Штучний супутник

Шту́чний супу́тник — об'єкт, поміщений на орбіту Землі чи іншого небесного тіла зусиллям людини. Інколи називається просто супутник, однак в такому випадку слід відрізняти від природних супутників, таких як Місяць.

Модель дослідницького супутника Землі ERS 2 у повний розмір

Історія

Ранні концепції

Першим описом штучного супутника Землі в художній літературі вважають оповідання Едварда Еверетта Гейла (англ. Edward Everett Hale) «Цегельний місяць». Ідея винирнула знову в романі Жуль Верна «П'ятсот мільйонів бегуми» (1879).

Першою науковою працею з використання ракетної техніки для запуску космічних апаратів стала книга Костянтина Ціолковського (1857—1935) «Дослідження світових просторів реактивними приладами» (1903). Науковець визначив необхідну орбітальну швидкість руху для мінімальної орбіти навколо Землі на рівні 8 км/с та запропонував для її досягнення використовувати багатоступневі ракети на рідкому паливі. Як паливо було запропоновано використовувати зріджені водень та кисень, хоча можливі були й інші комбінації.

У 1928 році Герман Поточник (1892—1929) опублікував свою єдину книгу «Проблема космічної подорожі — ракетний двигун» (нім. Das Problem der Befahrung des Weltraums - der Raketen-Motor), що являла собою схему виходу в космос та постійного перебування людини у ньому. Він детально представив космічну станцію та підрахував її геостаціонарну орбіту, описав використання орбітальних космічних апаратів для ведення детальних спостережень за землею, а також як незвичайні умови космосу могли бути використані для наукових експериментів. Книга описувала геостаціонарні супутники (вперше запропоновані Ціолковським) та обговорювала комунікації між ними самими та землею по радіо, однак, так і не дісталася вже близької ідеї використання супутників для масового радіомовлення та телекомунікацій.

У своїй статті 1945 року письменник-фантаст Артур Чарльз Кларк (1917—2008) запропонував детальну схему можливого використання супутників для супутникового зв'язку[1]/ Вказуючи на переваги високошвидкісного глобального зв'язку, Кларк розглянув питання техніки запуску супутників, можливі орбіти та інші аспекти створення супутникової мережі. Він також припустив, що для покриття усієї планети було б достатньо трьох геостаціонарних супутників.

Історія штучних супутників

Першим штучним супутником став «Супутник-1», запуском якого 4 жовтня 1957 Радянським Союзом започаткована радянська програма «Супутник» під керівництвом Сергія Корольова. Подія також стала початком космічних перегонів між СРСР та США.

Виміри орбітального відхилення «Супутника-1» допомогли визначити густину високих шарів атмосфери. З його допомогою було досліджено розповсюдження радіосигналів у іоносфері. Корпус супутника було наповнено стисненим азотом, тож надав першу змогу виявлення метеороїдів, оскільки їх потрапляння через зовнішню поверхню відобразилося б на температурних даних, які надсилалися на Землю. Однак, оскільки неочікуване оголошення успіху радянського космічного апарату викликало в Сполучених Штатах «Супутникову кризу» та у рамках холодної війни розпалило космічні перегони, політичне значення «Супутника-1» значно переважало наукове.

3 листопада 1957 відбувся запуск «Супутника-2», який доправив до космосу першу живу істоту земного походження — собаку на прізвисько Лайка.

У травні 1946 року, в межах американського аналітичного проєкту RAND було видано «Попередній проєкт експериментального орбітального космічного корабля», який стверджував, що «штучний супутник із відповідним облаштуванням може стати одним з наймогутніших наукових інструментів двадцятого сторіччя». Розпочатий 1945 року розгляд можливості запуску Сполученими Штатами штучних супутників очолювало Бюро аеронавтики Військово-морських сил США. Згодом, проєктом RAND під керівництвом Військово-повітряних сил США було опубліковано вищевказаний звіт, за якого вважалося однак, що потенційна можливість військового застосування супутників мала; натомість вони розглядалися як науковий, політичний та пропагандистський інструмент. 1954 року міністр оборони США сказав, що «не знає ніякої американської супутникової програми».[джерело?]

Міжнародна космічна станція, знімок зі Спейс Шатлу «Атлантіс» 19 липня 2007

29 липня 1955 Білим домом було оголошено намір запустити штучні супутники до весни 1958 року; ця програма стала відомою як проєкт «Авангард». 31 липня Радянський Союз оголосив намір запустити супутник до осені 1957.

Під тиском Американського ракетного товариства, Національного наукового фонду США та Міжнародного геофізичного року, що наступав, військовий інтерес було поновлено, і на початку 1955 повітряні та морські сили США почали працювати над конкуруючим проєкту «Авангард» проєктом «Орбітер», який для запуску супутників передбачав використання ракети «Юпітер-С». Проєкт мав успіх, і 31 січня 1958 року «Експлорер-1» став першим супутником Сполучених Штатів.

Найбільшим штучним супутником, що на сьогодні розташований на земній орбіті, є Міжнародна космічна станція.

Кожний супутник має свою назву. Наприклад: Sirius 4.8E, Hotbird 13E. В назві супутника обов'язково вказують довготу[джерело?].

Типологія

Періоди обертання супутників на різних орбітах

Середня висота орбіти над Землею, кмПеріод
2001 год 28,4 хв
3001 год 30,5 хв
4001 год 32,5 хв
5001 год 34,5 хв
10001 год 45 хв
20002 год 7,1 хв
30002 год 30,5 хв
40002 год 55,3 хв
50003 год 21,5 хв
100005 год 49 хв
2000011 год 30 хв
3000018 год 37 хв
4000027 год 44 хв
5000037 год 11 хв

Країни, здатні запускати

Нижче наведено перелік країн, здатних на запуск супутників, та дат, коли було вперше продемонстровано цю спроможність. У той час як країн здатних виготовляти супутники значно більше, адже це не вимагає значних економічних, наукових та виробничих можливостей, до списку увійшли лише країни здатні на незалежний запуск, включаючи виготовлення необхідних ракет-носіїв. До списку також не потрапили міжнаціональні супутники спільної розробки.

Перший запуск за країною
КраїнаРік запускуПерший супутник
 СРСР1957Супутник-1
 США1958Експлорер-1
 Франція1965Астерикс
 Японія1970Осумі
 Китай1970Дунфан Хун-1
 Велика Британія1971Просперо X-3
 Індія1981Rohini
 Ізраїль1988Ofeq 1
 Україна1995Січ-1
 Іран2009Омід
ESTCube-1 — перший естонський супутник

Як Ірак (1989) так і Північна Корея (1998) стверджували про успішні орбітальні запуски (боєвої головки та супутника відповідно), однак ці заяви залишились непідтвердженими.

На додаток до вищезазначених такі країни як Південна Африка, Іспанія, Італія, ФРН, Канада, Австралія, Аргентина, Єгипет та приватні компанії як OTRAG розробили власні носії, які не мали, однак, успішних запусків.

Станом на 2008 рік, можливість незалежного запуску супутників на ракетах власної розробки із наведеного списку мають лише сім країн (Росія та Україна замість СРСР, а також США, Японія, Китай, Індія та Ізраїль) та одна регіональна організація (Європейське космічне агентство, ЄКА). Потужності запуску Великої Британії та Франції тепер належать ЄКА.

Деякі інші країни, включаючи Південну Корею, Іран, Бразилію, Пакистан, Румунію, Казахстан, Австралію, Малайзію та Туреччину, перебувають на різних стадіях розробки власних немасштабних засобів запуску та шукають членства у клубі космічних держав.

Запуск іранського супутника Omid-1 за допомогою вже успішно випробуваної ракети-носія Kavoshgar-1 запланований на червень 2008. Запуск корейського супутника STSAT-2 ракетою KSLV (розробленою за допомогою Росії) планується здійснити у грудні 2008. Очікується, також, що Бразилія та Пакистан здійснять запуски у найближчому майбутньому[джерело?].

