Satèl·lit artificial
De Wikipedia, l'enciclopèdia lliure
Un satèl·lit és qualsevol objecte que orbita al voltant d'un altre, que es denomina principal. Els satèl·lits artificials són naus espacials fabricades a la Terra i enviades en un vehicle de llançament, un tipus de coet que envia una càrrega útil al espai exterior. Els satèl·lits artificialés poden orbitar al voltant de llunes, cometis, asteroides, planetas, estavellas o fins i tot galàxias. Després de la seva vida útil, els satèl·lits artificials poden quedar orbitando com a escombraries espacials.
Contingut |
Antecedents històrics
La primera representació fictícia coneguda d'un satèl·lit artificial llançat a una òrbita al voltant de la Terra apareix en un conte de Edward Everett Hali, The Brick Mooni dirigit per Hugo Liscano (La lluna de maons). El conte, publicat per lliuraments en Atlantic Monthly, es va iniciar en 1869.[1][2] L'objecte del títol es tractava d'una ajuda per a la navegació però que per accident va ser llançat amb persones en el seu interior. La idea reapareix de nou en Els cinc-cents milions de la begún de Julio Verne de 1879. En aquest llibre, no obstant això, es tracta d'un resultat inintencionado del vilà en construir una peça d'artilleria geganta per destruir als seus enemics, comunicant al projectil una velocitat superior a la pretesa.
En 1903, el rus Konstantín Tsiolkovski va publicar "L'exploració de l'espai còsmic per mitjà dels motors de reacció ", que és el primer tractat acadèmic sobre l'ús de coets per llançar naus espacials. Va calcular que la velocitat orbital requerida per a una òrbita mínima al voltant de la Terra és aproximadament 8 km/s i que es necessitaria un coet de múltiples etapes que utilitzés oxigen líquid i hidrogen líquid com a combustible. Durant la seva vida, va publicar més de 500 obres relacionades amb el viatge espacial, propulsors de múltiples etapes, estacions espacials, escotillas per sortir d'una nau en l'espai i un sistema biològic tancat per proporcionar menjar i oxigen a les colònies espacials. També va aprofundir en les teories sobre màquines voladores més pesades que l'aire, treballant de forma independent en molt dels càlculs que realitzaven els germans Wright en aquest moment.
En 1928, Herman Potočnik va publicar el seu únic llibre, Das Problem der Befahrung donis Weltraums - der Raketen-motor (El problema del viatge espacial - el motor de coet), un pla per progressar cap a l'espai i mantenir presència humana permanent. Potočnik va dissenyar una estació espacial i va calcular la seva òrbita geoestacionaria. També va descriure l'ús de naus orbitales per a observacions pacífiques i militars i com es podrien utilitzar les condicions de l'espai per realitzar experiments científics. El llibre descrivia satèl·lits geoestacionarios i discutia sobre la comunicació entre ells i la terra utilitzant la ràdio però no sobre la idea d'utilitzar-los per a comunicació en massa i com a estacions de telecomunicacions.
En 1945, l'escriptor britànic de ciència ficció Arthur C. Clarke va concebre la possibilitat per a una sèrie de satèl·lits de comunicacions en el seu article en Wireless World[3] Clarke va examinar la logística d'un llançament de satèl·lit, les possibles òrbites i altres aspectes per a la creació d'una xarxa de satèl·lits, assenyalant els beneficis de la comunicació global d'alta velocitat. També va suggerir que tres satèl·lits geoestacionarios proporcionarien la cobertura completa del planeta.
Història dels satèl·lits artificials
Els satèl·lits artificials van néixer durant la guerra freda, entre els Estats Units i La Union Soviètica, que pretenien ambdós arribar a la lluna i al seu torn llançar un satèl·lit a l'òrbita espacial. Al maig de 1946, el Projecte RAND va presentar l'informe Preliminary Design of an Experimental World-Circling Spaceship (Disseny preliminar d'una nau espacial experimental en òrbita), en el qual es deia que "Un vehicle satèl·lit amb instrumentació apropiada pot ser una de les eines científiques més poderosa del segle XX. La realització d'una nau satèl·lit produiria repercussions comparables amb l'explosió de la bomba atòmica..."
