0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как устроен Спутник

Самый первый спутник носил скорее рекламный характер (если говорить современным языком), чем научный, а потому его устройство было предельно простым – биппер, подающий сигнал, батарейка, термометр, круглый корпус, заполненный азотом, и антенны, которые помогали сигналу распространяться. Последующие модели спутников были гораздо более сложными и тяжелыми.

Если обобщать, то любой спутник состоит из нескольких основных систем:

  • Полезная нагрузка. Это оборудование для проведения измерений, передачи сигналов, сканирования поверхности Земли, навигации и прочих задач, для выполнения которых спутник собственно и запускается.
  • Система энергоснабжения. В качестве источника энергии чаще служат солнечные батареи, реже встречается альтернатива. Для спутников с очень длительными полетами им может выступать даже ядерный реактор. Впрочем, для самых маленьких спутников с кратковременной миссией ставится просто накопитель.
  • Основание. Это корпус и несущие конструкции, которые удерживают оборудование вместе, соединяют между собой и служат средствами внешней защиты, а также помогают регулировать температуру внутри спутника.

Это основные составляющие любого спутника. Для крупных тяжелых спутников применяются также системы ориентирования (гироскопы, магниты, пневматические системы и даже двигатели), терморегулирования, коррекции орбиты и прочие. Полный состав бортового оборудования зависит только от того, для чего спутник запускается.

Статья в тему:  Чем род отличается от этноса. Нация, этнос, этническая группа. Научная дефиниция этноса

Естественные спутники

В отличие от искусственных, естественными спутниками называются космические тела природного происхождения, которые вращаются вокруг планет. Ученые долгое время исследовали эти объекты. В результате сформировались две разные теории:

  • планетное происхождение;
  • астероидное.

В первом варианте от планеты откалывались большие куски, которые затем вращались вокруг неё. Под воздействием внешних сил они постепенно приобретали форму шара. Согласно второй теории, планеты притягивали астероиды. Делали они это с помощью своей гравитационной силы. Постепенно объекты начинали двигаться по орбите этой планеты и также приобретали круглую форму.

У Земли есть только один естественный спутник — Луна. Об этом стоит рассказать в реферате или сообщении на тему космических объектов. Ученым удалось выяснить, что составы планеты и спутника имеют одинаковые химические соединения. На основе этого они выдвинули предположение, что Луна раньше была частью Земли. Хотя ещё в 19 и 20 веках астрономы считали, что у нашей планеты есть несколько спутников. Но затем им удалось установить, что Луна является единственной.

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Искусственные спутники Земли»

На прошлом уроке мы с вами говорили о том, что в случае, когда скорость тела и сила, действующая на тело, направлены вдоль пересекающихся прямых, то тело будет двигаться по криволинейной траектории. Однако, через некоторое время, описав дугу, тело остановится. Причиной этого являются действия на него сил трения и сопротивления воздуха, которые и уменьшают его скорость. Но если нам удастся свести действие этих сил к минимуму, то шарик сможет описать вокруг крепления шнура́ одну или даже несколько окружностей.

Статья в тему:  Что из себя представляет хлор. Чем опасен хлор в воде и как защитить себя от его влияния. Использования Cl человеком

Примером такого движения может служить обращение планет вокруг Солнца и спутников вокруг планет.

Все спутники делятся на две категории: естественные и искусственные.

Естественные спутники планет — это космические тела естественного происхождения, которые вращаются вокруг планет. Самым известным нам естественным спутником является Луна.

Искусственные спутники — это космические аппараты, созданные людьми, которые позволяют наблюдать за планетой, около которой они вращаются, а также другими астрономическими объектами из космоса.

Чтобы понять, при каких условиях тело способно стать искусственным спутником Земли, обратимся к размышлениям Ньютона. Их суть такова: если бросить с высокой горы камень в горизонтальном направлении, то, двигаясь по ветви параболы, он со временем упадёт на Землю.

