjaśniejsze. Błyszcząc jaśniej niż Syriusz, Vega i Altair, widoczne we wszystkich większych miastach Ziemi, wykonane naszymi rękami, udowodni, że kosmos może stać się biznesem każdego - inżyniera i artysty, matematyka i historyka, fizyka i dziennikarza.
O nas:
Jesteśmy społecznością „Twój sektor kosmosu”. Wierzymy, że niebo nad naszymi głowami kryje wiele niezdobytych szczytów i marzymy o stopniowym odkrywaniu nieskończonych przestrzeni kosmicznych. Opowiadamy ludziom o astronautyce i pokazujemy, że aby przybliżyć przestrzeń każdemu mieszkańcowi naszej planety, nie trzeba należeć do dużej państwowej lub prywatnej korporacji.
Nasz projekt:
W ramach społeczności znajduje się sala wykładowa popularnonaukowa, w której można posłuchać byłych i obecnych twórców technologii rakietowej, odwiedzić najciekawsze przedsiębiorstwa kosmiczne i muzea kosmonautyki i po prostu rozmawiaj z ludźmi o podobnych poglądach. 12 lipca „Twój sektor kosmosu” rozpoczął cykl wykładów „Przestrzeń od morza do morza”, aby nie tylko mieszkańcy Moskwy i Sankt Petersburga, ale także Syberyjczycy i Kamczadalowie mogli poznać inne planety, gwiazdy i statki kosmiczne.
W niedalekiej przyszłości planujemy stworzyć na bazie sali wykładowej sekcję kosmonautyki dla uczniów i studentów, w której młodzi ludzie będą mogli pracować nad realnymi projektami kosmicznymi, np. na statku kosmicznym z gwarancją startu w okolice Ziemi na orbicie, na sprzęcie naukowym przeznaczonym do zainstalowania na statku kosmicznym lub nad przetwarzaniem danych otrzymanych z kosmosu.
O satelicie:
Aby satelita stał się gwiazdą przewodnią dla wszystkich, którzy chcą dotknąć tajemnic kosmosu, zainstalujemy na urządzeniu odbłyśnik światła słonecznego, który wyśle na Ziemię gigantyczne promienie słoneczne. Chcemy, aby odbłyśnik był dość duży, żeby odbicia Słońca na Ziemi też były duże, dlatego odbłyśnik opuszczamy, przypominając poduszkę powietrzną samochodu.
Przed lotem na rakiecie reflektor zostanie starannie złożony wewnątrz satelity, a po wejściu na orbitę wyprostuje się, wypełniając się gazem. Jak w samochodzie, nasza „poduszka” wykonana jest z cienkiej folii. Folia ta jest podobna do tej używanej do owijania kwiatów, tylko jest bardziej odporna na ciepło.
System rozmieszczania odpowiada za magazynowanie gazu i dostarczanie go do reflektora. Ważne jest, aby upewnić się, że tankowany satelita jest bezpieczny dla ludzi podczas pracy z nim na ziemi oraz dla innych satelitów podczas wspólnego lotu rakietą. To w trosce o bezpieczeństwo nie stosujemy wysokich ciśnień i agresywnych środków chemicznych do wytworzenia wymaganego ciśnienia w odbłyśniku.
Wszystkie systemy satelitarne są zasilane z systemu zasilania. W naszym przypadku zbudowany jest na bazie konwencjonalnych akumulatorów litowo-polimerowych, podobnych do stosowanych w telefony komórkowe... Satelita będzie potrzebował energii elektrycznej przez bardzo krótki czas, więc na pokładzie nie będzie paneli słonecznych.
Planujemy ukończyć aparaturę do końca tego lata. Jesienią 2014 roku planowane są testy w stratosferze z ujawnieniem reflektora w swobodnym spadku i przy obniżonym ciśnieniu, czyli w warunkach jak najbliżej kosmosu. Następnie przeanalizujemy wyniki testów, sfinalizujemy projekt satelity i do końca 2014 roku będziemy gotowi do wystrzelenia go na orbitę. Teraz rozważamy różne opcje wysłania naszego satelity w kosmos, w tym te niekomercyjne.
Zrobiliśmy już bardzo dużo - wykonaliśmy wszystkie obliczenia i szereg eksperymentów z materiałami niezbędnymi do zaprojektowania satelity, pracujemy nad układem technologicznym odbłyśnika satelity i elementów dużego odbłyśnika oraz przygotowują sam aparat. Ale aby wysłać naszą gwiazdę w niebo, potrzebujemy Twojej pomocy! Zebrane pieniądze wystarczą nam na opłacenie eksperymentalnego wystrzelenia urządzenia w stratosferę i zrozumienie, jak nasz satelita będzie się zachowywał na otwartej przestrzeni. Pomoże nam w tym projekt Denisa Efremova „Near Space”.
Jeśli zbierzemy więcej pieniędzy niż potrzebujemy do testów stratosferycznych, przeprowadzimy szereg innych eksperymentów - i oczywiście zaprosimy do ich obejrzenia wszystkich, którzy nam pomogli.
