AES - أقمار صناعية لكوكب الأرض. أول أقمار صناعية للأرض الاصطناعية

لطالما اعتدنا على حقيقة أننا نعيش في عصر استكشاف الفضاء. ومع ذلك ، عند مشاهدة الصواريخ الضخمة القابلة لإعادة الاستخدام والمحطات الفضائية المدارية اليوم ، لا يدرك الكثيرون أن الإطلاق الأول لمركبة فضائية حدث منذ وقت ليس ببعيد - قبل 60 عامًا فقط.

من أطلق أول قمر صناعي للأرض؟ - الاتحاد السوفياتي. هذا السؤال ذو أهمية كبيرة ، لأن هذا الحدث أدى إلى ظهور ما يسمى بسباق الفضاء بين القوتين العظميين: الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد السوفيتي.

ما هو اسم أول قمر صناعي أرضي في العالم؟ - نظرًا لأن مثل هذه الأجهزة لم تكن موجودة من قبل ، فقد اعتبر العلماء السوفييت أن اسم "Sputnik-1" مناسب تمامًا لهذا الجهاز. رمز التعيين الخاص بالجهاز هو PS-1 ، والذي يرمز إلى "The Simplest Sputnik-1".

خارجيًا ، كان للقمر الصناعي مظهر غير معقد إلى حد ما وكان عبارة عن كرة من الألومنيوم بقطر 58 سم تم توصيل هوائيين منحنيين بالعرض ، مما يسمح للجهاز بنشر البث الراديوي بالتساوي وفي جميع الاتجاهات. داخل الكرة ، المكون من نصفين كرويين مثبتين بـ 36 مسمارًا ، كان هناك 50 كيلوجرامًا من بطاريات الفضة والزنك ، وجهاز إرسال لاسلكي ، ومروحة ، وثرموستات ، وأجهزة استشعار للضغط ودرجة الحرارة. بلغ الوزن الإجمالي للجهاز 83.6 كجم. يشار إلى أن جهاز الإرسال الإذاعي يبث في نطاق 20 ميجاهرتز و 40 ميجاهرتز ، أي يمكن لهواة الراديو العاديين متابعته.

تاريخ الخلق

يبدأ تاريخ أول قمر صناعي فضائي ورحلات فضائية ككل مع أول صاروخ باليستي - V-2 (Vergeltungswaffe-2). تم تطوير الصاروخ من قبل المصمم الألماني الشهير فيرنر فون براون في نهاية الحرب العالمية الثانية. تم إجراء أول تجربة إطلاق في عام 1942 ، وتم إطلاق الاختبار القتالي في عام 1944 ، وتم إجراء ما مجموعه 3225 عملية إطلاق ، معظمها في المملكة المتحدة. بعد الحرب ، استسلم Wernher von Braun للجيش الأمريكي ، الذي ترأس فيه خدمة تصميم وتطوير الأسلحة في الولايات المتحدة. في عام 1946 ، قدم العالم الألماني إلى وزارة الدفاع الأمريكية تقريرًا بعنوان "تصميم أولي لمركبة فضائية تجريبية تدور حول الأرض" ، حيث أشار إلى أن صاروخًا قادرًا على إطلاق مثل هذه السفينة إلى المدار يمكن تطويره في غضون خمس سنوات. ومع ذلك ، لم تتم الموافقة على تمويل المشروع.

في 13 مايو 1946 ، تبنى جوزيف ستالين قرارًا بشأن إنشاء صناعة الصواريخ في الاتحاد السوفياتي. تم تعيين سيرجي كوروليف كبير مصممي الصواريخ الباليستية. على مدى السنوات العشر القادمة ، طور العلماء صواريخ باليستية عابرة للقارات R-1 ، R2 ، R-3 ، إلخ.

في عام 1948 ، قدم مصمم الصواريخ ميخائيل تيخونرافوف تقريرًا إلى المجتمع العلمي حول الصواريخ المركبة ونتائج الحسابات ، والتي وفقًا لها ، يمكن للصواريخ المطورة التي يبلغ طولها 1000 كيلومتر أن تصل إلى مسافات كبيرة بل وتضع قمرًا صناعيًا أرضيًا في المدار. ومع ذلك ، فقد تم انتقاد مثل هذا البيان ولم يؤخذ على محمل الجد. تم حل قسم Tikhonravov في NII-4 بسبب عمل غير ذي صلة ، ولكن لاحقًا ، من خلال جهود Mikhail Klavdievich ، أعيد تجميعه في عام 1950. ثم تحدث ميخائيل تيخونرافوف مباشرة عن مهمة وضع قمر صناعي في المدار.

نموذج القمر الصناعي

بعد إنشاء الصاروخ الباليستي R-3 ، تم عرض قدراته في العرض التقديمي ، والتي بموجبها كان الصاروخ قادرًا ليس فقط على إصابة الأهداف على مسافة 3000 كيلومتر ، ولكن أيضًا إطلاق قمر صناعي في المدار. لذلك بحلول عام 1953 ، تمكن العلماء من إقناع الإدارة العليا بأن إطلاق قمر صناعي في المدار كان ممكنًا. وكان قادة القوات المسلحة على دراية بآفاق تطوير وإطلاق قمر صناعي للأرض (AES). لهذا السبب ، في عام 1954 ، تم اتخاذ قرار لإنشاء مجموعة منفصلة في NII-4 مع ميخائيل كلافديفيتش ، والتي ستشارك في تصميم الأقمار الصناعية وتخطيط المهمة. في نفس العام ، قدمت مجموعة تيخونرافوف برنامج استكشاف الفضاء ، من إطلاق قمر صناعي إلى الهبوط على سطح القمر.

