Искусственный спутник Земли (ИСЗ) — космический летательный аппарат, вращающийся вокруг Земли по геоцентрической орбите.
Для движения по орбите вокруг Земли аппарат должен иметь начальную скорость, равную или большую первой космической скорости. Полёты ИСЗ выполняются на высотах до нескольких сотен километров. Нижнюю границу высоты полёта ИСЗ обуславливает необходимость избегания процесса быстрого торможения в атмосфере. Период обращения спутника по орбите в зависимости от средней высоты полёта может составлять от полутора часов до нескольких лет. Особое значение имеют спутники на геостационарной орбите, период обращения которых строго равен суткам и поэтому для наземного наблюдателя они неподвижно «висят» на небосклоне, что позволяет избавиться от поворотных устройств в антеннах.
Под понятием спутник, как правило, подразумеваются беспилотные космические аппараты (КА), однако околоземные пилотируемые и автоматические грузовые космические корабли, а также орбитальные станции также являются ИСЗ.
Автоматические межпланетные станции (АМС) и межпланетные космические корабли могут запускаться в дальний космос как минуя стадию спутника (прямое восхождение), так и после предварительного вывода на так называемую опорную орбиту спутника.
В начале космической эры спутники запускались только посредством ракет-носителей, а к концу XX века широкое распространение получил также запуск спутников с борта других спутников — орбитальных станций и космических кораблей (в первую очередь, с МТКК-космоплана Спейс Шаттл). Возможен также воздушный старт спутников. Как средства выведения спутников теоретически возможны, но пока не реализованы также МТКК-космолёты, космические пушки, космические лифты. Уже через небольшое время после начала космической эры стало обычным выведение более одного спутника на одной ракете-носителе, а к концу 2013 года число выводимых одновременно спутников в некоторых запусках ракет-носителей превысило три десятка. В ходе некоторых запусков последние ступени ракет-носителей также выходят на орбиту и на какое-то время фактически становятся спутниками.
Беспилотные спутники имеют массу от нескольких килограммов до двух десятков тонн и размер от нескольких сантиметров до (в частности, при использовании солнечных батарей и выдвижных антенн) нескольких десятков метров. Являющиеся спутниками космические корабли и космопланы достигают нескольких десятков тонн и метров, а сборные орбитальные станции — сотен тонн и метров. В XXI веке с развитием микроминиатюризации и нано-технологий массовым явлением стало создание сверхмалых спутников форматов кубсат (от одного до несколько кг и от нескольких до нескольких десятков см), а также появился новый формат покеткуб (буквально карманный куб) в несколько сотен или десятков граммов и несколько сантиметров.
Спутники преимущественно создаются как невозвратные, однако некоторые из них (в первую очередь, пилотируемые и некоторые грузовые космические корабли) являются возвращаемыми частично (имея спускаемый аппарат) или полностью (космопланы и спутники, возвращаемые на их борту).
Искусственные спутники Земли широко используются для научных исследований и прикладных задач, а также в образовании (в мире стали массовым явлением так называемые «университетские» ИСЗв России запущен ИСЗ, созданный преподавателями, аспирантами и студентами МГУ, планируется запуск спутника МГТУ им. Баумана)) и хобби — радиолюбительские спутники.
В начале космической эры спутники запускались государствами (национальными государственными организациями), однако затем широкое распространение получили спутники частных компаний. С появлением кубсатов и покеткубов со стоимостью выведения до нескольких тысяч долларов стал возможен запуск спутников частными лицами.
Классификация по массе Сверхтяжёлые — свыше 35 тонн; тяжелые — от 15 до 35 тонн; средние — от 5 до 15 тонн; лёгкие — от 0,5 до 5 тонн; малые (мини) — от 100 до 500 кг; сверхмалые (микро) — от 10 до 100 кг; наноспутники — от 1 до 10 кг; пикоспутники — от 100 гр до 1000 гр; фемтоспутники — менее 100 гр.
Типы спутников
Различают следующие типы спутников: астрономические спутники — спутники, предназначенные для исследования планет, галактик и других космических объектов; биоспутники — спутники, предназначенные для проведения научных экспериментов над живыми организмами в условиях космоса; спутники дистанционного зондирования Земли; метеорологические спутники — спутники, предназначенные для передачи данных в целях предсказания погоды, а также для наблюдения климата Земли; малые спутники — спутники малого веса (менее 1 или 0,5 тонн) и размера. Включают в себя миниспутники (более 100 кг), микроспутники (более 10 кг) и наноспутники (легче 10 кг), в том числе кубсаты и покеткубы; военные спутники (см. космическое оружие) — разведывательные спутники и т. п.; спутники связи; навигационные спутники; космические корабли — пилотируемые космические аппараты; орбитальные станции — долговременные космические корабли.
История
ИСЗ запускались более чем 70 различными странами (а также отдельными компаниями) с помощью как собственных ракет-носителей (РН), так и предоставляемых в качестве пусковых услуг другими странами и межгосударственными и частными организациями.
Первый в мире ИСЗ запущен в СССР 4 октября 1957 года (Спутник-1). Второй страной, запустившей ИСЗ, стали США 1 февраля 1958 года (Эксплорер-1). Третьей страной, выведшей первый ИСЗ на своей РН, стала Франция 26 ноября 1965 года (Астерикс). Следующие страны — Великобритания, Канада, Италия — запустили свои первые ИСЗ в 1962, 1962, 1964 гг. соответственно на американских РН. Австралия и ФРГ обзавелись первыми ИСЗ в 1967 и 1969 гг. соответственно также с помощью РН США. На своих РН запустили свои первые ИСЗ Япония, Китай, Израиль в 1970, 1970, 1988 гг. Ряд стран — Великобритания, Индия, Иран, а также Европа (межгосударственная организация ESRO, ныне ESA) — запустили свои первые ИСЗ на иностранных носителях, прежде чем создали свои РН. Первые ИСЗ многих стран были разработаны и закуплены в других странах (СССР, США, Китае и др.).
Первые ИСЗ стран мира
Знаком ☆ отмечен 1) свой запуск 2) первого своего спутника 3) на ракете своей разработки 4) с территориально своего космодрома. Страна Год с первого запуска Первый ИСЗ Всего ИСЗ на орбите (на 2010 год) Действующих (на 26.02.2015) Примечание 1957 ☆ Спутник-1 1454 146 для СНГ 1958 ☆ Эксплорер-1 1113 446 1962 Ariel 1 29 17 Канада 1962 Alouette 1 34 26 1964 San Marco 1 22 13 1965 Астерикс 57 21 1967 WRESAT 12 6 Европа 1968 ESRO II 42 27 ESRO — ныне ESA ФРГ 1969 Azur 49 24 1970 ☆ Осуми 34 70 1970 ☆ Дунфан Хун-1 140 129 1973 Интеркосмос-Коперник-500 ? 2 1974 ANS 5 2 Испания 1974 Intasat 9 13 1975 Ариабхата 51 34 1976 Palapa A1 10 6 1978 Магион-1 3 Болгария 1981 Интеркосмос-Болгария-1300 1 1 Бразилия 1985 Brasilsat A1 11 10 1985 Morelos 1 7 2 1986 Viking 11 1 1988 ☆ Офек-1 7 13 1988 Astra 1A 15 2 1990 Lusat 10 9 Гонконг 1990 AsiaSat-1 1990 Badr-1 5 2 1992 Kitsat A 10 8 1993 PoSAT-1 1 0 1993 Thaicom 1 6 4 1994 Turksat 1B 15 6 1995 Магион-4 3 0 1995 Сич-1 6 1 1995 FASat-Alfa 1 1 1996 MEASAT 4 5 1997 Thor 2 3 5 1997 Mabuhay 1 2 1998 Nilesat 101 3 1998 ST-1 1 1999 ROCSAT-1 9 1999 Ørsted 4 5 1999 SUNSAT 2 2000 Saudisat 1A 12 11 2000 Thuraya 1 3 6 2001 Maroc-Tubsat 1 ТонгаEsiafi 1 (бывший частный американский Comstar D4) был передан Тонга, находясь на орбите с момента запуска в 1981 2002 Esiafi 1 1 Esiafi 1 — бывш. Comstar D4 2002 Alsat 1 1 2003 Hellas Sat 2 2 2003 Hellas Sat 2 2 2003 Nigeriasat 1 2 2005 Сина-1 4 2 2006 KazSat-1 3 2007 Libertad 1 1 2007 Rascom-QAF 1 2 2008 Vinasat-1 1 2008 Venesat-1 1 2009 SwissCube-1India launches Switzerland’s first satellite 1 Остров Мэн 2011 ViaSat-1 2012 MaSat-1 2012 Goliat 2012 SupremeSAT 2012 БКА 3 2012 ☆ Кванмёнсон-3 1 1 2013 Azerspace-1 2 2013 TUGSAT-1,UniBRITE БермудыBermudasat 1 (бывший частный американский EchoStar VI) был передан Бермудам, находясь на орбите с момента запуска в 2000 2013 Bermudasat 1 1 Bermudasat 1 — бывш. EchoStar VI 2013 NEE-01 Pegaso 2013 ESTCube-1 Джерси 2013 O3b-1,-2,-3,-4 2013 Es'hailSat-1 2013 PUCP SAT-1 2013 TKSat-1 2014 Lituanica SAT-1,LitSat-1 2014 QB50P1,QB50P2 2014 ANTELSAT 2014 Tigrisat 1 2015 ТуркменАлем 52.0Е 1 2015 Laosat-1 1 2017 Aalto-2 1 2017 BRAC Onnesha 1 2017 GhanaSat-1 1 2017 Mazaalai 1 2017 Venta-1 1 2017 skCUBE 1 2017 Ангосат-1 1 2018 ☆ Humanity Star 1 2018 Proyecto Irazú 1 2018 1KUNS-PF 1 2018 Bhutan-1 1 2018 JY1-SAT 1 2019 NepaliSat-1 1 2019 RWASat-1 1 2019 SRSS-1 1 2019 ETRSS-1 1 2020 Quetzal-1 1 2019 NEMO-HD 1 2020 OSM-1 Cicero 1 2022’’PearlAfricaSat’’ 1 2022 ’’ZimSat 1 ’’ 1 2022Armsat 112022TUMnanoSAT12023Albania-122023AMAN12023Djibouti-1A1
Итого из 12 регистрировавшихся космических держав, совершавших свой запуск своего аппарата на своей ракете, насчитывается 7 абсолютных, запустивших первый же свой аппарат с территориально своего космодрома.
Неподтверждаемые первые ИСЗ — заявленный запуск в 1989 году на орбиту головной части РН «Таммуз» не подтверждён. — в 1998 и 2009 годах КНДР пыталась вывести на околоземную орбиту спутник Кванмёнсон-1 и Кванмёнсон-2, факт вывода средствами контроля космического пространства США и России не подтверждается, однако северокорейская сторона настаивает на факте успешного выведения ИСЗ на орбиту.
Страны, планирующие первые ИСЗ
Каймановы острова
Конго, Демократическая Республика
Монако Мьянма
Спутник из дерева В 2024 году японские исследователи разработали и испытали первый в мире деревянный спутник LignoSat. Этот проект демонстрирует потенциал использования древесины в космосе как более экологичной и устойчивой альтернативы традиционным металлическим материалам. LignoSat, изготовленный из магнолии с применением традиционных японских методов соединения древесины, позволит изучить поведение дерева в условиях космического пространства. Полное сгорание древесины при возвращении спутника в атмосферу Земли минимизирует загрязнение окружающей среды, в отличие от металлических компонентов. Кроме того, древесина обладает такими полезными свойствами, как устойчивость к космическим условиям и радиопрозрачность. Однако долговечность деревянных конструкций в условиях воздействия космической радиации всё ещё требует дальнейшего изучения.
Столкновения спутников
10 февраля 2009 года впервые в истории произошло столкновение спутников. Столкнулись российский военный спутник (выведенный на орбиту в 1994 году, но через два года списанный) и рабочий американский спутник оператора спутниковой телефонной связи Иридиум. «Космос-2251» весил почти 1 тонну, а «Iridium 33» — 560 кг.
Спутники столкнулись над северной частью Сибири. В результате столкновения образовалось два облака из мелких обломков и фрагментов (общее количество обломков составило около 600).
Примечания
Ссылки
Спутник: от вредной идеи к национальному символу // «Вокруг Света»
Крупный спутник НАСА упал неизвестно где // compulenta.ru, 26 сентября 2011 Сайт о наблюдении искусственных спутников Земли «Спутник как предостережение» // «Los Angeles Times», 30 сентября 2007
Satellite Ground Tracks Real time satellite tracks
* Категория:Типы искусственных спутников