Continuamos nossa série de artigos "Tudo sobre tudo". Desta vez, vamos falar sobre satélites.
Não muito tempo atrás, os satélites eram dispositivos exóticos e supersecretos. Eles eram usados \u200b\u200bprincipalmente para fins militares, navegação e espionagem. Agora eles são parte integrante da vida moderna. Podemos vê-los na previsão do tempo, na televisão e até mesmo em ligações regulares. Os satélites também costumam desempenhar um papel de apoio em algumas áreas:
- Alguns jornais e revistas são rápidos porque enviam materiais a diferentes impressoras por meio de satélites para acelerar a distribuição local.
- Antes de transmitir o sinal pelos fios aos usuários tV a cabo, os provedores de serviço usam satélites para transmitir o sinal.
- Recentemente, as oportunidades de geolocalização fornecidas pelos sistemas GPS e GLONASS ganharam popularidade sem precedentes. Com a ajuda deles, podemos chegar ao mês requerido com mais rapidez e precisão.
- As mercadorias que compramos são entregues pelos fabricantes do fornecedor de forma mais eficiente, graças à logística de geolocalização com GPS e GLONASS.
- Beacons de aeronaves acidentadas e navios em perigo enviam sinais para equipes de resgate via satélite.
O que é o Sputnik?
Um satélite em geral é um objeto que orbita um planeta em uma órbita circular ou elíptica. Por exemplo, a Lua é um satélite natural natural da Terra, mas existem muitos mais satélites feitos pelo homem (artificiais), que geralmente estão mais próximos da Terra.O caminho seguido por um satélite é chamado de órbita. O ponto da órbita mais distante da Terra é chamado de apogeu, o mais próximo é chamado de perigeu.
Os satélites artificiais não são produzidos em massa. A maioria dos satélites foi fabricada especialmente para cumprir as funções pretendidas. As únicas exceções são os satélites GPS / GLONASS (dos quais existem cerca de 20 cópias para cada um dos sistemas) e os satélites do sistema Iridium (dos quais existem mais de 60 cópias, eles são usados \u200b\u200bpara comunicação de voz).
Existem também cerca de 23.000 objetos que são lixo espacial. Esses objetos são grandes o suficiente para serem detectados pelo radar. Ou eles acabaram acidentalmente em órbita ou esgotaram sua utilidade. O número exato depende de quem está contando. A carga útil que caiu na órbita errada, os satélites que ficaram sem baterias e também os restos dos blocos de reforço dos foguetes - tudo isso constitui lixo espacial. Por exemplo, este catálogo de satélites online contém cerca de 26.000 objetos.
Embora qualquer objeto orbitando a Terra possa realmente ser chamado de satélite, o termo "satélite" é comumente usado para descrever um objeto útil colocado em órbita para alguns propósitos importantes. Freqüentemente ouvimos sobre satélites meteorológicos, satélites de comunicação e satélites científicos.
De quem foi o primeiro satélite a orbitar a Terra?
Em geral, a Lua deve ser considerada o primeiro satélite da Terra :)
Para nossa alegria comum, o primeiro satélite artificial da Terra foi o Sputnik 1, lançado pela União Soviética em 4 de outubro de 1957. Viva, camaradas!
No entanto, devido ao mais estrito sigilo que existia na época, não existem fotos desse famoso lançamento em domínio público. O Sputnik 1 tinha 23 polegadas (58 centímetros) de comprimento, pesava 184 libras (83 kg) e tinha o formato de uma bola de metal. No entanto, para aquela época foi uma conquista importante. O conteúdo do satélite parece escasso para os padrões modernos:
- Termômetro
- Bateria
- Transmissor de rádio - altera o tom de seus sons de acordo com o termômetro
- Nitrogênio - pressão criada dentro do satélite
Após 92 dias, a gravidade cobrou seu preço e o Sputnik 1 queimou na atmosfera da Terra. Trinta dias após o lançamento do Sputnik-1, a cadela Laika voou em um satélite de meia tonelada com ar. Este satélite queimou na atmosfera em abril de 1958.
O Sputnik 1 é um bom exemplo de como um satélite pode ser simples. Como veremos mais tarde, os satélites modernos são muito mais complexos, mas a ideia básica é simples.
Como os satélites são colocados em órbita?
Todos os satélites modernos entram em órbita usando foguetes. Alguns foram colocados em órbita no compartimento de carga do ônibus espacial. Vários países e até mesmo empresas comerciais têm a capacidade de lançar satélites em órbita, e agora não é incomum colocar em órbita um satélite pesando várias toneladas.
Para a maioria dos lançamentos programados, o foguete é normalmente vertical para cima. Isso permite que ele atravesse as camadas densas da atmosfera rapidamente e com consumo mínimo de combustível.
Depois que o míssil é lançado verticalmente para cima, o sistema de orientação do míssil usa um sistema de orientação inercial para guiar os bicos do míssil e conduzi-lo à sua trajetória pretendida. Na maioria dos casos, o foguete está se dirigindo para o leste porque a própria Terra gira para o leste, o que permite ao foguete adicionar aceleração "livre". A força dessa aceleração "livre" depende da velocidade de rotação da Terra no local de lançamento. A maior aceleração é no equador, onde a distância ao redor da Terra é maior e, conseqüentemente, a velocidade de rotação também.