في عام 1955 ، قام وفد من المكتب السياسي برئاسة إن إس خروتشوف بزيارة مصنع لينينغراد للمعادن ، حيث تم الانتهاء من بناء صاروخ R-7 ذي المرحلتين. أدى انطباع الوفد عن توقيع مرسوم بشأن إنشاء وإطلاق قمر صناعي في مدار حول الأرض في العامين المقبلين. بدأ تصميم القمر الصناعي في نوفمبر 1956 ، وفي سبتمبر 1957 تم اختبار أبسط سبوتنيك -1 بنجاح على حامل اهتزازي وفي غرفة حرارية.

بالتأكيد على السؤال "من اخترع سبوتنيك -1؟" - لايمكن الرد. تم تطوير أول قمر صناعي للأرض تحت قيادة ميخائيل تيخونرافوف ، وإنشاء مركبة الإطلاق وإطلاق القمر الصناعي في المدار - تحت قيادة سيرجي كوروليف. ومع ذلك ، عمل عدد كبير من العلماء والباحثين في كلا المشروعين.

تاريخ الإطلاق

في فبراير 1955 ، وافقت الإدارة العليا على إنشاء موقع اختبار البحث العلمي رقم 5 (لاحقًا بايكونور) ، والذي كان من المقرر أن يقع في صحراء كازاخستان. تم اختبار الصواريخ الباليستية الأولى من نوع R-7 في موقع الاختبار ، ولكن وفقًا لنتائج خمس عمليات إطلاق تجريبية ، أصبح من الواضح أن الرأس الحربي الهائل للصاروخ الباليستي لا يمكنه تحمل الحمل الحراري ويحتاج إلى تحسين ، الذي سيستغرق حوالي ستة أشهر. لهذا السبب ، طلب S.P. Korolev صاروخين من NS Khrushchev للإطلاق التجريبي PS-1. في نهاية سبتمبر 1957 ، وصل صاروخ R-7 إلى بايكونور برأس خفيف وممر تحت القمر الصناعي. تمت إزالة المعدات الإضافية ، مما أدى إلى انخفاض كتلة الصاروخ بمقدار 7 أطنان.

في 2 أكتوبر ، وقع S.P. Korolev الأمر بشأن اختبارات الطيران للقمر الصناعي وأرسل إشعارًا بالاستعداد إلى موسكو. وعلى الرغم من عدم ورود إجابات من موسكو ، قرر سيرجي كوروليف إحضار مركبة الإطلاق Sputnik (R-7) من PS-1 إلى نقطة البداية.

سبب مطالبة الإدارة بإطلاق القمر الصناعي في المدار خلال هذه الفترة هو أنه من 1 يوليو 1957 إلى 31 ديسمبر 1958 ، تم عقد ما يسمى بالسنة الجيوفيزيائية الدولية. وفقًا له ، خلال الفترة المحددة ، أجرت 67 دولة بشكل مشترك وفي إطار برنامج واحد أبحاثًا وملاحظات جيوفيزيائية.

موعد إطلاق أول قمر صناعي هو 4 أكتوبر 1957. بالإضافة إلى ذلك ، في نفس اليوم ، تم افتتاح المؤتمر الدولي الثامن للملاحة الفضائية في إسبانيا ، برشلونة. لم يتم الكشف عن قادة برنامج الفضاء في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية للجمهور بسبب سرية العمل الجاري ؛ أبلغ الأكاديمي ليونيد إيفانوفيتش سيدوف الكونجرس عن الإطلاق المثير للقمر الصناعي. لذلك ، كان الفيزيائي السوفيتي وعالم الرياضيات سيدوف هو الذي لطالما اعتبره المجتمع العالمي "أب سبوتنيك".

تاريخ الرحلة

في الساعة 22:28:34 بتوقيت موسكو ، تم إطلاق صاروخ مع قمر صناعي من الموقع الأول لـ NIIP رقم 5 (بايكونور). بعد 295 ثانية ، تم إطلاق الكتلة المركزية للصاروخ والقمر الصناعي في مدار أرضي بيضاوي الشكل (الأوج - 947 كم ، الحضيض - 288 كم). بعد 20 ثانية أخرى ، انفصل PS-1 عن الصاروخ وأعطى إشارة. كانت تلك الإشارات المتكررة من “Beep! بيب! "، التي تم التقاطها من النطاق لمدة دقيقتين ، حتى اختفى Sputnik-1 في الأفق. في أول مدار للجهاز حول الأرض ، نقلت وكالة التلغراف التابعة للاتحاد السوفيتي (تاس) رسالة حول الإطلاق الناجح لأول قمر صناعي في العالم.

بعد تلقي إشارات PS-1 ، بدأت البيانات التفصيلية في الظهور حول الجهاز ، والذي ، كما اتضح ، كان قريبًا من عدم الوصول إلى السرعة الفضائية الأولى وعدم دخول المدار. كان السبب في ذلك هو فشل غير متوقع في نظام التحكم في الوقود ، بسبب تأخر أحد المحركات. تم فصل جزء من الثانية عن الفشل.

ومع ذلك ، نجح PS-1 في الوصول إلى مدار إهليلجي ، حيث تحرك لمدة 92 يومًا ، بينما أكمل 1440 دورة حول الكوكب. عملت أجهزة الإرسال اللاسلكي للجهاز خلال الأسبوعين الأولين. ما الذي تسبب في وفاة أول قمر صناعي للأرض؟ - بعد أن فقد السرعة بسبب احتكاك الغلاف الجوي ، بدأ Sputnik-1 في الهبوط واحترق تمامًا في الطبقات الكثيفة من الغلاف الجوي. من الجدير بالذكر أن الكثيرين يمكنهم ملاحظة نوع من الأشياء الرائعة تتحرك عبر السماء في ذلك الوقت. لكن بدون بصريات خاصة ، لا يمكن رؤية الجسم اللامع للقمر الصناعي ، وفي الواقع كان هذا الجسم هو المرحلة الثانية من الصاروخ ، والذي يدور أيضًا في المدار مع القمر الصناعي.

