Les satellites artificiels de la Terre sont des engins spatiaux volants qui sont lancés sur elle et tournent autour d'elle sur une orbite géocentrique. Ils sont destinés à résoudre des problèmes appliqués et scientifiques. Le premier lancement d'un satellite artificiel de la Terre a eu lieu le 4 octobre 1957 en URSS. Ce fut le premier corps céleste artificiel créé par l’homme. L'événement a été rendu possible grâce aux résultats des réalisations dans de nombreux domaines de la fusée, de l'informatique, de l'électronique, de la mécanique céleste, du contrôle automatique et d'autres domaines scientifiques. Le premier satellite a permis de mesurer la densité des couches supérieures de l'atmosphère, de vérifier la fiabilité des calculs théoriques et des principales solutions techniques utilisées pour lancer le satellite en orbite, et d'étudier les caractéristiques de la transmission des signaux radio dans l'ionosphère. .

L'Amérique a lancé son premier satellite, Explorer 1, le 1er février 1958, puis, un peu plus tard, d'autres pays l'ont lancé : la France, l'Australie, le Japon, la Chine et la Grande-Bretagne. La coopération entre les pays du monde entier s’est généralisée dans la région.

Un vaisseau spatial ne peut être appelé satellite qu’après avoir effectué plus d’une révolution autour de la Terre. Sinon, il ne sera pas enregistré comme satellite et sera appelé une sonde-fusée qui a pris des mesures le long d'une trajectoire balistique.

Un satellite est considéré comme actif s'il dispose d'émetteurs radio, de lampes flash qui fournissent des signaux lumineux et d'équipements de mesure. Les satellites artificiels passifs de la Terre sont souvent utilisés pour les observations depuis la surface de la planète lors de l'exécution de certaines tâches scientifiques. Il s'agit notamment de satellites ballons d'un diamètre pouvant atteindre plusieurs dizaines de mètres.

Les satellites artificiels de la Terre sont divisés en recherche appliquée et recherche scientifique, en fonction des tâches qu'ils accomplissent. Les installations de recherche sont conçues pour mener des recherches sur la Terre et dans l’espace. Il s'agit de satellites géodésiques et géophysiques, d'observatoires orbitaux astronomiques, etc. Les satellites appliqués sont les satellites de communication, les satellites de navigation pour l'étude des ressources de la Terre, les satellites techniques, etc.

Les satellites artificiels de la Terre créés pour le vol humain sont appelés « satellites habités ». Les satellites en orbite subpolaire ou polaire sont appelés polaires, et ceux en orbite équatoriale sont appelés équatorials. Les satellites stationnaires sont des satellites lancés sur une orbite circulaire équatoriale dont la direction de mouvement coïncide avec la rotation de la Terre ; ils restent immobiles au-dessus d'un point précis de la planète. Les pièces séparées des satellites lors de la mise en orbite, comme les carénages, sont des objets orbitaux secondaires. Ils sont souvent appelés satellites, bien qu'ils se déplacent sur des orbites proches de la Terre et servent principalement d'objets d'observation à des fins scientifiques.

De 1957 à 1962 Les noms des objets spatiaux indiquaient l'année de lancement et la lettre de l'alphabet grec correspondant au numéro de série du lancement au cours d'une année donnée, ainsi qu'un chiffre arabe - le numéro de l'objet, en fonction de sa signification scientifique ou de sa luminosité. . Mais le nombre de satellites lancés a augmenté rapidement, c'est pourquoi, à partir du 1er janvier 1963, ils ont commencé à être désignés par l'année de lancement, le numéro de lancement de la même année et la lettre de l'alphabet latin.

Les satellites peuvent être différents en termes de taille, de conception, de poids et de composition des équipements embarqués, en fonction des tâches effectuées. L'équipement de presque tous les satellites est alimenté par des panneaux solaires installés sur la partie externe du corps.

Les AES sont lancés en orbite à l’aide de lanceurs à plusieurs étages à commande automatique. Le mouvement des satellites artificiels de la Terre est soumis à des contraintes passives (attraction planétaire, résistance, etc.) et actives (si des forces sont installées sur le satellite.

Des faits intéressants sur les satellites artificiels de la Terre attirent l'attention de presque tout le monde, car ce sujet est très intéressant. L'ère spatiale a commencé il y a plus d'un demi-siècle et pendant tout ce temps, une grande quantité d'informations intéressantes s'est accumulée.