Rozszerzone cele projektu:
400 000 rubli to zadanie minimalne. Dokładnie tyle musimy zebrać, aby przeprowadzić testy stratosferyczne satelity.
1,400,000 rubli- po opanowaniu takiej ilości razem z Państwem będziemy mogli przeprowadzić dodatkowe, dokładniejsze eksperymenty. Na przykład termiczne testy próżniowe systemu rozkładania satelity w warunkach jak najbardziej zbliżonych do kosmosu, czy testy na stanowisku wibracyjnym, które dadzą nam wyobrażenie o tym, jak satelita będzie się zachowywał podczas lotu na rakiecie.
2 600 000
ruble- kwota wymagana do komercyjnego startu w kosmos. Jeśli razem z Wami możemy dokonać takiego wyczynu, to zaraz po testach nasz satelita wejdzie na orbitę.
Wesprzyj projekt i stań się tym, który mógł nie tylko zdobyć gwiazdę z nieba, ale także ją rozświetlić! Opowiedz innym o satelicie - razem możemy udowodnić, że kosmos jest bliżej niż się wydaje.
Nasze kontakty:
Jak nielegalnie wystrzeliwać satelity 11 marca 2018 r.
W styczniu 2018 roku po raz pierwszy w historii ludzkości doszło do pierwszego udanego nielegalnego wystrzelenia satelity w kosmos, a właściwie czterech małych eksperymentalnych dronów na orbicie.
Nielegalnym wystrzeleniem w kosmos satelitów SpaceBee-1, 2, 3 i 4 zarządzała amerykańska firma Swarm Technologies, która uzgodniła z indyjskimi ekspertami, że dodatkowo załadują cztery książkowe drony na Polar Satellite Launch Vehicle wraz z trzema tuzin innych satelitów.
Jeszcze w 2000 roku Indyjska Organizacja Badań Kosmicznych (ISRO) postanowiła wystrzelić na orbitę setki satelitów na potrzeby państwa i biznesu i odniosła w tym kierunku zauważalny sukces, więc nie było trudno „złapać” kilka komercyjnych urządzenia dla nich...
Według otwartych danych ostatni udany start rakiety PSLV z satelitami w Indiach, USA, Kanadzie, Finlandii, Francji i Korei Południowej miał miejsce 12 stycznia 2018 roku.
Dopiero po tym, jak satelity Swarm Technologies znalazły się w kosmosie, amerykańskie organy regulacyjne podniosły alarm: trudno jest normalnie śledzić małe obiekty na orbicie, ale jednocześnie stanowią one śmiertelne zagrożenie dla każdego urządzenia lub statku, który może się zderzyć.
Konflikt prawny z Swarm Technologies polega na tym, że odpowiedzialność za jej działania w kosmosie nie ponoszą Indie, ale Stany Zjednoczone, gdzie ta firma jest zarejestrowana. Szczególnie oburza się tym środowisko naukowe, które domaga się zrozumienia, w jaki sposób grupa osób prywatnych, w tajemnicy przed państwem, umieszcza swoje satelity na orbicie w czasie, gdy nawet Pentagon, z nielicznymi wyjątkami, zobowiązany jest do ścisłego raportowania o takich sprawach. .
Zgodnie z inną publikacją internetową IEEE Spectrum, SpaceBee-1, 2, 3 i 4 są przeznaczone do „dwukierunkowego komunikacja satelitarna i transmisji danych z USA”. O samej Swarm Technologies wiadomo, że „wyrosła” ze znanego startupu Silicon Valley w Kalifornii.
Firma została założona dwa lata temu przez kanadyjskiego inżyniera lotnictwa, byłego pracownika NASA i Google, Sarah Spangelo oraz niezależnego programistę Benjamina Longmeyera, profesora Uniwersytetu Michigan, który sprzedał Apple’owi swoją poprzednią firmę, Aether Industries.
Firma ma tylko pięciu pracowników, a cały ten zespół pracuje nad systemem, który pozwoli firmom wykorzystać moc Internetu satelitarnego do stworzenia zunifikowanej sieci statków, ciężarówek, samochodów, sprzętu rolniczego i wszystkiego, co może mieć przypisany adres IP adres. Internet do wszystkich tych urządzeń w dowolnym miejscu na świecie powinien rozprowadzać SpaceBee-1, 2, 3 i 4, a także ich przyszłe odpowiedniki.
Przypuszczalnie firma Swarm Technologies potrzebowała własnych satelitów, aby pokazać potencjalnym inwestorom, jak tanie mogą być. Internet satelitarny z odpowiednim podejściem do biznesu w ramach koncepcji „Internet Rzeczy”.