Сообщив ему большую скорость, он упадёт дальше. Поскольку Земля имеет шарообразную форму, то одновременно с продвижением камня по его траектории поверхность Земли удаляется от него. Значит можно подобрать такое значение скорости камня, при котором поверхность Земли из-за её кривизны будет удаляться от камня ровно на столько, на сколько камень приближается к Земле под действием силы тяжести. Тогда тело будет двигаться на постоянном расстоянии от поверхности Земли, то есть станет её искусственным спутником.

Так как за пределами атмосферы силы сопротивления движению спутнику отсутствуют, то на него будет действовать только сила притяжения к Земле. Поэтому спутник движется как свободно падающее тело с ускорением свободного падения.

Статья в тему:  Андрей ильин - школа выживания в природных условиях - читать книгу бесплатно. Андрей ильин - школа выживания в природных условиях

Искусственным спутником Земли может стать любое тело произвольной массы. Важно, чтобы ему сообщили за пределами земной атмосферы горизонтальную скорость, при которой оно начнёт двигаться по окружности вокруг Земли.

Скорость, при достижении которой космический аппарат, запускаемый с Земли, может стать её искусственным спутником, называется первой космической скоростью.

Давайте подсчитаем значение первой космической скорости.

По этой же формуле мы можем рассчитать и первую космическую скорость спутника для любой планеты, заменив в ней радиус и массу Земли, на радиус и массу данной планеты.

Если можно пренебречь высотой в сравнении с радиусом Земли, то первая космическая скорость может быть рассчитана по формуле:

Сравнивая эту формулу с формулой определения ускорения свободного падения вблизи поверхности Земли, не трудно заметить, что первая космическая скорость может быть найдена, как квадратный корень из произведения ускорения свободного падения и радиуса Земли.

Приняв радиус земли равным 6400 километрам, а ускорение свободного падения — 9,8 м/с 2 , получим, что для Земли первая космическая скорость равна:

Именно такую скорость в горизонтальном направлении нужно сообщить телу на небольшой, сравнительно с радиусом Земли, высоте, чтобы оно не упало на Землю, а стало её спутником, движущимся по круговой орбите.

Возникает закономерный вопрос: «Почему же тогда свободно падающий спутник не падает на Землю?»

Примем для простоты расчётов, что ускорение свободного падения равно 10 м/с 2 , а скорость спутника — 8 км/с. Тогда за одну секунду свободного падения спутник пройдёт по направлению к Земле 5 метров и одновременно с этим переместиться перпендикулярно этому направлению на 8 километров. В результате этих двух движений спутник и движется по своей орбите. Так, например, наша Луна уже более 4,5 миллиардов лет вращается вокруг Земли.

Статья в тему:  Белый язык у мужчины. Как выглядит язык в нормальном состоянии? Появление налета на языке считается нормальным если

8 км/с — это почти 29 000 км/ч! Сообщить телу такую скорость, конечно, не просто. Только 1957 году советским учёным впервые в истории человечества удалось с помощью мощной ракеты сообщить телу массой около 85 килограмм первую космическую скорость, и оно стало первым искусственным спутником Земли.

А уже в 1961 году 12 апреля Юрий Алексеевич Гагарин совершил полёт в космос на корабле «Восток», став первым человеком на планете, побывавшем в космосе.

Сейчас в околоземном пространстве движутся многие тысячи искусственных спутников Земли, запущенных учёными разных стран. Но старт в космос человечеству был дан с территории нашей страны советскими учёными.

— А что произойдёт, если телу сообщить скорость, большую, чем первая космическая на данной высоте?

В этом случае орбита спутника будет представлять собой эллипс. И чем больше сообщённая телу скорость, тем более вытянутой будет его орбита.

Скорость, при достижении которой космический аппарат, запускаемый с Земли, может преодолеть земное притяжение и осуществить полёт к другим планетам Солнечной системы, называется второй космической скоростью. Для Земли она примерно равна 11,2 км/с.

Если же телу сообщить скорость порядка 16,67 км/с, то оно сможет преодолеть притяжение не только Земли, но и Солнца. Тело начнёт двигаться по гиперболе и уйдёт в межзвёздное пространство. Эта скорость называется третьей космической скоростью.