Le premier satellite à être allé dans l'espace extraterrestre s'appelait PS-1 ou le satellite le plus simple. Il a été mis en orbite par un lanceur, lancé depuis le site d'essai de l'URSS, aujourd'hui appelé Baïkonour. Cet événement a marqué le début de l'exploration spatiale.
PS-1 poids environ 83 kg. Cela ressemblait à une boule d'un diamètre de 58 cm. Elle avait quatre antennes d'environ trois mètres de long, elles servaient à transmettre des signaux. 315 secondes après son lancement, le PS-1 a émis ses premiers indicatifs d'appel, que le monde entier attendait avec impatience.
Le pionnier est resté en orbite pendant 92 jours. Pendant ce temps, il a réussi à parcourir 60 millions de km, ce qui équivaut à 1440 tours autour du globe. Son émetteur radio a pu tenir deux semaines après le lancement.
Le créateur du pionnier Sergueï Korolev pourrait recevoir le prix Nobel, mais comme à l'époque soviétique tout était commun, les réalisations du grand scientifique sont devenues « une victoire pour l'ensemble du peuple soviétique ». Pendant neuf longues années, on ne savait même pas qui pourrait donner au monde un tel exploit.
Grâce au premier IS, il a été possible d'étudier les couches superficielles de l'ionosphère. Il a également contribué à obtenir des informations sur les conditions de fonctionnement des équipements ; elles ont été très utiles lors des prochains lancements des suiveurs du PS-1.
Les journaux de l'époque écrivaient que le satellite pouvait être vu dans le ciel sans utiliser d'appareils spéciaux, mais ce n'était pas le cas. Ce que tout le monde a pris pour le PS-1, c'est le bloc central de la fusée. Il pesait environ sept tonnes, il a été mis en orbite en même temps que le satellite, ou plutôt, il y a lancé le PS-1. Le bloc a « flotté » dans le ciel jusqu’à ce qu’il brûle.
Aujourd'hui, environ 13 000 satellites artificiels parcourent les étendues du globe.. Ils sont très utiles car ils « savent faire » beaucoup de choses importantes. Grâce à eux, les téléphones satellites peuvent fonctionner partout sur notre planète, tout comme les systèmes de navigation par satellite ; les navires arrivent au port ; La télévision par satellite fonctionne. Souvent, en consultant la carte des moteurs de recherche les plus connus, on tombe sur un onglet « vue satellite », qui permet de voir des photos de n'importe quelle partie de la planète depuis une grande hauteur.
Le modèle de lancement s'apparente à lancer une pierre. Plus précisément, le satellite doit être lancé à une vitesse telle qu'il puisse tourner tout seul autour de la planète. Les paramètres pour une telle injection sont : 8 km/s, et cela doit se faire hors atmosphère. Sinon, le frottement avec l'air deviendra un obstacle. Si tout se passe bien, le satellite vivra en orbite terrestre basse, sans aide extérieure et sans s'arrêter.
Au début des années 2000, un exemplaire du PS-1 a été vendu lors de la célèbre vente aux enchères sur eBay.. Selon certains experts, à l'époque soviétique, environ 20 modèles identiques ont été créés, sur lesquels des tests et des démonstrations ont été effectués. Le nombre exact d'exemplaires est encore inconnu, car l'information était secrète, mais à ce jour, de nombreux musées affirment que leurs collections contiennent un analogue du PS-1.
Dans l’histoire des lancements de satellites, il n’y a eu qu’un seul cas de satellite détruit par une météorite.. Il a été enregistré en 1993. Il s’agissait de l’Olympus IP de l’Agence spatiale européenne.
Le premier satellite GPS a été lancé en 1978..

Les vaisseaux spatiaux dans toute leur diversité font à la fois la fierté et la préoccupation de l’humanité. Leur création a été précédée par une histoire séculaire de développement de la science et de la technologie. L’ère spatiale, qui a permis aux gens de regarder de l’extérieur le monde dans lequel ils vivent, nous a amenés à un nouveau niveau de développement. Aujourd'hui, une fusée dans l'espace n'est pas un rêve, mais un sujet de préoccupation pour des spécialistes hautement qualifiés confrontés à la tâche d'améliorer les technologies existantes. Quels types de vaisseaux spatiaux se distinguent et en quoi ils diffèrent les uns des autres seront discutés dans l'article.

Définition

Spacecraft est un nom général désignant tout appareil conçu pour fonctionner dans l’espace. Il existe plusieurs options pour leur classification. Dans le cas le plus simple, les engins spatiaux sont divisés en habités et automatiques. Les premiers, quant à eux, sont divisés en vaisseaux spatiaux et en stations. Différents dans leurs capacités et leur objectif, ils sont largement similaires dans leur structure et leur équipement utilisé.

Caractéristiques du vol

Après le lancement, tout vaisseau spatial passe par trois étapes principales : la mise en orbite, le vol lui-même et l'atterrissage. La première étape consiste à ce que l’appareil développe la vitesse nécessaire pour entrer dans l’espace. Pour se mettre en orbite, sa valeur doit être de 7,9 km/s. Le dépassement complet de la gravité implique le développement d'une seconde égale à 11,2 km/s. C’est exactement ainsi qu’une fusée se déplace dans l’espace lorsque sa cible est des zones reculées de l’Univers.

Après la libération de l’attraction, vient la deuxième étape. Lors d'un vol orbital, le mouvement des engins spatiaux s'effectue par inertie, du fait de l'accélération qui leur est donnée. Enfin, l'atterrissage consiste à réduire la vitesse du navire, du satellite ou de la station à quasiment zéro.

"Remplissage"

Chaque vaisseau spatial est équipé d'un équipement adapté aux tâches qu'il est conçu pour résoudre. Cependant, la principale divergence concerne ce que l'on appelle l'équipement cible, qui est précisément nécessaire à l'obtention de données et à diverses recherches scientifiques. Pour le reste, l’équipement du vaisseau spatial est similaire. Il comprend les systèmes suivants :

approvisionnement en énergie - le plus souvent, des batteries solaires ou radio-isotopiques, des batteries chimiques et des réacteurs nucléaires fournissent aux engins spatiaux l'énergie nécessaire ;
communication - effectuée à l'aide d'un signal d'onde radio à une distance significative de la Terre, un pointage précis de l'antenne devient particulièrement important ;
maintien de la vie - le système est typique des engins spatiaux habités, grâce à lui, il devient possible pour les personnes de rester à bord ;
orientation - comme tous les autres vaisseaux, les vaisseaux spatiaux sont équipés d'équipements permettant de déterminer en permanence leur propre position dans l'espace ;
mouvement - les moteurs des engins spatiaux permettent des changements de vitesse de vol, ainsi que de direction.

Classification

L'un des principaux critères de division des engins spatiaux en types est le mode de fonctionnement, qui détermine leurs capacités. Sur la base de cette fonctionnalité, on distingue les appareils :

situés sur une orbite géocentrique, ou des satellites terrestres artificiels ;
ceux dont le but est d'étudier les zones reculées de l'espace - les stations interplanétaires automatiques ;
utilisés pour transporter des personnes ou des marchandises nécessaires sur l'orbite de notre planète, ils sont appelés vaisseaux spatiaux, peuvent être automatiques ou habités ;
créé pour que les gens restent dans l'espace pendant une longue période - c'est ;
engagés dans le transport de personnes et de marchandises depuis l'orbite vers la surface de la planète, ils sont appelés descente ;
ceux capables d'explorer la planète, directement situés à sa surface, et de se déplacer autour d'elle sont des rovers planétaires.

Examinons de plus près certains types.

AES (satellites artificiels de la Terre)

Les premiers appareils lancés dans l'espace étaient des satellites artificiels de la Terre. La physique et ses lois rendent difficile la mise en orbite d’un tel appareil. Tout appareil doit vaincre la gravité de la planète et ne pas tomber dessus. Pour ce faire, le satellite doit se déplacer au moins à une vitesse légèrement plus rapide. Au dessus de notre planète, une limite inférieure conditionnelle de localisation possible d'un satellite artificiel est identifiée (passe à 300 km d'altitude). Un placement plus rapproché entraînera une décélération assez rapide de l'appareil dans des conditions atmosphériques.

Initialement, seuls les lanceurs pouvaient mettre en orbite des satellites artificiels de la Terre. Mais la physique ne reste pas immobile et de nouvelles méthodes sont aujourd’hui développées. Ainsi, l’une des méthodes souvent utilisées récemment est le lancement depuis un autre satellite. Il est prévu d'utiliser d'autres options.

Les orbites des engins spatiaux tournant autour de la Terre peuvent se situer à différentes altitudes. Naturellement, le temps nécessaire pour un tour en dépend aussi. Les satellites, dont la période orbitale est égale à un jour, sont placés sur ce qu'on appelle. Il est considéré comme le plus précieux, car les appareils qui s'y trouvent semblent immobiles à un observateur terrestre, ce qui signifie qu'il n'est pas nécessaire de créer des mécanismes pour les antennes rotatives. .

AMS (stations interplanétaires automatiques)

Les scientifiques obtiennent une énorme quantité d'informations sur divers objets du système solaire à l'aide d'engins spatiaux envoyés au-delà de l'orbite géocentrique. Les objets AMS sont des planètes, des astéroïdes, des comètes et même des galaxies accessibles à l'observation. Les tâches confiées à de tels dispositifs nécessitent d'énormes connaissances et efforts de la part des ingénieurs et des chercheurs. Les missions AWS représentent l'incarnation du progrès technologique et en sont en même temps le stimulant.

Vaisseau spatial habité

Les appareils créés pour amener les personnes à leur destination prévue et les ramener ne sont en aucun cas inférieurs en termes technologiques aux types décrits. Le Vostok-1, sur lequel Youri Gagarine a effectué son vol, appartient à ce type.

La tâche la plus difficile pour les créateurs d'un vaisseau spatial habité est d'assurer la sécurité de l'équipage lors du retour sur Terre. Un élément important de ces dispositifs est également le système de sauvetage d'urgence, qui peut être nécessaire lorsque le navire est lancé dans l'espace à l'aide d'un lanceur.

Les engins spatiaux, comme toute l’astronautique, sont constamment améliorés. Récemment, les médias ont souvent vu des reportages sur les activités de la sonde Rosetta et de l'atterrisseur Philae. Ils incarnent toutes les dernières avancées dans le domaine de la construction navale spatiale, du calcul du mouvement des véhicules, etc. L'atterrissage de la sonde Philae sur la comète est considéré comme un événement comparable au vol de Gagarine. Le plus intéressant est que ce n’est pas là la couronne des capacités de l’humanité. De nouvelles découvertes et réalisations nous attendent encore en termes d'exploration spatiale et de structure

Satellites artificiels de la Terre

Maintenir. Les satellites artificiels de la Terre sont des engins spatiaux lancés sur des orbites proches de la Terre. La forme des orbites des satellites dépend de la vitesse du satellite et de sa distance par rapport au centre de la Terre et est un cercle ou une ellipse. De plus, les orbites diffèrent par l'inclinaison par rapport au plan équatorial, ainsi que par le sens de rotation. La forme des orbites des satellites est affectée par la non-sphéricité du champ gravitationnel de la Terre, les champs gravitationnels de la Lune, du Soleil et d'autres corps célestes, ainsi que par les forces aérodynamiques apparaissant lorsque le satellite se déplace dans les couches supérieures de l'atmosphère, et d'autres raisons.

Le choix de la forme de l’orbite du satellite dépend en grande partie de son objectif et des caractéristiques des tâches qu’il accomplit.

Objectif du satellite artificiel. En fonction des tâches à résoudre, les satellites sont divisés en recherche, applications et militaires.

Recherche Les AES sont utilisés pour étudier la Terre, les corps célestes et l’espace. Avec leur aide, des études géophysiques, astronomiques, géodésiques, biologiques et autres sont réalisées. Les orbites de ces satellites sont variées : de presque circulaires à une altitude de 200...300 km à des orbites elliptiques allongées avec une hauteur d'apogée allant jusqu'à 500 000 km. Il s'agit des satellites "Prognoz", "Electron", "Proton", etc., lancés en orbite pour étudier les processus de l'activité solaire et leur influence sur la magnétosphère terrestre, étudier les rayons cosmiques et l'interaction des particules d'énergie supersoniques avec la matière.

À appliqué Les AES comprennent les communications (télécommunications), météorologiques, géodésiques, de navigation, océanographiques, géologiques, de sauvetage et de recherche et autres.

Sont particulièrement importants satellites de communication- « Molniya » (Fig. 2.5), « Rainbow », « Screen », « Horizon », destinés à la rediffusion de programmes télévisés et à la fourniture de communications radio longue distance. Ils utilisent des orbites synchrones elliptiques à forte excentricité. Pour une communication continue avec la région, vous devriez disposer de trois de ces satellites. Les satellites Raduga, Ekran et Horizon ont également des orbites géostationnaires équatoriales circulaires avec une altitude de 35 500 à 36 800 km, ce qui permet une communication 24 heures sur 24 via le réseau Orbita de stations de réception de télévision au sol.

Tous ces satellites ont une stabilisation dynamique par rapport à la Terre et au Soleil, ce qui leur permet de relayer de manière fiable les signaux reçus, ainsi que d'orienter les panneaux solaires (SB) vers le Soleil.

Riz. 2.5. Schéma du satellite terrestre artificiel connecté "Molniya":

1 - capteurs du système d'orientation ; 2 - Panneaux SB ; 3 - les récepteurs et émetteurs radio ;
4 - les antennes ; 5 - les bouteilles d'hydrazine ; 6 - moteur de correction d'orbite ; 7 - radiateurs

Météorologique Des satellites de type météore sont lancés sur des orbites circulaires à une altitude de 900 km. Ils enregistrent l'état de l'atmosphère et des nuages, traitent les informations reçues et les transmettent à la Terre (en un tour, le satellite surveille jusqu'à 20 % de la superficie du globe).

Géodésique Les satellites satellites sont conçus pour cartographier le terrain et relier les objets au sol, en tenant compte de son relief. Le complexe embarqué de ces satellites comprend : des équipements qui vous permettent d'enregistrer avec précision leur position dans l'espace par rapport aux points de contrôle au sol et de déterminer la distance qui les sépare.

