Fly lavere

Fly lavere

Victor Wagner
"Kemi og liv", nr. 10, 2017

Oktober markerer 60 år siden den første kunstige jord satellit blev lanceret i kredsløb. I løbet af denne tid har satellitteknologien stået godt ind i vores liv. I mange huse er satellit-tv-modtagelseskanaler i hver mobiltelefon en modtager af et GPS eller GLONASS satellitnavigationssystem (og ofte begge). sites Google maps, Yandex.Maps og andre giver mulighed for at finde dit hjem på satellitbilleder. Hvilke satellitter giver alle disse fordele i dag, og hvad vil de blive i fremtiden?

Den moderne mand på gaden, for hvem satellitteknologier hovedsagelig er tv-kanaler med samme navn, har indtryk af, at satellitten er sådan en ting, der hænger på et bestemt punkt over Jorden, du kan nøjagtigt bringe en plade til husets mur og binde den til ikke væk. Og du kan omdirigere den til en anden satellit, med et andet sæt af programmer. Jeg har ofte hørt forslaget om, at du kan "hænge" en satellit over et bestemt område og skyde en video.

Ak, det er det ikke. Satellitets kredsløbs planet skal nødvendigvis passere gennem Jordens centrum, og dets rotationstid er strengt bestemt af lovene i himmelske mekanikere, og jo lavere bane er, desto hurtigere skal den lave en cirkel.Der er nøjagtigt et kredsløb, hvor satellitten kan forblive stationær i forhold til jorden, den geostationære kredsløb over ækvator.

Det er her, hvor de fleste tv-signal repeater satellitter er placeret. Denne bane er meget høj, og signalet fra en sender, som er placeret på jorden gennem en repeater i denne bane, tager mindst et kvart sekund at nå modtageren på et andet punkt på Jorden. Bare fordi udbredelsen af ​​radiobølger er begrænset, og det tager kvart om et sekund at rejse 36.000 kilometer to gange. Hvis det ikke er skræmmende for fjernsyn, og selv med en telefonforbindelse kan du leve med det – netværket Thuraya bruger geostationære satellitter, er sådanne forsinkelser ofte uacceptable for moderne interaktive internetapplikationer. Desuden kræver transmission over sådanne lange afstande mere magtfulde sendere, større antenner og reducerer abonnentanordningens mobilitet betydeligt.

Hvad angår jordens teledetektor-satellitter, desto højere bane vil de mere besværlige og dyre teleobjektiver kræves for at tilvejebringe den krævede opløsning af billeder.Det er fornuftigt at fjerne fra højden af ​​den geostationære bane undtagen store sky systemer, hvilket er hvad de meteorologiske satellitter, såsom den russiske satellit Electro-L nr. 2 gør. Og de billeder med Google maps, hvor vi ser enkelte bygninger eller endda biler, gør køretøjer der flyver meget lavere. Igen hænger den geostationære satellit over ækvator, og siger udkanten af ​​Skt. Petersborg, vil den ikke blive fjernet fra zenithen, men i en stor vinkel. Til fjernmåling anvendes satellitter med store kredsløb eller med polære kredsløb, hvilket gør det muligt at dække høje breddegrader.

Som regel er de moderne satellitgrupper, der er involveret i optagelser med høj opløsning, små. Derfor skal du vente ganske lang tid, indtil kombinationen af ​​jordens rotation og satellitens bevægelse vil bringe satellitten i nærheden af ​​det ønskede punkt på jordens overflade i løbet af dagen under gode belysningsforhold, således at uklarheden ikke blander sig. Derfor opdateres satellitbilleder på offentligt tilgængelige ressourcer ikke mere end en gang hvert par måneder.

Et af de første satellitnetværk, der anvendte lav-omløbssatellitter til kommunikation, orientering på håndholdte kommunikationsenheder, var Iridium-netværket.For at forsyne Jorden med satellitter, der flyver i en højde på 780 kilometer, kræver det 66 satellitter. Selv om det fra et finansielt synspunkt var projektet ikke lykkedes – selskabet gik konkurs et år efter det begyndte at arbejde – satellitnetværket selv fortsætter med at fungere og endda opdateres. Ved udgangen af ​​2016 havde den 850.000 brugere. Selvfølgelig er dets vigtigste publikum folk, der arbejder væk fra byer, især militæret.

