E-učionica za učenje fizike

Arhiva za kategoriju ‘Veštački sateliti’

Veštački sateliti

Veštački sateliti

Veštački sateliti su tvorevine ljudskog porekla koji kruže oko Zemlje. Ukoliko se sateliti kreću po ekvipotencijalnim površinama oni ne vrše rad protiv sila gravitacionog polja. Ekvipotencijalne površine su površine na kojima potencijal gravitacionog polja ima istu vrednost. Sateliti su u bliskom kontaktu sa spoljašnjim delom Zemljine atmosfere.

Stvaranje veštačkih satelita se odrazilo u različitim oblastima ljudskog života pre svega u tehnološko-društvenom razvoju  i napretku komunikacije. Takođe, u velikoj meri je značajna primena vestačkih satelita i u vojnoj oblasti.

Kako je sve krenulo?

Godine 1946. američki astrofizičar Lyman Spitzer je prvi dao ideju o postavljanju teleskopa u Zemljinu orbitu ili na neku drugu lokaciju u Svemiru. To je bilo deceniju pre lansiranja prvog satelita po imenu Sputnik u orbitu. Spitzer je predložio veliki satelit koji bi kružio oko naše planete i obavljao posmatranja svemira i njegovih objekata. Nakon lobiranja za ovaj projekt tokom 1960-ih i 1970-ih godina, isti je realizovan lansiranjem prvog Svemirskog teleskopa Hubble, optičkog tipa, 20. aprila 1990. godine. Hubble je lansiran pomoću šatla Discovery.

Prvi veštački satelit Sputnjik bio je lansiran 4. oktobra 1957  godine u čast Oktobarske revolucije u Rusiji.

Treba napomenuti da je do danas veliki broj teleskopa lansiran u orbitu. Trenutno oko naše planete Zemlje orbitira više od 5000 veštačkih satelita koji funkcionisu i još otprilike toliko tela koja više nemaju nikakvu funkciju jer su podlegli vremenu.

Zašto su sateliti značajni?

Mnogi od njih su uveliko povećali naše znanje o Svemiru. Izučavanje astronomije sa zemljine površine je ograničeno zbog smetnji uzrokovanih elektromagnetnim zračenjem zemljine atmosfere. Ova činjenica čini postavljanje asktronomskih instrumenata u svemir veoma poželjnim i značajnim za dalja istraživanja.

Takođje je potrebno napomenuti da veštački sateliti ne orbitiraju samo oko Zemljine ose, već postoje i oni koji imaju snagu i mogućnost da se odvoje i van orbititrajucih polja Zemlje.

U ovom tekstu će biti opisano nekoliko veštačkih satelita, koji su doprineli promenama u razvoju čovečanstva i značajnim otkrićima u nauci.

Način lansiranja satelita

Naučnici koji se bave planiranjem i lansiranjem veštačkih satelita imaju samo jednu opciju da izvedu taj poduhvat. Telo koje obavlja funkciju prenošenja veštačkog satelita sa Zemlje na željeno mesto je raketa nosač. Ona skladišti satelit u svoje prostorije („komore“), gde se satelit „stavi“. Nakon lansiranja, raketa se vremenom raspada na manje delove i samim tim otpušta nepotrebne ili prazne delove koji su već istrošeni; do samog cilja raketa izvrsi „rađanje“ ili otpuštanje satelita na željeno mesto.

Većina naučnih poduhvata se bave lansiranjem znatno većih veštačkih satelita. U takvim situacijama ne može ceo veštački satelit da stane u raketu pa se projekat realizuje tako što se satelit postavlja na željeno mestu, gde će rakete prebaciti potrebne delove do prvog objekta, a roboti koji su u paketu poslati sa prvim telom, će satsavljati deo po deo.

Podela veštačkih satelita

Postoji veći broj podela veštačkih satelita (prema odredjenim zahtevima, obavezama i zaslugama): telekomunikacioni, meteorološki, astronomski, navigacioni, minijaturni, sateliti za posmatranje planeta, vojni sateliti, svemirske stanice.

U daljem tekstu će biti posebno opisani metereološki sateliti i svemirske stanice zato što su posebno značajni za razvoj nauke i praktično svakodnevno nas snabdevaju novim informacijama.

Meteorološki veštački sateliti

Meteorološki satelit je model satelita koji se primarno koristi za meteorološki i klimatski nadzor Zemlje. Ovi meteorološki sateliti osmatraju kretanje oblaka i njihovo strujanje. Takođe, osmatraju gradsku rasvetu, požare, dejstva konataminacije, polarnusvetlost, oluje, snežne padavine, pomeranje ledenihoblasti; prikupljaju i druge ekološke informacije koje se kasnijekoriste za analizu i obradu podataka.