Wszystko byłoby dobrze, ale w grudniu 2017 roku amerykańska Federalna Komisja Łączności
12 kwietnia 1961 po raz pierwszy w historii Związek Radziecki wypuścił na pokład załogowy statek, którym był Jurij Gagarin. Dziś pokażemy, jak drugi kazachski satelita telekomunikacyjny KazSat-2 (KazSat-2) został wystrzelony z kosmodromu Bajkonur za pomocą rakiety nośnej Proton-M. W jaki sposób statek kosmiczny został wystrzelony na orbitę, w jakim jest stanie, jak i gdzie jest kontrolowany? Dowiemy się o tym w tym fotoreportażu.
12 lipca 2011 r. Najcięższa rosyjska rakieta kosmiczna „Proton-M” z kazachskim satelitą komunikacyjnym nr 2 i amerykańskim SES-3 (OS-2) trafiają na miejsce startu. Proton-M jest wystrzeliwany tylko z kosmodromu Bajkonur. To tutaj istnieje niezbędna infrastruktura do obsługi tego złożonego systemu rakietowego i kosmicznego. Strona rosyjska, czyli producent urządzenia, Centrum Kosmiczne Chrunichowa, gwarantuje, że KazSat-2 będzie służył co najmniej 12 lat.
Od czasu podpisania umowy o utworzeniu satelity projekt był kilkakrotnie poprawiany, a sam start był co najmniej trzykrotnie przekładany. W rezultacie „KazSat-2” otrzymał całkowicie nową bazę elementów i nowy algorytm sterowania. Ale co najważniejsze, satelita został wyposażony w najnowsze i bardzo niezawodne urządzenia nawigacyjne, produkowane przez francuski koncern ATRIUM.
Jest to żyroskopowy wektor miernika prędkości kątowej i czujniki astro. Za pomocą astro-czujników satelita orientuje się w kosmosie za pomocą gwiazd. To awaria sprzętu nawigacyjnego doprowadziła do tego, że pierwszy „KazSat” zaginął w 2008 roku, co omal nie wywołało międzynarodowego skandalu.
Droga rakiety wraz z podłączonymi do niej systemami zasilania i termostatowania głowicy, gdzie znajduje się górny stopień Breeze-M i satelity, trwa około 3 godzin. Prędkość pociągu specjalnego wynosi 5-7 kilometrów na godzinę, pociąg obsługiwany jest przez zespół specjalnie przeszkolonych maszynistów.
Kolejna grupa pracowników ochrony kosmodromu dokonuje inspekcji torów kolejowych. Najmniejszy nieznamionowy ładunek może uszkodzić rakietę. W przeciwieństwie do swojego poprzednika, KazSat stał się bardziej energochłonny.
Liczba nadajników wzrosła do 16. Na KazSat-1 było ich 12, a całkowita moc transpondera została zwiększona do 4 i pół kilowata. Umożliwi to pompowanie o rząd wielkości większej ilości danych wszelkiego rodzaju. Wszystkie te zmiany wpłynęły na koszt urządzenia. Wyniósł 115 milionów dolarów. Pierwszy aparat kosztował Kazachstan 65 mln.
Mieszkańcy tutejszego stepu spokojnie obserwują wszystko, co się dzieje. statki pustynne)
Wymiary i możliwości tej rakiety są naprawdę oszałamiające. Jego długość wynosi 58,2 metra, a waga 705 ton. Na starcie ciąg 6 silników pierwszego stopnia rakiety nośnej wynosi około 1000 ton. Umożliwia to wystrzelenie obiektów o masie do 25 ton na referencyjną orbitę okołoziemską i do 5 ton na wysoką orbitę geostacjonarną (30 tys. km od powierzchni Ziemi). Dlatego Proton-M jest niezastąpiony, jeśli chodzi o wystrzeliwanie satelitów telekomunikacyjnych.
- Po prostu nie ma dwóch identycznych statków kosmicznych, bo każdy statek kosmiczny to zupełnie nowa technologia. W krótkim czasie zdarza się, że trzeba zmienić zupełnie nowe elementy. W „KazSat-2” zastosowano te nowe zaawansowane technologie, które w tamtym czasie już istniały. Dostarczono część wyposażenia produkcji europejskiej, w części, w której mieliśmy odmowy na "KazSata-1". Myślę, że sprzęt, który obecnie mamy w KazSat-2 powinien pokazać dobre wyniki. Ma dość dobrą historię latania.
Na kosmodromie znajdują się obecnie 4 miejsca startu rakiety nośnej Proton. Jednak tylko 3 z nich, na stanowiskach nr 81 i nr 200, są sprawne. Wcześniej, ze względu na konieczność pracy z toksycznym paliwem, w starty tej rakiety zaangażowane było tylko wojsko trudne polecenie Instrukcje. Dziś kompleks jest zdemilitaryzowany, chociaż w załogach bojowych jest wielu byłych żołnierzy, którzy zdjęli szelki.
Pozycja orbitalna drugiego KazSata stała się znacznie wygodniejsza do pracy. Ma 86 i pół stopnia długości geograficznej wschodniej. Obszar pokrycia obejmuje całe terytorium Kazachstanu, część Azji Środkowej i Rosji.