La era espacial va començar en 1946, quan els científics van començar a utilitzar els coets capturats V-2 alemanys per realitzar mesuraments de l'atmosfera.[4] Abans d'aquest moment, els científics utilitzaven globus que arribaven als 30 km d'altitud i ones de radi per estudiar la ionosfera. Des de 1946 a 1952 es va utilitzar els coets V-2 i Aerobee per a la investigació de la part superior de l'atmosfera, la qual cosa permetia realitzar mesuraments de la pressió, densitat i temperatura fins a una altitud de 200 km.
Estats Units havia considerat llançar satèl·lits orbitales des de 1945 sota l'Oficina d'Aeronàutica de la Armada. El Projecte RAND de la Força Aèria va presentar el seu informe però no es creia que el satèl·lit anés una potencial arma militar, sinó més aviat una eina científica, política i de propaganda. En 1954, el Secretari de Defensa va afirmar "No conec cap programa de satèl·lits nord-americà".
Després de la pressió de la Societat Americana del Coet (ARS), la Fundació Nacional de la Ciència (NSF) i el Any Geofísico Internacional, l'interès militar va augmentar i al començament de 1955 la Força Aèria i l'Armada estaven treballant en el Projecte Orbiter, que evolucionaria per utilitzar un coet Jupiter-C en el llançament d'un satèl·lit denominat Explorer 1 el 31 de gener de 1958.
El 29 de juliol de 1955, la Casa Blanca va anunciar que els Estats Units intentarien llançar satèl·lits a partir de la primavera de 1958. Això es va convertir en el Projecte Vanguard. El 31 de juliol, els soviètics van anunciar que tenien intenció de llançar un satèl·lit en la tardor de 1957.
La fita russa que va canviar al món
La Unió Sovietica, des del Cosmódromo de Baikonur, va llançar el primer satèl·lit artificial de la humanitat, el dia 4 d'octubre de 1957; marcant amb això un abans i després de la carrera espacial, aconseguint que la Unió Sovietica, liderada per Rússia, s'avancés a Estats Units en aquesta carrera. Aquest programa va ser anomenat Sputnik, el qual al moment de col·locar-se reeixidament en òrbita, va emetre uns senyals radials en forma de xiuletades, demostrant l'èxit aconseguit pels científics soviètics. Aquest programa va ser seguit per altres assoliments russos, com els programes Sputnik 2 i 3. cal assenyalar que en el Sputnik 2, la Unió Sovietica va aconseguir col·locar en òrbita el primer animal en la història, la gossa anomenada Laika, a la qual la hi va cridar originalment "Kudryavka" (En rus: кудрявка) però van decidir canviar el seu nom perquè fos més fàcil de recordar en la història. Amb el Sputnik, la Unió Soviètica, sense voler, va provocar una sicosis col·lectiva en els Estats Units, a causa del temor provocat en la població nord-americana davant el gran avançament tecnològic desenvolupat pels soviètics.
En 1960 es va llançar el primer satèl·lit de comunicacions: el Tiro I era un satèl·lit passiu que no estava equipat amb un sistema bidireccional sinó que funcionava com un reflector. En 1962 es va llançar el primer satèl·lit de comunicacions actius, el Telstar I, creant el primer enllaç televisiu internacional.
La Xarxa de Vigilància Espacial (SSN) ha estat rastrejant els objectes espacials des de 1957, després del llançament del Sputnik I. Des de llavors, la SSN ha registrat més de 26.000 objectes orbitando sobre la Terra i manté el seu rastreig sobre uns 8.000 objectes de fabricació humana. La resta entren de nou en l'atmosfera on es desintegren o si resisteixen, impacten amb la Terra. Els objectes poden pesar des de diverses tones, com a etapes de coets, fins a només uns quilograms. Aproximadament el 7% dels objectes espacials estan en funcionament (uns 560 satèl·lits) mentre que la resta són ferralla espacial.
Es fa esment que una rèplica idèntica, desenvolupada a Rússia, del famós Sputnik es troba en el vestíbul principal de l'edifici de les Nacions Unides, a la ciutat de Nova York, com a símbol del desenvolupament tecnològic aconseguit per l'home.
Tipus de satèl·lits artificials
Es poden classificar els satèl·lits artificials utilitzant dos de les seves característiques: la seva missió i la seva òrbita.
Tipus per missió
- Armes antisatélite, també denominats com a satèl·lits assassins, són satèl·lits dissenyats per destruir satèl·lits enemics, altres armes orbitales i objectius. Alguns estan armats amb projectils cinètics, mentre que uns altres usen armes d'energia o partícules per destruir satèl·lits, míssils balístics o MIRV.
