Sztuczne satelity Ziemi

Sztuczne satelity… Tak często pomija się je w ważnych rozważaniach na temat księżyców, gwiazd czy galaktyki. Jednakże ich rola jest olbrzymia, i to nie tylko dla badań nad wszechświatem, lecz także w codziennym życiu. Nie zdajemy sobie sprawy, że bez przerwy korzystamy z ich możliwości. Dzięki nim otrzymujemy coraz dokładniejsze prognozy pogody, często są też wykorzystywane do przekazywania sygnału telewizyjnego - chociażby przez Atlantyk. Istnieją także satelity służące do określania własnej pozycji - korzystają z nich popularne ostatnio odbiorniki GPS (notabene odbiorniki GPS wbudowywane są ostatnio we wszystko - np. telefony komórkowe czy nawet zegarki). Nie można także zapomnieć o nieco mniej popularnym zastosowaniu satelitów - o szpiegowaniu.

1. SATELITY TELEKOMUNIKACYJNE.

Satelita telekomunikacyjny otrzymuje sygnał ze stacji naziemnej, wzmacnia go i wysyła z powrotem na Ziemię. Sygnał taki może być odbierany zarówno na całym kontynencie, jak i w ściśle wyznaczonym obszarze. Satelity przekaźnikowe transmitują sygnały telewizyjne albo bezpośrednio do anten indywidualnych użytkowników, albo do dużych anten zbiorczych telewizji kablowych. Prawie wszystkie satelity telekomunikacyjne krążą po orbicie geostacjonarnej.
Satelity nadają sygnały na Ziemię albo bezpośrednio, albo za pośrednictwem innego satelity.

W grupie satelitów telekomunikacyjnych wyróżniamy dwa typy: satelity bierne i czynne. Satelity czynne stanowią
rodzaj zwierciadeł odbijające fale radiowe, satelitarne zespoły dipoli, składające się z
cienkich i krótkich drucików, które początkowo tworzą chmurę, a następnie pas satelitarny
wokół Ziemi. Satelity czynne, zawierające odpowiednią aparaturę elektroniczną odbierającą
i po ewentualnym wzmocnieniu retransmitującą sygnały radiowe.

Dzisiaj każda licząca się w świecie telewizja ma swojego satelitę np.: Canal+ w tej chwili w 9 krajach w tym i w Polsce nadaje swoje programy ze sztucznego satelity. Pierwszy raz przekaz telewizyjny przez satelitę wykonała amerykańska stacja Telstar w czerwcu 1962 roku.
Ale chyba jednak najbardziej popularnym zastosowaniem satelitów jest przekaz telefoniczny... Obecnie w kosmosie krąży około 130 satelitów za pomocą których ludzie mogą telefonować z jednego końca świata na drugi. Odbywa się to w następujący sposób: z ogromnych anten o średnicy 30 metrów wysyłane są wiadomości za pomocą mikrofali do satelity, satelita z kolei przesyła tą wiadomość do centrum do którego jest kierowana rozmową.

Możliwości satelitów są ogromne. Prawda jest taka, że 3 dobrze umieszczone satelity potrafią objąć obszar całej kuli ziemskiej.. Z drugiej strony satelita komunikacyjny może naraz obsługiwać 30 tysięcy rozmów telefonicznych i ponad 25 kanałów telewizyjnych..

2. SATELITY METOROLOGICZNE

Uzyskane wiadomości z satelity meteorologicznego dotyczą rozkładu temperatur i wilgotności w przekroju pionowym i poziomym, a także rozkładu zachmurzenia, pomagając dokładniej sporządzić prognozę pogody. Pierwsze satelity z urządzeniami do prowadzenia pomiarów meteorologicznych (Vanguard i Explorer) zostały wystrzelone w 1959 roku, jednakże za pierwszego satelitę meteorologicznego uznaje się TIROS (Television and Infrared Observation Satellite) wystrzelonego przez USA 1960 roku.

Satelity meteorologiczne można podzielić ze względu na nachylenie i wysokość orbit na satelity orbit biegunowych i satelity geostacjonarne. Oba typy satelitów bardzo się od siebie różnią. Satelity orbit biegunowych, umieszczone są na niskich orbitach (ok. 500-1500 km) i nachylone pod dużym kątem w stosunku do płaszczyzny równika, co umożliwia zbieranie danych z obszaru całej kuli ziemskiej. Czas obiegu ok. 100 min, czyli w ciągu doby satelita okrąża kulę ziemską 14-15 razy.

