Концепция современного естествознания

Искусственные спутники Земли

Искусственные спутники Земли (ИСЗ) — космические летательные аппараты, выведенные на околоземные орбиты.

Первый ИСЗ появился в СССР 4 октября 1957 г., а к настоящему времени более 20 государств человечества имеют национальные ИСЗ разных классов выведенные на орбиты ракетами-носителями государств, имеющих эти средства доставки ИСЗ в околоземное космическое пространство. ИСЗ, впервые успешно выведенные на орбиту вокруг Земли по критерию времени первого полета: СССР с 1957 г., США с 1958 г., Великобритании с 1962 г., Франции с 1965 г., Китай с 1970 г., Япония с 1970 г., Индия с 1975 г., Чехословакия с 1978 г., Италия с 1988 г., Индонезия с 1999 г.

Классами современных ИСЗ по критерию цели использования являются научные ИСЗ, народнохозяйственные ИСЗ, ИСЗ специального назначения. ИСЗ являются самым многочисленным классом космических аппаратов (КА), так как относительно просты в изготовлении и эксплуатации. Общее число ИСЗ, созданных более 20-ью государствами составляют более тысячи единиц.

Научные ИСЗ — это класс КА, обеспечивающих решение проблем современного профессионального и производственно-технического естествознания. Основные классы научных ИСЗ: астрономические ИСЗ, биологические ИСЗ, геодезические ИСЗ, картографические ИСЗ, океанографические ИСЗ Астрономические ИСЗ, или ИСЗ внеатмосферной астрономии и астрофизики предназначенные для решения проблем познания объектов Космоса приборами и системами, находящимися на ИСЗ за пределы атмосферы Земли. Данные ИСЗ представлены видами, или подклассами: астрономическая лаборатория; ИСЗ для исследования Солнца; околоземная оптическая обсерватория STH. Астрономическая лаборатория — тип астрономических ИСЗ, функционирующих на орбите Земли и обеспечивающих постоянное наблюдение за объектами солнечной системы и галактики Млечный Путь. Первым ИСЗ такого рода был «Космос-215», созданный на орбите специалистами СССР 19 апреля 1968 года. Первым ИСЗ для исследования Солнца класса «Прогноз» успешно выведен на орбиту в период с 1972 г. по 1983 г. Околоземная оптическая обсерватория STH — Космический телескоп астрофизика искусственный спутник естествознание Биологические ИСЗ представлены КА, специализированными для проведения экспериментов и наблюдений по установлению закономерностей воздействия факторов Космоса на организмы. Первый биоИСЗ выведен на орбиту Земли специалистами СССР 3 ноября 1957 года и относился к классу ИСЗ «Спутник-2» получивший международное обозначение как космический объект 1957 года Бета. В его геометрической кабине находилась собака Лайка, с которой проводились эксперименты по выживанию в экстренных условиях.

Геодезические ИСЗ — класс КА для определения пространственного положения континентов и объектов на Земле, применяя метод триангуляции, при котором ИСЗ наблюдается одновременно из нескольких точек на Земле, а также для уточнения формы Земли и земного тяготения. Геодезический спутник нового поколения класса «ГЕО-ИК» в нашей стране был выведен на орбиту в 1981 г. Первым геодезическим ИСЗ США был спутник класса «1».

Геофизические ИСЗ — класс для познания физических свойств и закономерностей планеты Земля приборами, расположенным внутри и снаружи КА. Первым в истории человечества простейшим геофизическим ИСЗ был советский ИСЗ класса «Спутник- 1», появившийся на орбите 4 октября 1957 г.

Картографические ИСЗ — КА невоенного назначения для составления точных карт местности, уточнения формы Земли и поля тяготения посредством метода фотографирования местностей поверхности суши и вод Земли из околоземного космического пространства. Первый картографический ИСЗ до 1986 г. функционировали картографические ИСЗ системы «Ресурс-Ф» СССР и США ресурсного класса системы Landsat с разрешающей способностью 30 м и 80 м сканерные снимки.

Народнохозяйственные ИСЗ — класс КА, обеспечивающих решение проблем экономики. Основные классы народнохозяйственных ИСЗ: метеорологические ИСЗ; навигационные ИСЗ; ИСЗ связи, или связные ИСЗ.

