Спутник орбиталары

1.

Спутник орбиталары
ОРЫНДАҒАН: СЕРИКПАЕВА А.
ҚАЛЫБАЕВ М.
ТЕКСЕРГЕН: КУСАИНОВА Г.Д.

2.

Спутниктің орбиталары,
спутниктік орбиталар - спутниктік
орбиталардың тарихы
Спутниктің орбиталары, спутниктік орбиталар - спутниктік орбиталардың тарихы
1957 жылы Жердің алғашқы жасанды спутнигін (AES) іске қосқаннан бері адамзат өмірі өзгерді.
Адамзат Жердің ғарыш кеңістігінде орбиталар бойымен ұшатын спутниктерге көптеген
технологиялық жетістіктерге (халықаралық спутниктік байланыстар, нақты ауа райы болжамы,
Интернетке) қарыз. Бүгінгі күні он мыңдаған осындай спутниктер толығымен басқа міндеттерді
орындайды. Олардың өлшемдері: үлкен (шамамен 100 метрден) кішкентайға дейін (тек
бірнеше сантиметр). Олардың әрқайсысында өз міндеті және өз орбитасы бар. Спутниктің
орбиталары қандай? Орбита дегеніміз не және ол туралы не айтады?

3.

Спутниктік орбита дегеніміз не?
Спутниктік орбита шын мәнінде оның қозғалысының траекториясы деп аталады. Орбитада ғы қоз ғалыс инерциядан
(қозғалтқыштар сөндіріліп) жүреді, сонымен бірге тек гравитация (негізінен, Жер) жер серігін (жасанды спутник
немесе планета болуы мүмкін) әсер етеді. Спутниктердің орбиталары эллипстік болып табылады ж әне Жерді ң
орталығынан өтетін мнималды жазықтық бойымен қозғалады. Бұл ұшақ, сонды қтан орбита симметриялы емес,
алайда созылмалы, яғни тұрақты емес, ол әрқашан өзгереді, содан кейін ұл ғайып, содан кейін жол бойымен азаяды.
Ғылыми тұрғыда орбитаның ең жоғары нүктесі (Жерден е ң к өп қашы қты қ) апоги деп аталады, ал е ң т өменгі (Жерден
ең аз арақашықтық) нүкте болып табылады. Олар, тиісінше, Жерді ң оңт үстік ж әне солт үстік жарты шарларында
орналасқан.
Кеплердің екінші заңына сәйкес, ұшақпен қозғалатын планета
(біздің жағдайда, спутник) тең уақыт аралығындағы тең
аймақты өтеді (сипаттайды). Бұдан біз спутниктердің біркелкі
қозғалмайтынын білеміз. Жер серігі Жерге (периге) неғұрлым
жақын болса, оның сызықтық жылдамдығы неғұрлым жоғары
болса, Жерден (апоги) неғұрлым алыс болса, оның
жылдамдығы төменірек болады. Бұл құбылыс ғалымдарға
белгілі бір мақсат үшін оңтайлы болатын әртүрлі спутниктік
орбиталарды ұсынуға және есептеуге мүмкіндік берді.

4.

Орбиталардың түрлері
Берілген бастапқы жылдамдығына байланысты ғарышта іске қосылатын спутник
белгілі бір орбитаға (немесе бірінші және кейінгі) ие. Спутниктік орбитаның
қасиеттері тағайындалған тапсырмаларды оңтайлы іске асыру үшін
қабылдаушы және таратушы жабдықты оңтайландыруға мүмкіндік береді.
Орбиталар ірі жартылай осьтің (немесе Жердің үстіңгі жағындағы биіктікте) және
Жердің айналасындағы жер серігі орбитасының жылдамдығымен ерекшеленеді.
Спутниктік орбиталардың түрлерін толығырақ қарастырайық.

5.

Берілген бейімділігі бар
орбиталар
Бұл жіктеу бұрылу бұрышында орбитаның қалай ерекшеленетінін көрсетеді.
Орбитаға бейімділік бұрышы неғұрлым көбірек болса, жер серігі солтүстік
ендікке жақсырақ түседі. Спутниктің деңгейі неғұрлым жоғары болса, ауқым
кеңейеді. Экваторлық (Жер экваторында орбита өтеді), поляр (орбита экваторға
перпендикуляр) және күн синхронды орбиталары бар. Соңғы орбита көбінесе
жер бетіндегі фото және бейне түсіруге арналған жерсеріктерді орналастыру
үшін қолданылады.

6.

Түрлі биіктікті орбиталар
жерсерік
спутнигі төмен
орбиталық
орта орбиталық
спутник

7.

Төменгі орбиталық жерсеріктер Жердің үстінен 160 ша қырымнан 2000
шақырымға дейін ұшып келеді. Олардың ғылыми әдебиетіндегі е ң к өп тара ған
атауы: LEO (ағылшын жерінің төменгі орбитасынан - кіші жер орбитасынан).
Мұндай төменгі орбиталық спутниктер жиі жеке радио телефон байланысы үшін
пайдаланылады. Бұл жердегі терминалдарды ң спутниктік транспондермен
үзіліссіз байланысымен, сондай-ақ қабылдау- қабылдау сигналыны ң к үшімен
түсіндіріледі. Бұл аспект, алайда, жаппай телекоммуникация саласында со ңғы
уақытта қолданылған. Мәселен, дамыған инфра құрылымы бар елдерде аз
кеңістіктік спутниктері ұсынатын қызметтерді ң үлесі шамамен 35% -ды құрайды.
Негізгі үлес геостационарлық орбитаға ұшатын жерсеріктерден т ұрады.

8.

Орта-орбиталық жерсеріктер - жер бетінің үстінен ұшатын жер серігі 2000
шақырымнан 35,786 шақырымға дейін. Олар MEO деп аталады (ағылшын
тілінен «Орташа Жер Орбитасы - Орташа Жер Орбитасы»).
Бұл жаһандық навигациялық жүйелер (GPS, ГЛОНАСС) пайдаланатын
орбиталық биіктіктер, бұл орбиталық спутниктердің биіктігі қабылдаушылармен
(навигаторлармен) дәл деректермен алмасуға мүмкіндік береді.

9.

Геостационарлық орбита
Бұл жіктеу спутниктің нақты
орбитада Жердің
айналасындағы
жылдамдығын көрсетеді.
Мұндай спутниктің
жылдамдығы 23 сағат 56
минут және 4,09 секунд. Бұл
көрсеткіш Жер Күніне тең
екенін түсіну оңай. Демек,
мұндай орбитадағы жер
серігі бір жерде аспанда
«ілулі» болып көрінеді.

10.

Геостационарлық орбита Жер бетінен 35786 ша қырым қашы қты қта орналас қан.
Орбит Жердің экваторлық жазықтықта өтеді. Оның радиусы 42164 ша қырым.
Бұл планетаның радиусынан шамамен 6 есе к өп (б ұл 6 788 ша қырым). М ұндай
спутниктің геостационарлық орбитасында ғы аспанны ң координаттары т ұра қты
болып қалады. Бұл оларды спутниктік телевидениені ң ж ұмысына пайдалану ға
мүмкіндік береді. Мұндай спутниктерден келген сигнал аны қ ж әне үзіліссіз.
Тұрақты ұстаным нүктесін сақтау («біріктіру» бір жерде) абсолютті емес, өйткені
спутник Жердің ең жақын табиғи спутнигі, Ай. Айды ң өзі спутниктік орбитада
гравитациялық наразылықтар тудырады. Спутниктік позицияны реттеу ол
жабдықталған қозғалтқыштарды пайдалану арқылы жүзеге асырылады.

11.

«Кларк белдеуі»
Тарихта алғаш рет ағылшын инженері Артур Кларк геостационарлық орбитаны
есептеді. Бұл бұрыннан келе жатқан 1945 жылы болған. Кларк байланыс
спутниктері үшін осы орбитаны пайдалануды ұсынды. Бұл идея Кларктың өзін
таң қалдырып, көп кешікпей орындалды! Жаһандық коммуникациялық
жүйелердің барлығы дерлік осы адамға өмірін тигізеді. Егер сіз кең мағынада
қарасаңыз, Интернетті пайдаланатын барлық адамдар Артур Кларк үшін өте
маңызды міндет. Англияда және көптеген басқа елдерде, әсіресе еуропалық
елдерде, геостационарлық орбита Кларк белдеуі деп аталады.

12.

Жерсеріктерді орбитаға қою
Спутникті жіберу және оның биіктігіне
(орбитаға) шығу процесі нақты математикалық
және физикалық есептеулерге негізделген
ғылыми және тәжірибелік іс-шаралар
жиынтығы болып табылады. Спутникті тікелей
жеткізу аралық орбитаны пайдаланып, көп
сатылы зымыранмен жүзеге асырылады.

13.

Орбиталар не үшін қажет?
Мақаланың басында айтылғандай, Жердің орбиталы қ жасанды серіктері пайда бол ған ж әне адамны ң
жердегі орбитасын дамытуы қазіргі адамзат өмірінде к өп өзгерді. Мысалы, халы қаралы қ телефон
қоңырауларының орташа құны айтарлықтай төмендеді. Енді ғаламды қ спутниктік навигация ж үйесіні ң
ресурстарын пайдалануға болады. Айры қша ауа райы болжамын, планетаны ң белгілі бір
аймақтарындағы климаттық өзгерістерді есептеу, планеталы қ ау қымда гео-климатты қ өзгерістерді
болжау, теңіз түбіндегі және пайдалы қазбалар кен орындарын зерттеу, ғаламшарда ғы кез-келген жердегі
ғаламтор желісіне қол жеткізу, ғарышты зерттеу, барлығы орбиталы қ спутниктерді ң ар қасында м үмкін
болады.
Өкінішке орай, жақын жердегі орбита әртүрлі «ғарышты қ қо қыстармен» асып т үседі. Жерасты
геостационарлық орбитасына шамамен жарты метрден астам диаметрі бар 1100-ден астам ұшатын
заттар, әдетте, байланыс жабдығы орналасқан. Дегенмен, осы объектілерді ң тек 300-і операциялы қ
спутниктер болып табылады. Қажетсіз болғанды қтан, әр т үрлі биіктікте ғарыш қа ла қтырыл ған қауіпті
объектілердің ішінде 32 ұзақ мерзімді ядролық реакторлар бар. Мұны ң б әрі ғаламда дене қоз ғалысыны ң
заңдары туралы құнды білімді берген адамдар ға орбитаны ң жеке «пайдаланушылары» туралы айтады.