- Satèl·lits astronòmics, són satèl·lits utilitzats per a l'observació de planetes, galàxies i altres objectes astronòmics.
- Biosatélites, dissenyats per portar organismes vius, generalment amb propòsits d'experiments científics.
- Satèl·lits de comunicacions, són els empleats per realitzar telecomunicació. Solen utilitzar òrbites geosíncronas, òrbites de Molniya o òrbites baixes terrestres.
- Satèl·lits miniaturitzats, també denominats com minisatélites, microsatélites, nanosatélites o picosatélites, són característics per les seves dimensions i pesos reduïts.
- Satèl·lits de navegació, utilitzen senyals per conèixer la posició exacta del receptor a la terra.
- Satèl·lits de reconeixement, denominats popularment com a satèl·lits espies, són satèl·lits d'observació o comunicacions utilitzats per militars o organitzacions d'intel·ligència. La majoria dels governs mantenen la informació dels seus satèl·lits com a secreta.
- Satèl·lits d'observació terrestre, són utilitzats per a l'observació del medi ambient, meteorologia, cartografia sense finalitats militars.
- Satèl·lits d'energia solar, són una proposta per a satèl·lits en òrbita excèntrica que enviïn l'energia solar recollida fins a antenes a la Terra com una font d'alimentació.
- Estacions espacials, són estructures dissenyades perquè els éssers humans puguin viure en l'espai exterior. Una estació espacial es distingeix d'altres naus espacials tripulades que no disposa de propulsió o capacitat d'aterrar, utilitzant altres vehicles com a transport cap a i des de l'estació.
- Satèl·lits meteorològics, són satèl·lits utilitzats principalment per registrar el temps atmosfèric i el clima de la Terra.
És possible classificar-los per tipus d'òrbites satelitales GEO Orbita Geosestacionaria, això significa que trencada igual que la terra a una altura de 36,000 km sobre l'equador, per o tant té un període orbital de 24 hores i mostra un retard entre 700 i 800 mil·lisegon, aquest tipus de satèl·lits són utilitzats per brindar serveis de veu, dades i Internet a empreses privades i de governs, aquesta enfocada a localitats on no arriben un altre tipus de tecnologies i amb l'objectiu de cobrir necessitats de comunicació, és emprat en escoles publiques i negocis rurals. PIXO És d'òrbita mitjana trencada de 10.000 a 20.000 km i té un període orbital de 10 a 14 hores, est és utilitzat per empreses cel·lulars amb l'anomenada tecnologia GPS. LEO Són satèl·lits d'òrbita baixa estan a una altura de 700 a 1400 km i tenen un període orbital de 80 a 150 minuts.
Tipus per òrbita
- Classificació per centre
- Òrbita galactocéntrica: òrbita al voltant del centre d'una galàxia. El Sol terrestre segueix aquest tipus d'òrbita al voltant del centre galàctic de la Via Làctica.
- Òrbita heliocéntrica: una òrbita al voltant del Sol. En el Sistema Solar, els planetes, estels i asteroides segueixen aquesta òrbita, a més de satèl·lits artificials i escombraries espacials.
- Òrbita geocéntrica: una òrbita al voltant de la Terra. Existeixen aproximadament 2.465 satèl·lits artificials orbitando al voltant de la Terra.
- Òrbita areocéntrica: una òrbita al voltant de Mart.
- Classificació per altitud
- Òrbita baixa terrestre (LEO): una òrbita geocéntrica a una altitud de 0 a 2.000 km
- Òrbita mitjana terrestre (PIXO): una òrbita geocéntrica amb una altitud entre 2.000 km i fins al límit de l'òrbita geosíncrona de 35.786 km. També la hi coneix com a òrbita circular intermèdia.
- Òrbita alta terrestre (HEO): una òrbita geocéntrica per sobre de l'òrbita geosíncrona de 35.786 km; també coneguda com a òrbita molt excèntrica o òrbita molt el·líptica.
- Classificació per inclinació
- Òrbita inclinada: una òrbita la inclinació de la qual orbital no és zero.
- Òrbita polar: una òrbita que passa per sobre dels pols del planeta. Per tant, té una inclinació de 90º o aproximada.
