Введение

Человечество стремительно развивается, создает машины для облегчения собственного труда и все больше зависит от созданных им же технологий. Каждый день мы создаем все более сложные механизмы, начиная от смартфонов и заканчивая космическими орбитальными станциями. Наше общество можно назвать информационным, ведь теперь, благодаря нашим научным достижениям, мы можем связываться с человекам, находящимся на любой точке планеты, и информация становится одним из важнейших инструментов нашего общества. Помимо связи, нам требуется знать и больше о нашей планете, о погоде, сейсмической активности. Также важен для нас вопрос навигации. Для выполнения всех этих задач, человечество создавало множество приборов, аппаратов и изобретений : телеграф, телефон, компас, карты… Но одними из самых важных, являются космические спутники. Космические аппараты стали неотъемлемой частью нашей жизни, ведь они обеспечивают телефонную связь, теле- и радиовещание, помогают определять погоду, определять наше местоположение. В космосе спутники находятся на нескольких основных орбитах, но мы затронем лишь самую дальнюю – геостационарную. Определим, какие проблемы возникают у космических аппаратов на данной орбите, и рассмотрим пути их решения.

Геостационарная орбита

Геостационарная орбита ( ГСО)— круговая орбита, расположенная над экватором Земли (0° широты, находясь на которой, искусственный спутник обращается вокруг планеты с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения Земли вокруг оси.

Спутник, находящийся на геостационарной орбите, неподвижен относительно поверхности Земли, поэтому его местоположение на орбите называется точкой стояния. В результате, сориентированная на спутник и неподвижно закреплённая направленная антенна может сохранять постоянную связь с этим спутником длительное время.

Высоту и скорость спутника на ГСО можно вычислить по формулам.

Так как КА находится на ГСО и не меняет свою орбиту, то справедливо уравнение:

Угловая скорость земли и КА одинаковы, поэтому:

=3068 м/с

Типы существующих спутников на гсо

На данный момент ГСО орбита активно используется, это связано с её уникальными свойствами. Ведь благодаря более дальнему расположению, значительно увеличился обзор для КА, таким образом, с помощью одного спутника можно контролировать треть поверхности земли, тогда как на более низких орбитах для этого потребуется несколько таких аппаратов. Также на данной орбите спутник может оставаться неподвижным для одной точки на поверхности земли, таким образом, ГСО обеспечивает стабильность работы и сориентированная на спутник и неподвижная антенна может сохранять связь с этим спутником на длительное время. Благодаря данным свойствам на ГСО используют разные виды спутников:

1)метеорологические (рис)

2)навигационные(рис)

3)разведывательные

4)cпутники связи (рис)

5)телекоммуникационные(рис).

Ракеты-носители способные доставить ка на гсо

Серьезной проблемой является доставка КА на ГСО. Так как данная орбита находится на значительном расстоянии, то для доставки грузов на неё, требуются мощные ракеты-носители. Что же такое ракета носитель?

Ракета-носитель – это многоступенчатая баллистическая ракета, предназначенная для доставки грузов в космическое пространство.

Ракеты-носители делятся по нескольким классификациям:

1)количество ступеней

Существуют двухступенчатые, трехступенчатые и четырехступенчатые ракеты(рис);

2) компоновка двигателей

Это ракеты с продольной компоновкой двигателей (тандемной ), с параллельной (пакетная) и условно-пакетная(рис) ;

3)используемые двигатели

Существуют ракеты с жидкостными реактивными двигателями (ЖРД), с твердотопливными реактивными двигателями (ТРД) и с различными комбинациями на ступенях;

4)масса полезной нагрузки

Легкие, средние, тяжелые и сверхтяжелые ракеты-носители(Рис).

На ГСО спутники могут выводить только тяжелые и сверхтяжелые ракеты-носители. На данные момент действующими ракетами-носителями, которые могут вывести груз на ГСО, являются:

1) Ракета-носитель “Протон” с массой полезной нагрузки 3700 кг (рис)

2)”Союз-2.1А” с массой полезной нагрузки 650 кг (рис)

3) “Союз-2.1Б” с массой полезной нагрузки 650 кг(рис)

4)”Ангара” с массой полезной нагрузки от 1000 до 11000 кг (рис)

5)Delta-4 с массой полезной нагрузки до 6275 кг.(рис)