Искусственные спутники: земли цели и задачи их применения, примеры выполнения

Искусственный спутник Земли (ИСЗ) — космический летательный аппарат, вращающийся вокруг Земли по геоцентрической орбите. Для движения по орбите вокруг Земли аппарат должен иметь начальную скорость, равную или большую первой космической скорости. Полёты ИСЗ выполняются на высотах до нескольких сотен тысяч километров. Нижнюю границу высоты полёта ИСЗ обуславливает необходимость избегания процесса быстрого торможения в атмосфере. Период обращения спутника по орбите в зависимости от средней высоты полёта может составлять от полутора часов до нескольких лет. Особое значение имеют спутники на геостационарной орбите, период обращения которых строго равен суткам и поэтому для наземного наблюдателя они неподвижно «висят» на небосклоне, что позволяет избавиться от поворотных устройств в антеннах.

В соответствии с международной договорённостью космический аппарат называется спутником, если он совершил не менее одного оборота вокруг Земли. В противном случае он считается ракетным зондом, проводившим измерения вдоль баллистической траектории, и не регистрируется как спутник. В зависимости от задач, решаемых с помощью ИСЗ, их подразделяют на научно-исследовательские и прикладные. Если на спутнике установлены радиопередатчики, та или иная измерительная аппаратура, импульсные лампы для подачи световых сигналов и т. п., его называют активным. Пассивные ИСЗ предназначены обычно для наблюдений с земной поверхности при решении некоторых научных задач (к числу таких ИСЗ принадлежат спутники-баллоны, достигающие в диаметре нескольких десятков м). Научно-исследовательские ИСЗ служат для исследований Земли, небесных тел, космического пространства. К их числу относятся, в частности, геофизические спутники (См. Геофизический спутник), Геодезические спутники, орбитальные астрономические обсерватории и др. Прикладными ИСЗ являются Связи спутники, метеорологические спутники (См. Метеорологический спутник), ИСЗ для исследования земных ресурсов, навигационные спутники (См. Навигационный спутник), спутники технического назначения (для исследования воздействия космических условий на материалы, для испытаний и отработки бортовых систем) и др. ИСЗ, предназначенные для полёта людей, называются пилотируемыми кораблями-спутниками. ИСЗ на экваториальной орбите, лежащей вблизи плоскости экватора, называются экваториальными, ИСЗ на полярной (или приполярной) орбите, проходящей вблизи полюсов Земли, — полярными. ИСЗ, выведенные на круговую экваториальную орбиту, удалённую на 35860 км от поверхности Земли, и движущиеся в направлении, совпадающем с направлением вращения Земли, «висят» неподвижно над одной точкой земной поверхности; такие спутники называются стационарными.

Первый ИСЗ "Спутник".
Запущен по программе МГГ (Международный геофизический год) в период максимальной солнечной активности (1957-1958). Масса спутника 83,6 кг. Корпус — сфера диам. 0,58 м. Время существования 92 сут.

Первый ИСЗ с животным ("Спутник-2" с собакой Лайкой).
Спутник не отделялся и представлял собой всю вторую ступень — центральный блок ракеты. Масса полезного груза 503,8 кг Дата запуска 03.11.1957

Первый связной ИСЗ — активный ретранслятор ("Атлас-Скор")
англ. Atlas-Score, "Атлас" от названия ракеты-носителя и SCORE от Signal Communcations Orbit Relay Experiment - эксперимент по ретрансляции сигналов связи с орбиты. Дата запуска 18.12.1958

Первый метеорологический ИСЗ "ТИРОС-1"
("TIROS", сокр. от Television Infra-Red Observation Satellite — спутник для наблюдений с телевизионным и инфра-красным оборудованием для получения изображений облачного покрова и измерения теплового излучения Земли). Масса 120 кг. Корпус - 18-гранная призма (выс. 0,5 м, макс. поперечный разиер ~1 м) Дата запуска 01.04.1960

Первый советский ИСЗ-разведчик ("Зенит-2")
Официальное название "Космос-4". Создан на базе КС "Восток 2К". Имел спускаемую капсулу для возвращения научной аппаратуры и фотопленки на Землю. Дата запуска 26.04.1962

20. Автоматические межпланетные станции: цели и задачи их применения, примеры выполнения.

Автоматическая межпланетная станция (АМС) — беспилотный космический аппарат, предназначенный для полёта в межпланетном космическом пространстве (не по геоцентрической орбите) с выполнением различных поставленных задач. В то время как стран, имеющих околоземные спутники — несколько десятков, сложные технологии межпланетных станций освоили всего несколько стран — СССР/Россия, США, Европа/ESA, Япония, Китай, Индия. При этом к Марсу, Венере и кометам отправляли АМС только первые четыре, к астероидам — только США, Европа и Япония, к Меркурию, Урану и Нептуну - только США, к Юпитеру и Сатурну — США, из них две АМС с участием ESA. Ввиду значительной стоимости и высокой сложности межпланетных перелетов большие перспективы имеют международные проекты в этой области. К примеру, зонд нового поколения для исследования системы Юпитера планируется при совместном участии NASA, ESA, Роскосмоса и JAXA. АМС обычно предназначается для выполнения комплекса задач, начиная научно-исследовательскими проектами, и заканчивая политическими демонстрациями. Типичными объектами для исследовательских задач являются другие планеты, их естественные спутники, кометы и другие объекты Солнечной системы. При этом обычно производится фотографирование, сканирование рельефа; измеряются текущие параметры магнитного поля, радиации, температуры; химический состав атмосферы другой планеты, грунта и космического пространства вблизи планеты; проверяются сейсмические характеристики планеты. Накопленные измерения периодически передаются на Землю с помощью радиосвязи. Большинство АМС имеют двунаправленную радиосвязь с Землёй, что даёт возможность использовать их как дистанционно управляемые приборы. В данный момент в качестве канала для передачи данных используют частоты в радиодиапазоне. Исследуются перспективы применения лазеров для межпланетной связи. Большие расстояния создают существенные задержки при обмене данными, поэтому степень автоматизации АМС стремятся максимально увеличить.

Первый искусственный спутник Луны (ИСЛ "Луна-10")
Время существования 56 суток, совершил 460 оборотов вокруг Луны запуск 31.03.1966, вывод на орбиту вокруг Луны 03.04.1966

Первый искусственный спутник Марса ИСМ ("Маринер-9")
Масса КА 998 кг, в т.ч. 450 кг КТДУ, тягой 1,3 кН. Передал 7329 снимков Марса (разрешение до 0,1 м), его спутников Деймоса и Фобоса. На базе снимков составлена карта планеты и выбраны районы посадки посадочных модулей КА "Викинг-1" и "Викинг-2", которые совершили посадку на Марсе 20.07. и 04.09. 1976 на расстоянии 6400 км друг от друга. Запуск 30.05.1971; вывод на обиту вокруг Марса 14.11.1971

Первые советские искусственные спутники Марса ИСМ ("Марс-2", "Марс-3")
Масса космических аппаратов по 4650 кг, они имели орбитальные отсеки и спускаемые аппараты. ИСМ, после отделения, торможения в атмосфере, спуске и мягкой посадки СА на марсианскую поверхность, являлись ретрансляторами передачи данных от СА на Землю. ИСМ имели научную аппаратуру и по две фототелевизионных камеры с различными фокусными расстояниями для съемки поверхности Марса. Запуск 19.05 и 28.05.1971; вывод на орбиту вокруг Марса 27.11 и 02.12.1971

Первые искусственные спутники Венеры ИСВ ("Венера-9", "Венера-10").
Запуск 08.06 и 14.06.1975; вывод на орбиту вокруг Венеры 22.10 и 25.10.1975.

Первый искусственный спутник Сатурна АМС "Кассини".
Бюджет проекта более $3 млрд. С помощью этого аппарата открыто множество новых спутников Сатурна, получены уникальные фотографии самой планеты и ее спутников. Масса "Кассини" при старте составила 5710 кг, включая 320-килограммовый "Гюйгенс", 336 кг научных приборов и 3130 кг топлива. Размеры станции составляют 6,7 м в высоту и 4 м в ширину. Дата запуска 15.10.1997, вывод на орбиту Сатурна 30.06.2004 Первый искусственный спутник Меркурия "Messenger" в переводе "Посланник" - сокращение от MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging Стартовая масса АМС MESSENGER — около 1100 кг, причем почти 600 кг (более половины всей массы) — топливо. Корпус аппарата изготовлен из композиционного графитового материала и имеет размеры 1,42×1,85×1,27 м. Мощность 450 кВт Дата запуска 17.03.2011 выход на орбиту 18.03.2011.