ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ ARTIFICIAL EARTH SATELLITE

ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ
Балык И.В., Андреева Н В.
БГТУ имени В.Г. Шухова
Белгород, Россия
ARTIFICIAL EARTH SATELLITE
Balyk I.V., Andreeva N.V.
BSTU behalf V.G. Shukhov
Belgorod, Russia
ИСКУСТВЕННЫЕ СПУТНИКИ ЗЕМЛИ
Искусственные спутники Земли – космические летательные аппараты, выведенные на
околоземные орбиты. Они предназначаются для решения различных научных и прикладных
задач.
Человечество всегда стремилось к звёздам, они манили к себе как магнит и ни что не
могло удержать человека на Земле. Смотря трансляцию футбольного матча по телевизору, у
меня часто появляется вопрос: как человеку удаётся передавать события, происходящие за
пределами нашего материка. В Югославии идёт война. НАТОвские войска способны поражать
цели на огромном расстоянии. Как же им это удаётся? Какую технику они используют? Когда
я смотрю фантастику, я задумываюсь о том, сможет ли человек осуществить свои фантазии:
летать с огромными скоростями на манёвренных космических объектах, встретиться с
внеземными цивилизациями. Задумываясь о своём будущем, мне бы хотелось, чтобы наше
государство не прекращало тенденции к развитию космической деятельности, чтобы наша
страна не сдавала лидирующей позиции в области космических научных исследований. Ведь
мы первыми смогли запустить искусственный спутник Земли, первым полетел в космос
гражданин нашей страны, мы единственные смогли установить космическую станцию на
околоземной орбите.
Целью своей работы я поставил – ознакомиться с физическими основами полёта
космических объектов. Только после этого можно найти ответы на поставленные мной
вопросы Из моего реферата вы узнаете о физических основах устройства ракеты, о движении
искусственных спутников и посадке космических кораблей, так же вы сможете узнать
перспективы ракетной техники.
Стремительное
развитие
космонавтики,
успехи
в
изучении
и
исследовании
околоземного и межпланетного космического пространства в огромной степени расширили
наши представления о Солнце и Луне, о Марсе, Венере и других планетах. Очень
результативным оказалось изучение верхних слоев атмосферы, ионосферы, магнитосферы.
Вместе с тем выявилась весьма высокая эффективность использования околоземного космоса
и космической техники в интересах многих наук о Земле.
Использование искусственных спутников Земли для связи и телевидения, оперативного
и долгосрочного прогнозирования погоды и гидрометеорологической обстановки, для
навигации на морских путях и авиационных трассах, для высокоточной геодезии, изучения
природных ресурсов Земли и контроля среды обитания становится все более привычным. В
ближайшей и в более отдаленной перспективе разностороннее использование космоса и
космической техники, в различных областях хозяйства значительно возрастет.
Для нашей эпохи характерен огромный рост информации во всех сферах деятельности
человека.
Помимо
прогрессирующего
развития
традиционных
средств
передачи
информации—телефонии, телеграфии, радиовещания, возникла потребность в создании новых
ее видов — телевидения, обмена данными в автоматических системах управления и ЭВМ,
передачи матриц для печатания газет.
Глобальный характер различных хозяйственных проблем и научных исследований,
широкая межгосударственная интеграция и кооперация в производстве, торговле, научноисследовательской деятельности, расширение обмена в области культуры привели к
значительному росту международных и межконтинентальных связей, включая обмен
телевизионными программами.
Традиционные
средства
связи
в
отношении
их
видов,
объема,
дальности,
оперативности и надежности передачи информации будут непрерывно совершенствоваться.
Однако дальнейшее развитие их встречает немалые затруднения как технического, так и
экономического характера. Уже теперь ясно, что требования, предъявляемые к пропускной
способности, качеству, надежности каналов дальней связи, не могут быть полностью удовлетворены наземными средствами проводной и радиосвязи.
Сооружение дальних наземных и подводных кабельных линий занимает много
времени. Они сложны и дорогостоящи не только в строительстве, но и в эксплуатации, и в
отношении дальнейшего развития. Обычные кабельные линии имеют к тому же сравнительно
малую
пропускную
способность.
Лучшие
перспективы
имеют
широкополосные
концентрические кабели, однако и они обладают рядом недостатков, ограничивающих их
применение.
Значительно большей пропускной способностью, дальностью действия, возможностью
перестройки для различных видов связи располагает радио. Но и радиолинии обладают
определенными недостатками, затрудняющими во многих случаях их применение.
Сверхдлинноволновые
системы
радиосвязи
из-за
ограниченности
диапазона
применяются обычно лишь для нужд транспорта, авианавигации и для специальных видов
связи.
Длинноволновые
радиолинии
из-за
ограниченной
пропускной
способности
и
сравнительно малого диапазона действия используются главным образом для местной радиосвязи и радиовещания.