معنى الرحلة

أدى الإطلاق الأول لقمر صناعي أرضي في الاتحاد السوفياتي إلى ارتفاع غير مسبوق في الفخر ببلدهم وضربة قوية لمكانة الولايات المتحدة. مقتطف من منشور اليونايتد برس: "90 بالمائة من الحديث عن أقمار صناعية للأرض جاء من الولايات المتحدة. كما اتضح ، سقطت 100 في المائة من القضية على روسيا ... ". وعلى الرغم من الأفكار الخاطئة حول التخلف التقني لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، كان الجهاز السوفيتي هو أول قمر صناعي للأرض ، علاوة على ذلك ، يمكن تتبع إشاراته من قبل أي هواة راديو. كانت رحلة أول قمر صناعي للأرض بمثابة بداية لعصر الفضاء وأطلقت سباق الفضاء بين الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة.

بعد 4 أشهر فقط ، في 1 فبراير 1958 ، أطلقت الولايات المتحدة قمرها الصناعي Explorer 1 ، والذي تم تجميعه بواسطة فريق العالم Wernher von Braun. وعلى الرغم من أنها كانت أخف عدة مرات من PS-1 وتحتوي على 4.5 كجم من المعدات العلمية ، إلا أنها كانت الثانية ولم يعد لها مثل هذا التأثير على الجمهور.

النتائج العلمية لرحلة PS-1

كان لإطلاق PS-1 عدة أهداف:

• اختبار القدرة التقنية للجهاز ، وكذلك التحقق من الحسابات التي تم إجراؤها لإطلاق القمر الصناعي بنجاح ؛
• بحوث الأيونوسفير. قبل إطلاق المركبة الفضائية ، انعكست الموجات الراديوية المرسلة من الأرض من طبقة الأيونوسفير ، مما جعل من المستحيل دراستها. الآن ، تمكن العلماء من البدء في استكشاف الأيونوسفير من خلال تفاعل موجات الراديو المنبعثة من قمر صناعي من الفضاء والسفر عبر الغلاف الجوي إلى سطح الأرض.
• حساب كثافة الطبقات العليا من الغلاف الجوي بملاحظة معدل تباطؤ الجهاز بسبب الاحتكاك بالجو ؛
• التحقيق في تأثير الفضاء الخارجي على المعدات ، وكذلك تحديد الظروف المواتية لتشغيل المعدات في الفضاء.

استمع إلى صوت أول قمر صناعي

وعلى الرغم من عدم وجود أي معدات علمية في القمر الصناعي ، إلا أن تتبع إشاراته اللاسلكية وتحليل طبيعتها أسفر عن العديد من النتائج المفيدة. لذا قامت مجموعة من العلماء من السويد بقياس التركيب الإلكتروني للأيونوسفير ، بناءً على تأثير فاراداي ، الذي يقول إن استقطاب الضوء يتغير عندما يمر عبر مجال مغناطيسي. كما قامت مجموعة من العلماء السوفييت من جامعة موسكو الحكومية بتطوير طريقة لمراقبة القمر الصناعي مع تحديد دقيق لإحداثياته. جعلت مراقبة هذا المدار الإهليلجي وطبيعة سلوكه من الممكن تحديد كثافة الغلاف الجوي في منطقة الارتفاعات المدارية. دفعت الزيادة غير المتوقعة في كثافة الغلاف الجوي في هذه المناطق العلماء إلى إنشاء نظرية تباطؤ الأقمار الصناعية ، والتي ساهمت في تطوير الملاحة الفضائية.

فيديو عن أول قمر صناعي.

أول قمر صناعي أرضي

ساتل أرضي اصطناعي (AES) - يدور في مدار حول مركز الأرض.

حركة قمر صناعي أرضي في مدار ثابت بالنسبة للأرض

للتحرك في مدار حول الأرض ، يجب أن يكون للجهاز سرعة ابتدائية تساوي أو تزيد عن السرعة الكونية الأولى. يتم تنفيذ رحلات AES على ارتفاعات تصل إلى مئات الآلاف من الكيلومترات. يتم تحديد الحد الأدنى لارتفاع رحلة القمر الصناعي من خلال الحاجة إلى تجنب عملية التباطؤ السريع في الغلاف الجوي. يمكن أن تتراوح الفترة المدارية للقمر الصناعي ، اعتمادًا على متوسط ​​ارتفاع الرحلة ، من ساعة ونصف إلى عدة سنوات. تعتبر الأقمار الصناعية في مدار ثابت بالنسبة للأرض ذات أهمية خاصة ، حيث تكون فترة دورانها تساوي تمامًا يومًا ، وبالتالي ، بالنسبة لمراقب أرضي ، "تتدلى" بلا حراك في السماء ، مما يجعل من الممكن التخلص من الأجهزة الدوارة في الهوائيات.

يشير مفهوم القمر الصناعي ، كقاعدة عامة ، إلى المركبات الفضائية غير المأهولة ، ولكن المركبات الفضائية المأهولة والآلية القريبة من الأرض ، وكذلك المحطات المدارية ، هي في الواقع أقمار صناعية. يمكن إطلاق المحطات الآلية بين الكواكب والمركبات الفضائية بين الكواكب في الفضاء السحيق عبر تجاوز مرحلة القمر الصناعي (ما يسمى بالصعود الأيمن) وبعد الصعود الأولي إلى ما يسمى. المدار المرجعي للقمر الصناعي.

في بداية عصر الفضاء ، تم إطلاق الأقمار الصناعية فقط عن طريق مركبات الإطلاق ، وبحلول نهاية القرن العشرين ، كان إطلاق الأقمار الصناعية من الأقمار الصناعية الأخرى - المحطات المدارية والمركبات الفضائية (بشكل أساسي من مكوك الفضاء المكوك الفضائي) تستخدم على نطاق واسع. كوسيلة لإطلاق الأقمار الصناعية ، فمن الممكن نظريًا ، لكن لم يتم بعد تنفيذ مركبة MTKK الفضائية ومدافع الفضاء ومصاعد الفضاء. في غضون وقت قصير بعد بداية عصر الفضاء ، أصبح من الشائع إطلاق أكثر من قمر صناعي على مركبة إطلاق واحدة ، وبحلول نهاية عام 2013 ، تجاوز عدد الأقمار الصناعية التي تم إطلاقها في وقت واحد في بعض مركبات الإطلاق ثلاثين. خلال بعض عمليات الإطلاق ، تذهب المراحل الأخيرة من مركبات الإطلاق أيضًا إلى المدار ، ولفترة من الوقت ، تتحول في الواقع إلى أقمار صناعية.

وتتراوح كتل الأقمار الصناعية غير المأهولة بين عدة كيلوغرامات وعشرات الأطنان وتتراوح أبعادها من عدة سنتيمترات إلى (على وجه الخصوص ، عند استخدام الألواح الشمسية والهوائيات القابلة للسحب) عدة عشرات من الأمتار. تصل السفن الفضائية والطائرات الفضائية التي هي عبارة عن أقمار صناعية إلى عدة عشرات من الأطنان والأمتار ، وتصل المحطات المدارية سابقة التجهيز إلى مئات الأطنان والأمتار. في القرن الحادي والعشرين ، مع تطور تقنيات المعالجة الدقيقة والنانو ، أصبح إنشاء أقمار صناعية صغيرة جدًا على شكل مكعبات (من واحد إلى عدة كيلوغرامات ومن عدة إلى عدة عشرات من السنتيمترات) ظاهرة جماعية ، فضلاً عن جيوب جديدة. ظهر الشكل (الجيب حرفيًا) في عدة مئات أو عشرات الجرامات وبضعة سنتيمترات.

يتم إنشاء الأقمار الصناعية بشكل أساسي على أنها غير قابلة للإرجاع ، ولكن بعضها (أولاً وقبل كل شيء ، المركبات الفضائية المأهولة وبعض المركبات الفضائية للشحن) يمكن إرجاعها جزئيًا (لها مركبة هبوط) أو بالكامل (طائرات فضائية وأقمار صناعية عادت على متنها).

تُستخدم الأقمار الصناعية للأرض على نطاق واسع في البحث العلمي والمهام التطبيقية (الأقمار الصناعية العسكرية ، أقمار البحث الصناعية ، أقمار الأرصاد الجوية ، الأقمار الصناعية للملاحة ، أقمار الاتصالات ، الأقمار الصناعية الحيوية ، إلخ) ، وكذلك في التعليم (أصبحت الأقمار الصناعية الجامعية ظاهرة جماعية في العالم ؛ في روسيا أطلقت قمرًا صناعيًا ، تم إنشاؤه من قبل المعلمين وطلاب الدراسات العليا وطلاب جامعة موسكو الحكومية ، ومن المخطط إطلاق قمر صناعي لجامعة بومان التقنية الحكومية في موسكو) وهواية - أقمار هواة الراديو. في بداية عصر الفضاء ، تم إطلاق الأقمار الصناعية من قبل الدول (المنظمات الحكومية الوطنية) ، ولكن بعد ذلك انتشرت الأقمار الصناعية للشركات الخاصة. مع ظهور المكعبات والجيوب بتكاليف إطلاق تصل إلى عدة آلاف من الدولارات ، أصبح من الممكن إطلاق أقمار صناعية من قبل أفراد عاديين.

تم إطلاق AES من قبل أكثر من 70 دولة مختلفة (بالإضافة إلى الشركات الفردية) باستخدام كل من مركبات الإطلاق الخاصة بها (LV) وتلك المقدمة كخدمات إطلاق من قبل البلدان الأخرى والمنظمات الدولية والخاصة.

تم إطلاق أول قمر صناعي في العالم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في 4 أكتوبر 1957 (سبوتنيك -1). كانت الدولة الثانية التي أطلقت قمرًا صناعيًا هي الولايات المتحدة في 1 فبراير 1958 (Explorer 1). أطلقت الدول التالية - بريطانيا العظمى وكندا وإيطاليا - أقمارها الصناعية الأولى في عام 1962 و 1962 و 1964. على التوالي ، على مركبات الإطلاق الأمريكية. الدولة الثالثة التي أطلقت أول قمر صناعي على مركبة الإطلاق كانت فرنسا في 26 نوفمبر 1965 (أستريكس). حصلت أستراليا وألمانيا على الأقمار الصناعية الأولى في عامي 1967 و 1969. على التوالي أيضًا بمساعدة PH الولايات المتحدة. أطلقت اليابان والصين وإسرائيل أقمارها الصناعية الأولى على مركبات الإطلاق في 1970 و 1970 و 1988. أطلق عدد من البلدان - بريطانيا ، والهند ، وإيران ، وكذلك أوروبا (المنظمة المشتركة بين الدول ESRO ، الآن ESA) - أول أقمار صناعية اصطناعية لها على ناقلات أجنبية قبل أن تصنع مركبات الإطلاق الخاصة بها. تم تطوير وشراء أول أقمار صناعية للعديد من البلدان في بلدان أخرى (الولايات المتحدة الأمريكية ، الاتحاد السوفياتي ، الصين ، إلخ).

هناك أنواع الأقمار الصناعية التالية:

الأقمار الصناعية الفلكية هي أقمار صناعية مصممة لدراسة الكواكب والمجرات والأجسام الفضائية الأخرى.
الأقمار الصناعية الحيوية هي أقمار صناعية مصممة لإجراء تجارب علمية على الكائنات الحية في الفضاء.
استشعار الأرض عن بعد
سفن الفضاء - مركبة فضائية مأهولة
المحطات الفضائية - المركبات الفضائية طويلة المدى
أقمار الأرصاد الجوية هي أقمار صناعية مصممة لنقل البيانات بغرض التنبؤ بالطقس ، وكذلك لمراقبة مناخ الأرض.
الأقمار الصناعية الصغيرة - أقمار صناعية ذات وزن صغير (أقل من 1 أو 0.5 طن) وحجمها. وهي تشمل الأقمار الصناعية الصغيرة (أكثر من 100 كجم) ، والأقمار الصناعية الدقيقة (أكثر من 10 كجم) والأقمار الصناعية النانوية (أخف من 10 كجم) ، بما في ذلك. مكعبات وجيوب.
أقمار الاستطلاع
أقمار الملاحة
أقمار الاتصالات
أقمار صناعية تجريبية

في 10 فبراير 2009 ، حدث تصادم قمر صناعي لأول مرة في التاريخ. اصطدم قمر صناعي عسكري روسي (أُطلق إلى المدار في عام 1994 لكنه توقف عن العمل بعد ذلك بعامين) وقمر صناعي أمريكي عامل تابع لشركة إيريديوم للهاتف الساتلي. وزن "كوزموس 2251" حوالي 1 طن ، و "إيريديوم 33" 560 كجم.

اصطدمت أقمار صناعية في السماء فوق الجزء الشمالي من سيبيريا. نتيجة الاصطدام ، تشكلت سحبتان من الحطام الصغير والشظايا (كان العدد الإجمالي للحطام حوالي 600).

القمر الصناعي للأرض هو مركبة فضائية تدور حول الأرض في مدار مركزية الأرض. في البداية ، تم استخدام كلمة "قمر صناعي" للإشارة إلى المركبات الفضائية السوفيتية ، ولكن في 1968-1969. تم تنفيذ فكرة إنشاء قاموس فضاء دولي متعدد اللغات ، حيث تم ، بالاتفاق المتبادل بين الدول المشاركة ، تطبيق مصطلح "القمر الصناعي" على أقمار الأرض الاصطناعية التي يتم إطلاقها في أي دولة في العالم.
وفقًا للاتفاقية الدولية ، تعتبر المركبة الفضائية قمرًا صناعيًا إذا أحدثت ثورة واحدة على الأقل حول الأرض. من أجل وضع قمر صناعي في المدار ، من الضروري إخباره بسرعة تساوي أو تزيد عن السرعة الكونية الأولى. يمكن أن يكون ارتفاع رحلة القمر الصناعي مختلفًا ويتراوح من عدة مئات إلى مئات الآلاف من الكيلومترات.

يتم تحديد أدنى ارتفاع من خلال وجود عملية تباطؤ سريع في الطبقات العليا من الغلاف الجوي. تعتمد الفترة المدارية للقمر الصناعي أيضًا على الارتفاع الذي يختلف عن
عدة ساعات إلى عدة أيام. يتم استخدامها في البحث العلمي وحل المشكلات التطبيقية. وهي مقسمة إلى أقمار صناعية عسكرية ، وأرصاد جوية ، وملاحة ، واتصالات ، وما إلى ذلك. وهناك أيضًا أقمار صناعية هواة.

إذا كان القمر الصناعي الموجود على متنه يحتوي على معدات إرسال لاسلكية ، وأي أدوات قياس ، ومصابيح فلاش تستخدم لإرسال الإشارات ، فإنه يعتبر نشطًا. تُستخدم الأقمار الصناعية الأرضية الاصطناعية الخاملة لتنفيذ عدد من المهام العلمية وككائنات للمراقبة من سطح الأرض.

تعتمد كتلة القمر الصناعي بشكل مباشر على المهام التي يجب أن ينفذها جسم الإطلاق في الفضاء القريب من الأرض ، ويمكن أن تتراوح من مئات الجرامات إلى مئات الأطنان.

الأقمار الصناعية لها اتجاه معين في الفضاء ، اعتمادًا على المهام. على سبيل المثال ، يتم استخدام الاتجاه الرأسي للأقمار الصناعية التي تتمثل مهمتها الرئيسية في مراقبة الأجسام الموجودة على سطح الأرض وفي الغلاف الجوي.

بالنسبة للبحوث الفلكية ، تسترشد الأقمار الصناعية بالأجرام السماوية المدروسة. من الممكن توجيه العناصر الفردية للقمر الصناعي ، مثل الهوائيات ومحطات الاستقبال الأرضية والألواح الشمسية - نحو الشمس.

تنقسم أنظمة توجيه الأقمار الصناعية إلى أنظمة سلبية (مغناطيسية ، ديناميكية هوائية ، ثقالية) وأنظمة نشطة (أنظمة مزودة بعناصر تحكم).

تُستخدم الأخيرة بشكل أساسي في الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية المعقدة تقنيًا.

كان سبوتنيك 1 أول قمر صناعي في العالم. تم إطلاقه في 4 أكتوبر 1957 من قاعدة بايكونور الفضائية.

عمل العلماء البارزون في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في ذلك الوقت على إنشاء هذه المركبة الفضائية ، بما في ذلك مؤسس رواد الفضاء العملي S.P. Korolev و M.K. Tikhonravov و M.V. Keldysh والعديد من الآخرين. كان القمر الصناعي عبارة عن كرة من الألومنيوم يبلغ قطرها 58 سم ويزن 83.6 كجم. في الجزء العلوي كان هناك هوائيان ، كل منها يتكون من دبابيس وأربعة هوائيات. وقد تم تجهيز القمر الصناعي بجهازي إرسال لاسلكي مع إمدادات الطاقة. كان نطاق أجهزة الإرسال من النوع الذي يمكن لهواة الراديو تتبع تحركاته. قام بـ 1440 دورة حول الأرض في 92 يومًا. خلال الرحلة ، أصبح من الممكن لأول مرة تحديد كثافة الغلاف الجوي العلوي عن طريق تغيير مدار القمر الصناعي ؛ بالإضافة إلى ذلك ، تم الحصول على البيانات الأولى حول انتشار الإشارات الراديوية في طبقة الأيونوسفير. بالفعل في 3 نوفمبر ، تم إطلاق القمر الصناعي البيولوجي الثاني للأرض ، والذي ، بالإضافة إلى المعدات العلمية المحسنة ، أوصل كائنًا حيًا إلى المدار - الكلب لايكا. بلغ الوزن الإجمالي للقمر الصناعي 508.3 كجم. وقد تم تجهيز القمر الصناعي بأنظمة تحكم وتجديد حراري للحفاظ على الظروف اللازمة لحياة الحيوان.

كان أول قمر صناعي لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية لأغراض الاستطلاع هو Zenit-2 ، والذي تم إطلاقه في المدار في 26 أبريل 1962. وشملت المعدات كبسولة لإسقاط مواد التصوير الفوتوغرافي والعديد من معدات التصوير والاستطلاع الراديوي.

أصبحت الولايات المتحدة ثاني قوة عالمية تكتشف الفضاء الخارجي بإطلاق قمرها الصناعي إكسبلورر 1 في 1 فبراير 1958 (حسب بعض المصادر ، 31 يناير 1958). تم إطلاق القمر الصناعي وتطويره من قبل فريق من المتخصصين بقيادة المهندس الألماني السابق فيرنر فون براون ، مبتكر "سلاح الانتقام" - الصاروخ المعروف باسم "V-2". تم إطلاق القمر الصناعي باستخدام صاروخ ريدستون الباليستي الذي استخدم مزيجًا من الكحول الإيثيلي والهيدرازين (N ، H4) كوقود. كانت كتلة القمر الصناعي 8.3 كجم ، أي أقل بعشر مرات من القمر الصناعي السوفيتي ، ومع ذلك ، كان لدى Explorer-1 عداد جيجر ومستشعر جسيمات في الغلاف الجوي على متنه.
أصبحت فرنسا القوة الفضائية الثالثة بإطلاق القمر الصناعي أستريكس 1 في 26 نوفمبر 1965. كانت أستراليا القوة التالية لكسب الحق في أن يطلق عليها قوة فضائية ، حدث هذا في 29 نوفمبر 1967 ، وكان القمر الصناعي يسمى VRESAT-1 . في عام 1970 ، أضافت قوتان في وقت واحد إلى قائمة الأقمار الصناعية للأرض - اليابان (قمر Osumi) والصين (القمر الصناعي China-1).

في 4 أكتوبر 1957 ، تم إطلاق أول قمر صناعي أرضي في العالم في مدار أرضي منخفض. وهكذا بدأ عصر الفضاء في تاريخ البشرية. منذ ذلك الحين ، ساعدت الأقمار الصناعية بانتظام في دراسة الأجسام الكونية لمجرتنا.

أقمار صناعية للأرض (AES)

في عام 1957 ، كان اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية أول من أطلق قمرًا صناعيًا في مدار حول الأرض. الولايات المتحدة فعلت ذلك في المرتبة الثانية ، بعد عام. في وقت لاحق ، أطلقت العديد من البلدان أقمارها الصناعية في مدار الأرض - ومع ذلك ، غالبًا ما تم استخدام الأقمار الصناعية المشتراة في نفس الاتحاد السوفيتي أو الولايات المتحدة أو الصين لهذا الغرض. الآن يتم إطلاق الأقمار الصناعية حتى من قبل هواة الراديو. ومع ذلك ، فإن العديد من الأقمار الصناعية لها مهام مهمة: الأقمار الصناعية الفلكية تستكشف المجرة والأجسام الفضائية ، وتساعد الأقمار الصناعية الحيوية في إجراء تجارب علمية على الكائنات الحية في الفضاء ، وأقمار الأرصاد الجوية تجعل من الممكن التنبؤ بالطقس ومراقبة مناخ الأرض ، ومهام الملاحة و أقمار الاتصالات واضحة من أسمائها. يمكن أن تكون الأقمار الصناعية في المدار من عدة ساعات إلى عدة سنوات: على سبيل المثال ، يمكن أن تصبح المركبات الفضائية المأهولة قمرًا صناعيًا قصير المدى ، ويمكن أن تصبح محطة فضائية مركبة فضائية طويلة المدى في مدار حول الأرض. في المجموع ، تم إطلاق أكثر من 5800 قمراً صناعياً منذ عام 1957 ، 3100 منهم لا يزالون في الفضاء ، لكن حوالي ألف فقط من هؤلاء الثلاثة آلاف يعمل.

الأقمار الصناعية للقمر (ASL)

في وقت من الأوقات ، كانت ISLs مفيدة جدًا في دراسة القمر: عند دخول مداره ، صورت الأقمار الصناعية سطح القمر بدقة عالية وأرسلت الصور إلى الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، من خلال تغيير مسار الأقمار الصناعية ، كان من الممكن استخلاص استنتاجات حول مجال جاذبية القمر ، وخصائص شكله وبنيته الداخلية. هنا كان الاتحاد السوفيتي متقدمًا على الجميع مرة أخرى: في عام 1966 ، كانت المحطة الأوتوماتيكية السوفيتية Luna-10 أول من دخل مدار القمر. وعلى مدى السنوات الثلاث التالية ، تم إطلاق 5 أقمار صناعية سوفيتية أخرى من سلسلة Luna و 5 أقمار صناعية أمريكية من سلسلة Lunar Orbiter.

الأقمار الصناعية للشمس

من الغريب أنه حتى السبعينيات ، ظهرت أقمار صناعية بالقرب من الشمس ... عن طريق الخطأ. أول قمر من هذا القبيل كان Luna-1 ، الذي أخطأ القمر ودخل مدار الشمس. وهذا على الرغم من حقيقة أنه ليس من السهل التبديل إلى مدار حول مركزية الشمس: يجب أن يكتسب الجهاز السرعة الكونية الثانية دون تجاوز السرعة الثالثة. وعند الاقتراب من الكواكب ، يمكن للجهاز أن يتباطأ ويصبح قمرًا صناعيًا للكوكب ، أو يتسارع ويترك النظام الشمسي تمامًا. لكن الآن بدأت أقمار ناسا الصناعية ، التي تدور حول الشمس بالقرب من مدار الأرض ، في إجراء قياسات مفصلة لبارامترات الرياح الشمسية. رصد القمر الصناعي الياباني الشمس في نطاق الأشعة السينية لمدة عشر سنوات تقريبًا - حتى عام 2001. أطلقت روسيا قمرًا صناعيًا شمسيًا في عام 2009: ستستكشف شركة Koronas-Photon العمليات الشمسية الأكثر ديناميكية وترصد النشاط الشمسي على مدار الساعة للتنبؤ بالاضطرابات المغناطيسية الأرضية.