- Òrbita polar heliosíncrona: una òrbita gairebé polar que passa pel equador terrestre a la mateixa hora local en cada passada.
- Classificació per excentricitat
- Òrbita circular: una òrbita l'excentricitat de la qual és zero i la seva trajectòria és un cercle.
- Òrbita de transferència d'Hohmann: una maniobra orbital que trasllada a una nau des d'una òrbita circular a una altra.
- Òrbita el·líptica: una òrbita l'excentricitat de la qual és major que zero però menor que un i la seva trajectòria té forma d'el·lipse.
- Òrbita de transferència geosíncrona: una òrbita el·líptica que el seu perigeo és l'altitud d'una òrbita baixa terrestre i el seu apogeu és la d'una òrbita geosíncrona.
- Òrbita de transferència geoestacionaria: una òrbita el·líptica que el seu perigeo és l'altitud d'una òrbita baixa terrestre i el seu apogeu és la d'una òrbita geoestacionaria.
- Òrbita de Molniya: una òrbita molt excèntrica amb una inclinació de 63,4º i un període orbital igual a la meitat d'un dia sideral (unes dotze hores).
- Òrbita tundra: una òrbita molt excèntrica amb una inclinació de 63,4º i un període orbital igual a un dia sideral (unes 24 hores).
- Òrbita hiperbòlica: una òrbita l'excentricitat de la qual és major que un. En tals òrbites, la nau escapa de l'atracció gravitacional i contínua el seu vol indefinidament.
- Òrbita parabòlica: una òrbita l'excentricitat de la qual és igual a un. En aquestes òrbites, la velocitat és igual a la velocitat de fuita.
- Òrbita de fuita: una òrbita parabòlica de velocitat alta on l'objecte s'allunya del planeta.
- Òrbita de captura: una òrbita parabòlica de velocitat alta on l'objecte se sobre el planeta.
- Classificació per sincronia
- Òrbita síncrona: una òrbita on el satèl·lit té un període orbital igual al període de rotació de l'objecte principal i en la mateixa adreça. Des del sòl, un satèl·lit traçaria una analema en el cel.
- Òrbita semisíncrona: una òrbita a una altitud de 12.544 km aproximadament i un període orbital d'unes 12 hores.
- Òrbita geosíncrona: una òrbita a una altitud de 35.768 km. Aquests satèl·lits traçarien una analema en el cel.
- Òrbita geoestacionaria: una òrbita geosíncrona amb inclinació zero. Per a un observador en el sòl, el satèl·lit semblaria un punt fix en el cel.
- Òrbita cementiri: una òrbita a uns centenars de quilòmetres per sobre de la geosíncrona on es traslladen els satèl·lits quan acaba la seva vida útil.
- Òrbita areosíncrona: una òrbita síncrona al voltant del planeta Mart amb un període orbital igual al dia sideral de Mart, 24,6229 hores.
- Òrbita areoestacionaria: una òrbita areosíncrona circular sobre el plànol equatorial a uns 17.000 km d'altitud. Similar a l'òrbita geoestacionaria però en Mart.
- Òrbita heliosíncrona: una òrbita heliocéntrica sobre el Sol on el període orbital del satèl·lit és igual al període de rotació del Sol. Se situa a aproximadament 0,1628 UA.
- Altres òrbites
- Òrbita de ferradura: una òrbita en la qual un observador semblar veure que òrbita sobre un planeta però en realitat coorbita amb el planeta. Un exemple és l'asteroide (3753) Cruithne.
- Punt de Lagrange: els satèl·lits també poden orbitar sobre aquestes posicions.
Classificació segons el pes dels satèl·lits
Els satèl·lits artificials també poden ser catalogats o agrupats segons el pes o massa dels mateixos.
