कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह एक अंतरिक्ष यान है जो भूकेन्द्रित कक्षा में रहते हुए पृथ्वी के चारों ओर घूमता है। प्रारंभ में, "स्पुतनिक" शब्द का प्रयोग सोवियत अंतरिक्ष यान को संदर्भित करने के लिए किया गया था, लेकिन 1968-1969 में। एक अंतरराष्ट्रीय बहुभाषी अंतरिक्ष शब्दकोश बनाने का विचार लागू किया गया, जिसमें भाग लेने वाले देशों के आपसी समझौते से, "उपग्रह" शब्द को दुनिया के किसी भी देश में लॉन्च किए गए कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों पर लागू किया जाने लगा।
अंतर्राष्ट्रीय समझौते के अनुसार, एक अंतरिक्ष यान को उपग्रह माना जाता है यदि उसने पृथ्वी के चारों ओर कम से कम एक चक्कर पूरा कर लिया हो। किसी उपग्रह को कक्षा में प्रक्षेपित करने के लिए, उसे पहले पलायन वेग के बराबर या उससे अधिक गति प्रदान करना आवश्यक है। किसी उपग्रह की उड़ान ऊंचाई अलग-अलग हो सकती है और कई सौ से लेकर सैकड़ों हजारों किलोमीटर तक हो सकती है।

सबसे कम ऊंचाई तीव्र ब्रेकिंग प्रक्रिया की उपस्थिति से निर्धारित होती है ऊपरी परतेंवायुमंडल। उपग्रह की कक्षीय अवधि ऊंचाई पर भी निर्भर करती है, जो भिन्न-भिन्न होती है
कई घंटों से लेकर कई दिनों तक. इनका उपयोग वैज्ञानिक अनुसंधान और व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए किया जाता है। इन्हें सैन्य, मौसम विज्ञान, नेविगेशन, संचार उपग्रह आदि में विभाजित किया गया है। शौकिया रेडियो उपग्रह भी हैं।

यदि उपग्रह में रेडियो उपकरण, कोई माप उपकरण, सिग्नल भेजने के लिए उपयोग किए जाने वाले फ्लैश लैंप हैं, तो इसे सक्रिय माना जाता है। निष्क्रिय कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों का उपयोग कई वैज्ञानिक कार्यों को लागू करने और पृथ्वी की सतह से अवलोकन वस्तुओं के रूप में किया जाता है।

उपग्रह का द्रव्यमान सीधे उन कार्यों पर निर्भर करता है जिन्हें प्रक्षेपण वस्तु को निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष में कार्यान्वित करना होता है, और यह सैकड़ों ग्राम से लेकर सैकड़ों टन तक हो सकता है।

सौंपे गए कार्यों के आधार पर कृत्रिम उपग्रहों का अंतरिक्ष में एक निश्चित अभिविन्यास होता है। उदाहरण के लिए, ऊर्ध्वाधर अभिविन्यास का उपयोग उपग्रहों के लिए किया जाता है जिनका मुख्य कार्य पृथ्वी की सतह और उसके वायुमंडल में वस्तुओं का निरीक्षण करना है।

खगोलीय अनुसंधान के लिए, उपग्रहों को अध्ययन किए जा रहे खगोलीय पिंडों की ओर उन्मुख किया जाता है। व्यक्तिगत उपग्रह तत्वों, जैसे एंटेना, को सांसारिक प्राप्त स्टेशनों की ओर और सौर पैनलों को सूर्य की ओर उन्मुख करना संभव है।

सैटेलाइट ओरिएंटेशन सिस्टम को निष्क्रिय (चुंबकीय, वायुगतिकीय, गुरुत्वाकर्षण) और सक्रिय (नियंत्रण तत्वों से सुसज्जित सिस्टम) में विभाजित किया गया है।

उत्तरार्द्ध का उपयोग मुख्य रूप से तकनीकी रूप से जटिल कृत्रिम उपग्रहों और अंतरिक्ष यान पर किया जाता है।

विश्व का पहला कृत्रिम उपग्रह स्पुतनिक 1 था। इसे 4 अक्टूबर, 1957 को बैकोनूर कॉस्मोड्रोम से लॉन्च किया गया था।