Svemirske stanice

Svemirske stanice (opservatorije) su instrumenti u svemiru koje služe za posmatranje udaljenih planeta, galaksija i drugih svemirskih objekata. Koriste se u svrhu izviđanja i prikupljanja informacija.

Mnoge svemirske opservatorije su završile svoje misije, dok druge još uvek rade. Do sada su satelite lansirali NASA, ESA , Japanska Svemirska Agencija i Sovjetski svemirski program (današnji Roskosmos).

Medjunarodna svemirska stanica

Međunarodna svemirska stanica (engl. International Space Station) je zajednički projekat 6 svemirskih agencija SAD, Rusije, Japana, Kanade, Brazila i Evropske Unije.

o-INTERNATIONAL-SPACE-STATION-facebook

Slika: Međunarodna svemirska stanica; izvor: http://www.wikipedia.com

 

Izgradnja međunarodne svemirske stanice počela je 1998. godine lansiranjem u orbitu ruskog modula Zarja. Od 2. novembra 2000. godine na Međunarodnoj svemirskoj stanici se neprekidno nalazi posada od tri člana a planirano je da se od 2009. godine stalna posada proširi na šest članova.

Po završetku izgradnje 2011. godine Međunarodna svemirska stanica ima dimenzije od 110 × 90 × 30 metara a planirano je da bude korišćena barem do 2016. godine.

Svemirska stanica se nalazi u orbiti oko Zemlje na visini od 360 kilometara (tip orbite koji se uobičajeno naziva niska orbita). Stvarna visina se menja po nekoliko kilometara pošto otpor atmosfere snižava orbitu a povremeno se vrši korekcija (podizanje) orbite. Stanica dnevno gubi od 65 do 100 metara u visini. Trajanje jedne orbite (orbitalni period) je oko 92 minuta. Stanica je do sada napravila preko 37500 orbita.

Habl satelit

Svemirski teleskop Habl (HST) je projekat nastao saradnjom Nase i Evropske svemirske agencije. Teleskop se nalazi u orbiti oko Zemlje i snima 5 puta kvalitetnije slike svemirskih tela i pojava, kao i mnoštvo naučnih informacija. Posmatranja se mogu izvoditi u vidljivom, infracrvenom i ultraljubičastom delu spektra. Habl je na mnoge načine izmenio ljudsko razmišljenje o svemiru – doneo je revoluciju u modernu astronomiju i to ne samo kao vrlo dobar instrument, već i kao stalan podsticaj novim istraživanjima.

hubble

Slika: Habl satelit; izvor:www.wikipedia.com

Gradnja je započeta 1977. godine a odlučeno je da se teleskop nazove po Edwinu Hubbleu. Teleskop je završen 1985. godine, nakon odlaganja zbog katastrofe Čelendžera 1986. Teleskop je lansiran 1990. godine.

Međutim, nakon prvih snimaka, bilo je jasno da sa Hablom nešto nije u redu. Slike su bile mutne i nisu se mogle fokusirati. Sa sledećim letom šatla greška je popravljena – ogledalo je zamjenjeno novim. Slike koje su zatim usledile bile su bolje od svih do tada. Usledile su još misije servisiranja u 1997. godini i u 1999. godini.

Hablov svemirski teleskop je postavljen u kružnu orbitu oko Zemlje na visini od 600 km visine uz pomoć svemirskog šatla. Zemlju obilazi pod uglom od 28,5° i napravi pun krug za prosečno 96 minuta. Srce teleskopa čini ogledalo dužine 2,4 metra. Težak je oko 10 tona a veličine kao manji autobus. Energiju dobija iz solarnih ploča dimenzija 2.6 x 7.1 metara koje mu daju energiju potrebnu za rad. Deo energije se akumulira u 6 nikl-vodikovih baterija koje mu daju energiju dok je u Zemljinoj senci. Teleskop ima dve antene: jedna za primanje naredbi sa Zemlje a druga za slanje podataka na Zemlju. Pored toga, Habl ima sistem za ispravljanje položaja, i precizne žiroskope koji pomažu u vrlo preciznim merenjima.

Habl može pomoću 4 instrumenta snimati u rasponu od infracrvenog pa sve do ultraljubičastog dela spektra. Uz jednu kameru ima dva kombinovana uređaja (spektrograf kombinovan sa kamerom). Lako se može popraviti u svemiru, bez potrebe vraćanja na Zemlju jer se sastoji od puno odvojenih modula koji se mogu lako zameniti i odvojiti.