Zachody słońca nad kosmodromem Bajkonur są wyłącznie technologiczne! Masywna konstrukcja na prawo od środka obrazu to „Proton-M” z połączoną z nim kratownicą serwisową. Od momentu wyniesienia rakiety na stanowisko startowe na stanowisku nr 200, do momentu startu, mijają 4 dni. Cały czas trwają przygotowania i testy systemów Proton-M. Około 12 godzin przed startem odbywa się posiedzenie komisji państwowej, która daje zgodę na zatankowanie rakiety. Tankowanie rozpoczyna się 6 godzin przed startem. Od tego momentu wszystkie operacje stają się nieodwracalne.
Jakie korzyści odnosi nasz kraj z posiadania własnego satelity komunikacyjnego? Przede wszystkim jest rozwiązaniem problemu wsparcie informacyjne Kazachstan. Twój satelita pomoże rozszerzyć widmo usługi informacyjne dla całej populacji kraju. Jest to usługa administracji elektronicznej, Internetu, komunikacja mobilna... Najważniejsze jest to, że kazachski satelita pozwoli częściowo zrezygnować z usług zagranicznych firm telekomunikacyjnych, które świadczą naszemu operatorowi usługi przekaźnikowe. Mówimy o dziesiątkach milionów dolarów, które teraz nie trafią za granicę, ale trafią do krajowego budżetu.
Victor Lefter, prezes Republikańskiego Centrum Komunikacji Kosmicznej:
- Kazachstan ma dość duże terytorium w porównaniu do innych krajów. I musisz to zrozumieć w każdym miejscowość, w każdej wsi, wiejskiej szkole nie będziemy w stanie zapewnić tych usług komunikacyjnych, które są ograniczone za pomocą kabli i innych systemów. Statek kosmiczny rozwiązuje ten problem. Całe terytorium jest praktycznie zamknięte. Co więcej, nie tylko terytorium Kazachstanu, ale także część terytorium państw sąsiednich. A satelita ma stabilną zdolność komunikacyjną
Różne modyfikacje rakiety Proton są w użyciu od 1967 roku. Jej głównym projektantem był akademik Władimir Chelomey i jego biuro projektowe (obecnie biuro projektowe „Salut”, oddział Państwowego Centrum Badań i Produkcji Kosmicznej Chruniczowa). Możemy śmiało powiedzieć, że wszystkie imponujące sowieckie projekty dotyczące rozwoju przestrzeni bliskiej Ziemi i badania obiektów Układ Słoneczny byłoby niewykonalne bez tego pocisku. Ponadto Proton wyróżnia się bardzo wysoką niezawodnością jak na sprzęt tego poziomu: podczas całej swojej eksploatacji wykonano 370 startów, z czego 44 nieudanych.
Jedyną i główną wadą „Protonu” są jego niezwykle toksyczne składniki paliwowe: niesymetryczna dimetylohydrazyna (UDMH) lub jak nazywa się ją również „heptyl” i tetratlenek azotu („amyl”). W miejscach, w których zapadł pierwszy etap (są to tereny na terenie miasta Dzhezkazgan), dochodzi do zanieczyszczenia środowiska, które wymaga kosztownych operacji czyszczenia.
Sytuacja uległa poważnemu pogorszeniu na początku XXI wieku, kiedy doszło do trzech kolejnych awarii rakiety nośnej. Wywołało to skrajne niezadowolenie władz Kazachstanu, które zażądały od strony rosyjskiej dużych rekompensat. Od 2001 roku stare modyfikacje wyrzutni zostały zastąpione zmodernizowanym Protonem-M. To oznacza system cyfrowy kontroli, a także system odpowietrzania niespalonych pozostałości paliwa w górnych warstwach jonosfery.
Dzięki temu udało się znacznie zmniejszyć szkody w środowisku. Ponadto opracowano, ale wciąż pozostaje na papierze, projekt przyjaznej środowisku rakiety nośnej Angara, która jako składniki paliwa wykorzystuje naftę i tlen, a która ma stopniowo zastępować Proton-M. Nawiasem mówiąc, kompleks rakiet nośnych „Angara” na Bajkonurze będzie nosił nazwę „Baiterek” (w tłumaczeniu z kazachskiego „Topol”).
To właśnie niezawodność rakiety kiedyś przyciągnęła Amerykanów. W latach 90. powstała spółka joint venture ILS, która pozycjonowała pocisk na amerykańskim rynku systemów telekomunikacyjnych. Obecnie większość amerykańskich cywilnych satelitów komunikacyjnych jest wystrzeliwanych przez Proton-M z kosmodromu na kazachskim stepie. Amerykański SES-3 (własność SES WORLD SKIES), który znajduje się na czele rakiety wraz z kazachskim KazSat-2, jest jednym z wielu wystrzelonych z Bajkonuru.
Oprócz flag rosyjskich i amerykańskich na rakiecie widnieje kazachski i emblemat Republikańskiego Centrum Komunikacji Kosmicznej – organizacji, która dziś jest właścicielem i operatorem satelity.