उस समय के यूएसएसआर के अग्रणी वैज्ञानिकों ने इस अंतरिक्ष यान के निर्माण पर काम किया, जिसमें व्यावहारिक कॉस्मोनॉटिक्स के संस्थापक एस.पी. कोरोलेव, एम.के. तिखोनरावोव, एम.वी. और कई अन्य शामिल थे। उपग्रह एक एल्यूमीनियम गोला था जिसका व्यास 58 सेमी और द्रव्यमान 83.6 किलोग्राम था। शीर्ष पर दो एंटेना थे, जिनमें से प्रत्येक में दो पिन और चार एंटेना थे। उपग्रह बिजली आपूर्ति के साथ दो रेडियो ट्रांसमीटरों से सुसज्जित था। ट्रांसमीटरों की रेंज ऐसी थी कि रेडियो के शौकीन उसकी गतिविधियों पर नज़र रख सकते थे। इसने 92 दिनों में पृथ्वी के चारों ओर 1,440 चक्कर पूरे किये। उड़ान के दौरान, उपग्रह की कक्षा को बदलकर ऊपरी वायुमंडल के घनत्व को निर्धारित करना पहली बार संभव हो गया, इसके अलावा, आयनमंडल में रेडियो संकेतों के प्रसार पर पहला डेटा प्राप्त किया गया; पहले से ही 3 नवंबर को, दूसरा, जैविक, पृथ्वी उपग्रह लॉन्च किया गया था, जो बेहतर वैज्ञानिक उपकरणों के अलावा, कक्षा में पहुंचाया गया था जीवित प्राणी- कुत्ता लाइका. उपग्रह का कुल वजन 508.3 किलोग्राम था। उपग्रह जानवरों के जीवन के लिए आवश्यक परिस्थितियों को बनाए रखने के लिए थर्मल विनियमन और पुनर्जनन प्रणालियों से सुसज्जित था।

टोही उद्देश्यों के लिए यूएसएसआर का पहला कृत्रिम उपग्रह जेनिट -2 था, जिसे 26 अप्रैल, 1962 को कक्षा में लॉन्च किया गया था। उपकरण सेट में फोटोग्राफिक सामग्री और विभिन्न फोटो और रेडियो टोही उपकरण गिराने के लिए एक कैप्सूल शामिल था।

1 फरवरी, 1958 (कुछ स्रोतों के अनुसार, 31 जनवरी, 1958) को अपने उपग्रह, एक्सप्लोरर 1 को लॉन्च करके संयुक्त राज्य अमेरिका बाहरी अंतरिक्ष की खोज करने वाली दूसरी विश्व शक्ति बन गया। उपग्रह का प्रक्षेपण और विकास पूर्व जर्मन इंजीनियर वर्नर वॉन ब्रौन की कमान के तहत विशेषज्ञों की एक टीम द्वारा किया गया था, जो "प्रतिशोध के हथियार" के निर्माता थे - रॉकेट जिसे वी -2 के रूप में जाना जाता है। उपग्रह को रेडस्टोन बैलिस्टिक मिसाइल का उपयोग करके लॉन्च किया गया था, जिसमें मिश्रण का उपयोग किया गया था एथिल अल्कोहोलऔर हाइड्राज़ीन (एन,एच4)। उपग्रह का द्रव्यमान 8.3 किलोग्राम था, जो सोवियत उपग्रह से 10 गुना कम है, हालांकि, एक्सप्लोरर 1 में एक गीजर काउंटर और एक वायुमंडलीय कण सेंसर था।
26 नवंबर, 1965 को एस्टरिक्स-1 उपग्रह लॉन्च करके फ्रांस तीसरी अंतरिक्ष शक्ति बन गया। ऑस्ट्रेलिया अंतरिक्ष शक्ति कहलाने का अधिकार अर्जित करने वाली अगली शक्ति थी, यह 29 नवंबर, 1967 को हुआ, उपग्रह को VRESAT-1 कहा गया। . 1970 में, दो शक्तियाँ तुरंत कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों की सूची में शामिल हो गईं - जापान (ओसुमी उपग्रह) और चीन (चीन -1 उपग्रह)।

पृथ्वी का पहला कृत्रिम उपग्रह

एक कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह (एईएस) - भूकेन्द्रित कक्षा में घूमता हुआ।

भूस्थैतिक कक्षा में एक कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह की गति

पृथ्वी के चारों ओर कक्षा में घूमने के लिए, उपकरण की प्रारंभिक गति पहले पलायन वेग के बराबर या उससे अधिक होनी चाहिए। एईएस उड़ानें कई लाख किलोमीटर तक की ऊंचाई पर की जाती हैं। उपग्रह की उड़ान ऊंचाई की निचली सीमा वायुमंडल में तीव्र ब्रेकिंग की प्रक्रिया से बचने की आवश्यकता से निर्धारित होती है। किसी उपग्रह की कक्षीय अवधि, औसत उड़ान ऊंचाई के आधार पर, डेढ़ घंटे से लेकर कई वर्षों तक हो सकती है। भूस्थैतिक कक्षा में उपग्रहों का विशेष महत्व है, जिनकी कक्षीय अवधि सख्ती से एक दिन के बराबर होती है और इसलिए एक जमीनी पर्यवेक्षक के लिए वे आकाश में गतिहीन "लटके" रहते हैं, जिससे एंटेना में घूमने वाले उपकरणों से छुटकारा पाना संभव हो जाता है।

उपग्रह शब्द का सामान्यतः अर्थ मानव रहित होता है अंतरिक्ष यानहालाँकि, निकट-पृथ्वी मानवयुक्त और स्वचालित कार्गो अंतरिक्ष यान, और कक्षीय स्टेशनवास्तव में, वे भी उपग्रह हैं। स्वचालित इंटरप्लेनेटरी स्टेशनों और इंटरप्लेनेटरी अंतरिक्ष यान को उपग्रह चरण (तथाकथित सही आरोहण) को दरकिनार करते हुए और तथाकथित में प्रारंभिक प्रक्षेपण के बाद गहरे अंतरिक्ष में लॉन्च किया जा सकता है। उपग्रह संदर्भ कक्षा.

सर्वप्रथम अंतरिक्ष युगउपग्रहों को केवल लॉन्च वाहनों के माध्यम से लॉन्च किया गया था, और 20 वीं शताब्दी के अंत तक, अन्य उपग्रहों - कक्षीय स्टेशनों और अंतरिक्ष यान (मुख्य रूप से एमटीकेके-अंतरिक्ष शटल से) से उपग्रहों का प्रक्षेपण भी व्यापक हो गया। उपग्रहों को लॉन्च करने के साधन के रूप में, यह सैद्धांतिक रूप से संभव है, लेकिन एमटीकेके अंतरिक्ष यान, अंतरिक्ष बंदूकें और अंतरिक्ष लिफ्ट अभी तक लागू नहीं किए गए हैं। अंतरिक्ष युग की शुरुआत के कुछ ही समय बाद, एक ही प्रक्षेपण यान पर एक से अधिक उपग्रहों को प्रक्षेपित करना आम बात हो गई और 2013 के अंत तक, कुछ प्रक्षेपण यानों में एक साथ प्रक्षेपित उपग्रहों की संख्या तीन दर्जन से अधिक हो गई। कुछ लॉन्च के दौरान अंतिम चरणप्रक्षेपण यान भी कक्षा में जाते हैं और वास्तव में कुछ समय के लिए उपग्रह बन जाते हैं।

मानवरहित उपग्रहों का द्रव्यमान कई किलोग्राम से लेकर दो दर्जन टन तक होता है और आयाम कई सेंटीमीटर से लेकर (विशेष रूप से, सौर पैनलों और वापस लेने योग्य एंटेना का उपयोग करते समय) कई दसियों मीटर तक होता है। अंतरिक्ष यान और अंतरिक्षयान जो उपग्रह हैं, कई दसियों टन और मीटर तक पहुंचते हैं, और पूर्वनिर्मित कक्षीय स्टेशन सैकड़ों टन और मीटर तक पहुंचते हैं। 21वीं सदी में, माइक्रोमिनिएचराइजेशन और नैनोटेक्नोलॉजी के विकास के साथ, अल्ट्रा-छोटे क्यूबसैट उपग्रहों (एक से कई किलोग्राम और कई से कई दसियों सेमी तक) का निर्माण एक बड़े पैमाने पर घटना बन गया है, और भी नया प्रारूपकई सौ या दसियों ग्राम और कई सेंटीमीटर का पॉकेटसैट (शाब्दिक रूप से पॉकेट)।

उपग्रहों को मुख्य रूप से गैर-वापसी योग्य होने के लिए डिज़ाइन किया गया है, लेकिन उनमें से कुछ (मुख्य रूप से मानवयुक्त और कुछ कार्गो अंतरिक्ष यान) आंशिक रूप से पुनर्प्राप्ति योग्य हैं (एक लैंडर के साथ) या पूरी तरह से (अंतरिक्ष विमान और उपग्रह बोर्ड पर लौट रहे हैं)।

कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है वैज्ञानिक अनुसंधानऔर अनुप्रयुक्त कार्य (सैन्य उपग्रह, अनुसंधान उपग्रह, मौसम संबंधी उपग्रह, नेविगेशन उपग्रह, संचार उपग्रह, जैव उपग्रह, आदि), साथ ही शिक्षा में (विश्वविद्यालय उपग्रह दुनिया में एक बड़े पैमाने पर घटना बन गए हैं; शिक्षकों, स्नातक छात्रों द्वारा बनाए गए उपग्रह और मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी के छात्रों के लिए, बॉमन मॉस्को स्टेट टेक्निकल यूनिवर्सिटी उपग्रह) और शौक - शौकिया रेडियो उपग्रह लॉन्च करने की योजना है। अंतरिक्ष युग की शुरुआत में, उपग्रहों को राज्यों (राष्ट्रीय) द्वारा लॉन्च किया गया था सरकारी संगठन), लेकिन फिर निजी कंपनियों के उपग्रह व्यापक हो गए। कई हजार डॉलर तक की प्रक्षेपण लागत वाले क्यूबसैट और पॉकेटसैट के आगमन के साथ, निजी व्यक्तियों द्वारा उपग्रहों को लॉन्च करना संभव हो गया।

70 से अधिक विभिन्न देशों (साथ ही व्यक्तिगत कंपनियों) द्वारा अपने स्वयं के लॉन्च वाहनों (एलवी) और अन्य देशों और अंतर सरकारी और निजी संगठनों द्वारा लॉन्च सेवाओं के रूप में प्रदान किए गए वाहनों का उपयोग करके उपग्रह लॉन्च किए गए हैं।

दुनिया का पहला उपग्रह 4 अक्टूबर, 1957 को यूएसएसआर में लॉन्च किया गया था (स्पुतनिक-1)। 1 फरवरी, 1958 को उपग्रह प्रक्षेपित करने वाला दूसरा देश संयुक्त राज्य अमेरिका था (एक्सप्लोरर 1)। निम्नलिखित देशों - ग्रेट ब्रिटेन, कनाडा, इटली - ने 1962, 1962, 1964 में अपने पहले उपग्रह लॉन्च किए। क्रमशः अमेरिकी प्रक्षेपण वाहनों पर। 26 नवंबर, 1965 (एस्टरिक्स) को अपने प्रक्षेपण यान पर पहला उपग्रह लॉन्च करने वाला तीसरा देश फ्रांस था। ऑस्ट्रेलिया और जर्मनी ने अपना पहला उपग्रह 1967 और 1969 में हासिल किया। तदनुसार, अमेरिकी प्रक्षेपण यान की सहायता से भी। जापान, चीन और इज़राइल ने 1970, 1970 और 1988 में अपने प्रक्षेपण वाहनों पर अपना पहला उपग्रह लॉन्च किया। कई देशों - ग्रेट ब्रिटेन, भारत, ईरान, साथ ही यूरोप (अंतर सरकारी संगठन ईएसआरओ, अब ईएसए) - ने अपने स्वयं के लॉन्च वाहन बनाने से पहले विदेशी वाहक पर अपने पहले उपग्रह लॉन्च किए। कई देशों के पहले उपग्रह अन्य देशों (यूएसए, यूएसएसआर, चीन, आदि) में विकसित और खरीदे गए थे।

निम्नलिखित प्रकार के उपग्रह प्रतिष्ठित हैं:

खगोलीय उपग्रह ग्रहों, आकाशगंगाओं और अन्य अंतरिक्ष वस्तुओं का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन किए गए उपग्रह हैं।
जैव उपग्रह अंतरिक्ष में जीवित जीवों पर वैज्ञानिक प्रयोग करने के लिए डिज़ाइन किए गए उपग्रह हैं।
पृथ्वी की सुदूर संवेदन
अंतरिक्ष यान - मानवयुक्त अंतरिक्ष यान
अंतरिक्ष स्टेशन - लंबी अवधि के अंतरिक्ष यान
मौसम संबंधी उपग्रह मौसम की भविष्यवाणी के उद्देश्य से डेटा संचारित करने और पृथ्वी की जलवायु की निगरानी करने के लिए डिज़ाइन किए गए उपग्रह हैं
छोटे उपग्रह छोटे वजन (1 या 0.5 टन से कम) और आकार के उपग्रह होते हैं। इसमें लघु उपग्रह (100 किलोग्राम से अधिक), माइक्रो उपग्रह (10 किलोग्राम से अधिक) और नैनो उपग्रह (10 किलोग्राम से हल्के) शामिल हैं। क्यूबसैट और पॉकेटसैट।
टोही उपग्रह
नेविगेशन उपग्रह
संचार उपग्रहों
प्रायोगिक उपग्रह