Перший запуск за країною (в тому числі за допомогою інших країн)
КраїнаРік першого запускуПерший супутникНа орбіті у 2008[2]
 СРСР1957Супутник-11395
 США1958Експлорер-11048
 Канада1962Alouette 127
 Італія1964San Marco 114
 Франція1965Астерикс44
 Австралія1967WRESAT11
 Німеччина1969Azur30
 Японія1970Осумі114
 Китай1970Дунфан Хун-165
 Велика Британія1971Просперо X-325
 Польща1973Intercosmos Kopernikus 500 ?
 Нідерланди1974ANS6
 Іспанія1974Intasat9
 Індія1975Aryabhata36
 Індонезія1976Palapa A110
 Чехословаччина1978Magion 15
 Болгарія1981Intercosmos 22 ?
 Бразилія1985Brasilsat A112
 Мексика1985Morelos 17
 Швеція1986Вікінг11
 Ізраїль1988Ofeq 19
 Люксембург1988Astra 1A15
 Аргентина1990Lusat10
 Пакистан1990Badr-15
 Південна Корея1992Kitsat A10
 Португалія1993PoSAT-11
 Таїланд1993Thaicom 16
 Туреччина1994Turksat 1B5
 Україна1995Січ-16
 Чилі1995FASat-Alfa1
 Малайзія1996MEASAT4
 Норвегія1997Thor 24
 Філіппіни1997Mabuhay 12
 Єгипет1998Nilesat 1013
 Йорданія1998Acts 11
 Данія1999Ørsted4
 ПАР1999SUNSAT1
 Саудівська Аравія2000Saudisat 1A12
 ОАЕ2000Thuraya 13
 Алжир2002Alsat 11
 Греція2003Hellas Sat 22
 Нігерія2003Nigeriasat 12
 Іран2005Sina-11
 Казахстан2006KazSat 11
 Колумбія2007Libertad 11
 В'єтнам2008Vinasat 11

У той час як Канада стала третьою країною, що запустила у космос свій супутник, цей запуск було здійснено агенцією NASA за допомогою американської ракети та з американського космодрому. Перший італійський супутник San Marco 1 було запущено 15 грудня 1964 року на борту американської ракети Scout з Воллопського острова (штат Вірджинія, США) під керівництвом італійської команди, тренованої в NASA. Австралійський проєкт запуску в листопаді 1967 використав подаровану американську ракету Redstone та допоміжний американський персонал, а також спільні з Великою Британією засоби запуску. Казахстан стверджував, що створив свій супутник незалежно, однак його було збудовано за допомогою Росії, так само як раніше Польський та Болгарський[джерело?].

Атакування супутників

До відомих засобів перешкоджання нормальній роботі супутників належать їх повне знищення, хакінг (комп'ютерне чи технологічне зламування) та глушення радіосигналу.

Знищення

Супутники на низьких навколоземних орбітах на практиці можуть бути знищені ракетами, запущеними з поверхні Землі та з повітря[3]. Під час космічних перегонів, як СРСР (у період із 1968 до 1982; близько десяти знищень[4]) так і Сполучені Штати (19631985[3]) демонстрували успішні випробування ракетного антисупутникового озброєння.

Після двадцятирічної перерви, мілітаризація космосу продовжилася успішним знищенням Китаєм власного метеорологічного супутника 12 січня 2007. Оскільки збитий супутник перебував на висоті близько 800 кілометрів над Землею, теоретично, Китай продемонстрував здатність збивати американські супутники-шпигуни, які рухаються по нижчій орбіті. Спеціалісти називають таку дію відповіддю сходу на кількарічну демонстрацію небажання адміністрації президента Буша підписувати угоду про заборону космічного озброєння, запропоновану Росією та Китаєм; натомість збройними силами США ведуться активні дослідження в галузі лазерного антисупутникового озброєння.[4]

Рік потому, 21 лютого 2008, Сполучені Штати, попередивши про свої наміри інші країни (на відміну від Китаю), за допомогою ракети SM-3 збили власний зламаний експериментальний супутник-шпигун USA 193, що рухався на висоті 247 кілометрів зі швидкістю 23,7 тис. км/год.[3][5]

10 лютого 2009 року американський супутник серії «Ірідіум» на висоті 780 км над Сибіром зіткнувся з російським супутником зв'язку серії «Космос». Зіткнення сталося під кутом 90°, на великій швидкості. У результаті аварії утворилось щонайменше 500 великих уламків, які розлетілись на велику відстань і можуть становити небезпеку для інших супутників, а також для орбітального телескопа Hubble[6]

Цікаво

  • Японія планує у 2023 р. запустити в космос супутник з дерева. Головна перевага такого супутника — екологічна. Після випрацювання терміну експлуатації він повинен повністю згорати в атмосфері і не додавати на орбіті космічного сміття. Тобто супутник з дерева — це «еко-супутник»[7].

Див. також

Примітки

Посилання

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.