Метеорологические ИСЗ — КА для непрерывного круглосуточного получения и передачи информации о погодных явлениях и состоянии природной среды. Навигационные ИСЗ — КА для определения оптимальных направления движений водных судов и летательных аппаратов в атмосфере Земли и Космоса, а также для ориентации автомобилей на суше. Первый в истории человечества навигационный ИСЗ класса «Транзит 1В» выведен на орбиту 13 апреля 1960 г. Связные ИСЗ — КА для поддержания устойчивой радиосвязи и телевизионной связи между потребителями, находящихся в различных местах Земли и Космоса. Первый в истории человечества связной ИСЗ США с названием «Атлас Скор» появился на орбите 18 декабря 1958 г. Первый связной ИСЗ СССР, назывался «Молния 1» и появился на орбите 23 апреля 1965 г. Спутники связи постоянно совершенствуются.

ИСЗ специального назначения — называются КА, созданные для определенной цели, отличающиеся оригинальностью конструкции и функционированием в рамках особых исследовательских программ. Классами этого множества являются: оборонные ИСЗ; океанографические ИСЗ; ИСЗ системы наблюдения за Землей. Оборонные ИСЗ, или ИСЗ военного назначения для инспекций, или контроля за состоянием военных объектов, перемещением воинских соединений и стартами ракет, а также для предупреждения о ракетном нападении агрессора. Использование ИСЗ для уничтожения живой силы и военных объектов запрещено международными соглашениями, в частности Резолюцией 40-й сессии Генеральной Ассамблеи ООН о предотвращении гонки вооружений в космическом пространстве, принятой 12 декабря 1985 г. ИСЗ системы наблюдения за Землей — КА для постоянного наблюдения за процессами и состоянием космического пространства, влияющее на состояние нашей планеты, а также за процессами изменения в геооболочках.

В настоящее время искусственные спутники Земли как и ранее, предназначаются для решения различных научных и прикладных задач. Принцип реактивного движения, открытый Исааком Ньютоном в 1686 году, коротко можно сформулировать так: действие равно и противоположно по направлению противодействию. Но применение этого универсального принципа к решению сложнейшей и увлекательнейшей задачи о полётах на космических кораблях в мировые глубины было блестяще осуществлено нашим гениальным соотечественником К. Э. Циолковским. Именно Циолковский дал полное решение проблемы межпланетных перелётов на основе использования ракеты в качестве средства полёта.

Из-за сопротивления земной атмосферы спутники не могут длительно двигаться на высотах ниже 160 км. Минимальный период обращения на такой высоте по круговой орбите равен примерно 88 мин, то есть приблизительно 1,5 ч. за это время Земля поворачивается на 22,5 градуса. На широте 50 градусов этому углу соответствует расстояние в 1400 км. Следовательно, можно сказать, что спутник, период обращения которого 1,5 часа, на широте 50 градусов будет наблюдаться при каждом последующем обороте примерно на 1400 км западнее, чем на предыдущем. В связи с этим разрабатываются и модернизируются новейшие технологии для определения точности расчетов и информации.

Круговая орбита ИСЗ в экваториальной плоскости, двигаясь по которой он находится всё время над одной и той же точкой экватора, называется геостационарной. Почти половина земной поверхности может быть связана со спутником на синхронной орбите прямолинейно распространяющимся сигналами высоких частот или световыми сигналами. Поэтому спутники на синхронных орбитах имеют большое значение для системы связи.

На основе данных ИСЗ, опираясь на законы физики, ученые делают выводы об условиях и небесных телах, которые непосредственно не наблюдаются. Рассчитывают внутреннее строение звезд и Солнца с использованием наблюдательных данных об условиях на их поверхностях. Теоретическая астрофизика позволяет также описать эволюцию Солнца, звезд и других небесных тел.

В результате применения разнообразных ИСЗ достигается более истинный результат и решаются специфические проблемы информационного и материального преобразования Космоса для потребностей цивилизационной эволюции человечества.

• 1. «Занимательная физика» автор В. Шаболовский Издательство «Тригон». 1997 г. Санкт-Петербург.
• 2. «Концепция современного естествознания»: практикум часть 1 Г. В. Баранов. 2007 г. Омск.
• 3. «Космическая техника» под редакцией К. Гэтланда. Издательство «Мир». 1986 г. Москва.
• 4. «Межпланетные полёты» автор Е. А. Гребеников. Издательство «Наука». 1975 г. Москва.
• 5. «Населённый космос» редактор Б. П. Константинов Издательство «Наука». 1972 г. Москва
• 6. «Энциклопедический словарь юного техника» под редакцией Т. С. Хачатурова. Издательство «Педагогика». 1987 г. Москва.
• 7. «Элементарный учебник физики» под редакцией Г. С. Ландсберга. Издательство «Наука». 1983 г. Москва.