Qual é o tamanho da aceleração no lançamento equatorial? Para uma estimativa aproximada, podemos calcular o comprimento do equador da Terra multiplicando seu diâmetro por pi (3,141592654 ...). O diâmetro da Terra é de aproximadamente 12.753 quilômetros. Multiplicando por pi, obtemos uma circunferência de cerca de 40.065 quilômetros. Para atravessar toda a circunferência em 24 horas, um ponto na superfície da Terra deve se mover a uma velocidade de 1.669 km / h. O lançamento de Baikonur no Cazaquistão não oferece uma aceleração tão grande da rotação da Terra. A velocidade de rotação da Terra na região de Baikonur é de cerca de 1.134 km / he na região de Plesetsk é geralmente de 760 km / h. Assim, o lançamento do equador dá mais aceleração "livre". Em geral, a Terra não é exatamente uma esfera - é achatada. Portanto, nossa estimativa da circunferência da Terra é um tanto imprecisa.
Mas espere, você diz, se os foguetes são capazes de atingir velocidades de milhares de quilômetros por hora, o que dará um pequeno impulso? A resposta é que os foguetes, junto com o combustível e a carga útil, são muito pesados. Por exemplo, de acordo com a Wikipedia, o impulsionador de prótons tem uma massa de lançamento de 705 toneladas. Para acelerar tal massa até 1.134 km / h, requer uma grande quantidade de energia e, portanto, uma grande quantidade de combustível. Portanto, o lançamento do equador oferece benefícios tangíveis.
Quando o foguete atinge o ar muito rarefeito a uma altitude de cerca de 193 quilômetros, o sistema de controle do foguete inclui pequenos motores suficientes para girar o foguete para a posição horizontal. Em seguida, o satélite é separado do foguete. O foguete então liga os motores novamente para fornecer alguma separação entre o foguete e o satélite.
Sistema de orientação inercial
O foguete deve ser controlado com muita precisão para lançar o satélite na órbita necessária, e os erros neste assunto são muito caros (lembre-se das falhas do Roscosmos com os satélites GLONASS ou a sonda Phobos-Grunt, que acabou na órbita errada em que deveriam estar) Os sistemas de orientação inercial dentro dos mísseis tornam esse controle possível. Tal sistema determina a posição exata do foguete e sua direção medindo a aceleração do foguete usando giroscópios e acelerômetros. Localizados no gimbal, os eixos do giroscópio sempre apontam na mesma direção. Além disso, a plataforma do giroscópio contém acelerômetros que medem a aceleração em três eixos diferentes. Se o sistema de controle souber a posição inicial do foguete no momento do lançamento e a aceleração no momento do vôo, ele poderá calcular a posição do foguete e a orientação no espaço.Velocidade orbital e altitude
O foguete deve acelerar a uma velocidade de pelo menos 40 320 km / h (11,2 km / s) para escapar completamente da gravidade da Terra e ir para o espaço. Essa velocidade é chamada de segunda velocidade cósmica e é diferente para diferentes corpos celestes.
A segunda velocidade cósmica da Terra é muito maior do que a velocidade necessária para colocar os satélites em órbita. Os satélites não precisam sair da gravidade da Terra, eles precisam se equilibrar contra ela. A velocidade orbital é a velocidade necessária para equilibrar a atração gravitacional e a inércia do satélite. Em média, essa velocidade é de 27.359 km / h a uma altitude de cerca de 242 quilômetros. Sem gravidade, a inércia do satélite o empurrará para o espaço. Embora, mesmo se a gravidade estiver presente, uma velocidade muito alta do satélite o tirará da órbita da Terra para o espaço sideral. Por outro lado, se o satélite se mover lentamente, sob a influência da gravidade, ele cairá de volta para a Terra. Se o satélite tiver uma certa velocidade correta, a gravidade será equilibrada pela inércia do satélite, a gravidade da Terra será suficiente para o satélite se mover em uma órbita circular ou elíptica e não voar para o espaço em linha reta.
A velocidade orbital do satélite depende da altura do satélite. Quanto mais perto da Terra, maior será a velocidade necessária. A uma altitude de 200 quilômetros, a velocidade orbital necessária é de cerca de 27.400 km / h. Para manter uma órbita de 35.786 km, o satélite deve orbitar a uma velocidade de cerca de 11.300 km / h. Essa velocidade orbital permitirá que o satélite faça uma revolução ao redor da Terra em 24 horas. Como a própria Terra gira a uma velocidade de 24 horas, o satélite a uma altitude de 35.786 km permanecerá estritamente acima do mesmo ponto na superfície da Terra. Esta órbita é chamada de "geoestacionária". As órbitas geoestacionárias são ideais para satélites meteorológicos e de comunicações.
A Lua tem uma "altitude" de 384.400 quilômetros em relação à Terra e sua velocidade orbital é de 3.700 km / h. Ele completa uma revolução completa em sua órbita em 27.322 dias. Observe que sua velocidade orbital é menor porque está mais longe do que os satélites artificiais.
Em geral, quanto mais alta a órbita, mais tempo o satélite pode permanecer em órbita. Em baixas altitudes, o satélite entra na atmosfera, o que cria atrito. A fricção retira parte da energia do movimento do satélite e ele atinge camadas mais densas e, caindo na Terra, queima na atmosfera. Em altitudes elevadas, onde há quase um vácuo, não ocorre atrito e o satélite pode permanecer em órbita por séculos (veja a Lua, por exemplo).
Os satélites geralmente têm uma órbita elíptica primeiro. As estações de controle em solo usam os pequenos motores a jato do satélite para corrigir a órbita. O objetivo é tornar a órbita o mais circular possível. Ligar o motor a jato no apogeu da órbita (o ponto mais distante) e aplicar força na direção do vôo move o perigeu para longe da Terra. Como resultado, a órbita se aproxima da forma circular.