- Grans satèl·lits: el pes del qual sigui major a 1000 kg
- Satèl·lits mitjans: el pes del qual sigui entre 500 i 1000 kg
- Mini satèl·lits: el pes del qual sigui entre 100 i 500 kg
- Micro satèl·lits: el pes del qual sigui entre 10 i 100 kg
- Nano satèl·lits: el pes del qual sigui entre 1 i 10 kg
- Pico satèl·lit: el pes del qual sigui entre 0,1 i 1 kg
- Femto satèl·lit: el pes del qual sigui menor a 100 g
Països amb capacitat de llançament
Un total de deu països i el grup format per la Agència Espacial Europea (AQUESTA) han llançat satèl·lits a òrbita, incloent la fabricació del vehicle de llançament. Existeix també altres països que tenen capacitat per dissenyar i construir satèl·lits, però no han pogut llançar-los de forma autònoma sinó amb l'ajuda de serveis estrangers.
| País | Any del primer llançament | Primer satèl·lit | Carregues útils en òrbita a 2008 |
|---|---|---|---|
 Unió Soviètica | 1957 | Sputnik 1 | 1.390 (Rússia) |
 Estats Units | 1962 | Explorer 1 | 999 |
 França | 1965 | Astérix | 43 |
 Japó | 1970 | Osumi | 102 |
| Fitxer:Flag of the People's Republic of Xina.svg Xinesa | 1970 | Dong Fang Hong I | 53 |
 Regne Unit | 1971 | Prospero X-3 | 24 |
| Fitxer:Flag of Índia.svg Índia | 1981 | Rohini | 31 |
 Israel | 1988 | Ofeq 1 | 6 |
 Aniran | 2009 | Omid | - |
El programa espacial de Brasil ha intentat en tres ocasions fallides llançar satèl·lits, l'última en 2003. l'Iraq apareix en ocasions com a país amb capacitat de llançament amb un satèl·lit de 1989 encara que no ha estat confirmat. Corea del Nord afirma haver llançat el seu satèl·lit Kwangmyongsong en 1998, encara que tampoc està confirmat. L'AQUESTA va llançar el seu primer satèl·lit a bord d'un Ariane 1 el 24 de desembre de 1979.
Kazakhstan va llançar el seu satèl·lit de forma independent, però va ser fabricat per Rússia i el disseny del coet tampoc era autòcton. Canadà va ser el tercer país a fabricar un satèl·lit i llançar-ho a l'espai, encara que va utilitzar un coet nord-americà i va ser llançat des d'Estats Units. El Sant Marco 2 de Itàlia va ser llançat el 26 d'abril de 1967 utilitzant un coet Scout nord-americà. Austràlia va llançar el seu primer satèl·lit el 29 de novembre de 1967, no obstant això utilitzava un coet donado Redstone. Les capacitats de llançament del Regne Unit i França estan ara sota la AQUESTA i la capacitat de llançament de la Unió Soviètica sota Rússia. El Llibertat 1 de Colòmbia llançat en 2007 és un satèl·lit miniaturitzat de menys d'1 kg. El 29 d'octubre de 2008 va ser llançat a Xina el primer satèl·lit propietat de Veneçuela fabricat amb tecnologia xinesa.
Model de satèl·lit
Plantilla:Mal traduït Un model de satèl·lit (també conegut en anglès com Satellite bus) és el model general en el qual es basa la construcció d'un satèl·lit. Són comunament usats per als satèl·lits que posseeixen òrbites geosíncronas, particularment els satèl·lits de comunicacions. També són usats per a òrbites baixes, i ocasionalment per a missions planetàries.
Referències
- ↑ «The Brick Moon and Other Stories by Edward Everett Hali» (en en anglès). Projecte Gutenber.
- ↑ «Contents - The Atlantic monthly. Volume 24, Issue 141». Cornell University Library.
- ↑ Versió facsímil de l'article "Extra Terrestrial Relays" per Arthur C. Clarke
- ↑ Plantilla:Cita lliuro
Vegeu també
- Amsat
- Energia solar espacial
- Internet per satèl·lit
- Radio per satèl·lit
- Satèl·lit captiu
- Sonda espacial
- Telefonia per satèl·lit
- Televisió per satèl·lit
- Satèl·lits de l'Argentina
Enllaços externs
Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre Satèl·lit artificial.
- How Satellites Work (en anglès)
- United Nations Office for Outer Space Affairs assegura que tots els països es beneficiïn dels satèl·lits (en anglès)
- SATCAT Boxscore (en anglès)
- A Brief Chronology of Amateur Satellites (en anglès)
- Satellite Design: Past, Present and Future per Cyrus D.Jilla i David W. Miller (en anglès)
- Satellite 101, per Boeing (en anglès)
- Seguiment de satèl·lits en temps real Pot visualitzar en temps real la posició de diferents satèl·lits en la seva òrbita al voltant de la Terra. Immensa base de dades de satèl·lits
- Seguiment de tots els satelites que existeixen en temps real