Teleskop Habl je u svemiru od 1990. godine i poslao je preko 750.000 fotografija koje su doprinele našem boljem shvatanjem svemira i još većom fascinacijom Unirverzumom. Pogledajte link na kome se emituju fotografije i dokumentuju podaci o radu Habl satelita: http://hubblesite.org/.

Iako je rad teleskopa je predviđen do 2013. godine, očekuje se da će moći da radi još par godina. Tada će se vratiti u Zemljinu orbitu gde će izgoreti. NASA planira da nakon povratka Habla pošalje novi satlit James Webb koji će verovatno biti postavljen iza Meseca, tako da će biti u mogućnosti da pravi bolje i kvalitetnije slike.

Sputnjik

Sputnjik je bio prvi veštački satelit izbačen u orbitu 4. oktobar 1957. godine u čast godišnjice Oktobarske revolucije. On je lansiran sa kosmodroma koji je pripadao SSSR-u Bajkonur u sadašnjem Kazahstanu. U kosmos ga je odnela raketa R-7 koju je projektovao Sergej Koroljov za balističke rakete. Kretao se po orbiti udaljenoj 250 kilometara od Zemlje. Njegovo lansiranje je započelo trku u istraživanju svemira između SSSR-a i SAD.

Sputnik_asm

Slika : Satelit Sputnik; izvor:www.wikipedia.com

 

Tehniči podaci o ovom prvom osvajaču vasione govore sledeće. Loptasto telo od aluminijumskih legura, prečnika 58 cm bilo je hermetički zatvoreno. U njegovoj unutrašnjosti, napunjenoj inertnim gasom pod određenim pritiskom, specijalni uređaj održavao je temperaturu u propisanim granicama, neophodnim za siguran rad dva radio predajnika i akumulatora – izvora električne energije. Količina električne energije poneta sa Zemlje bila je dovoljna za tronedeljni rad ugrađene opreme. Spoljašnji deo lopte specijalno je poliran da bi se obezbedila određena svojstva upijanja odnosno odbijanja Sunčevih zraka. Na njoj su se nalazile 4 štap-antene: dve dužine 2,4 m, a dve dužine 2,9 m. Ukupna težina satelita je bila 83,6 kilograma.

Sputnjik-1 se oko Zemlje kretao putanjom sa uglom 65,1°, perigejom na 226 km i apogejom na 947 km. Period obilaska putanje bio je 96,17 minuta. Kružio je brzinom od 29,000 kilometara na sat i emitovao radio-signale na frekvencijama 20.005 i 40.002MHz, koji su mogli pratiti brojni radio-amateri širom sveta. Pošto je pune tri nedelje slao signale sa putanje i time omogućio dragocene provere osnovnih postavki leta u vasioni, Sputnjik-1 je „zaćutao“ 26. oktobra pošto su se istrošile baterije ali je nastavio da se kreće oko Zemlje. Posle 93 dana (3 meseca), 1400 obrtaja oko naše planete i oko 60 miliona prevaljenih kilometara, prvenac vasionske ere je zašao u guste slojeve atmosfere 4. januara 1958. i prestao da postoji. Posle Sputnjika 1 lansirana je serija satelita pod tim nazivom.

Zaključak

Poređenjem podataka navedenih za satelite, od 1957. godine kada je lansiran prvi satelit Sputnik (emitovao je radio signale koje su mogli da prate radio amateri) do danas kada je još aktivan Habl satelit (radi u širokom opsegu spektra elektromagnetnih talasa a rad i rezultate mozemo da pratimo svi preko navedenog linka http://hubblesite.org/ i to u realnom vremenu), uviđa se ekstremno brz razvoj tehnologija, njihov značaj i doprinos u otkrivanju novih detalja Unirverzuma. Sledeći značajni pomaci i ekspanzija u budućnosti ostvariće se svakako angažovanjem veštačke inteligencije.

 

LITERATURA:

1. http://sr.wikipedia.org/sr/Teleskop_Hab

2. http://hubblesite.org/

3. www.wikipedia.com

 

Rad je napisao Marko Gavrilović odličan učenik II7 razreda škole Politehnika – škola za nove tehnologije, smer tehničar za kompjutersko upravljanje i član kreativnog tima Fizikica (objavljeno 5. aprila 2015).

 

Oblak oznaka

%d bloggers like this: