ماهواره زمین مصنوعی فضاپیمایی است که در مدار زمین مرکزی به دور زمین می چرخد. در ابتدا، کلمه "اسپوتنیک" برای اشاره به فضاپیمای شوروی استفاده می شد، اما در سال های 1968-1969. ایده ایجاد یک فرهنگ لغت فضایی چند زبانه بین المللی اجرا شد که در آن، با توافق دوجانبه کشورهای شرکت کننده، اصطلاح "ماهواره" شروع به استفاده از ماهواره های مصنوعی زمینی که در هر کشوری در جهان پرتاب می شوند، شد.
طبق توافقات بین المللی، فضاپیما در صورتی ماهواره محسوب می شود که حداقل یک چرخش به دور زمین انجام داده باشد. برای پرتاب یک ماهواره به مدار، لازم است سرعتی برابر یا بیشتر از اولین سرعت فرار به آن داده شود. ارتفاع پرواز یک ماهواره می تواند متفاوت باشد و از چند صد تا صدها هزار کیلومتر متغیر است.

پایین ترین ارتفاع با وجود یک فرآیند ترمز سریع در تعیین می شود لایه های بالاییجو دوره مداری ماهواره نیز به ارتفاع بستگی دارد که از ارتفاع متفاوت است
چند ساعت تا چند روز آنها در تحقیقات علمی و برای حل مسائل کاربردی استفاده می شوند. آنها به ماهواره های نظامی، هواشناسی، ناوبری، ارتباطی و غیره تقسیم می شوند. ماهواره های رادیویی آماتور نیز وجود دارند.

اگر ماهواره روی هواپیما دارای تجهیزات رادیویی فرستنده، هر ابزار اندازه گیری، لامپ فلاشی باشد که برای ارسال سیگنال استفاده می شود، فعال در نظر گرفته می شود. ماهواره های غیرفعال زمین مصنوعی برای اجرای تعدادی از وظایف علمی و به عنوان اجسام مشاهده از سطح زمین استفاده می شوند.

جرم ماهواره به طور مستقیم به وظایفی که شی پرتاب باید در فضای نزدیک به زمین انجام دهد بستگی دارد و می تواند از صدها گرم تا صدها تن متغیر باشد.

ماهواره های مصنوعی بسته به وظایف محوله، جهت گیری خاصی در فضا دارند. به عنوان مثال، جهت گیری عمودی برای ماهواره هایی استفاده می شود که وظیفه اصلی آنها مشاهده اجسام در سطح زمین و در جو آن است.

برای تحقیقات نجومی، ماهواره ها به سمت اجرام آسمانی مورد مطالعه جهت گیری می شوند. جهت گیری عناصر ماهواره ای منفرد مانند آنتن ها به سمت ایستگاه های دریافت زمین و صفحات خورشیدی به سمت خورشید امکان پذیر است.

سیستم های جهت یابی ماهواره ای به غیرفعال (مغناطیسی، آیرودینامیک، گرانشی) و فعال (سیستم های مجهز به عناصر کنترل) تقسیم می شوند.

دومی عمدتاً در ماهواره های مصنوعی و فضاپیماهای پیچیده فنی استفاده می شود.

اولین ماهواره مصنوعی جهان اسپوتنیک 1 بود. در 4 اکتبر 1957 از کیهان بایکونور پرتاب شد.

دانشمندان برجسته اتحاد جماهیر شوروی در آن زمان روی ایجاد این فضاپیما کار کردند، از جمله بنیانگذار کیهان نوردی عملی S.P. Korolev، M.K.Keldysh و بسیاری دیگر. این ماهواره یک کره آلومینیومی بود که قطر آن 58 سانتی متر و جرم آن 83.6 کیلوگرم بود. در بالا دو آنتن وجود داشت که هر کدام از دو پین و چهار آنتن تشکیل شده بود. این ماهواره مجهز به دو فرستنده رادیویی با منبع تغذیه بود. برد فرستنده ها به حدی بود که آماتورهای رادیویی می توانستند حرکات او را دنبال کنند. 1440 دور زمین را در 92 روز کامل کرد. در طول پرواز، برای اولین بار تعیین چگالی اتمسفر فوقانی با تغییر مدار ماهواره امکان پذیر شد، علاوه بر این، اولین داده ها در مورد انتشار سیگنال های رادیویی در یونوسفر به دست آمد. قبلاً در 3 نوامبر دومین ماهواره بیولوژیکی زمین پرتاب شد که روی آن علاوه بر تجهیزات علمی بهبود یافته به مدار تحویل داده شد. موجود زنده- سگ لایکا وزن کل ماهواره 508.3 کیلوگرم بود. این ماهواره به سیستم های تنظیم حرارتی و بازسازی برای حفظ شرایط لازم برای زندگی حیوان مجهز بود.

اولین ماهواره مصنوعی اتحاد جماهیر شوروی برای اهداف شناسایی Zenit-2 بود که در 26 آوریل 1962 به مدار زمین پرتاب شد. مجموعه تجهیزات شامل یک کپسول برای پرتاب مواد عکاسی و تجهیزات مختلف شناسایی عکس و رادیو بود.

ایالات متحده با پرتاب ماهواره خود به نام اکسپلورر 1 در 1 فوریه 1958 به دومین قدرت جهانی تبدیل شد که فضا را کشف کرد (بر اساس برخی منابع، 31 ژانویه 1958). پرتاب و توسعه ماهواره توسط تیمی از متخصصان به فرماندهی مهندس سابق آلمانی ورنر فون براون، خالق "سلاح تلافی جویانه" - موشکی که به نام V-2 شناخته می شود، انجام شد. این ماهواره با استفاده از موشک بالستیک رداستون پرتاب شد که از مخلوطی از آن استفاده می کرد الکل اتیلیکو هیدرازین (N,H4). جرم این ماهواره 8.3 کیلوگرم بود، که 10 برابر کمتر از ماهواره شوروی است، با این حال، اکسپلورر 1 یک شمارنده گایگر و یک حسگر ذرات اتمسفر داشت.
فرانسه سومین قدرت فضایی شد و ماهواره آستریکس-1 را در 26 نوامبر 1965 به فضا پرتاب کرد. استرالیا قدرت بعدی بود که حق لقب قدرت فضایی را به دست آورد، این اتفاق در 29 نوامبر 1967 رخ داد، این ماهواره VRESAT-1 نام گرفت. . در سال 1970، دو قدرت بلافاصله به لیست ماهواره های مصنوعی زمین پیوستند - ژاپن (ماهواره Osumi) و چین (ماهواره China-1).

اولین ماهواره مصنوعی زمین

یک ماهواره زمین مصنوعی (AES) - در یک مدار زمین مرکزی می چرخد.

حرکت ماهواره مصنوعی زمین در مدار زمین ثابت

برای حرکت در مدار به دور زمین، دستگاه باید سرعت اولیه برابر یا بیشتر از اولین سرعت فرار داشته باشد. پروازهای AES در ارتفاعات تا چند صد هزار کیلومتری انجام می شود. حد پایین ارتفاع پرواز ماهواره با نیاز به اجتناب از فرآیند ترمز سریع در جو تعیین می شود. دوره مداری یک ماهواره، بسته به میانگین ارتفاع پرواز، می تواند از یک ساعت و نیم تا چند سال متغیر باشد. ماهواره هایی در مدار زمین ثابت از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند که دوره مداری آنها دقیقاً برابر با یک روز است و بنابراین برای یک ناظر زمینی آنها بدون حرکت در آسمان "آویزان" می شوند و این امر خلاص شدن از دستگاه های چرخان در آنتن ها را امکان پذیر می کند.

اصطلاح ماهواره معمولاً به معنای بدون سرنشین است فضاپیمابا این حال، محموله های سرنشین دار و خودکار نزدیک به زمین سفینه های فضایی، و ایستگاه های مداریدر واقع آنها نیز ماهواره هستند. ایستگاه‌های بین سیاره‌ای خودکار و فضاپیماهای بین سیاره‌ای را می‌توان هم با دور زدن مرحله ماهواره‌ای (به اصطلاح معراج راست)، و هم پس از پرتاب اولیه به فضا پرتاب کرد. مدار مرجع ماهواره

در ابتدا عصر فضاماهواره ها فقط از طریق وسایل پرتاب پرتاب می شدند و تا پایان قرن بیستم پرتاب ماهواره ها از سایر ماهواره ها - ایستگاه های مداری و فضاپیماها (عمدتاً از شاتل فضایی MTKK) نیز گسترده شد. به عنوان وسیله ای برای پرتاب ماهواره ها، از نظر تئوری امکان پذیر است، اما سفینه های فضایی MTKK، تفنگ های فضایی و آسانسورهای فضایی هنوز اجرا نشده اند. تنها مدت کوتاهی پس از آغاز عصر فضا، پرتاب بیش از یک ماهواره بر روی یک پرتابگر متداول شد و تا پایان سال 2013، تعداد ماهواره‌های پرتاب همزمان در برخی از پرتاب‌کننده‌ها از سه دوجین گذشت. در طول برخی از راه اندازی آخرین مراحلوسایل پرتاب کننده نیز به مدار می روند و برای مدتی به ماهواره تبدیل می شوند.

ماهواره‌های بدون سرنشین دارای جرم‌هایی از چندین کیلوگرم تا دوجین تن و ابعادی از چندین سانتی‌متر تا (به‌ویژه هنگام استفاده از پنل‌های خورشیدی و آنتن‌های جمع‌شونده) چند ده متر هستند. سفینه ها و هواپیماهای فضایی که ماهواره هستند به چند ده تن و متر می رسد و ایستگاه های مداری پیش ساخته به صدها تن و متر می رسد. در قرن بیست و یکم، با توسعه میکرومینیاتورسازی و فناوری نانو، ایجاد ماهواره‌های مکعبی بسیار کوچک (از یک تا چند کیلوگرم و از چند تا چند ده سانتی‌متر) به یک پدیده انبوه تبدیل شده است. قالب جدیدجیبی (به معنای واقعی کلمه جیبی) چند صد یا ده گرمی و چند سانتی متری.

ماهواره‌ها اساساً غیرقابل بازگشت طراحی شده‌اند، اما برخی از آنها (عمدتاً سرنشین‌دار و برخی فضاپیماهای باری) تا حدی قابل بازیابی (دارای فرودگر) یا به طور کامل (هواپیماها و ماهواره‌هایی هستند که به هواپیما باز می‌گردند).

ماهواره های زمین مصنوعی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند تحقیق علمیو وظایف کاربردی (ماهواره‌های نظامی، ماهواره‌های تحقیقاتی، ماهواره‌های هواشناسی، ماهواره‌های ناوبری، ماهواره‌های ارتباطی، ماهواره‌های زیستی و غیره)، و همچنین در آموزش (ماهواره‌های دانشگاهی به یک پدیده انبوه در جهان تبدیل شده‌اند؛ ماهواره‌هایی که توسط معلمان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی و دانشجویان دانشگاه دولتی مسکو، قرار است ماهواره دانشگاه فنی دولتی باومان مسکو) و ماهواره های رادیویی آماتور را پرتاب کنند. در آغاز عصر فضا، ماهواره ها توسط ایالت ها (ملی سازمان های دولتی) اما پس از آن ماهواره های شرکت های خصوصی فراگیر شدند. با ظهور مکعب ها و سکوهای جیبی با هزینه پرتاب تا چند هزار دلار، امکان پرتاب ماهواره توسط افراد خصوصی فراهم شد.

ماهواره ها توسط بیش از 70 کشور مختلف (و همچنین شرکت های منفرد) با استفاده از وسایل نقلیه پرتاب خود (LV) و آنهایی که به عنوان خدمات پرتاب توسط سایر کشورها و سازمان های بین دولتی و خصوصی ارائه شده اند، پرتاب شده اند.

اولین ماهواره جهان در 4 اکتبر 1957 در اتحاد جماهیر شوروی به فضا پرتاب شد (اسپوتنیک-1). دومین کشوری که ماهواره را پرتاب کرد، ایالات متحده آمریکا در 1 فوریه 1958 بود (کاوشگر 1). کشورهای زیر - بریتانیا، کانادا، ایتالیا - اولین ماهواره های خود را در سال های 1962، 1962، 1964 پرتاب کردند. به ترتیب بر روی خودروهای پرتاب آمریکایی. سومین کشوری که اولین ماهواره را بر روی پرتابگر خود پرتاب کرد، فرانسه در 26 نوامبر 1965 (آستریکس) بود. استرالیا و آلمان اولین ماهواره های خود را در سال های 1967 و 1969 به دست آوردند. بر این اساس همچنین با کمک پرتابگر ایالات متحده. ژاپن، چین و اسرائیل اولین ماهواره‌های خود را در سال‌های 1970، 1970 و 1988 با پرتابگرهای خود پرتاب کردند. تعدادی از کشورها - بریتانیا، هند، ایران، و همچنین اروپا (سازمان بین دولتی ESRO، اکنون ESA) - اولین ماهواره‌های خود را قبل از ایجاد وسایل پرتاب خود بر روی حامل‌های خارجی پرتاب کردند. اولین ماهواره های بسیاری از کشورها در کشورهای دیگر (ایالات متحده آمریکا، اتحاد جماهیر شوروی، چین و غیره) ساخته و خریداری شدند.

