náhled|Satelit Iridium první generace Umělá družice (umělý satelit) je umělé kosmické těleso, které se pohybuje v prvním přiblížení po uzavřené křivce (oběžné dráze, přibližně po elipse) kolem přirozeného kosmického tělesa, např. planety nebo jejího měsíce, na rozdíl od kosmických sond, pohybujících se na počátku jejich letu v gravitačním poli Země po otevřených křivkách (po parabole nebo hyperbole).

Podle specifických vlastností oběžných drah umělých družic se jako zvláštní podkategorie rozeznávají družice stacionární, polární a heliosynchronní.

Druhy družic náhled|Umělé družice amerického Národního úřadu pro letectví a kosmonautiku zkoumající Zemi Umělé družice se rozdělují do kategorií zejména právě podle centrálního tělesa, kolem něhož se pohybují, tedy např. umělé družice Země, umělé družice Měsíce, umělé družice Marsu atd. Umělá kosmická tělesa, pohybující se po eliptických drahách kolem Slunce, se sice v počátcích kosmonautiky nazývala analogicky umělé družice Slunce nebo umělé planetky, ale později se pro ně vžilo spíše označení meziplanetární sondy, případně planetární sondy.

Družice podle účelu Jiné dělení vychází z hlavního účelu umělých družic, podle kterého je lze rozdělit na: Vědecké družice Astronomické – některé družice obsahují dalekohledy, které daleko lépe vidí do vesmíru než ty na Zemi, protože jim nebrání zemská atmosféra Geofyzikální Geodetické Biologické – ze snímků družic je vidět, jaká bude úroda plodin v různých oblastech a díky tomu se může připravit potravinová pomoc, aby se zabránilo hladu. Také je vidět nadměrné kácení lesů a pralesů nebo jejich odumírání v důsledku špatného ovzduší. Navíc se takto dají objevit ložiska důležitých nerostů Vojenské a špionážní družice – lze zjistit věci, které by chtěly jiné státy utajit; raketové základny, vojenská zařízení, přesuny vojsk. Tyto družice jsou schopny rozeznat jednotlivé lidi na zemi nebo odposlouchávat rádiové vlny, kterými se nepřátelé domlouvají. Je tedy nemožné, aby některé státy nepozorovaně připravily válku nebo napadení jiného státu, a proto jsou tyto družice nesmírně cenné Navigační družice – viz Globální družicový polohový systém Meteorologické družice Radioamatérské družice Telekomunikační družice, dříve nazývané jen komunikační

Družice podle konstrukce a hmotnosti

Klasická – řádově tuny, mnohaúčelové, servisovatelné, manévrovatelné: schopné přesunů mezi orbitami. Minisatelit – jednotky až stovky kg; jednoúčelové, neservisovatelné, jednotky kusů. Mikrosatelit – kilogramy nebo jen gramy; jednoúčelové, jednorázové. Může jít i jen o pouhé desky tištěných spojů, typicky s drátovou anténou. Vyrobené v sériích desítek až desetitisíců kusů, tedy s uplatněním úspor z rozsahu. Vypouštěny kaskádovitě, ne rovnou z nosiče: v balících mnoha kusů, teprve z nich mechanicky uvolňovány. Počítá se se ztrátovostí, se statistikou životnosti: povolené ztráty. Kritizovány jako zdroj kosmického smetí: i vyprázdněný balík. Viz Starlink a školní satelity.

Oběžné dráhy Rozdělení podle výšky oběžné dráhy: GEO (geostacionární oběžná dráha Geostationary Earth Orbit) nehybné vzhledem k zemskému povrchu, výška 36 000 km MEO (střední oběžná dráha) s oběhem 4–6× denně, ve výškách 1200 – 35 286 km nad zemským povrchem LEO (nízká oběžná dráha) s dobou oběhu 80–130 minut, ve výšce 200–1200 km nad zemí

Poloha družice V případě, že zanedbáme gravitační vliv ostatních těles a považujeme gravitační pole Země za sféricky symetrické, pohybuje se družice okolo Země po elipse, v jejímž ohnisku se nachází těžiště Země (1. Keplerův zákon). Polohu družice vůči Zemi proto popisujeme tak, že stanovíme polohu elipsy vůči Zemi, tvar elipsy a pak polohu družice na elipse. náhled|Dráha družice Polohu elipsy vůči Zemi charakterizují tři úhly (viz obrázek): inklinace , což je úhel mezi rovinou rovníku a severní polorovinou dráhy rektascenze , což je úhel mezi směrem k jarnímu bodu (průsečík roviny rovníku s ekliptikou, v němž je Slunce v okamžiku jarní rovnodennosti) a směrem k vzestupnému uzlu (průsečík roviny rovníku s rovinou dráhy, v němž přechází dráha z jižní do severní poloroviny) argument perigea , což je úhel mezi směrem k vzestupnému uzlu a směrem k perigeu (bod dráhy nejblíže k těžišti Země). Tvar elipsy vyjadřují buď její poloosy nebo hlavní poloosa dráhy a excentricita .

K tomu, abychom pro určitý čas t určili polohu družice na elipse, stačí znát polohu družice v nějakém jiném čase, protože pohyb družice je plně dán 2. Keplerovým zákonem (plocha opsaná průvodičem za jednotku času je konstantní) a 3. Keplerovým zákonem (poměr třetí mocniny hlavní poloosy a druhé mocniny oběžné doby je konstantní).

Historie umělých družic Poprvé o vypouštění satelitů na oběžnou dráhu psal Edward Everett Hale v povídce The Brick Moon. Příběh též začal vycházet v roce 1869 jako seriál v měsíčníku The Atlantic Monthly. Myšlenka vypouštění satelitů na oběžnou dráhu se vrací roku 1879 v knize Julese Verna Ocelové Město.

V roce 1903 Konstantin Eduardovič Ciolkovskij (1857–1935) publikoval spis Výzkum světových prostorů reaktivními přístroji (). Byla to první akademické pojednání o raketové technice schopné vynést těleso na oběžnou dráhu. Jako jednu z variant použitého paliva navrhoval použití kapalného vodíku a kapalného kyslíku. Během celého života publikoval přes 500 prací týkající se kosmických letů vesmírem a příbuzných oblastí, včetně románů science fiction. Mezi jeho práce patří návrhy raket, pomocných raket, kosmických stanic, vzduchových uzávěrů pro výstup z kosmické lodě a řada dalších. Zajímal se i o stravování a řešení problémům s kyslíkem na vesmírných koloniích. Od kosmonautiky není daleko k letectví, takže není překvapením, že jisté úsilí věnoval i tomuto oboru. Zajímavostí je, že tyto kalkulace prováděl ve stejnou dobu jako bratři Wrightové.

V roce 1928 Herman Potočnik (1892–1929) publikoval svou první a zároveň poslední knihu Problém letu vesmírem – raketový motor (). V ní podrobně představil kosmickou stanici a navrhl její umístění na geostacionární dráze. Stanici považoval pro lidstvo za velmi přínosnou především v mírovém nasazení.

V roce 1945 anglický spisovatel science fiction Arthur C. Clarke (narozen 1917) popsal detailně možnost použití družic pro hromadné sdělovací prostředky. Clarke zkoumal operativní zabezpečení ostrovního systému. Podle jeho vize by dostačovalo vypustit na oběžnou dráhu tři družice pro pokrytí celé naší planety.

První umělou družicí Země se stal Sputnik 1, vypuštěný z kosmodromu Bajkonur 4. října 1957.

Umělé družice je na oběžnou dráhu Země schopno vypouštět pouze několik zemí:

+ První umělé družice podle země schopné je vypustit vlastními silami Stát Rok startu Kosmodrom Nosná raketa Družice Sovětský svaz(resp. dnes Rusko) 1957(1992) Bajkonur(Pleseck) Sputnik(Sojuz U) Sputnik 1(Kosmos 2175) Spojené státy 1958 Cape Canaveral Juno I (Jupiter-C) Explorer 1 Francie 1965 Hammaguir Diamant A Asterix Japonsko 1970 Kagošima Lambda 4S Ósumi Čína 1970 Ťiou-čchuan Čchang Čeng CZ-1 Tung-fang-chung 1 Spojené království 1971 Woomera Black Arrow Prospero X-3 Indie 1980 Šríharikota SLV-03 Rohini Izrael 1988 Palmachim Šavit Ofek-1 Ukrajina 1991(1995) Pleseck Cyklon 3 Strela 3(Sič 1) Írán 2009 Semnán Safir 2 Omid 1 Severní Korea 2012 Sohae Unha-3 Kwangmyŏngsŏng-3 Jižní Korea 2013 Naro Space Center Naro-1 STSAT-2C Nový Zéland 2018 Rocket Lab Launch Complex Electron CubeSat

Zkonstruovat umělou družici je snadnější než postavit nosnou raketu a kosmodrom. Států a organizací, které mají (měly) družici na oběžné dráze Země je proto více:

+ První družice podle zemí, ať už vypuštěné vlastními silami, nebo cizími nosnými raketami Země Rok Družice Družic na oběžné dráze 2010/2011(aktivních i neaktivních) () 1957(1992) Sputnik 1(Kosmos 2175) 1437 1958 Explorer 1 1099 1962 Alouette 1 0032 1962 Ariel 1 0029 1964 San Marco 1 0017 1965 Astérix 0049 1967 WRESAT 0011 1969 Azur 0042 1970 Ósumi 0126 1970 Tung-fang-chung 1 0111 1973 Kopernik 500 00001 1974 ANS 0005 1974 Intasat 0009 1975 Árjabhata 0045 1976 Palapa A1 0010 1978 Magion 1 0005 1981 Bolgaria 1300 0001 1985 Brasilsat A1 0011 1985 Morelos 1 0007 1986 Viking 0011 1988 Ofek-1 00010 1988 Astra 1A 0015 1990 Lusat 0010 1990 Badr-1 0005 1992 Kitsat A 0012 1993 PoSAT-1 0001 1993 Thaicom 1 0006 1994 Turksat 1B 0005 1995 Sič-1 0006 1995 FASat-Alfa 0001 1996 MEASAT 0004 1997 Thor 2 0003 1997 Mabuhay 1 0002 1998Nilesat 101 0003 1998ST-1 0003 1999ROCSAT-1 0009 1999 Ørsted 0004 1999SUNSAT 0002 2000Saudisat 1A 0012 2000Thuraya 1 0003 2001Maroc-Tubsat 0001 2002Alsat 1 0001 2003Hellas Sat 2 0002 2003Hellas Sat 2 0002 2003Nigeriasat 1 0004 2005 Sina-1 0004 2006 KazSat 1 0002 2006 BelKA 0001 2007 Libertad 1 0001 2007 Rascom-QAF 1 0002 2008 VINASAT-1 0001 2008 Venesat-1 0001 2009 SwissCube-1 0001 2012 MaSat-1 2012 PW-Sat 2012 Goliat 2012 BKA (BelKA-2) 2012 Kwangmyŏngsŏng-3 Unit 2 2013 Azerspace 2013 TUGSAT-1/UniBRITE 2013 Bermudasat 1 2013 NEE-01 Pegaso 2013 ESTCube-1 2013 Es'hailSat1 2013 PUCPSAT-1 2013 TKSat-1 2014 LituanicaSAT-1 a LitSat-1 2014 QB50P1 a QB50P2 2014 Antelsat 2014 Tigrisat 2015 TurkmenAlem52E/MonacoSAT 2015 Laosat-1 2017 Aalto-2 2017 BRAC Onnesha 2017 GhanaSat-1 2017 Mazaalai 2017 Venta-1 2017 skCUBE 2017 AngoSat-1 2018 Humanity Star 2018 Proyecto Irazú 2018 1KUNS-PF 2018 BHUTAN-1 2018 JY1-SAT 2019 NepaliSat-1 2019 RWASat-1 2019 SRSS-1 2019 ETRSS-1 2020 Quetzal-1 2020 TRISAT/NEMO-HD 2020 OSM-1 Cicero

Dne 10. února 2009 došlo k první srážce dvou družic na oběžné dráze Země. Stalo se tak ve výšce asi 800 kilometrů nad Sibiří a srazil se při ní americký satelit komunikační firmy Iridium a nefunkční ruská vojenská družice.

Pozorovaní viz Záblesk družice

Odkazy

Poznámky

Reference

Související články Seznam českých družic

Externí odkazy

Kategorie:Umělá kosmická tělesa