Navigation Les AES de type "Cicada" et "Hurricane" sont destinés aux systèmes mondiaux de navigation par satellite "GLONASS", "Cosmos-1000" (Russie), "Navstar" (USA) - pour assurer la navigation des navires de mer, des avions et autres véhicules en mouvement objets. À l’aide de systèmes de navigation et de radio, un navire ou un avion peut déterminer sa position par rapport à plusieurs satellites (ou en plusieurs points de l’orbite du satellite). Pour les satellites de navigation, les orbites polaires sont préférables, car ils couvrent toute la surface de la Terre.

Militaire Les AES sont utilisés pour assurer les communications, contrôler les troupes, effectuer divers types de reconnaissance (observation de territoires, d'installations militaires, lancements de missiles, mouvements de navires, etc.), ainsi que pour la navigation d'avions, de missiles, de navires, de sous-marins, etc. .

Équipements embarqués des satellites. La composition de l'équipement embarqué du satellite est déterminée par la destination du satellite.

L'équipement peut comprendre divers instruments et dispositifs de surveillance. Ces appareils, selon leur destination, peuvent fonctionner selon différents principes physiques. Par exemple, le satellite peut être équipé : d'un télescope optique, d'un radiotélescope, d'un réflecteur laser, de matériel photographique fonctionnant dans le domaine visible et infrarouge, etc.

Pour traiter les résultats des observations et les analyser, des systèmes d'information et d'analyse complexes utilisant la technologie informatique et d'autres moyens peuvent être installés à bord du satellite. Les informations reçues et traitées à bord, généralement sous forme de codes, sont transmises à la Terre à l'aide de systèmes radio embarqués spéciaux fonctionnant dans différentes gammes de fréquences radio. Un complexe radio peut contenir plusieurs antennes de types et de fonctions variés (parabolique, spirale, fouet, cornet, etc.).

Pour contrôler le mouvement du satellite et assurer le fonctionnement de ses équipements embarqués, un complexe de contrôle embarqué est installé à bord du satellite, qui fonctionne de manière autonome (conformément aux programmes disponibles à bord), ainsi qu'en fonction des commandes reçues du complexe de contrôle au sol.

Pour fournir de l'énergie électrique au complexe embarqué, ainsi qu'à tous les instruments et dispositifs embarqués, des panneaux solaires assemblés à partir d'éléments semi-conducteurs, ou d'éléments chimiques combustibles, ou des centrales nucléaires sont installés sur le satellite.

Systèmes de propulsion. Certains satellites disposent de systèmes de propulsion utilisés pour la correction de trajectoire ou la stabilisation en rotation. Ainsi, afin d'augmenter la durée de vie des satellites en orbite basse, leurs moteurs sont périodiquement allumés pour transférer les satellites sur une orbite plus élevée.

Système d'orientation par satellite. La plupart des satellites utilisent un système d'orientation qui garantit une position fixe des axes par rapport à la surface de la Terre ou à tout objet céleste (par exemple, pour étudier l'espace extra-atmosphérique à l'aide de télescopes et d'autres instruments). L'orientation s'effectue à l'aide de microfusées ou de tuyères situées à la surface du satellite ou de structures saillantes (panneaux, fermes, etc.). Pour stabiliser les satellites artificiels sur orbites moyennes et hautes, des poussées très faibles (0,01... 1 N) sont nécessaires.

Caractéristiques de conception. Les AES sont lancés en orbite sous des carénages spéciaux qui absorbent toutes les charges aérodynamiques et thermiques. Par conséquent, la forme du satellite et les solutions de conception sont déterminées par la faisabilité fonctionnelle et les dimensions autorisées. Généralement, les satellites artificiels ont des structures monoblocs, multiblocs ou en treillis. Une partie du matériel est placée dans des compartiments thermostatés.

Stations interplanétaires automatiques

Introduction. Les stations interplanétaires automatiques (AIS) sont conçues pour les vols vers la Lune et les planètes du système solaire. Leurs caractéristiques sont déterminées par la grande distance de fonctionnement de la Terre (jusqu'à quitter la sphère d'action de son champ gravitationnel) et le temps de vol (peut être mesuré en années). Tout cela impose des exigences particulières en matière de conception, de commande, d'alimentation électrique, etc.

La vue générale et la disposition typique de l'AMS sont présentées à l'aide de l'exemple de la station interplanétaire automatique « Vega » (Fig. 2.6).

Riz. 2.6. Vue générale de la station interplanétaire automatique « Vega » :

1 - véhicule de descente ; 2 - véhicule orbital; 3 - batterie solaire; 4 - des blocs d'équipements scientifiques ; 5 - antenne basse directionnelle ; 6 - antenne hautement directionnelle

Les vols AMS ont commencé en janvier 1959 avec le lancement en orbite de l'AMS Luna-1 soviétique, qui s'est envolé vers la Lune. En septembre de la même année, Luna 2 atteint la surface de la Lune, et en octobre, Luna 3 photographie la face invisible de la planète, transmettant ces images à la Terre.

Entre 1970 et 1976, des échantillons de sol lunaire ont été livrés de la Lune à la Terre et les Lunokhods ont fonctionné avec succès sur la Lune. Ces réalisations étaient bien en avance sur l’exploration américaine de la Lune avec des véhicules automatiques.

Grâce à une série de sondes spatiales lancées vers Vénus (depuis 1961) et Mars (depuis 1962), des données uniques ont été obtenues sur la structure et les paramètres de ces planètes et de leur atmosphère. À la suite des vols du vaisseau spatial, il a été établi que la pression de l'atmosphère de Vénus est supérieure à 9 MPa (90 atm) et que la température est de 475°C ; un panorama de la surface de la planète a été obtenu. Ces données ont été transmises à la Terre à l'aide d'une structure combinée complexe AMC, dont une des parties descendait jusqu'à surface planète, et la seconde, lancée en orbite satellite, recevait des informations et les transmettait à la Terre. Des études complexes similaires ont été menées sur Mars. Au cours de ces mêmes années, une multitude d'informations scientifiques ont été reçues sur Terre en provenance du vaisseau spatial Zond, sur lequel de nombreuses solutions de conception pour les engins spatiaux ultérieurs ont été élaborées, y compris lors de leur retour sur Terre.

Riz. 2.7. Trajectoire de vol du vaisseau spatial "Vega" vers la planète Vénus et la comète de Halley

Les vols des vaisseaux spatiaux américains "Ranger", "Surveyor", "Mariner", "Viking" ont poursuivi l'exploration de la Lune, de Vénus et de Mars ("Mariner-9" - le premier satellite artificiel de Mars, entré en orbite le 13 novembre , 1971 après une manœuvre de freinage réussie, Fig. 2.9), et les sondes Pioneer, Voyager et Galileo ont atteint les planètes lointaines du système solaire : Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune, transmettant des images et des données uniques sur ces planètes.

Riz. 2.9 Mariner 9, le premier satellite artificiel de Mars, est entré en orbite le 13 novembre 1971 après avoir réussi une manœuvre de freinage :

1 - antenne basse directionnelle ; 2 - moteur de manœuvre ; 3 - réservoir de carburant (2 pièces) ; 4 - dispositif d'orientation vers l'étoile Canopus ; 5 - un cylindre dans le système de pressurisation du système propulsif ; 6 -stores du système de contrôle thermique ; 7 - interféromètre-spectromètre infrarouge ; 8 - caméra de télévision avec un petit angle de vision ;
9 - spectromètre ultraviolet ; 10 -Caméra TV avec un grand angle de vision ; 11 - radiomètre infrarouge ; 12 - antenne hautement directionnelle ; 13 - capteurs de capture solaire (4 pcs.) ; 14 - capteur de suivi du soleil ; 15 - antenne à gain modéré ; 16 - panneau de cellules solaires (4 pièces).

Orbites AMS. Pour les vols d'engins spatiaux vers les planètes du système solaire, il faut leur donner une vitesse proche de la deuxième vitesse cosmique voire la dépasser, et l'orbite prend la forme d'une parabole ou d'une hyperbole. À l'approche de la planète de destination, l'AMS entre dans la zone de son champ gravitationnel (gravisphère), ce qui modifie la forme de l'orbite. Ainsi, la trajectoire d'un AWS peut être constituée de plusieurs tronçons dont la forme est déterminée par les lois de la mécanique céleste.

Équipements embarqués de l'AMS. Sur AWS destiné à l'étude des planètes, selon les tâches à résoudre, divers instruments et appareils sont installés : caméras de télévision avec petits et grands angles de vision, caméras et photopolarimètres, spectromètres ultraviolets et interféromètres infrarouges, magnétomètres, détecteurs de rayons cosmiques et particules chargées, instruments de mesure des caractéristiques du plasma, télescopes, etc.

Pour mener à bien les recherches prévues, certains instruments scientifiques peuvent être placés dans le boîtier AWS, d'autres sont retirés du boîtier à l'aide de fermes ou de tiges, installés sur des plates-formes de balayage et tournés par rapport à leurs axes.

Pour transmettre les informations reçues et traitées vers la Terre, un équipement radio spécial d'émission et de réception doté d'une antenne parabolique hautement directionnelle est installé sur l'AMS, ainsi qu'un complexe de contrôle embarqué avec un dispositif informatique qui génère des commandes pour le fonctionnement des appareils et des systèmes. à bord.

Pour alimenter le complexe de contrôle embarqué et les instruments en électricité, des panneaux solaires ou des générateurs thermoélectriques à radio-isotopes nucléaires (nécessaires pour les vols de longue durée vers des planètes lointaines) peuvent être utilisés sur l'AWS.

Caractéristiques de la conception AMS. La structure de support de l'AMS comporte généralement un cadre en treillis léger (plate-forme) sur lequel tous les équipements, systèmes et compartiments sont montés. Pour les équipements électroniques et autres, des compartiments scellés avec une isolation thermique multicouche et un système de contrôle thermique sont utilisés.

L'AWS doit être équipé d'un système d'orientation à trois axes avec suivi de certains repères (par exemple, le Soleil, l'étoile Canopus). L'orientation spatiale de l'AMS et les manœuvres de correction de trajectoire sont réalisées à l'aide de moteurs microfusées ou de tuyères fonctionnant aux gaz chauds ou froids.

L'AMS peut disposer d'un système de propulsion à manœuvre orbitale pour corriger la trajectoire ou pour transférer l'AMS sur l'orbite d'une planète ou de son satellite. Dans ce dernier cas, la conception de l'AWS devient nettement plus compliquée, car Pour faire atterrir la station à la surface des planètes, il faut freiner. Elle s’effectue grâce à un système de propulsion freinant ou grâce à l’atmosphère de la planète (si sa densité est suffisante pour le freinage, comme sur Vénus). Pendant le freinage et l'atterrissage, des charges importantes sont exercées sur la structure et les instruments, de sorte que la partie descente est généralement séparée de l'AMS, ce qui lui confère une résistance appropriée et la protège de la chaleur et d'autres charges.

La partie descente du vaisseau spatial peut embarquer divers équipements de recherche, des moyens pour son déplacement à la surface de la planète (par exemple, le Lunokhod du vaisseau spatial Luna-17) et même un dispositif de retour sur Terre avec une capsule terrestre (le Vaisseau spatial Luna-16 ). Dans ce dernier cas, un système de propulsion supplémentaire est installé sur le véhicule de retour, assurant l'accélération et la correction de la trajectoire du véhicule de retour.

Le développement du progrès technologique se produit à un rythme tel que les réalisations scientifiques les plus remarquables deviennent rapidement monnaie courante et cessent d'étonner.

L'exploration spatiale ne faisait pas exception. Près de 6 décennies nous séparent du lancement du premier satellite artificiel de la Terre (RS-1). Rappelons-nous comment c'était. Voyons jusqu'où la science a progressé dans ce domaine.

Comment c'était

Au milieu des années 60 du siècle dernier En URSS, un groupe puissant de personnes partageant les mêmes idées s'est formé et s'est engagé dans l'astronautique pratique. A dirigé le groupe.

Il a été décidé de faire les premiers pas dans l'espace avec le lancement d'un satellite artificiel de la Terre. En même temps les tâches suivantes ont été définies :

vérifier tous les calculs théoriques ;
collecter des informations sur les conditions de fonctionnement de l'équipement ;
étude des couches supérieures de l'ionosphère et de l'atmosphère.

Effectuer la quantité de recherche requise Le satellite, de 58 cm de diamètre, abritait des équipements spéciaux et des alimentations électriques. Pour maintenir une température constante, sa cavité interne était remplie d'azote, entraînée par des ventilateurs spéciaux. Le poids total du premier vaisseau spatial était de 83,6 kg. Son corps scellé était constitué d'un alliage d'aluminium spécial et la surface polie avait subi un traitement spécial.

Quatre antennes tiges d'une longueur de 2,4 à 2,9 m, installées sur la surface extérieure du satellite, ont été plaquées contre le corps lors de la mise en orbite de l'appareil.

Comment un champ de tir de missiles est devenu un cosmodrome

Pour lancer le satellite RS-1, il fallait il a été décidé d'utiliser un terrain d'entraînement militaire dans le désert du Kazakhstan. Le facteur décisif dans le choix du site a été la proximité de l'équateur. Cela a permis d'utiliser au maximum la vitesse de rotation de la Terre lors du lancement. Et son éloignement de Moscou permettait de maintenir un régime du secret.

C'est sur le terrain d'entraînement militaire de Baïkonour que les portes de l'espace se sont ouvertes pour la première fois et que le premier satellite artificiel terrestre a été lancé. "Spoutnik-1" lancé le 4 octobre 1957à 22h28, heure de Moscou. Pendant 92 jours de fonctionnement en orbite terrestre basse, il a effectué environ un millier et demi de tours autour de la Terre. Pendant deux semaines, ses signaux « bip-bip-bip » ont été reçus non seulement au centre de contrôle de mission, mais également par les radioamateurs du monde entier.

Comment le satellite a été mis en orbite

Pour lancer le premier satellite soviétique, il fallait utilisé un missile intercontinental à deux étages R-7, qui a été développé comme porteur de la bombe à hydrogène.

Après quelques modifications de conception et plusieurs tests, il est devenu évident qu'il serait capable de lancer un satellite sur une orbite donnée.

Le satellite était placé en tête de la fusée. Son lancement s'est effectué strictement verticalement. Ensuite, l’axe de la fusée s’est progressivement dévié de la verticale. Lorsque la vitesse de la fusée était proche de la vitesse de fuite, le premier étage s'est séparé. Le vol ultérieur de la fusée était désormais assuré par le deuxième étage, qui augmentait sa vitesse à 18 000-20 000 km/h. Lorsque la fusée a atteint le point le plus élevé de son orbite, le satellite s'est séparé du lanceur.

Son plus loin le mouvement s'est produit par inertie.

Base physique du vol satellite

Pour qu’un corps devienne un satellite artificiel, deux conditions fondamentales doivent être remplies :

communiquer au corps une vitesse horizontale de 7,8 km/sec (première vitesse cosmique) pour vaincre la gravité terrestre ;
le déplaçant des couches denses de l’atmosphère vers des couches très raréfiées qui n’offrent pas de résistance au mouvement.

Ayant atteint la vitesse de fuite, le satellite tourne autour de la planète sur une orbite circulaire.

Si sa période de rotation est égale à 24 heures, alors le satellite tournera de manière synchrone avec la Terre, comme s'il survolait la même zone de la planète. Une telle orbite est dite géostationnaire, et son rayon, à une vitesse donnée de l'appareil, devrait être six fois supérieur au rayon de la Terre. À mesure que la vitesse augmente jusqu'à 11,2 km/sec, l'orbite s'allonge de plus en plus, se transformant en une ellipse. C’est sur cette orbite que s’est déplacée la première idée de la cosmonautique soviétique. Au même moment, la Terre se trouvait à l’un des foyers de cette ellipse. La plus grande distance du satellite à la Terre était de 900 km.

Mais en cours de mouvement, il a néanmoins plongé dans les couches supérieures de l'atmosphère, a ralenti et s'est progressivement rapproché de la Terre. En fin de compte, en raison de la résistance de l'air, réchauffé et brûlé dans les couches denses de l’atmosphère.

60 ans d'histoire de lancements de satellites

Le lancement et le vol de cette petite boule d'argent à une distance aussi considérable de la Terre furent un triomphe de la science soviétique pour cette période. Cela a été suivi par un certain nombre d'autres lancements, qui poursuivaient principalement des objectifs militaires. Ils remplissaient des fonctions de reconnaissance et faisaient partie des systèmes de navigation et de communication.

Les ouvriers modernes du ciel étoilé se produisent une énorme quantité de travail pour le bien de l’humanité. Outre les satellites destinés à la défense, sont demandés :

Satellites de communication (répéteurs), fournir des communications stables et indépendantes des conditions météorologiques sur une vaste zone de la planète.
Satellites de navigation, servant à déterminer les coordonnées et la vitesse de tous les types de transport et à déterminer l'heure exacte.
Satellites, vous permettant de photographier des zones de la surface terrestre. Les photographies « spatiales » sont demandées par de nombreux services au sol (forestiers, écologistes, météorologues, etc.) ; elles sont utilisées pour créer des cartes extrêmement précises de n'importe quelle partie de la planète.
Les satellites « scientifiques » sont des plateformes pour tester de nouvelles idées et technologies, des outils pour obtenir des informations scientifiques uniques.

La fabrication, le lancement et la maintenance des engins spatiaux nécessitent d'énormes dépenses, c'est pourquoi des projets internationaux ont commencé à apparaître. L'un d'eux Système INMASART, fournir aux navires en haute mer des communications stables. C'est grâce à elle que de nombreux navires et vies humaines ont été sauvés.

Regarde le ciel nocturne

La nuit, parmi la dispersion des étoiles en diamant, vous pouvez voir des points lumineux brillants et non clignotants. S'ils se déplacent en ligne droite et survolent tout le ciel en 5 à 10 minutes, alors vous avez vu un satellite. Seuls des satellites assez grands, d'au moins 600 m de long, peuvent être observés à l'œil nu. Ils ne sont visibles que lorsqu'ils reflètent la lumière du soleil.

Ces objets comprennent station spatiale internationale (ISS). Vous pouvez le voir deux fois en une nuit. Il se déplace d’abord de la partie sud-est du ciel vers le nord-est. Après environ 8 heures, elle apparaît au nord-ouest et disparaît derrière la partie sud-est de l'horizon. Le meilleur moment pour l’observer est de juin à juillet, une heure après le coucher du soleil et 40 à 60 minutes avant le lever du soleil.

En suivant du regard le point lumineux, rappelez-vous combien d'efforts et de connaissances ont été investis dans ce miracle de la pensée technique, quel courage ont les personnes travaillant à bord de la station orbitale.

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