16 lipca 2011 5 godzin 16 minut i 10 sekund rano. Punkt kulminacyjny. Na szczęście wszystko idzie dobrze.
3 miesiące po uruchomieniu. Młodzi specjaliści to czołowy inżynier działu sterowania satelitami Bekbolot Azaev, a także jego koledzy inżynierowie Rimma Kozhevnikova i Asylbek Abdrakhmanov. Ci faceci prowadzą KazSat-2.
Region Akmoli. Niewielkie i do 2006 r. niepozorne centrum regionalne Akkol stało się powszechnie znane 5 lat temu, kiedy zbudowano tu pierwsze w kraju MCC - centrum kontroli lotów satelitów na orbicie. Październik jest tu zimny, wietrzny i deszczowy, ale teraz jest najgorętszy czas dla tych, którzy muszą nadać satelitowi KazSat-2 status pełnoprawnego i ważnego segmentu infrastruktury telekomunikacyjnej Kazachstanu.
Po utracie pierwszego satelity w 2008 roku w Centrum Komunikacji Kosmicznej Akkol przeprowadzono poważną modernizację. Już teraz pozwala sterować dwoma urządzeniami jednocześnie.
Baurzhan Kudabaev, wiceprezes Republikańskiego Centrum Komunikacji Kosmicznej:
- Specjalny oprogramowanie, dostarczono nowy sprzęt. Przed tobą stoi licznik systemu dowodzenia i pomiarów. Jest to dostawa amerykańskiej firmy Vertex, podobnie jak w przypadku KazSata-1, ale już nowej modyfikacji, ulepszonej wersji. Zastosowano rozwiązania rosyjskiej firmy Space Systems. Te. to wszystko to, co dzieje się dzisiaj. Nowe programy, sprzęt, baza elementów. Wszystko to usprawnia pracę z naszym statkiem kosmicznym.
Darkhan Maral, szef Centrum Kontroli Lotów w miejscu pracy. W 2011 roku do Centrum przybyli młodzi specjaliści, absolwenci rosyjskich i kazachskich uczelni. Zostali już nauczeni do pracy, a według kierownictwa RCKS nie ma problemów z obsadą kadrową. W 2008 roku sytuacja była znacznie smutniejsza. Po utracie pierwszego satelity znaczna część wysoko wykształconych ludzi opuściła centrum.
Październik 2011 był kolejnym kulminacyjnym momentem prac nad kazachskim satelitą. Zakończono próby projektu jego lotu i rozpoczęto tzw. próby kredytowe. Te. to było jak egzamin dla producenta z funkcjonalności satelity. Wszystko działo się w następujący sposób. W KazSat-2 podniesiono sygnał telewizyjny.
Następnie kilka grup specjalistów pojechało w różne regiony Kazachstanu i zmierzyło parametry tego sygnału, tj. jak prawidłowo sygnał jest przekazywany przez satelitę. Nie było komentarzy, a w końcu specjalna komisja przyjęła ustawę o przeniesieniu satelity na stronę kazachską. Od tego momentu w obsługę aparatu zaangażowani są kazachscy specjaliści.
Do końca listopada 2011 r. w centrum kosmicznym Akkol pracowała duża grupa rosyjskich specjalistów. Reprezentowali podwykonawców projektu KazSat-2. Oto wiodące firmy rosyjskiego przemysłu kosmicznego: Centrum im. Chrunichev, który zaprojektował i zbudował satelitę, biuro projektowe Mars (specjalizuje się w nawigacji satelitów na orbicie) oraz Russian Space Systems Corporation, która rozwija oprogramowanie.
Cały system podzielony jest na dwa komponenty. W rzeczywistości jest to sam satelita i infrastruktura kontroli naziemnej. Zgodnie z technologią wykonawca musi najpierw zademonstrować działanie systemu - jest to instalacja sprzętu, jego debugowanie, demonstracja funkcjonalność... Po wszystkich procedurach - szkolenie kazachskich specjalistów.
Centrum komunikacji kosmicznej w Akkoli jest jednym z nielicznych miejsc w naszym kraju, w którym rozwinęło się sprzyjające środowisko elektromagnetyczne. W promieniu kilkudziesięciu kilometrów wokół nie ma żadnych źródeł promieniowania. Mogą zakłócać i zakłócać sterowanie satelitarne. 10 dużych anten parabolicznych skierowanych w niebo w jednym punkcie. Tam, w dużej odległości od powierzchni Ziemi - ponad 36 tysięcy kilometrów, wisi mały sztuczny obiekt - kazachski satelita komunikacyjny "KazSat-2".
Większość nowoczesnych satelitów komunikacyjnych to satelity geostacjonarne. Te. ich orbita jest skonstruowana w taki sposób, że wydaje się unosić nad jednym punktem geograficznym, a obrót Ziemi praktycznie nie ma wpływu na tę stabilną pozycję. Pozwala to na użycie pokładowego przemiennika do pompowania dużych ilości informacji, aby pewnie odbierać te informacje w obszarze zasięgu na Ziemi.