الأقمار الصناعية للمريخ (IMS)

كانت أول أقمار صناعية للمريخ ... ثلاثة ISMs في وقت واحد. أطلق اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية مسبارين فضائيين ("Mars-2" و "Mars-3") وواحد آخر بواسطة الولايات المتحدة ("Mariner-9"). لكن النقطة ليست أن الإطلاق حدث "في سباق" وكان هناك مثل هذا التراكب: كان لكل من هذه الأقمار الصناعية مهمته الخاصة. تم إطلاق جميع ISMs الثلاثة في مدارات بيضاوية مختلفة بشكل كبير وأجرت دراسات علمية مختلفة ، مكملة لبعضها البعض. أنتجت Mariner 9 خريطة لسطح المريخ لرسم الخرائط ، ودرس الأقمار الصناعية السوفيتية خصائص الكوكب: تدفق الرياح الشمسية حول المريخ ، والغلاف الجوي المتأين والغلاف الجوي ، والإغاثة ، وتوزيع درجة الحرارة ، وكمية بخار الماء في الغلاف الجوي ، و بيانات أخرى. بالإضافة إلى ذلك ، كان Mars-3 هو الأول في العالم الذي يقوم بهبوط سلس على سطح المريخ.

الأقمار الصناعية لكوكب الزهرة (WIS)

كانت المركبة الفضائية الأولى لنظام معلومات المنظمة (WIS) مرة أخرى مركبة فضائية سوفيتية. دخلت Venera 9 و Venera 10 المدار في عام 1975. الوصول إلى الكوكب. تم تقسيمهم إلى أقمار صناعية وهبوط. بفضل رادار WIS ، تمكن العلماء من الحصول على صور لاسلكية بدرجة عالية من التفاصيل ، والتقطت الأجهزة التي هبطت برفق على سطح كوكب الزهرة أول صور في العالم لسطح كوكب آخر ... كان القمر الصناعي الثالث هو American Pioneer-Venus-1 - تم إطلاقه بعد ثلاث سنوات.

يتم تطوير التقدم التكنولوجي بوتيرة تجعل الإنجازات العلمية الأكثر بروزًا تتحول بسرعة إلى كل يوم وتتوقف عن الاندهاش.

ولم يكن استكشاف الفضاء الخارجي استثناءً. ما يقرب من ستة عقود تفصلنا عن إطلاق أول قمر صناعي أرضي (RS-1). دعونا نتذكر كيف كان. دعونا نتعرف على مدى تقدم العلم في هذا المجال.

كيف كان

بحلول منتصف الستينيات في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تم تشكيل مجموعة قوية من الأشخاص ذوي التفكير المماثل الذين شاركوا في الملاحة الفضائية العملية.قاد المجموعة.

تقرر بدء الخطوات الأولى إلى الفضاء بإطلاق قمر صناعي أرضي. حيث تم تعيين المهام التالية:

• التحقق من جميع الحسابات النظرية ؛
• جمع المعلومات حول ظروف تشغيل المعدات ؛
• دراسة الطبقات العليا من الأيونوسفير والغلاف الجوي.

لإجراء الكمية المطلوبة من البحث يحتوي القمر الصناعي ، الذي يبلغ قطره 58 سم ، على معدات خاصة وإمدادات طاقة.وللحفاظ على درجة حرارة ثابتة ، كان تجويفها الداخلي مملوءًا بالنيتروجين ، والذي كان مدفوعًا بمراوح خاصة. بلغ الوزن الإجمالي للمركبة الفضائية الأولى 83.6 كجم. تم صنع هيكلها المحكم من سبيكة ألومنيوم خاصة ، وتم معالجة السطح المصقول بشكل خاص.

تم ضغط أربعة هوائيات قضائية بطول 2.4 إلى 2.9 متر ، مثبتة على السطح الخارجي للقمر الصناعي ، على الجسم أثناء إطلاق الجهاز إلى المدار.

كيف أصبح موقع اختبار الصاروخ مركزًا للفضاء

لإطلاق القمر الصناعي RS-1 ، كان الأمر كذلك قررت استخدام ساحة تدريب عسكرية في صحراء كازاخستان.كان القرب من خط الاستواء أيضًا حجة حاسمة في اختيار المكان. سمح هذا باستخدام أقصى سرعة دوران للأرض أثناء الإطلاق. وبُعدها عن موسكو جعل من الممكن الحفاظ على السرية.

تم فتح بوابات الفضاء لأول مرة في ساحة التدريب العسكري بايكونور ، وتم إطلاق أول قمر صناعي أرضي. "سبوتنيك -1" تم إطلاقه في 4 أكتوبر 1957الساعة 22:28 بتوقيت موسكو. لمدة 92 يومًا من العمل في مدار قريب من الأرض ، قام بحوالي ألف ونصف دورة حول الأرض. لمدة أسبوعين ، تم تلقي إشارات التنبيه والصفير ليس فقط في مركز التحكم في الطيران ، ولكن أيضًا من قبل هواة الراديو في جميع أنحاء العالم.

كيف تم تسليم القمر الصناعي إلى المدار

لإطلاق أول قمر صناعي سوفيتي تستخدم صاروخًا عابرًا للقارات من مرحلتين R-7 ،التي تم تطويرها لتكون حاملة للقنبلة الهيدروجينية.