Коротковолновые радиолинии обладают достаточной дальностью действия и широко
применяются во многих видах связи различного назначения.
Новые пути преодоления свойственных дальней радиосвязи недостатков открыли
запуски искусственных спутников Земли (ИСЗ).
Практика подтвердила, что использование ИСЗ для связи, в особенности для дальней
международной и межконтинентальной, для телевидения и телеуправления, при передаче
больших объемов информации, позволяет устранить многие затруднения. Вот почему
спутниковые системы связи (ССС) в короткий срок получили небывало быстрое, широкое и
разностороннее применение.
Искусственный спутник Земли (ИСЗ) — космический аппарат, вращающийся вокруг
Земли по геоцентрической или геостационарной орбите.
Для движения по орбите вокруг Земли аппарат должен иметь начальную скорость
равную, или немного большую первой космической скорости. Полёты ИСЗ выполняются на
высотах до нескольких сотен тысяч километров. Нижнюю границу высоты полёта ИСЗ
обуславливает необходимость избежания процесса быстрого торможения в атмосфере. 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.
ИСЗ выводятся на орбиты с помощью автоматических управляемых многоступенчатых
ракет-носителей, которые от старта до некоторой расчётной точки в пространстве движутся
благодаря тяге, развиваемой реактивными двигателями. Этот путь, называемый траекторией
выведения ИСЗ на орбиту, или активным участком движения ракеты, составляет обычно от
нескольких сотен до двух-трёх тыс. км. Ракета стартует, двигаясь вертикально вверх, и
проходит сквозь наиболее плотные слои земной атмосферы на сравнительно малой скорости
(что сокращает энергетические затраты на преодоление сопротивления атмосферы). При
подъёме ракета постепенно разворачивается, и направление её движения становится близким
к горизонтальному. На этом почти горизонтальном отрезке сила тяги ракеты расходуется не
на преодоление тормозящего действия сил притяжения Земли и сопротивления атмосферы, а
главным образом на увеличение скорости. После достижения ракетой в конце активного
участка расчётной скорости (по величине и направлению) работа реактивных двигателей
прекращается; это — так называемая точка выведения ИСЗ на орбиту. Запускаемый
космический аппарат, который несёт последняя ступень ракеты, автоматически отделяется от
неё и начинает своё движение по некоторой орбите относительно Земли, становясь
искусственным небесным телом. Его движение подчинено пассивным силам (притяжение
Земли, а также Луны, Солнца и др. планет, сопротивление земной атмосферы и т. д.) и
активным (управляющим) силам, если на борту космического аппарата установлены
специальные реактивные двигатели. Вид начальной орбиты ИСЗ относительно Земли зависит
целиком от его положения и скорости в конце активного участка движения (в момент выхода
ИСЗ на орбиту) и математически рассчитывается с помощью методов небесной механики.
Если эта скорость равна или превышает (но не более чем в 1,4 раза) первую космическую
скорость (См. Космические скорости) (около 8 км/сек у поверхности Земли), а её направление
не отклоняется сильно от горизонтального, то космический аппарат выходит на орбиту
спутника Земли. Точка выхода ИСЗ на орбиту в этом случае расположена вблизи перигея
орбиты. Выход па орбиту возможен и в других точках орбиты, например вблизи апогея, но
поскольку в этом случае орбита ИСЗ расположена ниже точки выведения, то сама точка
выведения должна располагаться достаточно высоко, скорость же в конце активного участка
при этом должна быть несколько меньше круговой.
В первом приближении орбита ИСЗ представляет собой эллипс с фокусом в центре
Земли (в частном случае — окружность), сохраняющий неизменное положение в
пространстве. Движение по такой орбите называется невозмущённым и соответствует
предположениям, что Земля притягивает по закону Ньютона как шар со сферическим
распределением плотности и что на спутник действует только сила притяжения Земли.
В последнее время на орбиту Земли выводится все больше и больше спутников, но по
истечении срока службы эти спутники продолжают вращаться вокруг Земли, а затем падают
обратно. Однако, как правило, это падение не контролируется, и область падения описывается
очень туманно. Данная ситуация очень опасна и может привести к человеческим жертвам, а
так же к техногенным катастрофам.
Если первые спутники были сравнительно малы и после входа в атмосферу Земли
сгорали, то современные спутники могут долететь до земли и соответственно нанести вред
людям.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:
1. В.П. Глушко “Космонавтика”. Издательство “Советская энциклопедия” 1970 г.
2. Талызин Н.В. «Спутники связи - Земля и Вселенная».
3. Академия наук СССР «Космос-Земле» Изд. «Наука», Москва 1981г.
4. Детская энциклопедия, том 2. Изд. «Академия педагогических наук РСФСР», Москва 1962г.