Kolejny ciekawy szczegół. Zgodnie z przepisami międzynarodowymi dopuszczalne odchylenie satelity od punktu stacjonarnego może wynosić maksymalnie pół stopnia. Dla specjalistów MCK - trzymaj urządzenie w podane parametry- prace jubilerskie wymagające najwyższych kwalifikacji balistyków. Centrum zatrudni 69 osób, z czego 36 to specjaliści techniczni.
To jest główny panel sterowania. Na ścianie wisi duży monitor, gdzie przepływa cała telemetria, na półokrągłym stole stoi kilka komputerów i telefonów. Wszystko wydaje się bardzo proste...
Victor Lefter, prezes Republikańskiego Centrum Komunikacji Kosmicznej:
- Poszerzymy kazachską flotyllę do 3, 4, a być może nawet do 5 satelitów. Te. aby była ciągła wymiana urządzeń, była rezerwa, a nasi operatorzy nie czuli tak pilnej potrzeby korzystania z produktów z innych krajów. Abyśmy mogli być zaopatrzeni w nasze rezerwy.”
Obecnie rezerwacja satelitów jest realizowana z Moskwy, gdzie znajduje się centrum kosmiczne. Chruniczow. Jednak Republikańskie Centrum Komunikacji Kosmicznej zamierza zarezerwować lot z terytorium Kazachstanu. W tym celu budowane jest obecnie drugie MCK. Będzie zlokalizowany 30 kilometrów na północ od Ałmaty.
W planach Narodowej Agencji Kosmicznej Kazachstanu jest zbliżające się wystrzelenie trzeciego satelity „KazSat-3” w 2013 roku. Kontrakt na jego rozwój i produkcję podpisano w 2011 roku we Francji, na targach lotniczych w Le Bourget. Satelita dla Kazachstanu jest budowany przez Stowarzyszenie Naukowo-Produkcyjne im. akademika Reshetneva, które znajduje się w rosyjskim mieście Krasnojarsk.
Interfejs operatora działu zarządzania. Tak to wygląda teraz.
Na filmie możesz zobaczyć, jak ten został uruchomiony.
Kontynuujemy nasz cykl artykułów „Wszystko o wszystkim”. Tym razem porozmawiajmy o satelitach.
Nie tak dawno temu satelity były egzotycznymi i supertajnymi urządzeniami. Wykorzystywano je głównie do celów wojskowych, nawigacyjnych i szpiegowskich. Teraz są integralną częścią współczesnego życia. Możemy je zobaczyć w prognozie pogody, telewizji, a nawet zwyczajnej rozmowy telefoniczne... Satelity często odgrywają również rolę pomocniczą w niektórych obszarach:
- Niektóre gazety i czasopisma są szybkie, ponieważ wysyłają materiały do różnych drukarni za pośrednictwem satelitów, aby przyspieszyć lokalną dystrybucję.
- Przed przesłaniem sygnału przewodami do użytkowników telewizja kablowa dostawcy usług używają satelitów do transmisji sygnału.
- Ostatnio możliwości geolokalizacji zapewnione przez Systemy GPS i GLONASS. Za ich pomocą możemy szybciej i dokładniej dotrzeć do wymaganego miesiąca.
- Kupowane przez nas towary dostarczane są przez producentów dostawców efektywniej dzięki logistyce wykorzystującej geolokalizację z wykorzystaniem GPS i GLONASS.
- Sygnały nawigacyjne z rozbitych samolotów i statków w niebezpieczeństwie wysyłają sygnały do zespołów ratowniczych za pośrednictwem satelity.
Co to jest Sputnik?
Ogólnie rzecz biorąc, satelita to obiekt, który krąży wokół planety po orbicie kołowej lub eliptycznej. Na przykład Księżyc jest naturalnym naturalnym satelitą Ziemi, ale istnieje znacznie więcej sztucznych (sztucznych) satelitów, które zwykle znajdują się bliżej Ziemi.Ścieżka, po której podąża satelita, nazywana jest orbitą. Najdalszy od Ziemi punkt orbity nazywany jest apogeum, najbliższy jest perygeum.
Sztuczne satelity nie są produkowane masowo. Większość satelitów została specjalnie wyprodukowana, aby spełniać swoje zamierzone funkcje. Wyjątek stanowią satelity GPS/GLONASS (których jest około 20 kopii na każdy z systemów) oraz satelity systemu Iridium (których jest ponad 60 kopii, służą one do komunikacji głosowej).
Istnieje również około 23 000 obiektów będących śmieciami kosmicznymi. Obiekty te są wystarczająco duże, aby mogły zostać wykryte przez radar. Albo przypadkowo trafiły na orbitę, albo wyczerpały swoją przydatność. Dokładna liczba zależy od tego, kto liczy. Ładunek, który wpadł na niewłaściwą orbitę, satelity, którym skończyły się baterie, a także resztki dopalaczy rakiet – to wszystko kosmiczne śmieci. Na przykład ten internetowy katalog satelitarny zawiera około 26 000 obiektów.
Chociaż każdy obiekt krążący wokół Ziemi można w rzeczywistości nazwać satelitą, termin „satelita” jest powszechnie używany do opisania użytecznego obiektu umieszczonego na orbicie w pewnych ważnych celach. Często słyszymy o satelitach pogodowych, satelitach komunikacyjnych i satelitach naukowych.
Czyj satelita jako pierwszy okrążył Ziemię?
Ogólnie rzecz biorąc, Księżyc jest słusznie uważany za pierwszego satelitę Ziemi :)
Ku naszej wspólnej radości pierwszym sztucznym satelitą Ziemi był Sputnik 1, wystrzelony przez Związek Radziecki 4 października 1957. Hurra, towarzysze!
Jednak ze względu na najściślejszą tajemnicę, jaka istniała w tym czasie, nie ma publicznie dostępnych zdjęć tej słynnej premiery. Sputnik 1 miał 23 cale (58 centymetrów), ważył 184 funty (83 kilogramy) i miał kształt metalowej kuli. Było to jednak jak na tamte czasy ważne osiągnięcie. Zawartość satelity wydaje się skromna według współczesnych standardów:
- Termometr
- Bateria
- Nadajnik radiowy - zmienia ton swoich dźwięków zgodnie ze wskazaniami termometru
- Azot - wytworzone ciśnienie wewnątrz satelity
Po 92 dniach grawitacja wykonała swoje zadanie i Sputnik 1 spłonął w ziemskiej atmosferze. Trzydzieści dni po wystrzeleniu Sputnika 1 pies Łajka poleciał na półtonowym satelicie powietrznym. Satelita ten spłonął w atmosferze w kwietniu 1958 roku.
Sputnik-1 to dobry przykład jak prosty może być satelita. Jak zobaczymy później, współczesne satelity są znacznie bardziej złożone, ale podstawowa idea jest prosta.
Jak satelity są wystrzeliwane na orbitę?
Wszystkie nowoczesne satelity wchodzą na orbitę za pomocą rakiet. Niektóre zostały dostarczone na orbitę w ładowni wahadłowca. Kilka krajów, a nawet firmy komercyjne, mają możliwość wystrzeliwania satelitów na orbitę, a obecnie nie jest niczym niezwykłym dostarczanie na orbitę satelity ważącego kilka ton.
W przypadku większości planowanych startów rakieta jest zazwyczaj skierowana pionowo w górę. Dzięki temu szybko i szybko przechodzi przez gęste warstwy atmosfery minimalny koszt paliwo.
Po wystrzeleniu pocisku pionowo w górę, system naprowadzania pocisku wykorzystuje system naprowadzania bezwładnościowego do prowadzenia dysz pocisku i naprowadza go na zamierzoną trajektorię. Przez większość czasu rakieta kieruje się na wschód, ponieważ sama Ziemia obraca się na wschód, co pozwala jej na „swobodne” przyspieszenie. Siła tego „swobodnego” przyspieszenia zależy od prędkości obrotu Ziemi w miejscu startu. Największe przyspieszenie występuje na równiku, gdzie odległość wokół Ziemi jest największa, a co za tym idzie również prędkość obrotu.
Jak duże jest przyspieszenie podczas startu równikowego? Aby uzyskać zgrubne oszacowanie, możemy obliczyć długość równika Ziemi, mnożąc jego średnicę przez pi (3.141592654 ...). Średnica Ziemi wynosi około 12 753 kilometrów. Mnożąc przez pi otrzymujemy obwód około 40 065 kilometrów. Aby przemierzyć cały obwód w ciągu 24 godzin, punkt na powierzchni Ziemi musi poruszać się z prędkością 1669 km/h. Start z Bajkonuru w Kazachstanie nie daje tak dużego przyspieszenia od obrotu Ziemi. Prędkość obrotowa Ziemi w regionie Bajkonur wynosi około 1134 km / h, a w regionie Plesetsk ogólnie 760 km / h. Zatem start z równika daje większe „swobodne” przyspieszenie. Generalnie Ziemia nie do końca ma kształt kuli - jest spłaszczona. Dlatego nasze oszacowanie obwodu Ziemi jest nieco niedokładne.
Ale poczekaj, mówisz, jeśli rakiety są w stanie osiągnąć prędkość tysięcy kilometrów na godzinę, to co da niewielki wzrost? Odpowiedź brzmi, że rakiety wraz z paliwem i ładunkiem są bardzo ciężkie. Na przykład według Wikipedii wzmacniacz protonowy ma masę startową wynoszącą 705 ton. Rozpędzanie takiej masy nawet do 1134 km/h wymaga ogromnej ilości energii, a co za tym idzie dużej ilości paliwa. Dlatego start z równika daje wymierne korzyści.