Continua…
Se um membro da tripulação da ISS que foi para o espaço levou uma pequena caixa com ele e a jogou no espaço, isso não significa que a estação está passando por uma limpeza geral. Muito provavelmente, um pequeno satélite partiu em seu caminho orbital. O lançamento de nanossatélites agora se tornou, se não barato, um prazer relativamente acessível, e estudantes e até mesmo entusiastas do faça você mesmo se juntaram à exploração espacial.
Oleg Makarov
Um grande satélite sério, por exemplo, daqueles que servem o sistema GPS, pesa uma tonelada e meia a duas toneladas, e o custo de sua fabricação e lançamento em órbita ultrapassa US $ 100 milhões. A ordem dos preços é cósmica e não há nada que você possa fazer a respeito - mesmo um quilograma de argila enviado ao espaço, se tornará quase sem exagero ouro. Mas se não houver tantos quilos de alguma coisa, o lançamento de uma espaçonave pode se tornar um evento muito mais orçamentário.
O primeiro satélite artificial da Terra, embora não contivesse nada, exceto um transmissor de rádio, pesava 83,6 kg. Desde então, a eletrônica avançou, miniaturizada em ordens de magnitude, e agora satélites pesando de vários quilogramas a vários gramas podem, ao que parece, ser bastante funcionais. Assim que ficou claro, a exploração espacial deixou de ser prerrogativa exclusiva de departamentos governamentais e enormes foguetes e corporações espaciais: chegou a hora da construção de satélites para estudantes e amadores, com a qual a segunda onda de romance espacial está surgindo gradualmente. E essa onda também não passou pela Rússia.
CubeSat é um nano-satélite desenvolvido pela California Polytechnic e pela Stanford University especificamente para estudantes e experimentos espaciais amadores. Mede 10 x 10 x 10 cm e pesa 1,3 kg. Hoje em dia, um kit de montagem de nanosatélite pode ser adquirido em uma loja.
Se encontraram
Seria possível imaginar 20-40 anos atrás que a criação de uma espaçonave em órbita se tornaria o tema dos trabalhos dos alunos? Hoje, os alunos do Departamento de Projeto de Instalações de Computação Eletrônica da Southwestern State University (Kursk) estão criando equipamentos para serem colocados em órbita. “Não somos a única universidade na Rússia onde satélites estão sendo desenvolvidos”, disse o chefe do Centro de Desenvolvimento de Pequenas Naves Espaciais, Professor Associado Valerian Pikkiev. - Existem dispositivos feitos no MSTU im. Bauman, Universidade Estadual de Moscou, Academia Espacial Militar. A.F. Mozhaisky, no entanto, este ainda é um trabalho profissional sério, no qual todo o potencial científico de nossas principais universidades está envolvido. Temos o equipamento e as experiências que serão realizadas com a ajuda deste equipamento - tudo é inventado pelos próprios alunos. ”
O Departamento de Projeto de Instalações de Computação Eletrônica da South-Western State University foi fundado em 1965 e estava engajado no desenvolvimento de vários produtos eletrônicos para empresas domésticas, incluindo dispositivos militares. Entre eles estavam vacuômetros - dispositivos para medir a concentração de partículas em meios rarefeitos. Esses dispositivos despertaram o interesse de empresas da indústria espacial e de foguetes - NPO im. Lavochkin e RSC Energia.
Voando em um terno velho
A esta altura, a Energia já possuía um programa próprio de criação e lançamento de pequenos satélites. “Tudo começou há 15 anos”, diz Sergei Samburov, especialista líder da RSC Energia. - Em 1997, o cosmonauta Valery Polyakov sugeriu comemorar o 40º aniversário do primeiro satélite com o lançamento de uma cópia menor. A proposta foi acatada e alunos de Kabardino-Balkaria e da Reunião Francesa participaram da construção do aparelho (ainda que simbólico). O satélite não apenas se parecia externamente com seu protótipo, mas também reproduzia seu "enchimento", incluindo o transmissor de sinal "beep-beep-beep". Claro, um transportador separado não foi usado para este aparelho - ele foi entregue pela espaçonave Progress à estação orbital Mir, e lá, durante a caminhada espacial planejada, ele foi lançado ao espaço sideral.
O lançamento de uma cópia menor do primeiro satélite causou verdadeiro alvoroço entre os rádios amadores de todo o mundo, principalmente entre aqueles que, com saudade, relembraram a juventude e o sinal de rádio via satélite de 1957. Decidiu-se dar continuidade ao tema, e no ano seguinte foi lançado mais um satélite de rádio amador, que transmitia canções e dirigia ao público do planeta Terra em diferentes idiomas. A tecnologia de lançamento de satélites de estações orbitais a bordo foi aprimorada e, em 2002, a RSC Energia, juntamente com o Instituto de Pesquisas Espaciais, colocou em órbita uma pequena espaçonave Kolibri com equipamento científico. Ele foi lançado assim: quando o Progress foi desencaixado da ISS, sua escotilha permaneceu sem segurança. Um contêiner foi instalado dentro do navio, que, quando o cartucho pirotécnico queimou a corda de sustentação, literalmente disparou um satélite.
E em 2006, RSC Energia, juntamente com representantes da empresa americana de radioamadores AMSAT, deu origem a um dos projetos mais originais da história da exploração espacial. Decidiu-se fazer um novo satélite de radioamador com base no desatualizado traje espacial Orlan-M, que serviu de plataforma para a montagem do equipamento entregue à ISS. Não havia equipamento científico no satélite "Radioskaf-1" (também conhecido como SuitSat-1) - apenas antenas (montadas no capacete), uma estação de rádio, uma unidade de locutor digital para transmissão de programas de som, duas câmeras (digital e filme) e uma bateria. É interessante que a bateria padrão do traje espacial não coube - ela foi projetada para um pequeno número de ciclos de carga-descarga, e um satélite experimentando quedas de temperatura em órbita de menos 100 para mais 100 graus Celsius consumiria o recurso de tal dispositivo muito rapidamente. Além disso, o "Radioskaf-1" não contava com painéis solares e dependia apenas da bateria. Em fevereiro, o cosmonauta Valery Tokarev da ISS, tendo entrado no espaço sideral, empurrou para longe um velho traje espacial com um novo enchimento, e o satélite partiu para uma missão de duas semanas.
Scaf e guarda-roupa
Apesar de todo o exotismo do projeto, o traje espacial acabou se revelando uma plataforma muito interessante para pequenos satélites. Primeiramente, não precisa ser entregue no ISS, pois já foi entregue lá. Em segundo lugar, a forma oblonga abre oportunidades para a estabilização passiva devido à distribuição desigual da carga (a parte mais pesada sempre "gravitará" para a Terra, e o satélite não girará em torno de seu eixo). Finalmente, o traje espacial tem um cilindro que pode conter oxigênio ou outro gás sob uma pressão de 100 atm. Isso pode ser usado para implantar elementos de satélite infláveis.
No entanto, enquanto na RSC Energia o plano do “Radioscaphe-2” foi amadurecido - novamente com base em um traje espacial, houve uma discrepância. Outro velho traje espacial, no qual queriam montar um satélite, teve que ser jogado para fora da ISS, sem esperar a disponibilidade do equipamento para o segundo satélite: há muito falta de espaço. “Não podíamos esperar mais cinco anos para que o novo traje espacial, que substituiu o antigo, envelhecesse”, diz Sergei Samburov. - Portanto, como estamos brincando, ao invés do “Radioscaphe” tivemos que fazer um “Armário de Rádio”, ou seja, uma estrutura em forma de paralelepípedo retangular com dimensões de 500 x 500 x 300 mm. O projeto foi programado para coincidir com o aniversário de meio século do vôo de Gagarin, e o próprio dispositivo foi nomeado Cedar em homenagem ao indicativo de chamada do primeiro cosmonauta do planeta. " Ele também teve mais um nome - ARISSat-1, após o nome da associação internacional de rádios amadores que trabalham com satélites lançados da ISS. O satélite foi realizado em cooperação internacional, mas também pela primeira vez, o Departamento de Design de Sistemas de Computação Eletrônica da South-Western State University participou ativamente da sua criação, que se tornou um parceiro pleno do projeto "Radioscaf" em 2010. É aqui que o equipamento científico projetado pelos alunos de Kursk veio a calhar - aqueles medidores de vácuo. É claro que os criadores de "Cedar" não se esqueceram dos rádios amadores, para os quais foi proporcionada a difusão de mensagens em diferentes línguas do mundo. O satélite foi colocado em órbita da ISS em 3 de agosto de 2011 e completou com sucesso sua missão, em particular, fazendo medições de densidade de partículas em um espaço sem ar em órbitas de diferentes alturas.
Nanosatélite sobre os Andes
“Continuamos a trabalhar no programa Radioscaf em cooperação com a RSC Energia, que financia parcialmente nossas atividades e realiza o lançamento de dispositivos para estudantes e radioamadores dentro de seus próprios programas experimentais”, diz Valerian Pikkiev. - Outro satélite - "Chaski-1" - estamos fazendo junto com alunos da Universidade Técnica do Peru. Será um satélite no popular formato nano CubeSat (um cubo com lados de 10 cm, peso 1,3 kg). Não haverá nenhum equipamento científico no aparelho, porém, pretendemos testar quadros especialmente concebidos que possibilitem estabilizar passivamente o satélite ao longo das linhas do campo magnético terrestre. Além disso, câmeras com baixa resolução serão instaladas no Chaski-1. Eles permitirão tirar fotos da superfície terrestre (duas câmeras no espectro visível, duas no infravermelho), a imagem delas estará disponível para rádios amadores. Também trabalharemos na linha de comando em 144, 430 MHz. Tudo isso nos permitirá lançar equipamentos científicos no próximo satélite conjunto, em particular, uma nova geração de nossos vacuômetros, que agora são capazes de registrar não só a concentração de partículas, mas também determinar sua natureza. ”
Onde jogar - essa é a questão
Claro, os nanossatélites podem ser lançados de maneiras diferentes. Existe uma variante de colocar um cassete com satélites entre o segundo e o terceiro estágios de um foguete, colocando em órbita, digamos, um satélite de comunicações pesado. Conceitos de lançamento de foguetes de aeronaves de dois estágios estão sendo desenvolvidos, semelhantes ao projeto LauncherOne da Virgin Galactic. No entanto, enquanto a ISS existir, ela representará, talvez, a plataforma mais confiável para tais lançamentos, e para esse propósito é usada tanto por cosmonautas russos quanto por astronautas dos Estados Unidos e do Japão. No entanto, aqui também o fator humano pode ser minimizado.
A história da construção de satélites de rádio amador e estudante russo começou em 1996, quando, por iniciativa do cosmonauta Valery Polyakov, uma cópia menor do primeiro satélite do mundo foi lançada da estação Mir. O vôo atraiu grande interesse de rádios amadores de todo o mundo.