Den næste generation af lav-kredsløb kommunikationsnet er forbundet med virksomheder. OneWeb og SpaceX. Disse virksomheder lancerede projekter for højhastigheds-satellit-internetnetværk for nogle år siden, herunder for individuelle enheder. Satellit konstellation OneWeb bør begynde at udfolde sig næste år og vil bestå af mere end tusind satellitter. Ilona Mask har mere ambitiøse planer – mere end fire tusinde satellitter, men han vil implementere dem senere. En satellit flyvning højde SpaceX formodes at være dobbelt så høj som Iridium– omkring et og et halvt tusind kilometer, og abonnentindretninger bør ikke være helt håndholdte, om størrelsen på en bærbar computer. Men samtidig vil kanalbredden ikke svare til den første generation af cellulær kommunikation, som i Iridiumog moderne bredbåndsinternet.

I begyndelsen af ​​århundredet var der et selskab Teledesicsom allerede forsøgte at skabe en konstellation af 840 satellitter, men aldrig kunne lancere en virksomhed. Måske moderne virksomheder – SpaceXeje boosters, eller OneWebtæt forbundet med et andet privat rum selskab Virgin Galactic– Der vil være større succes.

Der er nu virksomheder, der er involveret i oprettelsen af ​​store skyer af lav-kredsløbs fjernmåling satellitter. For eksempel Planet labs bruger et stort antal billige format satellitter Cubesat, lavet med brug af billig industriel elektronik (og ikke plads) niveau af kvalitet. Selvom disse satellitter kun vejer 5 kg, kan de tage billeder med en opløsning på 5 meter pr pixel ved hjælp af en linse med en diameter på 90 mm.

I øjeblikket har selskabet lanceret mere end hundrede satellitter i en bane mere end 400 kilometer høj. Dette er selvfølgelig ikke nok til konstant at observere hele Jordens territorium. Måske ville dette være nok til at understøtte telefonen, fordi telefonerne kan arbejde med satellitten, som er tæt på horisonten. Men det er sædvanligt at fotografere kun et afsnit på højst 3 ° fra lodret, ellers er forvrængningen for stor, og genstande på Jorden begynder at skjule hinanden. derfor PlanetLabs sammenligner sin satellitkonstellation med en scanner, hvor en række optiske sensorer bevæger sig over et objekt og lover intet mere end en daglig undersøgelse af hele overfladen af ​​jorden ved hjælp af 150 satellitter. Men den daglige optagelse med en opløsning på 5 meter er allerede meget.

En åbenbar yderligere udvikling af denne tendens ville være kombinationen af ​​fjernføler og kommunikationsfunktioner i de samme satellitter. En væsentlig del af prisen på en satellit består faktisk af orienterings-, kontrol-, termoregulerings- og strømforsyningssystemerne, som internetforstærkeren nemt kan dele med et digitalkamera. Så i betragtning af de ambitiøse planer for satellit-internetudbydere med tusinder af satellitter er det sandt, at du kan tage billeder med en høj nok frekvens til at spore bevægelsen af ​​en bestemt bil eller et skib til søs.

Måske vil vi se det igen, fordi lav-kredsløbssatellitter ikke lever længe, ​​de hæmmes af atmosfærernes rester. Så bliver de regelmæssigt udskiftet med mere teknisk avancerede.

Og det er også muligt at sende et navigationssignal fra de samme satellitter.Nu bruger globale navigationssystemer høje kredsløb omkring 20.000 kilometer og koster to dusin satellitter (men der er allerede to sådanne systemer – den amerikanske GPS og den russiske GLONASS, og to andre er indsat – det europæiske Galileo og den kinesiske Beidou). Men hvis vi stadig har tusindvis af satellitter, hvoraf nogle er tydeligvis synlige overalt, giver det mening at overdrage denne opgave til dem. Igen vil et signal, der er relayet af en satellit fra en højde på 400-1000 kilometer, være meget lettere at modtage end fra en højde på 20.000, så dette system vil give en mere sikker modtagelse i skoven, i byen blandt høje huse og i andre situationer, hvor aktuelle GPS-modtagere tabe satellitter.


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: