Qisqa Tasvir
Sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshi (AES) - bu geosentrik orbitada Yer atrofida aylanadigan kosmik kema.
Yer atrofida orbitada harakat qilish uchun qurilma dastlabki qochish tezligiga teng yoki undan biroz kattaroq boshlang'ich tezlikka ega bo'lishi kerak.
Kirish ………………………………………………………………………………2
1 ta sun'iy yo'ldosh turlari tasnifi .................................................................
1.1. Aloqa sun’iy yo‘ldoshi……………………………………………………………2
2.1 Orbitalar sun'iy yo'ldoshlar Yer……………………………………3
2.2 Sun’iy yo‘ldosh orbitalarining bo‘linishi…………………………………………………………….….6
2.2.1 Sun'iy yo'ldosh orbitalarining moyilligi bo'yicha tasnifi ………………………………………6
2.2.1.1 Ekvator orbitalari……………………………………………………..7
2.2.1.2 Qutb orbitalari…………………………………………………………..7
2.2.1.3 Quyosh-sinxron orbitalar………………………………………………….8
2.2.2 Yarim katta o'qning kattaligi bo'yicha sun'iy yo'ldosh orbitalarining tasnifi ………….….9
2.2.2.1 Past orbitali sun'iy yo'ldoshlar (LEO)……………………………………………9
2.2.2.2 O'rta orbitali sun'iy yo'ldoshlar (MEO)…………………………………………..9
2.2.2.3 Geostatsionar va geosinxron sun’iy yo‘ldosh orbitalari………………………….9
2.2.2.4 Yuqori orbitali sun'iy yo'ldoshlar (HEO)……………………………………………12
3 Xulosa………………………………………………………………………..13
Adabiyotlar………………………………………………………………14
Fayllar: 1 ta fayl
Bir martali ishlatiladigan ko'p bosqichli raketaning ishlash printsipi quyidagicha: birinchi bosqich ishlayotganda, qolganlari haqiqiy foydali yuk bilan birga birinchi bosqichning foydali yuki deb hisoblanishi mumkin. Ajratilgandan so'ng, ikkinchisi ishlay boshlaydi, u keyingi bosqichlar va haqiqiy foydali yuk bilan birgalikda yangi mustaqil raketani tashkil qiladi. Ikkinchi bosqich uchun barcha keyingilar (agar mavjud bo'lsa), haqiqiy foydali yuk bilan birgalikda foydali yuk rolini o'ynaydi va hokazo, ya'ni uning parvozi bir necha bosqichlar bilan tavsiflanadi, ularning har biri go'yo boshlang'ich tezligini uning tarkibiga kiritilgan boshqa bir bosqichli raketalarga etkazish bosqichi. Bunday holda, har bir keyingi bir bosqichli raketaning dastlabki tezligi avvalgisining oxirgi tezligiga teng. Tashuvchining birinchi va keyingi bosqichlarini rad etish qo'zg'alish tizimidagi yoqilg'ining to'liq yonishidan keyin amalga oshiriladi.
Sun'iy sun'iy sun'iy yo'ldoshni orbitaga olib chiqishda raketaning bosib o'tadigan yo'liga parvoz yo'li deyiladi. U faol va passiv hududlar bilan ajralib turadi. Parvozning faol bosqichi - dvigatellar ishlayotgan holda raketa bosqichlarining o'tishi, passiv faza - ishlatilgan raketa birliklarining raketadan ajratilgandan keyin parvozi.
Vertikal boshlangan tashuvchi (185 ... 250 km balandlikda joylashgan 1-rasm. 1-qism), keyin sharqiy yo'nalishda egri chiziqli faol bo'lim 2 ga boradi. Ushbu bo'limda birinchi bosqich mahalliy ufqqa nisbatan o'z o'qining moyillik burchagining asta-sekin kamayishini ta'minlaydi. 3, 4-bo'limlar - mos ravishda ikkinchi va uchinchi bosqichlar parvozining faol qismlari, 5 - sun'iy yo'ldosh orbitasi, 6, 7 - birinchi va ikkinchi bosqich raketa bloklari parvozining passiv qismlari
Sun'iy yo'ldoshni tegishli orbitaga chiqarishda raketaning uchirilish vaqti va joyi muhim rol o'ynaydi. Hisob-kitoblarga ko'ra, kosmodromni iloji boricha ekvatorga yaqinroq joylashtirish foydaliroqdir, chunki sharqqa tezlashganda raketa qo'shimcha tezlikka ega bo'ladi. Bu tezlik Vk kosmodromining aylana tezligi, ya'ni uning Yer o'qi atrofida harakat tezligi deb ataladi. kunlik aylanish sayyoralar, ya'ni ekvatorda u 465 m/s ga teng, Boyqo'ng'ir kosmodromining kengligida.
316 m/s. Amalda, bu ekvatordan bir xil raketadan og'irroq sun'iy yo'ldosh uchirilishi mumkinligini anglatadi. Raketa uchish apparati parvozining yakuniy bosqichi sun'iy sun'iy yo'ldoshning orbitaga chiqarilishi bo'lib, uning shakli sun'iy yo'ldoshning raketadan bergan kinetik energiyasi, ya'ni tashuvchining oxirgi tezligi bilan belgilanadi. Agar sun'iy yo'ldoshga uni GEOga uchirish uchun etarli miqdorda energiya berilgan bo'lsa, raketa uni Yerdan 35 875 km uzoqlikda joylashgan nuqtaga etkazishi va shu bilan birga 3075 m / tezlik haqida xabar berishi kerak. s.
Geostatsionar sun'iy yo'ldoshning orbital tezligini hisoblash oson. GSO ning Yer yuzasidan balandligi 35786 km, GSO radiusi 6366 km katta (Yerning oʻrtacha radiusi), yaʼni 42241 km. GSO radiusining qiymatini 2l (6,28) ga ko'paytirsak, biz uning atrofini olamiz - 265,409 km. Agar uni kunning davomiyligiga soniyalarga (86 400 s) bo'lsak, sun'iy yo'ldoshning orbital tezligini olamiz - o'rtacha 3,075 km/s yoki 3075 m/s.
Odatda, sun'iy yo'ldoshni raketa bilan uchirish to'rt bosqichda amalga oshiriladi: dastlabki orbitaga chiqish; "kutish" orbitasiga kirish (to'xtash orbitasi); uzatish orbitasiga kirish; oxirgi orbitaga chiqish.
2.2 Sun'iy yo'ldosh orbitalarining bo'linishi.
Orbitalarning asosiy bo'linishi orbitaning "i" moyilligining kattaligi va yarim katta o'qning "a" qiymati bilan amalga oshiriladi. Bundan tashqari, bo'linishni "e" eksantrikligining kattaligiga ko'ra ajratish mumkin - past elliptik va yuqori elliptik orbitalar. Eksantriklikning turli qiymatlari uchun orbita shaklidagi o'zgarishlarning vizual tasviri shaklda keltirilgan. 2.
Guruch. 2. At elliptik orbita ko'rinishidagi o'zgarish turli ma'nolar ekssentriklik "e".
Yo'ldosh orbitalarining nishab bo'yicha tasnifi
Umumiy holatda, sun'iy yo'ldosh orbitasining moyilligi 0 ° oralig'ida yotadi< "i" < 90° (рис. 3). В зависимости от значение наклонения и высоты ИСЗ над поверхностью Земли, положение областей его видимости имеют различные границы широты, а в зависимости от высоты над поверхностью - и различный радиус этих областей. Чем больше наклонение, тем на более северных широтах может быть виден спутник, а чем он выше - тем шире область видимости. Таким образом, наклонение "i" и большая полуось "a" определяют перемешение по поверхности Земли полосы видимости ИСЗ и её ширину.
Umumiy holda, orbita parametrlari "i" moyilligiga, "a" yarim asosiy o'qiga va "e" eksantrikligiga qarab o'zgaradi.
Guruch. 3. Yo'ldosh orbitasining 0° moyilligi bilan umumiy holat< "i" < 90°.
Ekvator orbitalari
Ekvator orbitasi "i" nishabligi = 0° bo'lganda orbitaning ekstremal holatidir (4-rasm). Bunday holda, orbitaning presessiyasi va aylanishi maksimal bo'ladi - mos ravishda kuniga 10 ° gacha va kuniga 20 ° gacha. Ekvator bo'ylab joylashgan sun'iy yo'ldoshning ko'rish zonasining kengligi uning Yer yuzasidan balandligi bilan belgilanadi. Past moyillikdagi "i" orbitalari ko'pincha "ekvatorga yaqin" deb ataladi.
Guruch. 4. Ekvator orbitasi.
qutbli orbitalar
Qutbli orbita orbitaning ikkinchi ekstremal holati bo'lib, nishab "i" = 90 ° (5-rasm). Bunda orbitaning presessiyasi bo'lmaydi va orbitaning aylanishi sun'iy yo'ldoshning aylanishiga teskari yo'nalishda sodir bo'ladi va 5 ° / sutkadan oshmaydi. Bunday qutbli sun'iy yo'ldosh Yer yuzasining barcha qismlaridan doimiy ravishda o'tadi. Sun'iy yo'ldoshning ko'rish zonasining kengligi uning Yer yuzasidan balandligi bilan belgilanadi, lekin ertami-kechmi sun'iy yo'ldoshni istalgan nuqtadan ko'rish mumkin. Nishab "i" 90° ga yaqin bo'lgan orbitalar "subpolyar" deb ataladi.
Guruch. 5. Qutb orbitasi.
Quyosh bilan sinxron orbitalar
Guruch. 6. Quyosh-sinxron orbita.
Quyoshning sinxron orbitasi (SSO) - maxsus turdagi Yer yuzasini suratga oladigan sun'iy yo'ldoshlar tomonidan tez-tez ishlatiladigan orbita. Bu shunday parametrlarga ega bo'lgan orbita bo'lib, sun'iy yo'ldosh er yuzasining istalgan nuqtasidan taxminan bir xil mahalliy quyosh vaqtida o'tadi. Bunday sun'iy yo'ldoshning harakati Yer yuzasida terminator chizig'ining harakati bilan sinxronlashtiriladi - buning natijasida sun'iy yo'ldosh har doim quyosh tomonidan yoritilgan va yoritilmagan hudud chegarasidan yoki har doim yoritilgan hududda ucha oladi. , yoki aksincha - har doim tunda va Yerning bir xil nuqtasi ustida uchayotganda yorug'lik sharoitlari har doim bir xil bo'ladi. Bu effektga erishish uchun orbita Yerning Quyosh atrofida aylanishini kompensatsiya qilish uchun Yerning aylanishiga teskari yoʻnalishda (yaʼni sharqqa) yiliga 360° ga oʻtishi kerak. Bunday shartlar faqat ma'lum bir orbita balandliklari va moyilliklari uchun bajariladi - qoida tariqasida, bu 600-800 km balandliklar va "i" moyilligi taxminan 98 ° bo'lishi kerak, ya'ni. Quyosh-sinxron orbitalardagi AES teskari harakatga ega (6-rasm). Sun'iy yo'ldoshning parvozi balandligining oshishi bilan moyillik ortishi kerak, buning natijasida u qutb mintaqalari ustidan uchib ketmaydi. Qoidaga ko'ra, quyosh-sinxron orbitalar aylanaga yaqin, ammo sezilarli darajada elliptik bo'lishi mumkin. Buzilishlarning ta'siri tufayli sun'iy yo'ldosh asta-sekin sinxronizatsiyadan chiqib ketadi va shuning uchun vaqti-vaqti bilan dvigatellar yordamida o'z orbitasini to'g'rilash kerak.
Sun'iy yo'ldosh orbitalarining yarim katta o'qiga ko'ra tasnifi
Ikkinchi tasnif yarim katta o'qning o'lchamiga ko'ra, aniqrog'i, Yer yuzasidan balandlikka ko'ra.
Past orbitali sun'iy yo'ldoshlar (LEO)
Past orbitali sunʼiy yoʻldoshlar (LEO (ruscha), 7-rasm, a) odatda Yer yuzasidan 160 km dan 2000 km gacha balandlikdagi sunʼiy yoʻldoshlar hisoblanadi. Ingliz tilidagi adabiyotda bunday orbitalar (va sun'iy yo'ldoshlar) LEO (inglizcha "Low Earth Orbit" dan) deb ataladi. LEO orbitalari Yerning tortishish maydoni va uning yuqori atmosferasidan maksimal buzilishlarga duchor bo'ladi. LEO sun'iy yo'ldoshlarining burchak tezligi maksimal - 0,2 ° / s dan 2,8 ° / s gacha, aylanish davrlari 87,6 daqiqadan 127 minutgacha.
Guruch. 7. Past orbitali yo‘ldoshlar (a) va o‘rta orbitali yo‘ldoshlar (b).
O'rta orbitali sun'iy yo'ldoshlar (MEO)
O'rta orbitali sun'iy yo'ldoshlar (SOS (ruscha), yoki "MEO" - inglizcha "Medium Earth Orbit" dan) odatda Yer yuzasidan 2000 km dan 35786 km gacha balandlikdagi sun'iy yo'ldoshlar hisoblanadi (7-rasm, b). Pastki chegara LEO chegarasi va yuqori chegarasi geostatsionar sun'iy yo'ldosh orbitasi bilan belgilanadi. Bu zonani asosan navigatsiya yo‘ldoshlari (“GPS” tizimining “NAVSTAR” sun’iy yo‘ldoshlari 20200 km balandlikda, “GLONASS” tizimining sun’iy yo‘ldoshlari – 19100 km balandlikda uchadi) va Yerni qamrab oluvchi kommunikatsiyalar “ishg‘ol qilgan”. qutblar. Aylanma davri 127 daqiqadan 24 soatgacha. Burchak tezligi - soniyada yoy daqiqasining birliklari va ulushlari.
Geostatsionar va geosinxron yo‘ldosh orbitalari
Geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar (GSS (rus) yoki "GSO" - inglizcha "Geosynchronous Orbit" dan) - 23 soat 56 m 4,09 s - yulduz (yulduz) kunlarga teng Yer atrofida aylanish davriga ega bo'lgan sun'iy yo'ldoshlar. Agar orbitaning "i" moyilligi nolga teng bo'lsa, unda bunday orbitalar geostatsionar deb ataladi (8-rasm, a). Geostatsionar yo‘ldoshlar Yer yuzasidan 35786 km balandlikda uchadi. Chunki ularning aylanish davri Yerning o'z o'qi atrofida aylanish davriga to'g'ri keladi, keyin bunday sun'iy yo'ldoshlar osmonda bir joyda "osilib qoladi" (9-rasm). Agar "i" moyilligi nolga teng bo'lmasa, unda bunday yo'ldoshlar geosinxron deb ataladi (8-rasm, b). Aslida, ko'plab geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar engil moyillikka ega va Oy va Quyosh tomonidan buzilishlarga duchor bo'ladilar, shuning uchun ular osmondagi raqamlarni shimoldan janubga cho'zilgan "sakkizlik" shaklida tasvirlaydi.
Guruch. 8. Geostatsionar (a) va geosinxron (b) yo‘ldoshlar.
Agar GSS traektoriyasining turi haqida gapiradigan bo'lsak, u holda "i" nishab qiymati, ekssentriklik "e" va perigey argumenti "Yo'ldosh orbitasining Wp (10-rasm) bilan belgilanadi. Agar orbitaning eksantrikligi va moyilligi nolga teng bo'lsa, u holda sub-sun'iy yo'ldosh nuqtasi sobit bo'ladi va ma'lum bir nuqtaga prognoz qilinadi Nolga teng bo'lmagan ekssentriklik va nol moyillik bilan GSS sharqdan g'arbga qarab sirtda segmentni "chizadi". va orqaga, nol holatidan DLmax = 114,6° e dan ko'p bo'lmagan siljish, ya'ni eksantrikligi e=0,01 bo'lsa, siljish 1,2 ° dan ko'p bo'lmaydi. Agar qiyalik nolga teng bo'lmasa va eksantriklik nolga teng bo'lsa, GSS klassik "sakkizlik" ni "chizadi" - shaklning burchak balandligi 2D orbitaning i moyilligi qiymatining ikki baravariga teng, maksimal kenglik DLmax 0,044 i2 formulasi bo'yicha hisoblanadi (nishab "i" da berilgan daraja).Eng umumiy holatda, nolga teng bo'lmagan "i" va "e" bilan, Yer yuzasidagi GSS yo'li "egilgan sakkiz raqam", burchak balandligi 2D = i, maksimal kengligi DLm. ax = 114,6°·e, va "sakkiz" faqat orbitaning perigey argumenti "Wp" 0 ° va 180 ° bo'lsa, boshqa hollarda yanada murakkab ko'rsatkich olinadi, oval va "o'rtasida bir narsa. sakkiz".
Guruch. 10-rasm. Orbitaning "i", eksantrikligi "e" va perigey argumenti "Wp" ga qarab Yer yuzasidagi GSS yo'llarining turlari.
Geostatsionar orbita o'lchami cheklangan va Yer ekvatori tekisligida yotadi. Uning radiusi Yer markazidan 42164 km. Geostatsionar orbitadagi geostatsionar sunʼiy yoʻldoshning osmon koordinatalari nazariy jihatdan doimiy boʻlar edi. Passiv geostatsionar sun'iy yo'ldoshning Kepler harakatini buzadigan asosiy sabablar gravitatsiyaviy buzilishlar (geopotensialning sharsimonligi, oy-quyosh tebranishlari) va sirt maydonining massaga nisbati katta bo'lgan GSS uchun tortishish bo'lmagan buzilishlar ham mavjud. (engil bosim) omili. Bezovta qiluvchi kuchlarning ta'siri natijasida sun'iy yo'ldosh Yer atrofida aylanish davrini o'zgartirib, siljiydi. GSS aylanish davri va nazariy davr o'rtasidagi farq GSS ning o'rtacha uzunligi vaqt o'tishi bilan o'zgarishiga olib keladi: sun'iy yo'ldosh asta-sekin g'arbdan sharqqa siljiydi, agar uning Yer atrofida aylanish davri yulduz kunidan kam bo'lsa va sharqdan g'arbga boshqacha. "e" ekssentrikligining noldan farqi ham GSS ning sun'iy yo'ldosh uzunligining o'zgarishiga olib keladi. Uzunlikda (taxminan 12 soatlik davr va orbital moyillik kvadratiga proportsional amplituda) va kenglikda (24 soatlik davr va "i" nishabning o'ziga teng amplituda) bir oz o'zgarish mavjud. Natijada, sun'iy yo'ldoshning pastki nuqtasi Yer yuzasida taniqli "sakkizlik" ni tasvirlaydi.
Yer atrofida faqat bitta geostatsionar orbita mavjud. GSO sun'iy yo'ldoshlarini uchirish 1963 yilda boshlangan. 21-asr boshlarida sayyoramizning 40 dan ortiq mamlakatlari oʻzlarining geostatsionar sunʼiy yoʻldoshlariga ega. Har yili GEOda o'nlab sun'iy yo'ldoshlar uchiriladi va orbita ham asta-sekin sarflangan sun'iy yo'ldoshlar bilan to'ldiriladi. Har doim portlashlar sodir bo'ladi
foydalanilgan transport vositalari va ularning uchish apparatlari. Ushbu portlashlar ishlaydigan qurilmalarni o'chirib qo'yadigan o'nlab yuzlab kosmik qismlarni hosil qiladi. Ushbu orbitani kosmik chiqindilar bilan to'sib qo'yish qaytarib bo'lmaydigan oqibatlarga olib kelishi mumkin - sun'iy yo'ldoshlarning barqaror ishlashining mumkin emasligi. GSOdagi kosmik qoldiqlar, yaqin Yer orbitalaridan farqli o'laroq, ming yillar davomida Yer atrofida aylanib, ishlaydigan kosmik kemalar bilan to'qnashishi mumkin. 20-asrning oxiridan boshlab GSO ifloslanishi muammosi global, keng ko'lamli ekologik muammoga aylandi.
Birlashgan Millatlar Tashkilotining Kosmosdan tinch maqsadlarda foydalanish to'g'risidagi xalqaro konventsiyasi va Xalqaro radio xususiy qo'mitasining talablariga muvofiq (qo'shni GSSlarga radio shovqinlarni oldini olish uchun) GSSlar orasidagi burchak masofasi 0,5 ° dan kam bo'lmasligi kerak. Shunday qilib, nazariy jihatdan, GSOda xavfsiz masofada joylashgan GSSlar soni 720 donadan oshmasligi kerak. So'nggi o'n yillikda GSSlar orasidagi bu masofa saqlanmadi. 2011 yil uchun kataloglashtirilgan GSOlar soni allaqachon 1500 dan oshdi.Bunga vaqti-vaqti bilan GSO ni kesib o'tuvchi 600 dan ortiq yuqori elliptik ob'ektlarni va Mudofaa vazirligi manfaati uchun GSOda uchirilgan 200 dan ortiq harbiy sun'iy yo'ldoshlarni qo'shish mumkin. AQSh va Kanada (NORAD) erta ogohlantirish tizimining qo'shma qo'mondonligining ommaga ochiq katalogida mavjud bo'lmagan turli mamlakatlar razvedkasi.
Geostatsionar sun'iy yo'ldoshlarga davriyligi 22 soatdan 26 soatgacha bo'lgan, ekssentrikliklari "e" 0,3 dan ko'p bo'lmagan va orbital tekislikning "i" ekvator tekisligiga 15 ° gacha bo'lgan moyilliklarini nazarda tutish odatiy holdir, lekin ba'zi manbalarda. batafsilroq tasniflash va qat'iy chegaralarni topishingiz mumkin.
Yuqori orbitali sun'iy yo'ldoshlar (HEO)
Yuqori orbitali sun'iy yo'ldoshlar (VOS (rus) yoki "HEO" - inglizcha "High Earth Orbit" dan) Yer yuzasidan 35786 km dan ortiq balandlikka ko'tariladigan sun'iy yo'ldoshlardir, ya'ni. geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar ustida uchish (10-rasmga qarang). Orbitalar sezilarli ekssentriklikka ega bo'lishi mumkin (masalan, Meridian, Molniya seriyasining sun'iy yo'ldoshlari) - bu holda ular yuqori elliptik (HES) deb ataladi yoki ular deyarli aylana shaklida bo'lishi mumkin (masalan, Vela sun'iy yo'ldoshi (bir xil sun'iy yo'ldoshlar). oxirgi gamma-nurlari portlashlari 1960-yillarda kashf etilgan)).
Guruch. 13. WES orbitasi.
Sun'iy kosmik kemalarning harakat traektoriyalari tabiiy samoviy jismlarning orbitalaridan farq qiladi: haqiqat shundaki, birinchi holatda "faol hududlar" deb ataladigan joylar mavjud. Bu hududlar sun'iy yo'ldosh orbitalari ular ustida reaktiv dvigatelni yoqish orqali harakatlanadi. Shunday qilib, kosmik kemalar harakatining traektoriyasini hisoblash murakkab va mas'uliyatli vazifa bo'lib, astrodinamika sohasidagi mutaxassislar tomonidan amalga oshiriladi.
Har bir sun'iy yo'ldosh tizimi sun'iy yo'ldoshning maqsadi, uning joylashgan joyi, xizmat ko'rsatish zonasining qamrovi, kosmik kemaning o'ziga ham, uning signallarini qabul qiluvchi yerosti stansiyasiga ham egalik qilishiga qarab ma'lum maqomga ega. Holatga qarab, sun'iy yo'ldosh tizimlari quyidagilardir:
- Xalqaro (mintaqaviy yoki global);
- milliy;
- idoraviy.
Bundan tashqari, barcha orbitalar bo'linadi ustida geostatsionar va geostatsionar bo'lmagan (o'z navbatida, LEO - past orbita, MEO - o'rta balandlik va HEO - elliptik bo'linadi). Keling, ushbu sinflarni batafsil ko'rib chiqaylik.
Geostatsionar sun'iy yo'ldosh orbitalari
Ushbu turdagi orbita ko'pincha kosmik kemalarni joylashtirish uchun ishlatiladi, chunki u muhim afzalliklarga ega: kechayu kunduz uzluksiz aloqa qilish mumkin va chastota almashinuvi deyarli yo'q. Geostatsionar sun’iy yo‘ldoshlar Yer yuzasidan taxminan 36000 km balandlikda joylashgan bo‘lib, uning aylanish tezligida xuddi ekvatorning ma’lum bir nuqtasi, “sub-sun’iy yo‘ldosh nuqtasi” ustidan “osilib qolgan”dek harakat qiladi. Biroq, aslida, bunday sun'iy yo'ldoshning pozitsiyasi statsionar emas: u bir qator omillar tufayli biroz "drift" ni boshdan kechiradi, natijada vaqt o'tishi bilan orbita biroz siljiydi.
Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, geostatsionar sun'iy yo'ldosh amalda ishlashda uzilishlarni talab qilmaydi, chunki kosmik kema va uning yerosti stantsiyasining o'zaro harakati yo'q. Ushbu turdagi uchta sun'iy yo'ldoshdan iborat tizim deyarli butun er yuzasini qoplashga qodir.
Shu bilan birga, bunday tizimlar ma'lum kamchiliklardan xoli emas, ularning asosiysi signalning biroz kechikishidir. Shuning uchun geostatsionar orbitalardagi sun'iy yo'ldoshlar ko'pincha radio va televidenie eshittirishlari uchun ishlatiladi, ularda har ikki yo'nalishda 250 ms kechikishlar signal sifatiga ta'sir qilmaydi. Radiotelefon aloqa tizimidagi kechikishlar ancha sezilarli bo'ladi (er usti tarmoqlarida signalni qayta ishlashni hisobga olgan holda, umumiy vaqt allaqachon 600 ms ni tashkil qiladi). Bundan tashqari, bunday sun'iy yo'ldoshlarning qamrov zonasi yuqori kenglik mintaqalarini (76,50 ° N va S dan yuqori) o'z ichiga olmaydi, ya'ni haqiqatan ham global qamrov kafolatlanmaydi.
Sun'iy yo'ldosh aloqasining jadal rivojlanishi munosabati bilan so'nggi o'n yillikda geostatsionar orbita "olomon" bo'lib qoldi va yangi qurilmalarni joylashtirish bilan bog'liq muammolar paydo bo'ldi. Gap shundaki, xalqaro standartlarga muvofiq ekvator orbitasiga 360 dan ortiq sun’iy yo‘ldoshni joylashtirish mumkin emas, aks holda o‘zaro interferensiya yuzaga keladi.
O'rta balandlik sun'iy yo'ldosh orbitalari
Ushbu turdagi sun'iy yo'ldosh tizimlari dastlab geostatsionar kosmik kemalarni ishlab chiqarish bilan shug'ullanadigan kompaniyalar tomonidan ishlab chiqila boshlandi. O'rta balandlikdagi orbita uyali aloqa abonentlari uchun yaxshi aloqa ko'rsatkichlarini ta'minlaydi, chunki har bir mobil foydalanuvchi bir vaqtning o'zida bir nechta sun'iy yo'ldoshga chiqish sohasida; umumiy kechikish - 130 ms dan oshmasligi kerak.
Geostatsionar bo'lmagan sun'iy yo'ldoshning joylashuvi Van Allen radiatsiya kamarlari deb ataladigan, "qo'lga olingan" zaryadlangan zarrachalarning fazoviy kamarlari bilan cheklangan. magnit maydon Yer. Yuqori nurlanishning barqaror kamarlaridan birinchisi sayyora yuzasidan taxminan 1500 km balandlikda joylashgan bo'lib, uning qamrovi bir necha ming kilometrni tashkil qiladi. Xuddi shunday yuqori intensivlikka ega bo'lgan ikkinchi kamar (10 000 impuls / s) Yerdan 13 000-19 000 km masofada joylashgan.
O'rta balandlikdagi sun'iy yo'ldoshlar uchun o'ziga xos "iz" birinchi va ikkinchi radiatsiya kamarlari orasida, ya'ni 5000-15000 km balandlikda joylashgan. Ushbu qurilmalar geostatsionarlarga qaraganda zaifroq, shuning uchun Yer yuzasini to'liq qoplash uchun 8-12 sun'iy yo'ldoshdan iborat orbital guruh kerak (masalan, Spaceway NGSO, ICO, Rostelesat); har bir sun'iy yo'ldosh yerosti stansiyasining radio ko'rish zonasida qisqa vaqt, taxminan 1,5-2 soat bo'ladi.
Kam aylanishlar sun'iy yo'ldosh orbitalari
Past orbitadagi (700-1500 km) sun'iy yo'ldoshlar energiya xarakteristikalari bo'yicha boshqa kosmik kemalarga nisbatan ma'lum afzalliklarga ega, ammo ular aloqa seanslari davomiyligida, shuningdek, umumiy xizmat muddatida yo'qotadilar. Sun'iy yo'ldoshning orbital davri o'rtacha 100 minutni tashkil qiladi va bu vaqtning taxminan 30 foizi sayyoramizning soya tomonida qoladi. Zaryadlanuvchi bort akkumulyatorlari yiliga 5000 ga yaqin zaryadlash / tushirish davrlarini boshdan kechirishga qodir, buning natijasida ularning ishlash muddati 5-8 yildan oshmaydi.
Past orbitali sun'iy yo'ldosh tizimlari uchun bunday balandlik oralig'ini tanlash tasodifiy emas. 700 km dan kam balandlikda atmosfera zichligi nisbatan yuqori bo'lib, bu orbitaning "degradatsiyasi" ni keltirib chiqaradi - kursdan asta-sekin og'ish, bu esa uni saqlash uchun yoqilg'i xarajatlarini oshirishni talab qiladi. 1500 km balandlikda birinchi Van Allen kamari boshlanadi, uning radiatsiya zonasida bort uskunasining ishlashi deyarli mumkin emas.
Biroq, orbitaning past balandligi tufayli Yerning butun hududini qamrab olish uchun kamida 48 ta kosmik kemadan iborat orbital yulduz turkumi talab qilinadi. Ushbu orbitalarda aylanish davri 90 min-2 soatni tashkil qiladi, sun'iy yo'ldoshning radio ko'rish zonasida maksimal qolish vaqti esa atigi 10-15 minut.