“Agora, como parte do nosso programa, estamos fazendo um canhão para lançar pequenos satélites”, diz Sergei Samburov. - Será uma caixa do tamanho de um sapato, e dentro terá uma mola que, ao comando, empurrará o satélite para fora na hora certa. E isso não é tão fácil na realidade, já que o aparelho deve ser lançado na direção certa, dando-lhe rotação. Se você simplesmente jogar o satélite para longe da estação, de acordo com as leis da balística, ele retornará para a estação. Você precisa lançar o vetor de movimento ou contra o vetor, mas você não pode seguir o vetor, porque então o satélite irá subir para uma órbita mais alta e irá voar sobre a estação, e se a estação corrigir a órbita, uma colisão pode ocorrer. A probabilidade é pequena, mas existe. Você tem que jogar contra o vetor, e então o aparelho vai para baixo da estação, e então o ultrapassa e nunca irá colidir com ele. A técnica de lançar manualmente um satélite é bastante complicada e, mesmo na Terra, os astronautas a praticam durante o treinamento em uma piscina de hidromassagem. Se um dispositivo automático para atirar em satélites for criado, a tripulação precisará fazer exatamente duas coisas: puxar o dispositivo para o espaço e, ao retornar à estação, dar um comando de lançamento.
Útil e seguro
Hoje, RSC Energia criou uma subdivisão especial para lidar com pequenas espaçonaves. A principal tarefa da sua atividade é educacional. “Os alunos que durante os seus estudos participaram na criação de naves espaciais virão até nós como especialistas com experiência prática em design. Isso é muito importante para nós, - diz Sergey Samburov. “Além disso, não se deve pensar que pequenos satélites são adequados apenas para aprendizado e hobbies. Eles podem ser usados \u200b\u200bpara trabalhar a tecnologia de movimento e manobra, sistemas de estabilização, a operação de novos dispositivos para tarefas bastante sérias. E com um custo relativamente baixo desses dispositivos, o custo de um erro é menor, o que poderia arruinar uma sonda ou satélite grande e caro. "
Resta apenas a última pergunta: o entusiasmo mundial por nanosatélites se tornará outro fator na poluição do espaço próximo à Terra - afinal, há detritos espaciais suficientes em órbitas. “Não há nada com que se preocupar”, explica Valerian Pikkiev. - Os satélites amadores não pertencem a centenários orbitais. Da altitude da ISS (cerca de 400 km), nossos satélites voam para as camadas densas da atmosfera por apenas seis meses. Além disso, nós os fabricamos com materiais que queimam facilmente com a fricção contra o ar, de forma que nenhuma de nossas criaturas jamais cairá na cabeça de ninguém.
Em janeiro de 2018, o primeiro lançamento ilegal bem-sucedido de um satélite no espaço, ou melhor, quatro pequenos drones orbitais experimentais, ocorreu pela primeira vez na história humana.
O lançamento ilegal de satélites chamados SpaceBee-1, 2, 3 e 4 ao espaço foi administrado pela empresa americana Swarm Technologies, que concordou com especialistas indianos que eles também carregariam quatro drones do tamanho de um livro no Veículo de Lançamento de Satélite Polar, juntamente com três dúzias de outros satélites.
Na década de 2000, a Organização de Pesquisa Espacial Indiana (ISRO) se propôs a lançar centenas de satélites em órbita para atender às necessidades do estado e dos negócios, e alcançou um sucesso notável nessa direção, então não foi difícil "agarrar" vários dispositivos comerciais para eles. ...
De acordo com dados abertos, o último lançamento bem sucedido de um foguete PSLV com satélites na Índia, EUA, Canadá, Finlândia, França e Coréia do Sul ocorreu em 12 de janeiro de 2018.
Foi só depois que os satélites da Swarm Technologies estiveram no espaço que as autoridades regulatórias dos EUA deram o alarme: é difícil rastrear pequenos objetos em órbita normalmente, mas ao mesmo tempo eles representam um perigo mortal para qualquer dispositivo ou nave com o qual possam colidir.
O conflito legal com a Swarm Technologies é que não é a Índia, mas os Estados Unidos, onde a empresa está registrada, os responsáveis \u200b\u200bpor suas ações no espaço. A comunidade científica está especialmente indignada com isso, que exige entender como um grupo de particulares, em segredo do Estado, colocou seus satélites em órbita em um momento em que até o Pentágono é obrigado a relatar estritamente sobre tais coisas, com raras exceções.
De acordo com outra publicação online IEEE Spectrum, os satélites SpaceBee-1, 2, 3 e 4 destinam-se a "comunicações de satélite bidirecionais e transmissão de dados dos Estados Unidos." Sabe-se sobre a própria Swarm Technologies que ela "cresceu" a partir de uma startup bem conhecida nos círculos profissionais do Vale do Silício, na Califórnia.
A empresa foi fundada há dois anos pela engenheira aeroespacial canadense, ex-funcionária da NASA e do Google Sara Spangelo, e pelo desenvolvedor independente Benjamin Longmeyer, professor da Universidade de Michigan, que vendeu sua empresa anterior, Aether Industries, para a Apple.
A empresa tem apenas cinco funcionários, e toda essa equipe está trabalhando em um sistema que permitirá às empresas usar o poder da Internet via satélite para criar uma rede unificada de navios, caminhões, carros, equipamentos agrícolas e qualquer outra coisa que possa receber um endereço IP. A Internet para todos esses dispositivos em qualquer lugar do mundo deve ser distribuída pela SpaceBee-1, 2, 3 e 4, bem como por suas contrapartes futuras.
Presumivelmente, a Swarm Technologies precisava de seus próprios satélites para mostrar aos investidores em potencial como a Internet via satélite pode ser barata, dada a abordagem correta para os negócios dentro da estrutura do conceito de “Internet das Coisas”.
Tudo ficaria bem, mas em dezembro de 2017, a Comissão Federal de Comunicações dos EUA rejeitou oficialmente o pedido da empresa para o lançamento de satélites experimentais por razões de segurança, após o que as startups simplesmente ignoraram essa decisão, criando assim um precedente perigoso que poderia se transformar em uma catástrofe ou na morte de astronautas no futuro. Ainda não se sabe se os engenheiros empreendedores serão punidos ou serão capazes de concluir o trabalho em seu projeto.
fontes
Amanhã o mundo inteiro celebrará o Dia da Cosmonáutica. Em 12 de abril de 1961, pela primeira vez na história, a União Soviética lançou a bordo um navio tripulado que era Yuri Gagarin. Hoje vamos mostrar como o segundo satélite de telecomunicações do Cazaquistão, KazSat-2 (KazSat-2), foi lançado do cosmódromo de Baikonur no final de 2011 com a ajuda do veículo de lançamento Proton-M. Como a espaçonave foi lançada em órbita, em que estado está, como e onde é controlada? Saberemos mais sobre isso neste ensaio fotográfico.
1. 12 de julho de 2011. O foguete espacial russo mais pesado, "Proton-M", com o satélite de comunicações nº 2 do Cazaquistão e o SES-3 americano (OS-2), é levado ao local de lançamento. O Proton-M é lançado apenas do cosmódromo de Baikonur. É aqui que existe a infraestrutura necessária para atender a este mais complexo foguete e sistema espacial. O lado russo, ou seja, o fabricante do aparelho, o Centro Espacial Khrunichev, garante que o KazSat-2 servirá por pelo menos 12 anos.
Desde a assinatura do acordo de criação do satélite, o projeto foi revisado diversas vezes, e o lançamento propriamente dito foi adiado pelo menos três vezes. Como resultado, "KazSat-2" recebeu uma base de elemento fundamentalmente nova e um novo algoritmo de controle. Mas o mais importante, o satélite foi equipado com os mais recentes e confiáveis \u200b\u200bdispositivos de navegação produzidos pela empresa francesa ASTRIUM.
É um medidor vetorial de velocidade angular giroscópico e sensores astronômicos. Com a ajuda de sensores astronômicos, o satélite se orienta no espaço pelas estrelas. Foi a falha do equipamento de navegação que levou ao facto de o primeiro "KazSat" ter sido perdido em 2008, o que quase causou um escândalo internacional.
2. O percurso do foguete com a fonte de alimentação e os sistemas de termostato da ogiva conectada a ele, onde o estágio superior do Breeze-M e os satélites estão localizados, leva cerca de 3 horas. A velocidade do trem especial é de 5 a 7 quilômetros por hora, o trem é atendido por uma equipe de motoristas especialmente treinados.
Outro grupo de pessoal de segurança do cosmódromo inspeciona os trilhos da ferrovia. A menor carga não nominal pode danificar o foguete. Ao contrário de seu antecessor, o KazSat tornou-se mais intensivo em energia.
O número de transmissores aumentou para 16. Havia 12 deles no "KazSat-1". E a potência total do transponder foi aumentada para 4 quilowatts e meio. Isso permitirá que você bombeie uma ordem de magnitude a mais de dados de todos os tipos. Todas essas mudanças afetaram o custo do dispositivo. Foi de US $ 115 milhões. O primeiro aparelho custou 65 milhões ao Cazaquistão.
3. Os habitantes da estepe local observam em silêncio tudo o que acontece. Navios do deserto)
4. As dimensões e capacidades deste foguete são verdadeiramente surpreendentes. Seu comprimento é de 58,2 metros e seu peso é de 705 toneladas. No início, o empuxo dos 6 motores da primeira fase do veículo lançador é de cerca de 1.000 toneladas. Isso possibilita o lançamento de objetos pesando até 25 toneladas em uma órbita próxima à Terra de referência e até 5 toneladas em uma órbita geoestacionária alta (30 mil km da superfície da Terra). É por isso que o Proton-M é insubstituível quando se trata de lançar satélites de telecomunicações.
Não existem duas espaçonaves iguais, porque cada espaçonave é uma tecnologia completamente nova. Em um curto período, acontece que elementos completamente novos precisam ser alterados. No "KazSat-2" foram aplicadas essas novas tecnologias avançadas, que na época já existiam. Parte do equipamento de produção europeia foi entregue, na parte em que tivemos recusas para "KazSat-1". Acho que o equipamento que temos atualmente no KazSat-2 deve apresentar bons resultados. Tem uma história de voo bastante boa.
5. No cosmódromo, existem atualmente 4 locais de lançamento para o foguete porta-aviões Proton. No entanto, apenas 3 deles, nos locais nº 81 e nº 200, estão em funcionamento. Anteriormente, apenas os militares se engajavam no lançamento desse foguete devido ao fato de que o trabalho com combustível tóxico exigia uma forte liderança de comando. Hoje o complexo está desmilitarizado, embora haja muitos ex-militares nas equipes de combate que retiraram as alças.
A posição orbital do segundo KazSat se tornou muito mais conveniente para o trabalho. É 86 graus e meio de longitude leste. A área de cobertura inclui todo o território do Cazaquistão, parte da Ásia Central e Rússia.
6. Os pores do sol no cosmódromo de Baikonur são exclusivamente tecnológicos! A estrutura maciça logo à direita do centro da imagem é o Proton-M com uma treliça de serviço conectada a ele. Do momento em que o foguete foi retirado até a posição de lançamento do local nº 200, e até o momento do lançamento, 4 dias se passaram. Todo esse tempo, a preparação e o teste dos sistemas Proton-M estão sendo realizados. Aproximadamente 12 horas antes do lançamento, é realizada uma reunião da comissão estadual, que dá permissão para reabastecer o foguete. O reabastecimento começa 6 horas antes do início. A partir desse momento, todas as operações tornam-se irreversíveis.
7. Qual é o benefício que nosso país obtém de ter seu próprio satélite de comunicações? Em primeiro lugar, é uma solução para o problema do suporte de informação no Cazaquistão. Seu satélite ajudará a expandir o leque de serviços de informação para toda a população do país. Este é um serviço de governo eletrônico, Internet, comunicação móvel... O mais importante é que o satélite do Cazaquistão permitirá abandonar parcialmente os serviços de empresas de telecomunicações estrangeiras que prestam serviços de retransmissão à nossa operadora. Estamos falando de dezenas de milhões de dólares, que agora não irão para o exterior, mas para o orçamento do país.
Victor Lefter, presidente do Centro Republicano de Comunicações Espaciais:
O Cazaquistão possui um território bastante grande em comparação com outros países. E devemos entender que não seremos capazes de fornecer esses serviços de comunicação que são limitados por meio de cabo e outros sistemas a cada assentamento, a cada aldeia, escola rural. A espaçonave resolve esse problema. Todo o território está praticamente fechado. Além disso, não apenas o território do Cazaquistão, mas também parte do território de estados vizinhos. E o satélite é uma capacidade de comunicação estável
8. Várias modificações do veículo de lançamento Proton estão em operação desde 1967. Seu designer-chefe foi o acadêmico Vladimir Chelomey e seu escritório de design (atualmente - o bureau de design "Salyut", uma filial do Centro Espacial de Produção e Pesquisa do Estado de Khrunichev). É seguro dizer que todos os impressionantes projetos soviéticos para o desenvolvimento do espaço próximo à Terra e o estudo de objetos no sistema solar seriam impraticáveis \u200b\u200bsem este foguete. Além disso, o “Proton” se distingue por uma altíssima confiabilidade para equipamentos deste nível: durante todo o período de sua operação, foram realizados 370 lançamentos, dos quais 44 sem sucesso.
9. A única e principal desvantagem do “Proton” são os componentes de combustível extremamente tóxicos: dimetilhidrazina assimétrica (UDMH), ou como também é chamado de “heptil” e tetróxido de nitrogênio (“amil”). Nos locais onde caiu a primeira etapa (são os territórios na área da cidade de Dzhezkazgan), ocorre a poluição ambiental, o que requer operações de limpeza caras.
A situação se agravou seriamente no início dos anos 2000, quando ocorreram três acidentes com veículos lançadores consecutivos. Isso causou extrema insatisfação com as autoridades do Cazaquistão, que exigiram grandes indenizações do lado russo. Desde 2001, as antigas modificações do foguete foram substituídas pelo Proton-M modernizado. Possui um sistema de controle digital, bem como um sistema de sangramento de resíduos de combustível não queimado nas camadas superiores da ionosfera.
Assim, foi possível reduzir significativamente os danos ao meio ambiente. Além disso, foi desenvolvido um projeto, mas ainda permanece no papel, o projeto do veículo lançador Angara, que não agride o meio ambiente, que usa querosene e oxigênio como componentes do combustível, e que substituirá gradativamente o Proton-M. A propósito, o complexo de veículos de lançamento "Angara" em "Baikonur" será chamado de "Baiterek" (traduzido do cazaque "Topol".)
10. Foi a confiabilidade do foguete que certa vez atraiu os americanos. Na década de 90, foi criada a joint venture ILS, que posicionou o míssil no mercado americano de telecomunicações. Hoje, a maioria dos satélites de comunicações civis americanos são lançados pelo Proton-M de um cosmódromo na estepe do Cazaquistão. O americano SES-3 (de propriedade da SES WORLD SKIES), que está à frente do foguete junto com o Kazakh KazSat-2, é um dos muitos lançados de Baikonur.
11. Além das bandeiras russa e americana, o foguete carrega o cazaque e o emblema do Centro Republicano de Comunicações Espaciais, a organização que hoje possui e opera o satélite.
12. 16 de julho de 2011 5 horas, 16 minutos e 10 segundos pela manhã. O auge. Felizmente, tudo está indo bem.
13. 3 meses após o lançamento. Jovens especialistas são o engenheiro-chefe do departamento de controle de satélite Bekbolot Azaev, bem como seus colegas engenheiros Rimma Kozhevnikova e Asylbek Abdrakhmanov. Esses caras estão executando o KazSat-2.
14. Região de Akmola. O pequeno, e até 2006, nada notável centro regional Akkol ganhou grande popularidade 5 anos atrás, quando o primeiro CCM do país foi construído aqui - o centro de controle para voos de satélites em órbita. Outubro é frio, ventoso e chuvoso aqui, mas agora o momento mais quente está chegando para aquelas pessoas que deveriam dar ao satélite KazSat-2 o status de um segmento completo e importante da infraestrutura de telecomunicações do Cazaquistão.
15. Após a perda do primeiro satélite em 2008, o Centro de Comunicação Espacial Akkol passou por uma grande atualização. Ele já permite que você controle dois dispositivos ao mesmo tempo.
Baurzhan Kudabaev, vice-presidente do Centro Republicano de Comunicações Espaciais:
Um especial programas, novo equipamento entregue. À sua frente está o contador do sistema de comando e medição. Esta é a entrega da americana Vertex, como era o caso da KazSat-1, mas com uma nova modificação, uma versão melhorada. Os desenvolvimentos da empresa Russian Space Systems foram aplicados. Essa. todos esses são desenvolvimentos de hoje. Novos programas, equipamentos, base de elemento. Tudo isso melhora o trabalho com nossa espaçonave.
16. Darkhan Maral, chefe do centro de controle de vôo no local de trabalho. Em 2011, jovens especialistas, graduados de universidades russas e cazaques vieram ao Centro. Já foram ensinados a trabalhar e, segundo a direção do RCKS, não há problemas de pessoal. Em 2008, a situação era muito mais triste. Após a perda do primeiro satélite, uma parte significativa das pessoas com alto nível de escolaridade deixou o centro.
17. Outubro de 2011 foi outro momento culminante no trabalho do satélite do Cazaquistão. Seus testes de projeto de voo foram concluídos e os chamados testes de crédito começaram. Essa. era como um exame para o fabricante sobre a funcionalidade do satélite. Tudo aconteceu da seguinte maneira. Um sinal de televisão foi gerado em KazSat-2.
Em seguida, vários grupos de especialistas foram a diferentes regiões do Cazaquistão e mediram os parâmetros desse sinal, ou seja, quão corretamente o sinal é retransmitido pelo satélite. Não houve comentários e, no final, uma comissão especial aprovou uma lei sobre a transferência do satélite para o lado cazaque. A partir daquele momento, especialistas do Cazaquistão estão operando o aparelho.
18. Até o final de novembro de 2011, um grande grupo de especialistas russos trabalhou no centro espacial Akkol. Eles representaram subcontratados para o projeto KazSat-2. Estas são as empresas líderes na indústria espacial russa: Centre im. Khrunichev, que projetou e construiu o satélite, o escritório de design de Marte (especializado na navegação de satélites em órbita) e a Russian Space Systems Corporation, que desenvolve software.
Todo o sistema é dividido em dois componentes. Este é, na verdade, o próprio satélite e a infraestrutura de controle no solo. De acordo com a tecnologia, o contratante deve primeiro demonstrar a eficiência do sistema - isto é a instalação do equipamento, sua depuração, demonstração de funcionalidade. Depois de todos os procedimentos - treinamento de especialistas do Cazaquistão.
19. O centro de comunicações espaciais em Akkola é um dos poucos lugares em nosso país onde um ambiente eletromagnético favorável se desenvolveu. Não há fontes de radiação por muitas dezenas de quilômetros ao redor. Eles podem interferir e interferir no controle do satélite. 10 grandes antenas parabólicas apontam para o céu em um único ponto. Lá, a uma grande distância da superfície da Terra - são mais de 36 mil quilômetros, um pequeno objeto feito pelo homem está pendurado - o satélite de comunicações do Cazaquistão "KazSat-2".
A maioria dos satélites de comunicação modernos são geoestacionários. Essa. sua órbita é construída de tal forma que parece pairar sobre um ponto geográfico, e a rotação da Terra praticamente não tem efeito nesta posição estável. Isso permite usar um repetidor a bordo para bombear grandes quantidades de informações, para receber essas informações com segurança na área de cobertura da Terra.
20. Outro detalhe interessante. De acordo com as regras internacionais, o desvio permitido de um satélite de um ponto estacionário pode ser de no máximo meio grau. Para os especialistas em MCC, manter o aparelho nos parâmetros dados é uma joia no trabalho que requer as mais altas qualificações dos especialistas em balística. O centro vai empregar 69 pessoas, das quais 36 são especialistas técnicos.
21. Este é o painel de controle principal. Há um grande monitor na parede, por onde flui toda a telemetria, sobre uma mesa semicircular, vários computadores, telefones. Tudo parece muito simples ...
23. Victor Lefter, presidente do Centro Republicano de Comunicações Espaciais:
- Expandiremos a flotilha do Cazaquistão para 3, 4 e possivelmente até 5 satélites. Essa. para que haja uma troca constante de aparelhos, haja uma reserva, e para que nossos operadores não sintam uma necessidade tão urgente de utilizar produtos de outros países. Para que recebamos nossas reservas. "
24. Atualmente, a reserva de controle de satélite é realizada a partir de Moscou, onde o centro espacial está. Khrunichev. No entanto, o Centro Republicano de Comunicações Espaciais pretende reservar um vôo do território do Cazaquistão. Para isso, um segundo CCM está em construção. Ele estará localizado 30 quilômetros ao norte de Almaty.
25. Os planos da Agência Espacial Nacional do Cazaquistão incluem o próximo lançamento do terceiro satélite “KazSat-3” em 2013. O contrato para o seu desenvolvimento e produção foi assinado em 2011, na França, na feira aeroespacial de Le Bourget. O satélite para o Cazaquistão está sendo construído pela Associação Científica e de Produção em homenagem ao Acadêmico Reshetnev, que está localizado na cidade russa de Krasnoyarsk.
26. Interface de operador do departamento de gestão. É assim que parece agora.
O vídeo mostra como esse satélite foi lançado.
Original tirado daqui
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