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Статья в тему:  Аспекты солнца и урана в натальной карте. Тригон ☉ Солнца и ♅ Урана в натальной карте

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Искусственные спутники Земли»

На прошлом уроке мы с вами говорили о том, что в случае, когда скорость тела и сила, действующая на тело, направлены вдоль пересекающихся прямых, то тело будет двигаться по криволинейной траектории. Однако, через некоторое время, описав дугу, тело остановится. Причиной этого являются действия на него сил трения и сопротивления воздуха, которые и уменьшают его скорость. Но если нам удастся свести действие этих сил к минимуму, то шарик сможет описать вокруг крепления шнура́ одну или даже несколько окружностей.

Примером такого движения может служить обращение планет вокруг Солнца и спутников вокруг планет.

Все спутники делятся на две категории: естественные и искусственные.

Естественные спутники планет — это космические тела естественного происхождения, которые вращаются вокруг планет. Самым известным нам естественным спутником является Луна.

Искусственные спутники — это космические аппараты, созданные людьми, которые позволяют наблюдать за планетой, около которой они вращаются, а также другими астрономическими объектами из космоса.

Чтобы понять, при каких условиях тело способно стать искусственным спутником Земли, обратимся к размышлениям Ньютона. Их суть такова: если бросить с высокой горы камень в горизонтальном направлении, то, двигаясь по ветви параболы, он со временем упадёт на Землю.

Сообщив ему большую скорость, он упадёт дальше. Поскольку Земля имеет шарообразную форму, то одновременно с продвижением камня по его траектории поверхность Земли удаляется от него. Значит можно подобрать такое значение скорости камня, при котором поверхность Земли из-за её кривизны будет удаляться от камня ровно на столько, на сколько камень приближается к Земле под действием силы тяжести. Тогда тело будет двигаться на постоянном расстоянии от поверхности Земли, то есть станет её искусственным спутником.

Статья в тему:  Анализ стихотворения бунина мать. Анализ стихотворения Ивана Бунина «Матери

Так как за пределами атмосферы силы сопротивления движению спутнику отсутствуют, то на него будет действовать только сила притяжения к Земле. Поэтому спутник движется как свободно падающее тело с ускорением свободного падения.

Искусственным спутником Земли может стать любое тело произвольной массы. Важно, чтобы ему сообщили за пределами земной атмосферы горизонтальную скорость, при которой оно начнёт двигаться по окружности вокруг Земли.

Скорость, при достижении которой космический аппарат, запускаемый с Земли, может стать её искусственным спутником, называется первой космической скоростью.

Давайте подсчитаем значение первой космической скорости.

По этой же формуле мы можем рассчитать и первую космическую скорость спутника для любой планеты, заменив в ней радиус и массу Земли, на радиус и массу данной планеты.

Если можно пренебречь высотой в сравнении с радиусом Земли, то первая космическая скорость может быть рассчитана по формуле:

Сравнивая эту формулу с формулой определения ускорения свободного падения вблизи поверхности Земли, не трудно заметить, что первая космическая скорость может быть найдена, как квадратный корень из произведения ускорения свободного падения и радиуса Земли.

Приняв радиус земли равным 6400 километрам, а ускорение свободного падения — 9,8 м/с 2 , получим, что для Земли первая космическая скорость равна:

Именно такую скорость в горизонтальном направлении нужно сообщить телу на небольшой, сравнительно с радиусом Земли, высоте, чтобы оно не упало на Землю, а стало её спутником, движущимся по круговой орбите.

Статья в тему:  А матросов биография. Герой дня. Александр Матросов. Александр Матросов в искусстве

Возникает закономерный вопрос: «Почему же тогда свободно падающий спутник не падает на Землю?»

Примем для простоты расчётов, что ускорение свободного падения равно 10 м/с 2 , а скорость спутника — 8 км/с. Тогда за одну секунду свободного падения спутник пройдёт по направлению к Земле 5 метров и одновременно с этим переместиться перпендикулярно этому направлению на 8 километров. В результате этих двух движений спутник и движется по своей орбите. Так, например, наша Луна уже более 4,5 миллиардов лет вращается вокруг Земли.