Satelity geostacjonarne, wprowadzone na orbity na wysokość powyżej 35 tys. km nad powierzchnią Ziemi, w płaszczyźnie równika, których ruch jest zsynchronizowany z ruchem wirowym Ziemi, co sprawia wrażenie, że satelita znajduje się ciągle w tym samym miejscu.

4. SATELITY NAWIGACYJNE.

Sztuczny satelita wykorzystywany do nawigacji satelitarnej. Satelita nawigacyjny emituje sygnały radiowe, których odbiór oraz przetwarzanie pozwalają na pomiar długości i szerokości geograficznej, wysokości nad poziomem morza, kursu, prędkości ruchu odbiornika, czasu oraz określanie innych danych nawigacyjnych.
Pierwszego satelitę nawigacyjnego Transit 1A wystrzelili Amerykanie w roku 1959. System nawigacji NAVSAT zbudowany w oparciu o 5 takich satelitów pozwalał na ustalenie pozycji odbiornika z dokładnością 200 metrów. Po roku 1996 podstawą nawigacji stały się satelity systemu GPS pozwalającego na określenie pozycji z dokładnością 15 metrów.
Współczesne satelity nawigacyjne wyposażone są w precyzyjne zegary atomowe, pozwalające im na niezwykle dokładne generowanie impulsów radiowych odbieranych przez użytkowników systemu nawigacyjnego, co pozwala na osiągnięcie większej precyzji pomiarów nawigacyjnych.


6. SATELITA WYWIADOWCZY.

Satelita wywiadowczy potoczne nazywany satelitą wojskowym lub sondą szpiegowską służy głównie do obserwowania obiektów znajdujących się Ziemi i przechwytywania sygnałów z Ziemi w celach wojskowych i wywiadowczych. Często obserwacja polega na zrobieniu zdjęć o dużej rozdzielczości (poniżej 1 metra), która pozwala na śledzenie przemieszczenia wojsk przeciwnika lub zbiera informacje o potencjalnym celu. Stworzono też takie satelity, które mogą robić zdjęcia w nocy, a także kiedy satelity będą ukryte w chmurach. Cechą charakterystyczną satelitów szpiegowskich jest to, że możliwości techniczne satelitów i dane uzyskane przez nie są ściśle tajne i niezwykle rzadko udostępniane osobom niewtajemniczonym. Jeżeli już zdjęcia z satelity szpiegowskiego są pokazywane publicznie, dzieje się to tylko po ich uprzednim przetworzeniu w celu zatajenia prawdziwych możliwości technicznych satelity. Powszechnie sądzi się, że mogą rozpoznać przedmioty wielkości ołówka.

5. SATELITY BADAWCZE.

W satelitach badawczych zwanych też naukowymi możemy wyróżnić kilka ich typów:
- satelita astronomiczny
- satelita biologiczny
- satelita oceanograficzny
- satelita jonosferyczny
- satelita geofizyczny
- satelita geodezyjny.
Prawie każda satelita ma odrębne kryterium działania. Satelity oceanograficzne śledzą warunki na Ziemi tzn. podaje informacje kartografom, geologom oraz poszukiwaczom złóż ropy naftowej informacje na temat użytków stanów rolnych, wyciekającej ropy, pożarów lasów, dewastację dżungli tropikalnej oraz zanieczyszczenia atmosfery i mórz. Satelita biologiczny prowadzi badania nad organizmami w przestrzeni kosmicznej. Na przykład 29 listopada 1961 roku badacze z programu „Mercury” wysłali w przestrzeń kosmiczną szympansa pod imieniem Enos. Satelita astronomiczny jest satelitą przeznaczonym do prowadzenia obserwacji astronomicznej. Przykładem takich czynności są badania obejmujące mierzenie: promieniowanie gamma, promieniowanie ultrafioletowego, promieniowanie rentgenowskiego i inne. Satelita geodezyjny jest wykorzystywany do celów kartograficznych i geodezyjnych. Pierwszym satelitą geodezyjnym był satelita amerykański ANNA 1B. Do jego zadań należały: pomiary wartości i kierunku ziemskiego pola grawitacyjnego; wyznaczenie środka ciężkości Ziemi; wyznaczenia pozycji Ziemi.