بعد بعض التحسينات في تصميمه والعديد من الاختبارات ، أصبح من الواضح أنه سيتعامل تمامًا مع مهمة وضع القمر الصناعي في مدار معين.

وضع القمر الصناعي على رأس الصاروخ. تم بدايتها بشكل عمودي بشكل صارم. ثم انحرف محور الصاروخ تدريجياً عن العمودي. عندما كانت سرعة الصاروخ قريبة من السرعة الكونية الأولى ، انفصلت المرحلة الأولى. تم الآن توفير رحلة إضافية للصاروخ في المرحلة الثانية ، والتي زادت سرعتها إلى 18-20 ألف كم / ساعة. عندما وصل الصاروخ إلى أعلى نقطة في مداره ، انفصل القمر الصناعي عن مركبة الإطلاق.

علاوة على ذلك كانت الحركة بسبب القصور الذاتي.

الأساس المادي لرحلة القمر الصناعي

لكي يصبح الجسم قمرًا صناعيًا ، يجب استيفاء شرطين أساسيين:

• الاتصال بالجسم بسرعة أفقية 7.8 كم / ثانية (السرعة الكونية الأولى) للتغلب على جاذبية الأرض ؛
• نقله من طبقات كثيفة من الغلاف الجوي إلى طبقات مخلخلة جدًا لا تقاوم الحركة.

بعد أن اكتسب السرعة الفضائية ، يدور القمر الصناعي حول الكوكب في مدار دائري.

إذا كانت فترة دورانه تساوي 24 ساعة ، فسوف يدور القمر الصناعي بشكل متزامن مع الأرض ، كما لو كان يحوم فوق نفس المنطقة من الكوكب. يسمى هذا المدار الثابت بالنسبة للأرض ، ويجب أن يكون نصف قطره ، عند سرعة معينة للجهاز ، ستة أضعاف نصف قطر الأرض. مع زيادة السرعة حتى 11.2 كم / ثانية ، يصبح المدار مستطيلًا أكثر فأكثر ، ويتحول إلى قطع ناقص. في هذا المدار ، تحرك أول من بنات أفكار الملاحة الفضائية السوفيتية. في هذه الحالة ، كانت الأرض في إحدى بؤر هذا القطع الناقص. كانت أكبر مسافة للقمر الصناعي من الأرض 900 كم.

لكن أثناء الحركة ، ما زال يغرق في الطبقات العليا من الغلاف الجوي ، تباطأ ، يقترب تدريجياً من الأرض. في النهاية ، من مقاومة الهواء ، هو يسخن ويحترق في طبقات كثيفة من الغلاف الجوي.

60 عامًا من تاريخ إطلاق الأقمار الصناعية

كان إطلاق هذه الكرة الفضية الصغيرة وتحليقها على مثل هذه المسافة الكبيرة من الأرض انتصارًا للعلم السوفيتي في ذلك الوقت. وأعقب ذلك عدد من عمليات الإطلاق التي نفذت في الأساس لأغراض عسكرية. لقد أدوا وظائف الاستطلاع ، وكانوا جزءًا من أنظمة الملاحة والاتصالات.

يؤدي العمال المعاصرون في السماء المرصعة بالنجوم قدر هائل من العمل لصالح البشرية.بالإضافة إلى الأقمار الصناعية المخصصة للأغراض الدفاعية ، هناك حاجة إلى ما يلي:

• أقمار الاتصالات (الراسبون) ،توفير اتصالات مستقرة ، لا تعتمد على أهواء الطقس ، على مساحة كبيرة من الكوكب.
• أقمار الملاحة ،تستخدم لتحديد إحداثيات وسرعة جميع وسائل النقل وتحديد الوقت الدقيق.
• الأقمار الصناعية، السماح بالتقاط صور لأجزاء من سطح الأرض.الصور "الفضائية" مطلوبة من قبل العديد من الخدمات الأرضية (الغابات ، علماء البيئة ، خبراء الأرصاد الجوية ، إلخ) ، يتم استخدامها لإنشاء خرائط فائقة الدقة لأي جزء من الكوكب.
• الأقمار الصناعية "علماء" منصات لاختبار الأفكار والتقنيات الجديدة ،أدوات للحصول على معلومات علمية فريدة.

يتطلب تصنيع المركبات الفضائية وإطلاقها وصيانتها تكاليف باهظة ، لذلك بدأت تظهر المشاريع الدولية. واحد منهم نظام INMASART ،تزويد السفن في أعالي البحار باتصالات مستقرة. بفضلها تم إنقاذ العديد من السفن والأرواح البشرية.

انظر إلى سماء الليل

في الليل ، بين تشتت النجوم الماسية ، يمكنك رؤية نقاط مضيئة غير وامضة. إذا كانوا يتحركون في خط مستقيم ، ويطيروا عبر السماء بأكملها خلال 5-10 دقائق ، ثم رأيت القمر الصناعي. يمكن للعين المجردة أن ترصد فقط أقمار صناعية كبيرة بما فيه الكفاية ، بطول 600 متر على الأقل. تكون مرئية فقط عندما تعكس ضوء الشمس.

وتشمل هذه الأشياء محطة الفضاء الدولية (ISS).يمكنك رؤيتها مرتين في ليلة واحدة. في البداية ، ينتقل من الجزء الجنوبي الشرقي من السماء إلى الشمال الشرقي. بعد حوالي 8 ساعات ، يظهر في الشمال الغربي ويختفي خلف الجزء الجنوبي الشرقي من الأفق. أنجح وقت لرصده هو يونيو ويوليو - بعد ساعة من غروب الشمس و 40-60 دقيقة قبل شروق الشمس من نجمنا.

بالنظر إلى النقطة المضيئة ، تذكر مقدار الجهد والمعرفة اللذين تم استثمارهما في معجزة الفكر التقني هذه ، ما هي الشجاعة التي يمتلكها الأشخاص الذين يعملون على متن المحطة المدارية.

إذا كانت هذه الرسالة مفيدة لك ، فسأكون سعيدًا برؤيتك