8 км/с — это почти 29 000 км/ч! Сообщить телу такую скорость, конечно, не просто. Только 1957 году советским учёным впервые в истории человечества удалось с помощью мощной ракеты сообщить телу массой около 85 килограмм первую космическую скорость, и оно стало первым искусственным спутником Земли.

А уже в 1961 году 12 апреля Юрий Алексеевич Гагарин совершил полёт в космос на корабле «Восток», став первым человеком на планете, побывавшем в космосе.

Сейчас в околоземном пространстве движутся многие тысячи искусственных спутников Земли, запущенных учёными разных стран. Но старт в космос человечеству был дан с территории нашей страны советскими учёными.

— А что произойдёт, если телу сообщить скорость, большую, чем первая космическая на данной высоте?

В этом случае орбита спутника будет представлять собой эллипс. И чем больше сообщённая телу скорость, тем более вытянутой будет его орбита.

Статья в тему:  907 год поход олега на константинополь. Поход князя Олега на Византию (907 г.). Нужна помощь по изучению какой-либы темы

Скорость, при достижении которой космический аппарат, запускаемый с Земли, может преодолеть земное притяжение и осуществить полёт к другим планетам Солнечной системы, называется второй космической скоростью. Для Земли она примерно равна 11,2 км/с.

Если же телу сообщить скорость порядка 16,67 км/с, то оно сможет преодолеть притяжение не только Земли, но и Солнца. Тело начнёт двигаться по гиперболе и уйдёт в межзвёздное пространство. Эта скорость называется третьей космической скоростью.

Классификация

Один из основных критериев для разделения космических аппаратов на типы – это режим работы, определяющий их возможности. По данному признаку выделяют аппараты:

  • размещающиеся на геоцентрической орбите, или искусственные спутники Земли;
  • те, целью которых является изучение удаленных участков космоса, – автоматические межпланетные станции;
  • используемые для доставки людей или необходимого груза на орбиту нашей планеты, называются они космическими кораблями, могут быть автоматическими или же пилотируемыми;
  • созданные для пребывания людей в космосе на протяжении длительного периода, – это орбитальные станции;
  • занимающиеся доставкой людей и грузов с орбиты на поверхность планеты, они называются спускаемыми;
  • способные исследовать планету, непосредственно располагаясь на ее поверхности, и передвигаться по ней, – это планетоходы.

Остановимся подробнее на некоторых типах.

Интересные факты

Памятник создателям первого в мире искусственного спутника Земли в Москве

В журнале «Радио» для радиолюбителей были заранее напечатаны инструкции по приему «сигнала из космоса» от ПС-1;

Статья в тему:  Адольф гитлер и его женщины. Женщины Мюнхена и любовь на войне. Почему Гитлер скрывал свою возлюбленную
  • Расчеты координат спутника с привязкой по времени занимали у ученых 30-60 минут. Сегодня аналогичные вычисления посредством компьютера проводились бы за 1-2 секунды;
  • Прежде чем американцы запустили свой первый спутник, Советский Союз 3-го ноября 1957-го года запустил на орбиту свой второй космический аппарат – «Спутник-2». Причем на борту спутника впервые находилось живое существо – беспородная собака-космонавт Лайка. И хотя предусматривалось, что собака проживет около недели на орбите Земли, животное погибло через 5-7 часов после запуска в результате перегрева.
  • К 50-летию Спутника-1, 4-го октября 2007-го года в наукограде Королев на проспекте Космонавтов был установлен памятник «Первому искусственному спутнику Земли».
  • Старт космической гонки вынудил США создать НАСА.
  • Запуск Спутника-1 повлиял на создание DARPA и Интернета. В ответ на успешный запуск ПС-1 с дальнейшей перспективой создания новой сети вещания, США в 1957-м году создают Агентство передовых исследовательских проектов (ARPA). В случае войны США также хотели иметь надежную систему передачи информации на дальние расстояния, в результате чего начали разработку компьютерной сети. 5-го декабря 1969-го года сеть ARPANET объединила три университета и исследовательский центр. Позже эта технология была реализована в CERN и переросла в итоге во Всемирную паутину.

  • Видео о первом спутнике.

    Похожие статьи

    Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

    Ссылка на основную публикацию
    Статьи c упоминанием слов:

    Adblock
    detector