انواع زیر از ماهواره ها متمایز می شوند:

ماهواره های نجومی ماهواره هایی هستند که برای مطالعه سیارات، کهکشان ها و سایر اجرام فضایی طراحی شده اند.
بیوستلیت ها ماهواره هایی هستند که برای انجام آزمایش های علمی بر روی موجودات زنده در فضا طراحی شده اند.
سنجش از دور زمین
فضاپیما - فضاپیمای سرنشین دار
ایستگاه های فضایی - فضاپیمای طولانی مدت
ماهواره های هواشناسی ماهواره هایی هستند که برای انتقال داده ها به منظور پیش بینی آب و هوا و همچنین نظارت بر آب و هوای زمین طراحی شده اند.
ماهواره‌های کوچک، ماهواره‌هایی با وزن کوچک (کمتر از 1 یا 0.5 تن) و اندازه هستند. شامل ماهواره های کوچک (بیش از 100 کیلوگرم)، ریزماهواره ها (بیش از 10 کیلوگرم) و نانوماهواره ها (سبک تر از 10 کیلوگرم)، از جمله. CubeSats و PocketSats.
ماهواره های شناسایی
ماهواره های ناوبری
ماهواره های ارتباطی
ماهواره های آزمایشی

در 10 فوریه 2009، برای اولین بار در تاریخ، برخورد ماهواره ها رخ داد. یک ماهواره نظامی روسیه (که در سال 1994 به مدار پرتاب شد، اما دو سال بعد از کار افتاد) و یک ماهواره آمریکایی فعال از اپراتور تلفن ماهواره ای Iridium با یکدیگر برخورد کردند. "Cosmos-2251" تقریباً 1 تن وزن داشت و "Iridium 33" 560 کیلوگرم بود.

این ماهواره ها در آسمان شمال سیبری با هم برخورد کردند. در نتیجه این برخورد دو ابر از آوار و قطعات کوچک تشکیل شد ( جمعحدود 600 قطعه وجود داشت).

از اوایل کودکی، وقتی انسان به آسمان پرستاره و ماه نگاه می کند، در شگفت است که فضا، ستاره ها، سیارات، کهکشان و کیهان چگونه کار می کنند. همه چیز ناشناخته و غیرقابل درک ما را جذب می کند. دانشمندان اتحاد جماهیر شوروی موفق شدند پرده راز فضا را تحت رهبری مهندس طراح درخشان سرگئی پاولوویچ کورولف، که تحت رهبری او اولین ماهواره مصنوعی زمین (به اختصار AES) را پرتاب کردند، بردارند.

اول شروع کنید

این اتحاد جماهیر شوروی بود که در 4 اکتبر 1957، اولین کسی بود که ساده ترین ماهواره زمین یا PS-1 را با وسیله نقلیه پرتاب R-7 از کیهان بایکونور به فضا پرتاب کرد. سرپرست تیم خلاق سازندگان ماهواره بر عهده سرگئی کورولف بود.

سرگئی کورولف و یوری گاگارین

مشخصات فنی اولین ماهواره زمین مصنوعی در مقایسه با ماهواره هایی که در زمان ما پرتاب می شوند کاملاً ابتدایی است.

PS-1 یک توپ با قطر تقریبی 58 سانتی متر بود که چهار آنتن به طول 2.4 و 2.9 متر برای دریافت رادیو مورد نیاز بود. جرم PS-1 83.6 کیلوگرم بود. در داخل ماهواره سنسورهای فشار و دما وجود داشت، فن هایی که توسط رله روشن می شدند، که در صورت افزایش دما از +30 درجه سانتیگراد شروع به کار می کردند و دستگاهی را که سیگنال را از ماهواره به زمین منتقل می کرد تغییر می داد.

PS-1 295 ثانیه پس از پرتاب از وسیله نقلیه جدا شد، و در حال حاضر 315 ثانیه پس از پرتاب، اولین سیگنال رادیویی را به زمین فرستاد که هر آماتور رادیویی می توانست دریافت کند: "بیپ، بیپ. ” این سیگنال ها کل جهان را شوکه کرد، عصر کیهان نوردی و مسابقه تسلیحاتی بین اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده آمریکا آغاز شد.

PS-1 به مدت 92 روز در مدار بیضوی زمین ماند و 1440 دور سیاره را تکمیل کرد و به مدت 20 روز به ارسال سیگنال رادیویی ادامه داد. پس از آن سرعت چرخش PS-1 شروع به کاهش کرد و در 4 ژانویه 1957 به دلیل اصطکاک زیاد در لایه های متراکم جو سوخت.

فناوری فضایی

در حال حاضر حدود 13 هزار ماهواره مصنوعی زمین در وسعت کیهان پرسه می زنند که بیشتر آنها متعلق به ایالات متحده آمریکا، روسیه و چین هستند. فناوری پرتاب ماهواره این است که هنگام پرتاب به آن سرعت تا حد ممکن می دهد. زمانی که ماهواره در مدار بیضوی زمین قرار گرفت، به دلیل سرعت انباشته شده، قادر خواهد بود بدون روشن کردن موتورها، خود را حفظ کند. برای مدت طولانیچرخش و انتقال سیگنال ها

برای دنیای مدرن، ماهواره های مصنوعی بخشی جدایی ناپذیر از دنیای ما هستند، ماهواره های ارتباطی، ماهواره های ناوبری، ماهواره های هواشناسی، ماهواره های شناسایی، ماهواره های زیستی و بسیاری از ماهواره های مصنوعی دیگر به ما در زندگی روزمره کمک می کنند.

ما آب و هوا را پیش‌بینی می‌کنیم، مسیرهای جدید را ترسیم می‌کنیم، از ارتباطات سلولی، تلویزیون ماهواره‌ای، اینترنت بی‌سیم استفاده می‌کنیم، نقشه‌ها را ترسیم می‌کنیم و زمین‌های مرتبط با ماهواره را ثبت می‌کنیم و همه اینها به لطف ماهواره‌های زمین مصنوعی است.

اکتشافات فضایی

حقایق جالب زیادی در مورد ماهواره های مصنوعی زمین وجود دارد، اما فضاپیماهای بدون سرنشین در حال کاوش در سیارات دیگر نیز هستند. بنابراین، علاوه بر ماهواره‌هایی که زندگی روزمره ما را آسان‌تر می‌کنند، بشریت از کار افتاده و در حال حاضر ماهواره‌های مصنوعی ماه، مریخ، خورشید و زهره وجود دارد.

ماهواره مصنوعی ماه برای اولین بار توسط دانشمندان اتحاد جماهیر شوروی به فضا پرتاب شد.
ماهواره مصنوعی مریخ: در همان زمان، سه ماهواره شروع به مطالعه این سیاره کردند، دو ماهواره شوروی و یک آمریکایی.

همه این ماهواره ها وظایف متفاوتی داشتند، برخی از سطح سیاره عکسبرداری کردند، برخی دیگر دما، تسکین، روان شدن سیاره، وجود آب را مطالعه کردند، اما شایان ذکر است که اولین ماهواره مصنوعی که فرود نرم بر روی سطح زمین انجام داد. از این سیاره ماهواره شوروی Mars-3 بود.

اولین ماهواره مصنوعی در نزدیکی خورشید زمانی ظاهر شد که مطلقاً قصد پرتاب آن به آنجا وجود نداشت. یک ماهواره ناسا که قرار بود سطح ماه را کاوش کند، از مدار ماه عبور کرد و در مدار خورشید متوقف شد. روسیه همچنین ماهواره مصنوعی خورشید خود را دارد که فعالیت نمک را مطالعه می کند و شعله ها و نوسانات ژئومغناطیسی را منتقل می کند.

کاوش در فوبوس، قمر مریخ

ماهواره های مصنوعی زهره. اتحاد جماهیر شوروی اولین ماهواره‌ای بود که در سال 1975 ماهواره‌های مصنوعی ارسال کرد و با کمک آنها تصاویری با کیفیت از سطح این سیاره به دست آوردند.

4 اکتبر 1957 یک تاریخ به یاد ماندنی برای تمام بشریت در این روز فدراسیون روسیه است نیروی فضاییفدراسیون روسیه، و در سراسر جهان، جشن پرتاب اولین ماهواره زمین است.

که در دنیای مدرنساکنان سیاره ما در حال حاضر به طور فعال از دستاوردهای فناوری فضایی استفاده می کنند. ماهواره های علمیمانند تلسکوپ فضایی، تمام عظمت و عظمت فضای اطراف ما را به ما نشان می دهد، معجزاتی که هم در گوشه های دور کیهان و هم در فضای نزدیک رخ می دهد. استفاده فعال دریافت کرد ماهواره های ارتباطی، مشابه، برای مثال، "کهکشان یازدهم". با مشارکت آنها تضمین می شود تلفن بین الملل و تلفن همراهو البته، تلویزیون ماهواره ای. ماهواره های ارتباطی نقش بزرگی در توزیع دارند اینترنت. به لطف آنها است که ما می توانیم با سرعت بسیار زیاد به اطلاعاتی دسترسی پیدا کنیم که از نظر فیزیکی در آن سوی جهان، در قاره ای دیگر قرار دارند. ماهواره های نظارتی، یکی از آنها "نقطه"، اطلاعات مهم را به صنایع مختلف و سازمان های فردی منتقل می کند، به عنوان مثال به زمین شناسان برای جستجوی ذخایر معدنی، ادارات کمک می کند. کلان شهرها- طرح توسعه، بوم شناسان - سطح آلودگی رودخانه ها و دریاها را ارزیابی می کنند. هواپیماها، کشتی‌ها و اتومبیل‌ها با استفاده از مسیریابی حرکت می‌کنند ماهواره های سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS)، و مدیریت ارتباطات دریایی با استفاده از ماهواره های ناوبریو ماهواره های ارتباطی ما قبلاً عادت کرده ایم در پیش بینی های هواشناسی تصاویر گرفته شده توسط ماهواره هایی مانند "Meteosat". ماهواره های دیگر به دانشمندان در نظارت بر وضعیت کمک می کنند محیط، انتقال اطلاعاتی مانند ارتفاع موج و دمای آب دریا. ماهواره های نظامیبه ارتش و آژانس‌های امنیتی اطلاعات متنوعی از جمله داده‌های اطلاعات الکترونیکی که برای مثال توسط ماهواره‌ها انجام می‌شود، ارائه می‌کند. "مگنوم"و همچنین تصاویری با وضوح بسیار بالا که عملکرد دارند ماهواره های شناسایی اپتیکی و راداری مخفی. در این قسمت از سایت با بسیاری از سیستم های ماهواره ای، اصول عملکرد آنها و ساختار ماهواره ها آشنا می شویم.

برای شروع، برای اینکه بلافاصله ایده ای از پیچیدگی سیستم ها و ارتباطات ماهواره ای داشته باشیم، بیایید یکی از اولین ماهواره های ارتباطی را در نظر بگیریم که "به واقعیت نزدیک تر" است - ماهواره. "کامستار".

ماهواره ارتباطی Comstar 1

طراحی ماهواره ارتباطی Comstar-1

یکی از اولین ماهواره های زمین ایستا که برای نیازهای روزمره مردم استفاده شد، ماهواره بود "کامستار". ماهواره ها "کامستار 1"اپراتور کنترل می شود "Comsat"و توسط AT&T اجاره شده اند. عمر مفید آنها برای هفت سال طراحی شده است. آنها سیگنال های تلفن و تلویزیون را در سراسر ایالات متحده و همچنین پورتوریکو ارسال می کنند. از طریق آنها می توان تا 6000 مکالمه تلفنی و حداکثر 12 کانال تلویزیونی را به طور همزمان پخش کرد. ابعاد هندسی ماهواره "کامستار 1": ارتفاع: 5.2 متر (17 فوت)، قطر: 2.3 متر (7.5 فوت). وزن اولیه 1410 کیلوگرم (3109 پوند) است.

یک آنتن ارتباطی فرستنده گیرنده با گریتینگ های پلاریزاسیون عمودی و افقی امکان دریافت و ارسال را در یک فرکانس، اما با قطبش عمود بر هم فراهم می کند. به همین دلیل ظرفیت کانال های فرکانس رادیویی ماهواره دو برابر می شود. با نگاهی به آینده، می توان گفت که پلاریزاسیون سیگنال رادیویی در حال حاضر تقریباً در تمام سیستم های ماهواره ای استفاده می شود، این امر به ویژه برای دارندگان سیستم های تلویزیونی دریافت کننده ماهواره ای آشنا است، جایی که هنگام تنظیم کانال های تلویزیونی با فرکانس بالا، آنها باید یا عمودی را تنظیم کنند. یا پلاریزاسیون افقی

یکی دیگر از ویژگی های طراحی جالب این است که بدنه استوانه ای ماهواره با سرعتی در حدود یک دور در ثانیه می چرخد ​​تا اثر تثبیت ژیروسکوپی ماهواره در فضا را فراهم کند. اگر جرم قابل توجه ماهواره را در نظر بگیریم - حدود یک و نیم تن - آنگاه اثر واقعاً رخ می دهد. و در عین حال، آنتن های ماهواره در نقطه خاصی از فضا روی زمین قرار می گیرند تا سیگنال رادیویی مفیدی را در آنجا منتشر کنند.

در عین حال، ماهواره باید در مدار زمین ثابت باشد، یعنی. "بی حرکت" بالای زمین "آویزان"، به طور دقیق تر، با سرعت چرخش آن به دور محور خود در جهت چرخش آن به دور سیاره پرواز کنید. انحراف از نقطه موقعیت یابی به دلیل تأثیر عوامل مختلف که مهمترین آنها گرانش مزاحم ماه، برخورد با غبار کیهانی و سایر اجرام فضایی است، توسط سیستم کنترل نظارت شده و به صورت دوره ای توسط موتورهای دستگاه تنظیم می شود. سیستم کنترل نگرش ماهواره

در خارج از اسپوتنیک، چهار آنتن شلاقی در فرکانس‌های موج کوتاه بالاتر و پایین‌تر از استاندارد فعلی (27 مگاهرتز) ارسال می‌شوند. ایستگاه های ردیابی روی زمین سیگنال رادیویی را دریافت کردند و تأیید کردند که ماهواره کوچک از پرتاب جان سالم به در برده و با موفقیت در مسیری در اطراف سیاره ما بوده است. یک ماه بعد اتحاد جماهیر شورویاسپوتنیک 2 را به مدار فرستاد. داخل کپسول سگ لایکا بود.

در دسامبر 1957، به شدت در تلاش بود تا با مخالفان خود عقب بماند جنگ سرددانشمندان آمریکایی سعی کردند ماهواره را همراه با سیاره پیشتاز در مدار قرار دهند. متأسفانه موشک در هنگام برخاستن سقوط کرد و سوخت. اندکی پس از آن، در 31 ژانویه 1958، ایالات متحده با پذیرش طرح ورنر فون براون برای پرتاب ماهواره اکسپلورر 1 با موشک ایالات متحده، موفقیت شوروی را تکرار کرد. رداستون. اکسپلورر 1 ابزاری برای تشخیص پرتوهای کیهانی داشت و در آزمایشی توسط جیمز ون آلن از دانشگاه آیووا کشف کرد که پرتوهای کیهانی بسیار کمتر از حد انتظار است. این منجر به کشف دو ناحیه حلقوی (که در نهایت به نام ون آلن نامگذاری شد) پر از ذرات باردار به دام افتاده بود. میدان مغناطیسیزمین.

با تشویق این موفقیت ها، چندین شرکت شروع به توسعه و پرتاب ماهواره در دهه 1960 کردند. یکی از آنها هواپیمای هیوز به همراه مهندس ستاره هارولد روزن بود. روزن تیمی را رهبری کرد که ایده کلارک را اجرا کرد - یک ماهواره ارتباطی در مدار زمین به گونه‌ای قرار گرفت که بتواند امواج رادیویی را از مکانی به مکان دیگر پرتاب کند. در سال 1961، ناسا قراردادی را برای ساخت مجموعه ماهواره های Syncom (ارتباطات همزمان) با هیوز منعقد کرد. در ژوئیه 1963، روزن و همکارانش انفجار Syncom-2 را در فضا دیدند و وارد مداری ناهموار ژئوسنکرون شدند. پرزیدنت کندی استفاده کرد سیستم جدیدبرای گفتگو با نخست وزیر نیجریه در آفریقا. Syncom-3 به زودی شروع به کار کرد که در واقع می توانست یک سیگنال تلویزیونی را پخش کند.

عصر ماهواره آغاز شده است.

تفاوت بین ماهواره و زباله های فضایی چیست؟

از نظر فنی، ماهواره هر جسمی است که به دور یک سیاره یا کوچکتر می چرخد جسم آسمانی. ستاره شناسان قمرها را به عنوان ماهواره های طبیعی طبقه بندی می کنند و در طول سال ها فهرستی از صدها جرم از این قبیل را که به دور سیارات و سیارات کوتوله در سیاره ما می چرخند، تهیه کرده اند. منظومه شمسی. به عنوان مثال، آنها 67 قمر مشتری را شمارش کردند. و هنوز هم هست.

اشیاء ساخته دست بشر مانند اسپوتنیک و اکسپلورر را نیز می توان به عنوان ماهواره طبقه بندی کرد زیرا آنها مانند قمرها به دور یک سیاره می چرخند. متأسفانه، فعالیت های انسانی منجر به این واقعیت شده است که وجود دارد مقدار زیادیزباله همه این قطعات و زباله‌ها مانند موشک‌های بزرگ رفتار می‌کنند - آنها به دور سیاره می‌چرخند سرعت بالادر امتداد یک مسیر دایره ای یا بیضی شکل. در یک تفسیر دقیق از تعریف، هر یک از این شی را می توان به عنوان یک ماهواره تعریف کرد. اما ستاره شناسان عموماً ماهواره ها را آن دسته از اجرام می دانند که عملکرد مفیدی دارند. ضایعات فلزات و سایر زباله ها در دسته زباله های مداری قرار می گیرند.

زباله های مداری از منابع زیادی به دست می آیند:

• انفجار موشکی که بیشترین زباله را تولید می کند.
• فضانورد دست خود را شل کرد - اگر فضانوردی در حال تعمیر چیزی در فضا باشد و آچاری را از دست بدهد، برای همیشه گم می شود. کلید به مدار می رود و با سرعتی در حدود 10 کیلومتر بر ثانیه پرواز می کند. اگر به شخص یا ماهواره برخورد کند، نتایج می تواند فاجعه بار باشد. اجرام بزرگ مانند ایستگاه فضایی بین المللی هدف بزرگی برای زباله های فضایی هستند.
• اقلام دور ریخته شده قطعات ظروف پرتاب، درپوش لنز دوربین و غیره.

ناسا ماهواره ویژه ای به نام LDEF را برای بررسی اثرات درازمدت برخورد با زباله های فضایی به فضا پرتاب کرده است. در طول شش سال، ابزارهای ماهواره حدود 20000 برخورد را ثبت کردند که برخی از آنها ناشی از ریزشهاب‌سنگ‌ها و برخی دیگر توسط زباله‌های مداری بود. دانشمندان ناسا به تجزیه و تحلیل داده های LDEF ادامه می دهند. اما ژاپن در حال حاضر یک شبکه غول پیکر برای گرفتن زباله های فضایی دارد.

داخل یک ماهواره معمولی چیست؟

ماهواره وجود دارد اشکال مختلفو اندازه و انجام بسیاری توابع مختلف، با این حال، همه آنها اساسا مشابه هستند. همه آنها دارای یک قاب و بدنه فلزی یا کامپوزیت هستند که مهندسان انگلیسی زبان به آن اتوبوس و روس ها به آن سکوی فضایی می گویند. سکوی فضایی همه چیز را گرد هم می آورد و اقدامات کافی را برای اطمینان از زنده ماندن ابزار از پرتاب فراهم می کند.

همه ماهواره ها دارای منبع تغذیه (معمولاً پنل های خورشیدی) و باتری هستند. آرایه های پنل خورشیدی امکان شارژ باتری ها را فراهم می کند. جدیدترین ماهواره هاشامل سلول های سوختی می شود. انرژی ماهواره ای بسیار گران و بسیار محدود است. سلول های هسته ای معمولا برای ارسال کاوشگرهای فضایی به سیارات دیگر استفاده می شوند.

همه ماهواره ها دارای یک کامپیوتر داخلی برای کنترل و نظارت هستند سیستم های مختلف. همه یک رادیو و یک آنتن دارند. حداقل، اکثر ماهواره ها دارای یک فرستنده رادیویی و یک گیرنده رادیویی هستند تا خدمه زمینی بتوانند وضعیت ماهواره را جستجو و نظارت کنند. بسیاری از ماهواره‌ها، از تغییر مدار گرفته تا برنامه‌ریزی مجدد سیستم کامپیوتری، اجازه می‌دهند.

همانطور که ممکن است انتظار داشته باشید، کنار هم قرار دادن همه این سیستم ها کار آسانی نیست. سالها طول می کشد. همه چیز با تعریف هدف ماموریت شروع می شود. تعیین پارامترهای آن به مهندسان امکان می دهد ابزارهای لازم را جمع آوری کرده و آنها را به ترتیب صحیح نصب کنند. پس از تایید مشخصات (و بودجه)، مونتاژ ماهواره آغاز می شود. در یک اتاق تمیز، در یک محیط استریل، که به شما امکان نگهداری را می دهد، انجام می شود دمای مورد نظرو رطوبت و محافظت از ماهواره در هنگام توسعه و مونتاژ.

ماهواره های مصنوعی معمولا به سفارش ساخته می شوند. برخی از شرکت ها ماهواره های مدولار را توسعه داده اند، یعنی سازه هایی که مونتاژ آنها اجازه می دهد تا عناصر اضافی مطابق با مشخصات نصب شوند. به عنوان مثال، ماهواره های بوئینگ 601 دارای دو ماژول اصلی بودند - یک شاسی برای حمل و نقل زیرسیستم پیشرانه، الکترونیک و باتری. و مجموعه ای از قفسه های لانه زنبوری برای نگهداری تجهیزات. این مدولار بودن به مهندسان این امکان را می دهد که ماهواره ها را از جای خالی جمع آوری کنند تا از ابتدا.

ماهواره ها چگونه به مدار پرتاب می شوند؟

امروزه تمام ماهواره ها با موشک به مدار پرتاب می شوند. بسیاری آنها را در بخش بار حمل می کنند.

در بیشتر پرتاب‌های ماهواره‌ای، موشک مستقیماً به سمت بالا پرتاب می‌شود که به آن اجازه می‌دهد با سرعت بیشتری در جو غلیظ حرکت کند و مصرف سوخت را به حداقل برساند. پس از بلند شدن موشک، مکانیسم کنترل موشک از سیستم هدایت اینرسی برای محاسبه تنظیمات لازم در نازل موشک برای رسیدن به گام مورد نظر استفاده می کند.

پس از ورود موشک به هوای رقیق، در ارتفاع حدود 193 کیلومتری، سیستم ناوبری موشک های کوچکی را رها می کند که برای پرتاب موشک کافی است. موقعیت افقی. پس از این، ماهواره رها می شود. موشک های کوچک دوباره شلیک می شوند و اختلاف فاصله بین موشک و ماهواره را ایجاد می کنند.

سرعت و ارتفاع مداری

این موشک برای فرار کامل از آن باید به سرعت 40320 کیلومتر در ساعت برسد گرانش زمینو به فضا پرواز کن سرعت فضا بسیار بیشتر از آن چیزی است که یک ماهواره در مدار به آن نیاز دارد. آنها از گرانش زمین نمی گریزند، اما در حالت تعادل هستند. سرعت مداری سرعت مورد نیاز برای حفظ تعادل بین کشش گرانشی و حرکت اینرسی ماهواره است. این تقریباً 27359 کیلومتر در ساعت در ارتفاع 242 کیلومتری است. بدون گرانش، اینرسی ماهواره را به فضا می برد. حتی با گرانش، اگر یک ماهواره خیلی سریع حرکت کند، به فضا برده خواهد شد. اگر ماهواره خیلی آهسته حرکت کند، گرانش آن را به سمت زمین عقب می کشد.

سرعت مداری ماهواره به ارتفاع آن از زمین بستگی دارد. هر چه به زمین نزدیکتر باشد، سرعت سریعتر. در ارتفاع 200 کیلومتری، سرعت مداری 27400 کیلومتر در ساعت است. ماهواره برای حفظ مدار در ارتفاع 35786 کیلومتری باید با سرعت 11300 کیلومتر در ساعت حرکت کند. این سرعت مداری به ماهواره اجازه می دهد هر 24 ساعت یک بار پرواز کند. از آنجایی که زمین نیز 24 ساعت می چرخد، ماهواره در ارتفاع 35786 کیلومتری نسبت به سطح زمین در موقعیت ثابتی قرار دارد. به این موقعیت زمین ثابت می گویند. مدار زمین ثابت برای ماهواره های آب و هوا و ارتباطات ایده آل است.

به طور کلی، هر چه مدار بالاتر باشد، ماهواره می تواند مدت بیشتری در آنجا بماند. در ارتفاع کم، ماهواره در جو زمین قرار دارد که باعث ایجاد کشش می شود. بر ارتفاع بالاعملاً هیچ مقاومتی وجود ندارد و ماهواره، مانند ماه، می تواند قرن ها در مدار بماند.

انواع ماهواره

روی زمین، همه ماهواره ها شبیه به هم به نظر می رسند - جعبه های براق یا استوانه هایی که با بال های ساخته شده از صفحات خورشیدی تزئین شده اند. اما در فضا، این ماشین‌های چوب‌بر بسته به مسیر پرواز، ارتفاع و جهت‌گیری رفتار بسیار متفاوتی دارند. در نتیجه، طبقه بندی ماهواره به یک موضوع پیچیده تبدیل می شود. یک رویکرد، تعیین مدار سفینه نسبت به یک سیاره (معمولا زمین) است. به یاد بیاورید که دو مدار اصلی وجود دارد: دایره ای و بیضی شکل. برخی از ماهواره ها به صورت بیضی شروع می شوند و سپس وارد مداری دایره ای می شوند. برخی دیگر مسیری بیضوی را دنبال می کنند که به عنوان مدار مولنیا شناخته می شود. این اجرام معمولاً از شمال به جنوب در سراسر قطب های زمین می چرخند و طی 12 ساعت یک پرواز کامل را انجام می دهند.

ماهواره‌های مدار قطبی نیز با هر چرخش از قطب‌ها عبور می‌کنند، اگرچه مدارهای آنها کمتر بیضوی است. در حالی که زمین در حال چرخش است، مدارهای قطبی در فضا ثابت می مانند. در نتیجه، بیشتر زمین در مدار قطبی از زیر ماهواره عبور می کند. از آنجایی که مدارهای قطبی پوشش عالی سیاره را فراهم می کنند، از آنها برای نقشه برداری و عکاسی استفاده می شود. پیش‌بینی‌کنندگان همچنین به شبکه‌ای از ماهواره‌های قطبی متکی هستند که هر 12 ساعت یک بار دور کره زمین ما می‌چرخند.

همچنین می توانید ماهواره ها را بر اساس ارتفاع آنها از سطح زمین طبقه بندی کنید. بر اساس این طرح، سه دسته وجود دارد:

• مدار پایین زمین (LEO) - ماهواره های LEO منطقه ای از فضا را از 180 تا 2000 کیلومتر بالاتر از زمین اشغال می کنند. ماهواره هایی که نزدیک به سطح زمین می چرخند برای رصد، اهداف نظامی و جمع آوری اطلاعات آب و هوا ایده آل هستند.
• مدار زمین متوسط ​​(MEO) - این ماهواره ها از ارتفاع 2000 تا 36000 کیلومتری بالای زمین پرواز می کنند. ماهواره های ناوبری GPS در این ارتفاع به خوبی کار می کنند. سرعت تقریبی مداری 13900 کیلومتر بر ساعت است.
• مدار زمین ثابت (ژئوسنکرون) - ماهواره های زمین ایستا در ارتفاعی بیش از 36000 کیلومتر و با همان سرعت چرخش سیاره به دور زمین می چرخند. بنابراین، ماهواره ها در این مدار همیشه به سمت یک مکان روی زمین قرار می گیرند. بسیاری از ماهواره های زمین ثابت در امتداد خط استوا پرواز می کنند که باعث ایجاد ترافیک زیادی در این منطقه از فضا شده است. صدها ماهواره تلویزیونی، مخابراتی و هواشناسی از مدار زمین ثابت استفاده می کنند.

در نهایت، می توان به ماهواره ها به این معنا فکر کرد که کجا «جستجو می کنند». بسیاری از اجرام فرستاده شده به فضا در چند دهه گذشته به زمین نگاه می کنند. این ماهواره ها دارای دوربین ها و تجهیزاتی هستند که می توانند جهان ما را در طول موج های مختلف نور ببینند و به ما این امکان را می دهند که از مناظر فوق العاده ای از امواج فرابنفش و مادون قرمز سیاره خود لذت ببریم. تعداد کمتری از ماهواره‌ها نگاه خود را به فضا معطوف می‌کنند، جایی که ستاره‌ها، سیارات و کهکشان‌ها را رصد می‌کنند و اجسامی مانند سیارک‌ها و دنباله‌دارها را که می‌توانند با زمین برخورد کنند، جستجو می‌کنند.

ماهواره های شناخته شده

تا همین اواخر، ماهواره ها ابزارهای عجیب و غریب و فوق سری باقی می ماندند که عمدتاً برای اهداف نظامی برای ناوبری و جاسوسی استفاده می شد. اکنون آنها به بخشی جدایی ناپذیر از ما تبدیل شده اند زندگی روزمره. به لطف آنها، ما پیش بینی آب و هوا را می دانیم (اگرچه پیش بینی کنندگان آب و هوا اغلب اشتباه می کنند). ما به لطف ماهواره ها تلویزیون تماشا می کنیم و به اینترنت دسترسی داریم. GPS در خودروها و تلفن های هوشمند ما به ما کمک می کند تا به جایی که باید برویم برسیم. آیا ارزش دارد در مورد سهم ارزشمند تلسکوپ هابل و کار فضانوردان در ایستگاه فضایی بین المللی صحبت کنیم؟

با این حال، قهرمانان واقعی مدار وجود دارند. بیایید با آنها آشنا شویم.

1. ماهواره های لندست از اوایل دهه 1970 از زمین عکاسی می کنند و رکورد رصد سطح زمین را دارند. Landsat-1 که زمانی با نام ERTS (ماهواره فناوری منابع زمین) شناخته می شد، در 23 جولای 1972 به فضا پرتاب شد. این دستگاه دارای دو ابزار اصلی بود: یک دوربین و یک اسکنر چند طیفی، ساخته شده توسط شرکت هواپیماسازی هیوز و قادر به ضبط داده ها در رنگ های سبز، قرمز و دو طیف مادون قرمز. این ماهواره چنان تصاویر باشکوهی تولید کرد و به قدری موفق تلقی شد که یک سری کامل آن را دنبال کردند. ناسا آخرین لندست-8 را در فوریه 2013 پرتاب کرد. این وسیله نقلیه دارای دو حسگر رصد زمین، تصویرگر زمین عملیاتی و حسگر حرارتی فروسرخ بود که تصاویر چندطیفی از مناطق ساحلی، یخ های قطبی، جزایر و قاره ها را جمع آوری می کرد.
2. ماهواره‌های محیطی عملیاتی زمین‌ایستا (GOES) در مدار زمین ثابت دور زمین می‌چرخند که هر کدام مسئول بخش ثابتی از کره زمین هستند. این به ماهواره ها اجازه می دهد تا جو را از نزدیک زیر نظر بگیرند و تغییرات شرایط آب و هوایی را که می تواند منجر به گردباد، طوفان، سیل و طوفان های رعد و برق شود، شناسایی کنند. ماهواره ها همچنین برای تخمین بارش و تجمع برف، اندازه گیری وسعت پوشش برف و ردیابی حرکت یخ دریا و دریاچه استفاده می شوند. از سال 1974، 15 ماهواره GOES به مدار پرتاب شده است، اما تنها دو ماهواره، GOES West و GOES East، آب و هوا را در هر زمان بررسی می کنند.
3. Jason-1 و Jason-2 نقش کلیدی در تجزیه و تحلیل طولانی مدت اقیانوس های زمین داشتند. ناسا Jason-1 را در دسامبر 2001 به فضا پرتاب کرد تا جایگزین ماهواره NASA/CNES Topex/Poseidon شود که از سال 1992 در بالای زمین فعالیت می کرد. برای نزدیک به سیزده سال، Jason-1 سطح دریا، سرعت باد و ارتفاع موج را در بیش از 95 درصد از اقیانوس‌های بدون یخ زمین اندازه‌گیری کرد. ناسا رسماً Jason-1 را در 3 جولای 2013 بازنشسته کرد. جیسون-2 در سال 2008 وارد مدار شد. ابزارهای بسیار دقیقی حمل می کرد که اندازه گیری فاصله ماهواره تا سطح اقیانوس را با دقت چند سانتی متر ممکن می ساخت. این داده ها، علاوه بر ارزشی که برای اقیانوس شناسان دارند، بینش گسترده ای در مورد رفتار الگوهای آب و هوایی جهانی ارائه می دهند.

قیمت ماهواره چقدر است؟

پس از اسپوتنیک و اکسپلورر، ماهواره ها بزرگتر و پیچیده تر شدند. به عنوان مثال، TerreStar-1 را در نظر بگیرید، یک ماهواره تجاری که قرار بود انتقال داده تلفن همراه را به آمریکای شمالیبرای گوشی های هوشمند و دستگاه های مشابه TerreStar-1 که در سال 2009 به فضا پرتاب شد، 6910 کیلوگرم وزن داشت. و هنگامی که به طور کامل مستقر شد، یک آنتن 18 متری و صفحات خورشیدی عظیم با طول بال های 32 متر را نشان داد.

ساخت و ساز مانند این ماشین پیچیدهبه منابع زیادی نیاز دارد، بنابراین از نظر تاریخی فقط سازمان‌ها و شرکت‌های دولتی با جیب عمیق می‌توانند وارد تجارت ماهواره شوند. بیشتر هزینه یک ماهواره در تجهیزات - فرستنده ها، کامپیوترها و دوربین ها نهفته است. یک ماهواره هواشناسی معمولی حدود 290 میلیون دلار قیمت دارد. یک ماهواره جاسوسی 100 میلیون دلار بیشتر هزینه خواهد داشت. به اینها هزینه نگهداری و تعمیر ماهواره ها را نیز اضافه کنید. شرکت‌ها باید برای پهنای باند ماهواره‌ای به همان روشی که دارندگان تلفن برای خدمات تلفن همراه پرداخت می‌کنند، پرداخت کنند. این گاهی اوقات بیش از 1.5 میلیون دلار در سال هزینه دارد.

به دیگران عامل مهمهزینه راه اندازی است. پرتاب یک ماهواره به فضا بسته به دستگاه می تواند از 10 تا 400 میلیون دلار هزینه داشته باشد. موشک پگاسوس XL می تواند 443 کیلوگرم را با قیمت 13.5 میلیون دلار به مدار پایین زمین برساند. پرتاب یک ماهواره سنگین به بالابر بیشتری نیاز دارد. موشک آریان 5G می تواند یک ماهواره 18000 کیلوگرمی را با قیمت 165 میلیون دلار به مدار پایین پرتاب کند.

علیرغم هزینه ها و خطرات مرتبط با ساخت، پرتاب و بهره برداری از ماهواره ها، برخی از شرکت ها موفق به ایجاد کل کسب و کار در اطراف آن شده اند. مثلا بوئینگ. این شرکت در سال 2012 حدود 10 ماهواره را به فضا تحویل داد و برای بیش از هفت سال سفارش دریافت کرد و نزدیک به 32 میلیارد دلار درآمد داشت.

آینده ماهواره ها

تقریباً پنجاه سال پس از پرتاب اسپوتنیک، ماهواره‌ها، مانند بودجه، در حال رشد و قوی‌تر شدن هستند. به عنوان مثال، ایالات متحده از زمان شروع برنامه ماهواره نظامی خود تقریباً 200 میلیارد دلار هزینه کرده است و اکنون، با وجود همه اینها، ناوگانی از ماهواره های قدیمی در انتظار جایگزینی است. بسیاری از کارشناسان می ترسند که ساخت و استقرار ماهواره های بزرگ به سادگی نمی تواند با دلار مالیات دهندگان وجود داشته باشد. راه حلی که می تواند همه چیز را وارونه کند، شرکت های خصوصی مانند اسپیس ایکس و سایر شرکت هایی هستند که به وضوح دچار رکود بوروکراتیک نخواهند شد، مانند ناسا، NRO و NOAA.

راه حل دیگر کاهش اندازه و پیچیدگی ماهواره ها است. دانشمندان دانشگاه کلتک و استنفورد از سال 1999 بر روی نوع جدیدی از CubeSat کار می کنند که بر پایه بلوک های ساختمانی با لبه 10 سانتی متری است. هر مکعب حاوی اجزای آماده است و برای افزایش کارایی و کاهش استرس می توان آن را با مکعب های دیگر ترکیب کرد. با استاندارد کردن طراحی و کاهش هزینه ساخت هر ماهواره از ابتدا، یک CubeSat تنها می تواند 100000 دلار هزینه داشته باشد.

در آوریل 2013، ناسا تصمیم گرفت این اصل ساده را با سه دستگاه CubeSat که توسط گوشی‌های هوشمند تجاری کار می‌کردند، آزمایش کند. هدف قرار دادن ریزماهواره ها در مدار بود مدت کوتاهیو با گوشی های ما عکس بگیرید. این آژانس اکنون قصد دارد شبکه گسترده ای از این گونه ماهواره ها را مستقر کند.

چه بزرگ و چه کوچک، ماهواره های آینده باید بتوانند به طور موثر با ایستگاه های زمینی ارتباط برقرار کنند. از لحاظ تاریخی، ناسا به ارتباطات فرکانس رادیویی متکی بود، اما با افزایش تقاضا برای قدرت بیشتر، RF به حد خود رسید. برای غلبه بر این مانع، دانشمندان ناسا در حال توسعه یک سیستم ارتباطی دو طرفه با استفاده از لیزر به جای امواج رادیویی هستند. در 18 اکتبر 2013، دانشمندان برای اولین بار پرتاب کردند اشعه لیزربرای انتقال داده ها از ماه به زمین (در فاصله 384633 کیلومتری) و به رکورد سرعت انتقال 622 مگابیت بر ثانیه دست یافت.