Kiedy rakieta dociera do bardzo rzadkiego powietrza na wysokości około 193 kilometrów, system sterowania rakietą włącza małe silniki wystarczające do obrócenia rakiety do pozycji poziomej. Następnie satelita zostaje oddzielony od rakiety. Rakieta następnie ponownie włącza silniki, aby zapewnić pewną separację między rakietą a satelitą.
Inercyjny system prowadzenia
Aby wystrzelić satelitę na wymaganą orbitę trzeba bardzo dokładnie sterować rakietą, a błędy w tej materii są bardzo kosztowne (przypomnijcie sobie awarie Roskosmosu z satelitami GLONASS czy sondą Fobos-Grunt, która trafiła na złą orbitę w którym powinny być). Inercyjne systemy naprowadzania wewnątrz pocisków umożliwiają taką kontrolę. Taki system określa dokładne położenie rakiety i jej kierunek, mierząc przyspieszenie rakiety za pomocą żyroskopów i akcelerometrów. Umieszczone w gimbalu osie żyroskopu są zawsze skierowane w tym samym kierunku. Dodatkowo platforma żyroskopowa zawiera akcelerometry, które mierzą przyspieszenie w trzech różnych osiach. Jeśli system sterowania zna początkową pozycję rakiety w momencie startu i przyspieszenie w momencie lotu, będzie w stanie obliczyć położenie rakiety i orientację w przestrzeni.Prędkość orbitalna i wysokość
Rakieta musi rozpędzić się do prędkości co najmniej 40 320 km/h (11,2 km/s), aby całkowicie wyrwać się z ziemskiej grawitacji i polecieć w kosmos. Ta prędkość nazywana jest drugą prędkością kosmiczną i jest różna dla różnych ciał niebieskich.
Druga kosmiczna prędkość Ziemi jest znacznie większa niż prędkość wymagana do umieszczenia satelitów na orbicie. Satelity nie muszą wychodzić z ziemskiej grawitacji, muszą się z nią balansować. Prędkość orbitalna to prędkość wymagana do zrównoważenia przyciągania grawitacyjnego i bezwładności satelity. Średnio prędkość ta wynosi 27 359 km/h na wysokości około 242 kilometrów. Bez grawitacji bezwładność satelity wypchnie go w kosmos. Chociaż nawet jeśli grawitacja jest obecna, to zbyt duża prędkość satelity wyniesie go z orbity Ziemi na otwartą przestrzeń. Z drugiej strony, jeśli satelita porusza się powoli, to pod wpływem grawitacji spadnie z powrotem na Ziemię. Jeśli satelita ma określoną prawidłową prędkość, grawitacja zostanie zrównoważona przez bezwładność satelity, grawitacja Ziemi będzie wystarczająca, aby satelita poruszał się po orbicie kołowej lub eliptycznej, a nie leciał w kosmos w linii prostej .
Prędkość orbitalna satelity zależy od wysokości satelity. Im bliżej Ziemi, tym większa wymagana prędkość. Na wysokości 200 kilometrów wymagana prędkość orbitalna wynosi około 27 400 km / h. Aby utrzymać orbitę 35 786 km, satelita musi krążyć z prędkością około 11 300 km/h. Ta prędkość orbitalna pozwoli satelicie wykonać jeden obrót wokół Ziemi w ciągu 24 godzin. Ponieważ sama Ziemia obraca się z prędkością 24 godzin, satelita na wysokości 35 786 km pozostanie dokładnie nad tym samym punktem na powierzchni Ziemi. Ta orbita nazywana jest „geostacjonarną”. Orbity geostacjonarne są idealne dla satelitów pogodowych i komunikacyjnych.
Księżyc ma „wysokość” 384 400 kilometrów w stosunku do Ziemi, a jego prędkość orbitalna wynosi 3700 km / h. Kończy pełny obrót na swojej orbicie w 27,322 dni. Zauważ, że jego prędkość orbitalna jest mniejsza, ponieważ znajduje się dalej niż sztuczne satelity.
Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa orbita, tym dłużej satelita może znajdować się na orbicie. Na małych wysokościach satelita wchodzi w atmosferę, co powoduje tarcie. Tarcie zabiera część energii ruchu satelity, która dostaje się w gęstsze warstwy i spadając na Ziemię spala się w atmosferze. Na dużych wysokościach, gdzie panuje prawie próżnia, tarcie nie powstaje i satelita może pozostawać na orbicie przez stulecia (na przykład Księżyc).
Satelity zwykle mają najpierw orbitę eliptyczną. Naziemne stacje kontroli wykorzystują małe silniki odrzutowe satelity do korygowania orbity. Celem jest, aby orbita była jak najbardziej okrągła. Włączenie silnika odrzutowego w apogeum orbity (najdalszy punkt) i przyłożenie siły w kierunku lotu oddala perygeum od Ziemi. W rezultacie orbita zbliża się do okrągłego kształtu.
Ciąg dalszy nastąpi…