Elliptik orbitalar
Elliptik Yerning sun'iy yo'ldoshi orbitalari sinxrondir, ya'ni orbitaga chiqariladi, ular sayyora tezligida aylanadi va aylanish davri bir necha kun. Hozirgi vaqtda bunday orbitalarning bir nechta turlari qo'llaniladi: Archi-medes, Borealis, "Tundra", "Lightning".
Elliptik sun'iy yo'ldoshning apogeydagi tezligi ("ellips" cho'qqisiga chiqqanda) perigeyga qaraganda pastroq, shuning uchun bu davrda qurilma ma'lum bir mintaqaning radio ko'rish zonasida aylana orbitali sun'iy yo'ldoshga qaraganda uzunroq bo'lishi mumkin. . Aloqa seanslari, masalan, Molniyada 8-10 soat davom etadi va uchta sun'iy yo'ldoshli tizim kechayu kunduz global aloqani ta'minlashga qodir.
Geostatsionar orbita nima? Bu dumaloq maydon bo'lib, u Yer ekvatoridan yuqorida joylashgan bo'lib, u bo'ylab sun'iy yo'ldosh aylanadi. burchak tezligi sayyoraning o'z o'qi atrofida aylanishi. U gorizontal koordinatalar tizimida o'z yo'nalishini o'zgartirmaydi, lekin osmonda harakatsiz osilib turadi. Yerning geostatsionar orbitasi (GSO) oʻziga xos geosinxron maydon boʻlib, aloqa, teleeshittirish va boshqa sunʼiy yoʻldoshlarni joylashtirish uchun ishlatiladi.
Sun'iy qurilmalardan foydalanish g'oyasi
Geostatsionar orbita tushunchasi rossiyalik ixtirochi K. E. Tsiolkovskiy tomonidan yaratilgan. U o'z asarlarida kosmosni orbital stansiyalar yordamida to'ldirishni taklif qildi. Xorijiy olimlar ham kosmik maydonlarning ishini tasvirlab berdilar, masalan, G. Obert. Aloqa uchun orbitadan foydalanish kontseptsiyasini ishlab chiqqan shaxs Artur Klarkdir. 1945 yilda u Wireless World jurnalida maqola e'lon qildi va u erda geostatsionar maydonning afzalliklarini tasvirlab berdi. Olim sharafiga ushbu sohadagi faol ish uchun orbita o'zining ikkinchi nomini oldi - "Klark kamari". Ko'pgina nazariyotchilar sifatli aloqani amalga oshirish muammosi haqida o'ylashgan. Shunday qilib, 1928 yilda Herman Potochnik geostatsionar sun'iy yo'ldoshlardan qanday foydalanish mumkinligi haqidagi fikrni bildirdi.
"Klark kamari" ning xususiyatlari
Orbita geostatsionar deb nomlanishi uchun u bir qator parametrlarga javob berishi kerak:
1. Geosinxroniya. Bu xarakteristikaga Yerning aylanish davriga to'g'ri keladigan davrga ega bo'lgan maydon kiradi. Geosinxron sun’iy yo‘ldosh sayyora atrofida aylanib o‘tishni yulduz kunida yakunlaydi, bu 23 soat 56 daqiqa 4 soniya. Xuddi shu vaqt Yerning belgilangan fazoda bir inqilobni bajarishi uchun zarurdir.
2. Sun'iy yo'ldoshni ma'lum bir nuqtada ushlab turish uchun geostatsionar orbita aylana shaklida bo'lishi kerak, egilish nolga teng. Elliptik maydon sharqqa yoki g'arbga siljishiga olib keladi, chunki kosmik kema o'z orbitasining ma'lum nuqtalarida boshqacha harakat qiladi.
3. Kosmik mexanizmning "surish nuqtasi" ekvatorda bo'lishi kerak.
4. Sun'iy yo'ldoshlarning geostatsionar orbitadagi joylashuvi shunday bo'lishi kerakki, aloqa uchun mo'ljallangan kichik chastotalar qabul qilish va uzatishda turli xil qurilmalarning chastotalarining bir-biriga mos kelishiga olib kelmasligi, shuningdek ularning to'qnashuvini istisno qilishi kerak.
5. Kosmik kemani harakatsiz ushlab turish uchun yetarli propellant.
Sun'iy yo'ldoshning geostatsionar orbitasining o'ziga xos xususiyati shundaki, u faqat uning parametrlarini birlashtirganda apparatning harakatsizligiga erishish mumkin. Yana bir xususiyat - kosmik maydonda joylashgan sun'iy yo'ldoshlardan Yerni o'n etti daraja burchak ostida ko'rish qobiliyati. Har bir qurilma orbital sirtning taxminan uchdan bir qismini qoplaydi, shuning uchun uchta mexanizm deyarli butun sayyorani qamrab olishga qodir.
sun'iy yo'ldoshlar
Sun'iy yo'ldoshlar ko'plab mamlakatlar va kompaniyalar tomonidan uchirilgan. Dunyodagi birinchi sun'iy apparat SSSRda yaratilgan va 1957 yil 4 oktyabrda koinotga uchgan. U "Sputnik-1" nomini oldi. 1958 yilda Qo'shma Shtatlar ikkinchi qurilma - Explorer 1 ni ishga tushirdi. 1964 yilda NASA tomonidan uchirilgan birinchi sun'iy yo'ldosh Syncom-3 deb nomlangan. Sun'iy qurilmalar asosan qaytarilmaydi, ammo qisman yoki to'liq qaytib keladiganlar ham bor. Ular amalga oshirish uchun ishlatiladi ilmiy tadqiqot va turli muammolarni hal qilish. Shunday qilib, harbiy, tadqiqot, navigatsiya sun'iy yo'ldoshlari va boshqalar mavjud. Universitet xodimlari yoki radio havaskorlari tomonidan yaratilgan qurilmalar ham ishga tushiriladi.
"To'xtash nuqtasi"
Geostatsionar yo‘ldoshlar dengiz sathidan 35786 kilometr balandlikda joylashgan. Bu balandlik yulduzlarga nisbatan Yerning aylanish davriga mos keladigan aylanish davrini ta'minlaydi. Sun'iy vosita statsionar, shuning uchun uning geostatsionar orbitadagi joylashuvi "stansiya nuqtasi" deb ataladi. Hovering doimiy uzoq muddatli ulanishni ta'minlaydi, antenna yo'naltirilgandan so'ng, u doimo to'g'ri sun'iy yo'ldoshga yo'naltiriladi.
Harakat
Sun'iy yo'ldoshlarni geotransfer maydonlari yordamida past balandlikdagi orbitadan geostatsionar orbitaga o'tkazish mumkin. Ikkinchisi past balandlikdagi nuqtasi va geostatsionar doiraga yaqin balandlikdagi cho'qqisi bo'lgan elliptik yo'ldir. Keyingi ish uchun yaroqsiz bo'lib qolgan sun'iy yo'ldosh GEOdan 200-300 kilometr balandlikda joylashgan utilizatsiya orbitasiga yuboriladi.
Geostatsionar orbita balandligi
Ma'lum bir sohadagi sun'iy yo'ldosh Yerdan ma'lum masofada turib, yaqinlashmaydi va uzoqlashmaydi. U har doim ekvatorning qaysidir nuqtasi ustida joylashgan. Bu xususiyatlardan kelib chiqib, tortishish kuchlari va markazdan qochma kuch bir-birini muvozanatlashtiring. Geostatsionar orbitaning balandligi klassik mexanikaga asoslangan usullar bilan hisoblanadi. Bu tortishish va markazdan qochma kuchlarning mosligini hisobga oladi. Birinchi miqdorning qiymati Nyutonning universal tortishish qonuni yordamida aniqlanadi. Markazdan qochma kuch indeksi sun'iy yo'ldoshning massasini markazdan qochma tezlashuvga ko'paytirish yo'li bilan hisoblanadi. Gravitatsion va inersiya massalarining tengligi natijasi orbitaning balandligi sun'iy yo'ldoshning massasiga bog'liq emas degan xulosadir. Shuning uchun geostatsionar orbita faqat markazdan qochma kuch mutlaq qiymat bo'yicha teng bo'lgan va ma'lum balandlikda Yerning tortishishi natijasida hosil bo'lgan tortishish kuchiga qarama-qarshi bo'lgan balandlik bilan aniqlanadi.
Markazga uchuvchi tezlanishni hisoblash formulasidan siz burchak tezligini topishingiz mumkin. Geostatsionar orbita radiusi ham shu formula bilan yoki geosentrik tortishish konstantasini burchak tezligi kvadratiga bo‘lish yo‘li bilan ham aniqlanadi. Uzunligi 42164 km. Yerning ekvatorial radiusini hisobga olsak, biz 35786 kilometrga teng balandlikka erishamiz.
Yerning markazidan masofa bo'lgan orbita balandligi, sun'iy yo'ldoshning burchak tezligi bilan sayyoraning aylanish harakati bilan to'g'ri kelishi haqidagi bayonotga asoslanib, hisob-kitoblarni boshqa yo'l bilan amalga oshirish mumkin. chiziqli tezlik, bu berilgan balandlikdagi birinchi bo'shliqqa teng.
geostatsionar orbitadagi tezlik. Uzunlik
Bu ko'rsatkich burchak tezligini maydon radiusi bilan ko'paytirish orqali hisoblanadi. Orbitadagi tezlikning qiymati sekundiga 3,07 kilometrni tashkil etadi, bu Yerga yaqin yo'lda birinchi kosmik tezlikdan ancha past. Eksponentni kamaytirish uchun orbita radiusini olti martadan ko'proq oshirish kerak. Uzunlik pi va radiusni ikkiga ko'paytirish orqali hisoblanadi. Uzunligi 264924 km. Sun'iy yo'ldoshlarning "tik turgan nuqtalari" ni hisoblashda ko'rsatkich hisobga olinadi.
Kuchlarning ta'siri
Sun'iy mexanizm aylanib yuradigan orbita parametrlari gravitatsiyaviy oy-quyosh tebranishlari, Yer maydonining bir jinsliligi va ekvatorning elliptikligi ta'sirida o'zgarishi mumkin. Maydonning o'zgarishi quyidagi hodisalarda ifodalanadi:
- Sun'iy yo'ldoshning orbita bo'ylab o'z pozitsiyasidan geostatsionar orbitadagi potentsial teshiklar deb ataladigan barqaror muvozanat nuqtalari tomon siljishi.
- Maydonning ekvatorga moyillik burchagi ma'lum tezlikda o'sib boradi va 26 yil 5 oyda bir marta 15 darajaga etadi.
Sun'iy yo'ldoshni kerakli "tik holda" ushlab turish uchun u har 10-15 kunda bir necha marta yoqiladigan harakatlantiruvchi tizim bilan jihozlangan. Shunday qilib, orbita moyilligining o'sishini qoplash uchun "shimoliy-janubiy" korreksiyasi va maydon bo'ylab siljishni qoplash uchun "g'arbiy-sharqiy" tuzatish qo'llaniladi. Sun'iy yo'ldoshning butun faoliyati davomida yo'lini tartibga solish uchun bortda katta yoqilg'i zaxirasi talab qilinadi.
Harakat tizimlari
Qurilmani tanlash sun'iy yo'ldoshning individual texnik xususiyatlari bilan belgilanadi. Masalan, kimyoviy raketa dvigateli o'zgaruvchan yoqilg'i ta'minotiga ega va uzoq muddatli saqlash uchun yuqori qaynaydigan komponentlar (diazot tetroksid, assimetrik dimetilgidrazin) ustida ishlaydi. Plazma qurilmalari sezilarli darajada past kuchga ega, ammo bir harakat uchun o'nlab daqiqalarda o'lchanadigan uzoq ishlash tufayli ular bortda iste'mol qilinadigan yoqilg'i miqdorini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Ushbu turdagi harakatlantiruvchi tizim sun'iy yo'ldoshni boshqa orbital pozitsiyasiga manevr qilish uchun ishlatiladi. Qurilmaning xizmat qilish muddatini cheklovchi asosiy omil - bu geostatsionar orbitada yoqilg'i ta'minoti.
Sun'iy maydonning kamchiliklari
Geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar bilan o'zaro ta'sirning muhim kamchiligi signal tarqalishidagi katta kechikishlardir. Shunday qilib, yorug'lik tezligi sekundiga 300 ming kilometr va orbital balandligi 35,786 kilometr bo'lganida, Yer-sun'iy yo'ldosh nurining harakati taxminan 0,12 soniya, Yer-sun'iy yo'ldoshi-Yer nuri esa 0,24 soniyani oladi. Er usti xizmatlarining uskunalari va kabel uzatish tizimlarida signal kechikishini hisobga olgan holda, "manba - sun'iy yo'ldosh - qabul qiluvchi" signalining umumiy kechikishi taxminan 2-4 soniyaga etadi. Bunday ko'rsatkich telefoniyadagi orbitada qurilmalardan foydalanishni sezilarli darajada murakkablashtiradi va real vaqt tizimlarida sun'iy yo'ldosh aloqasidan foydalanishni imkonsiz qiladi.
Yana bir kamchilik - geostatsionar orbitaning yuqori kengliklardan ko'rinmasligi, bu Arktika va Antarktida mintaqalarida aloqa va teleko'rsatuvlarni amalga oshirishga xalaqit beradi. Quyosh va uzatuvchi sun'iy yo'ldosh qabul qiluvchi antennaga to'g'ri keladigan vaziyatlarda signalning pasayishi, ba'zan esa to'liq yo'qligi kuzatiladi. Geostatsionar orbitalarda, sun'iy yo'ldoshning harakatsizligi tufayli, bu hodisa ayniqsa yaqqol namoyon bo'ladi.
Doppler effekti
Bu hodisa elektromagnit tebranishlarning chastotalarini uzatuvchi va qabul qiluvchining o'zaro rivojlanishi bilan o'zgartirishdan iborat. Hodisa vaqt o'tishi bilan masofaning o'zgarishi, shuningdek, sun'iy transport vositalarining orbitadagi harakati bilan ifodalanadi. Effekt o'zini sun'iy yo'ldosh tebranishlarining tashuvchisi chastotasining beqarorligi sifatida namoyon bo'ladi, bu signallarni qabul qilishni murakkablashtiradigan bort takrorlagichi va er stantsiyasining instrumental chastotasining beqarorligiga qo'shiladi. Doppler effekti modulyatsiya qiluvchi tebranish chastotasining o'zgarishiga hissa qo'shadi, uni nazorat qilib bo'lmaydi. Orbitada aloqa va to'g'ridan-to'g'ri televizion eshittirish sun'iy yo'ldoshlaridan foydalanilganda, bu hodisa amalda yo'q qilinadi, ya'ni qabul qilish nuqtasida signal darajasida o'zgarishlar bo'lmaydi.
Dunyoda geostatsionar maydonlarga munosabat
Koinot orbitasi o'zining tug'ilishi bilan ko'plab savollar va xalqaro huquqiy muammolarni keltirib chiqardi. Ular bilan bir qator qo'mitalar, xususan, Birlashgan Millatlar Tashkiloti shug'ullanadi. Ekvatorda joylashgan ba'zi davlatlar o'z suverenitetini kosmik maydonning o'z hududi ustida joylashgan qismiga kengaytirish to'g'risida da'vo qilishdi. Davlatlar geostatsionar orbita ekanligini e'lon qildilar jismoniy omil, bu sayyoraning mavjudligi bilan bog'liq va Yerning tortishish maydoniga bog'liq, shuning uchun maydon segmentlari o'z mamlakatlari hududining davomi hisoblanadi. Ammo bunday da'volar rad etildi, chunki dunyoda kosmosni o'zlashtirmaslik printsipi mavjud. Orbitalar va sun'iy yo'ldoshlarning ishlashi bilan bog'liq barcha muammolar jahon darajasida hal qilinadi.
Nol moyillik va 35 756 km balandlikdagi geostatsionar orbita bugungi kungacha sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshlari uchun strategik muhim orbita bo'lib qolmoqda. Ushbu orbitaga joylashtirilgan sun'iy yo'ldoshlar Yerning markazi atrofida xuddi shunday burchak tezligida aylanadi. yer yuzasi. Buning yordamida geostatsionar sun'iy yo'ldoshlarni kuzatish uchun sun'iy yo'ldosh antennalariga ehtiyoj qolmaydi - Yer yuzasida ma'lum bir joy uchun geostatsionar sun'iy yo'ldosh har doim osmonning bir nuqtasida joylashgan.
2005 yilda Rossiya geostatsionar aloqa sun'iy yo'ldoshlari turkumiga misol:
Ammo Gunterning veb-saytidan foydalangan holda so'nggi grafikni tekshirish shuni ko'rsatadiki, 2017 yilda 40 dan ortiq geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar uchirilmagan, hatto bu raqamga sun'iy yo'ldoshlar uchirilgan bo'lsa ham. GPO (geotransfer orbitasi) Va Molniya tipidagi orbitalar (Kosmos-2518). Ushbu nomuvofiqlik munosabati bilan men bir xil Gunter saytidan foydalangan holda geostatsionar orbitaga yillik uchirilish dinamikasini va uchirilgan geostatsionar sun'iy yo'ldoshlarning umumiy massasidagi o'zgarishlar dinamikasini mustaqil ravishda baholashga harakat qildim.
Ko'pgina geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar uchirilgan geotransfer orbitalari (GTO), va keyin, o'z dvigatellari yordamida, ular allaqachon perihelionni ko'tarib, geostatsionar orbitaga kirishmoqda. Bu strategik muhim geostasionar orbitaning tiqilib qolishini minimallashtirish istagi bilan bog'liq (GPOdagi LVning yuqori bosqichlari orbitalarning past perigeliyasi tufayli GSOga qaraganda tezroq yonib ketadi). Shu munosabat bilan, geostatsionar sun'iy yo'ldoshlarning boshlang'ich massasi ko'pincha GPO ga dastlabki ishga tushirilganda ko'rsatiladi. Shuning uchun men GPOdagi geostatsionar yo'ldoshlarning massasini hisoblashga qaror qildim, shuningdek, dastlab GPO yoki past va geostatsionar orbitalar (asosan, Molniya tipidagi orbitalar) o'rtasidagi boshqa elliptik orbitalarda ishlash uchun mo'ljallangan sun'iy yo'ldoshlarni hisoblashga qaror qildim. Boshqa tomondan, ba'zi hollarda sun'iy yo'ldoshlar to'g'ridan-to'g'ri geostatsionar orbitaga chiqariladi (masalan, Sovet, Rossiya va Amerika harbiy sun'iy yo'ldoshlari misolida), bundan tashqari, harbiy sun'iy yo'ldoshlar uchun massa ko'pincha noma'lum (bu holda). , GPO-da ishga tushirilganda raketa qobiliyatining yuqori chegarasini ko'rsatish kerak). Shu munosabat bilan hisob-kitoblar faqat dastlabki hisoblanadi. Hozirgacha 60 yildan 35 tasi qayta ishlangan kosmik asr, va yillar davomida quyidagi vaziyat sodir bo'ladi:
1) 2017 yilda GPO va Molniya orbitalaridagi chiqish massasi bo'yicha haqiqatan ham yangi rekord o'rnatildi (192 tonna):
2) Ushbu turdagi orbitalar uchun uchirilgan transport vositalari sonida sezilarli o'sish kuzatilmaydi (qora chiziq - trend chizig'i):
3) Xuddi shunday holat ishga tushirilganlar soni bilan ham kuzatiladi:
Umuman olganda, yuqori elliptik yuqori orbitalarga yuk tashishning barqaror o'sishi tendentsiyasi mavjud. O'n yillik o'rtacha ko'rsatkichlar:
tomonidan o'rta maydon kosmik ob'ektlar ( yig'indisi kesma maydoni, da o'lchanadi kvadrat metr) geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar past orbitali transport vositalaridan ham ustundir (hatto biz yuqori bosqichlarni hisobga olsak - R.B.):
Bu, ehtimol, geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar (antennalar, quyosh panellari va termoregulyatsiya batareyalari) uchun ko'p miqdorda joylashtiriladigan tuzilmalar bilan bog'liq.
Yillar davomida geostatsionar orbitada ishlaydigan sun'iy yo'ldoshlar soni ham doimiy ravishda o'sib bordi. Faqatgina joriy o'n yillikda ularning soni to'rtdan besh yuzgacha o'sdi:
Faol sun'iy yo'ldoshlar ma'lumotlar bazasiga ko'ra, releyli sun'iy yo'ldosh hozirda GSOdagi eng qadimgi faol sun'iy yo'ldosh hisoblanadi. TDRS-3 1988 yilda ishga tushirilgan. Hozirda GSOda yoshi 20 yoshdan oshgan 40 ta qurilma ishlaydi:
Geostatsionar sun'iy yo'ldoshlarning umumiy soni, utilizatsiya orbitalarini hisobga olgan holda, mingta sun'iy yo'ldoshdan oshadi (minimal yuqori bosqichlar soni bilan ( R.B.) ushbu orbitalardagi raketalar):
Sun'iy yo'ldoshlarning geostatsionar yulduz turkumlariga misollar:
Geostatsionar orbitada o'sib borayotgan tirbandlik geostatsionar sun'iy yo'ldoshlarning og'irlashishi tendentsiyasini davom ettirmoqda. Agar birinchi GSO sun'iy yo'ldoshlar atigi 68 kg og'irlikda edi, keyin 2017 yilda Xitoy 7,6 tonnalik mashinani ishga tushirishga harakat qildi. Ko'rinib turibdiki, geostatsionar orbitaning haddan tashqari ko'payishi kelajakda u erda qayta foydalanish mumkin bo'lgan elementlarga ega yirik geostatsionar platformalarni yaratishga olib keladi. Ehtimol, bunday platformalar bir vaqtning o'zida bir nechta muammolarni hal qiladi: aloqa va Yer yuzasini meteorologiya, mudofaa ehtiyojlari va boshqalar uchun kuzatish.
Yangi Xitoy platformasi asosida yaratilgan, og‘irligi 7,6 tonna bo‘lgan geostatsionar aloqa sun’iy yo‘ldoshi DFH-5
Ma'lumki, umumiy holatda har qanday sun'iy yo'ldosh elliptik orbita bo'ylab harakatlanadi. Ellips - bu ikkita berilgan F1 va F2 fokuslarigacha bo'lgan masofalar yig'indisi ellipsning asosiy o'qi uzunligiga teng bo'lgan doimiy qiymat bo'lgan nuqtalarning joylashuvi:
2a \u003d r 1 + r 2. (1.1)
F1 va F2 fokuslari ellipsning katta o'qida (1.2-rasm, a) markazning har ikki tomonida masofada joylashgan.
Ellipsning shakli e = c/a eksantrikligi bilan tavsiflanadi. Ellips uchun e< 1. При эксцентриситете, равном нулю, эллипс превращается в окружность. Расстояние от точки М на эллипсе до первого фокуса F 1 выражается формулой:
r 1 \u003d MF 1 \u003d a - e x. (1.3)
Sun'iy yo'ldosh orbitasi (1.2-rasm, b) buzilishsiz ellips bo'lib, uning o'choqlaridan biri Yerning massa markaziga to'g'ri keladi. Fokus o'qining elliptik orbita bilan kesishishining eng yaqin nuqtasi perigey (P), eng uzoq nuqtasi esa apogey (A) deb ataladi.
Sun'iy yo'ldoshning Yerga nisbatan orbitadagi holatini oltita Kepler elementi bilan aniqlash mumkin, ulardan ikkitasi orbitaning o'lchami va shaklini, uchtasi - orbitaning yo'nalishini va sun'iy yo'ldoshning harakat yo'nalishini va oltinchisini tavsiflaydi. - sun'iy yo'ldoshning orbitadagi holati. Bu oltita element:
yarim katta o‘q a,
ekssentriklik e,
moyillik i,
ortib borayotgan tugunning uzunligi Ō,
periapsis argumenti ō,
o‘rtacha anomaliya M o . (sun'iy yo'ldoshning perigey orqali o'tgan vaqti)
Rasmda absolyut geotsentrik (ekvatorial) koordinatalar tizimidagi elliptik yo‘ldosh orbitasi ko‘rsatilgan. Tizimning boshlanishi Yerning markaziga to'g'ri keladi. OZ o'qi Yerning aylanish o'qi bo'ylab tomon yo'naltirilgan Shimoliy qutb. OX o'qi ekvator tekisligida yotadi va bahorgi tengkunlikka yo'naltirilgan. Y o'qi Dekart to'g'ri koordinata tizimini to'ldiradi
Orbitaning a yarim katta o'qi (1.1) formula bo'yicha hisoblanadi va harakatlanuvchi sun'iy yo'ldoshning Yer markazidan o'rtacha masofasini tavsiflaydi. Orbitaning katta o'qi Yerning markazidan o'tadi va apogey va perigey nuqtalarini bog'laydi.
Orbital ekssentriklik e - fokuslar orasidagi masofaning katta o'qqa nisbati, e = c/a orbita shaklini tavsiflaydi. Sun'iy yo'ldosh orbitalari uchun e ≤ 1. Radioaloqa sun'iy yo'ldoshlari orbitalarining ekssentrikligi, qoida tariqasida, 0,5 dan oshmaydi. e = 0 da orbita aylana bo'lib, buning uchun apogey va perigey balandliklari tengdir. Sun'iy yo'ldosh aylana orbita bo'ylab doimiy tezlikda harakat qiladi. Elliptik orbita bo'ylab harakatlanayotganda, sun'iy yo'ldoshning tezligi o'zgarib, perigey hududida maksimal va apogey mintaqasida minimal darajaga etadi.
Bo'linishi mumkin tashqi ko'rinish orbitalar besh guruhga bo'linadi:
e=0 - aylana
0< е <1 - эллипс
e \u003d 1 - parabola
1< е < ∞ - гипербола
e =∞ - to'g'ri chiziq (degeneratsiya holati)
Orbital moyillik i - orbita tekisligi va ekvator tekisligi orasidagi dihedral burchak (ekliptika tekisligining kesishish chizig'i (sun'iy yo'ldoshlar uchun ekvator) (Yerning aylanish o'qining moyilligi taxminan 23,44 °). sun'iy yo'ldosh orbitasining tekisligi bilan), ko'tarilish tugunining (UA) nuqtasida joylashgan kuzatuvchi uchun ekvator tekisligidan soat sohasi farqli ravishda hisoblanadi. Ko'tarilgan tugun - sun'iy yo'ldosh janubiy yarim shardan shimolga o'tadigan nuqta. Qarama-qarshi nuqta tushuvchi tugun deb ataladi. Nishab burchak darajalari, daqiqalar va soniyalarda o'lchanadi.
Nishabga koʻra orbitalar ekvatorial (i ≈ 0°), qiya (0° ≤ i ≤ 90°) va qutbli (i ≈ 90°) orbitalarga boʻlinadi.
Agar 0 Agar 90 ° bo'lsa Quyosh tizimiga tatbiq etilganda, odatda mos yozuvlar tekisligi sifatida Yer orbitasining tekisligi (ekliptika tekisligi) tanlanadi. Quyosh tizimidagi boshqa sayyoralar va oy orbitalarining tekisliklari ekliptika tekisligidan atigi bir necha darajaga og'adi. Erning sun'iy yo'ldoshlari uchun odatda mos yozuvlar tekisligi sifatida Yer ekvatorining tekisligi tanlanadi. Quyosh tizimining boshqa sayyoralarining sun'iy yo'ldoshlari uchun mos yozuvlar tekisligi sifatida odatda mos keladigan sayyora ekvatorining tekisligi tanlanadi. Ekzosayyoralar va qo'shaloq yulduzlar uchun rasm tekisligi mos yozuvlar tekisligi sifatida olinadi. Ikki orbitaning bir xil mos yozuvlar tekisligiga moyilligini va ularning ko'tarilish tugunlarining uzunliklarini bilib, burchak kosinus formulasidan foydalanib, bu ikki orbita tekisliklari orasidagi burchakni - ularning o'zaro moyilligini hisoblash mumkin. Orbitaning ko'tarilish tugunining uzunligi Ō qiyalik yoki qutbli orbitalar tekisligining Yer aylanish o'qi (OZ) atrofida aylanishini tavsiflaydi. Ko'tarilgan tugunning uzunligi ekvatorial mintaqada joylashgan va bahorgi tengkunlik (OX o'qi) yo'nalishidan tugunlar chizig'igacha o'lchanadigan burchakdir. Ko'tariluvchi tugunning uzunligi orbitaning asosiy elementlaridan biri bo'lib, orbital tekislikning asosiy tekislikka nisbatan yo'nalishini matematik tavsiflash uchun ishlatiladi. Nol nuqtasiga mos yozuvlar yo'nalishi va orbitaning ko'tarilgan tugun nuqtasiga yo'nalish o'rtasida hosil bo'lgan mos yozuvlar tekisligidagi burchakni belgilaydi, bunda orbita janubiy-shimoliy yo'nalishda mos yozuvlar tekisligi bilan kesishadi. Ko'tarilgan va tushuvchi tugunlarni aniqlash uchun tortishish markazini o'z ichiga olgan ma'lum (tayanch deb ataladigan) tekislik tanlanadi. Baza sifatida ular odatda ekliptika tekisligidan (sayyoralar, kometalar, asteroidlarning Quyosh atrofida harakati), sayyora ekvatorining tekisligidan (sayyora atrofidagi sun'iy yo'ldoshlarning harakati) va hokazolardan foydalanadilar. Nolinchi nuqta - birinchi nuqta. Qo'y (bahorgi tengkunlik nuqtasi). Burchak yo'nalishdan nol nuqtagacha soat sohasi farqli ravishda o'lchanadi. Perige argumenti ō orbita tekisligida ellipsning katta o'qining yo'nalishini tavsiflaydi. Perige argumenti orbital tekislikda sun'iy yo'ldosh harakati yo'nalishi bo'yicha hisoblangan ko'tarilgan tugun (AS) dan perigee (P)gacha bo'lgan burchak masofasi sifatida baholanadi. Periapsis argumenti tortishish markazidan orbitaning ko'tarilish tuguniga va periapsisga (yo'ldosh orbitasining tortishish markaziga eng yaqin nuqtasi) yo'nalishlar orasidagi burchak yoki tugunlar chizig'i bilan orbita chizig'i orasidagi burchak sifatida aniqlanadi. apsidlar chizig'i. Sun'iy yo'ldosh yo'nalishi bo'yicha tortishish markazidan hisoblangan, odatda 0 ° -360 ° oralig'ida tanlanadi.