10 फ़रवरी 2009 को इतिहास में पहली बार उपग्रहों की टक्कर हुई। एक रूसी सैन्य उपग्रह (1994 में कक्षा में प्रक्षेपित किया गया, लेकिन दो साल बाद सेवामुक्त कर दिया गया) और उपग्रह टेलीफोन ऑपरेटर इरिडियम का एक कार्यशील अमेरिकी उपग्रह टकरा गए। "कॉसमॉस-2251" का वजन लगभग 1 टन था, और "इरिडियम 33" का वजन 560 किलोग्राम था।

उपग्रह उत्तरी साइबेरिया के आकाश में टकराये। टक्कर के परिणामस्वरूप छोटे मलबे और टुकड़ों के दो बादल बन गए ( कुलवहाँ लगभग 600 टुकड़े थे)।

बचपन से ही, जब कोई व्यक्ति तारों वाले आकाश और चंद्रमा को देखता है, तो उसे आश्चर्य होता है कि अंतरिक्ष, तारे, ग्रह, आकाशगंगा और ब्रह्मांड कैसे काम करते हैं। हम हर अज्ञात और समझ से परे चीज़ से आकर्षित होते हैं। सोवियत वैज्ञानिक प्रतिभाशाली डिज़ाइन इंजीनियर सर्गेई पावलोविच कोरोलेव के नेतृत्व में अंतरिक्ष के रहस्य पर से पर्दा उठाने में कामयाब रहे, जिनके नेतृत्व में उन्होंने पहला कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह (संक्षिप्त रूप में एईएस) लॉन्च किया।

पहली शुरुआत

यह यूएसएसआर था, जिसने 4 अक्टूबर, 1957 को बैकोनूर कोस्मोड्रोम से आर-7 लॉन्च वाहन पर सबसे सरल पृथ्वी उपग्रह या पीएस-1 को बाहरी अंतरिक्ष में लॉन्च किया था। उपग्रह के रचनाकारों की रचनात्मक टीम का नेतृत्व सर्गेई कोरोलेव ने किया था।

सर्गेई कोरोलेव और यूरी गगारिन

पहले कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह की तकनीकी विशेषताएँ हमारे समय में प्रक्षेपित उपग्रहों की तुलना में काफी प्राचीन हैं।

पीएस-1 लगभग 58 सेमी व्यास वाली एक गेंद थी, जिसमें 2.4 और 2.9 मीटर लंबे चार एंटेना जुड़े हुए थे, उन्हें रेडियो रिसेप्शन प्राप्त करने की आवश्यकता थी; PS-1 का द्रव्यमान 83.6 किलोग्राम था। उपग्रह के अंदर दबाव और तापमान सेंसर थे, पंखे रिले द्वारा चालू होते थे, जो तापमान +30C से ऊपर बढ़ने पर काम करना शुरू कर देते थे, जिससे उपग्रह से पृथ्वी तक सिग्नल प्रसारित करने वाले उपकरण को स्विच कर दिया जाता था।

प्रक्षेपण के 295 सेकंड बाद पीएस-1 प्रक्षेपण यान से अलग हो गया, और प्रक्षेपण के 315 सेकंड बाद ही, इसने जमीन पर पहला रेडियो सिग्नल भेजा जिसे कोई भी रेडियो शौकिया प्राप्त कर सकता था, ये लगभग 2 मिनट तक दोहराए गए संकेत थे: "बीप, बीप।" ” इन संकेतों ने पूरी दुनिया को चौंका दिया, कॉस्मोनॉटिक्स का युग और यूएसएसआर और यूएसए के बीच हथियारों की दौड़ शुरू हुई।

पीएस-1 92 दिनों तक पृथ्वी की अण्डाकार कक्षा में रहा और ग्रह के चारों ओर 1440 चक्कर पूरे किए; यह 20 दिनों तक रेडियो सिग्नल प्रसारित करता रहा। जिसके बाद PS-1 की घूर्णन गति कम होने लगी और 4 जनवरी, 1957 को उच्च घर्षण के कारण यह वायुमंडल की घनी परतों में जल गया।

अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी

आजकल, लगभग 13 हजार कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह पहले से ही ब्रह्मांड के विस्तार में घूम रहे हैं, उनमें से अधिकांश संयुक्त राज्य अमेरिका, रूस और चीन के हैं। उपग्रहों को लॉन्च करने की तकनीक यह है कि लॉन्च करते समय इसे यथासंभव उच्च गति दी जाए। एक बार पृथ्वी की अण्डाकार कक्षा में, उपग्रह संचित गति के कारण, इंजन चालू किए बिना, स्वयं सक्षम हो जाएगा कब कासंकेतों को घुमाएँ और संचारित करें।

आधुनिक दुनिया के लिए, कृत्रिम उपग्रह हमारी दुनिया का एक अभिन्न अंग हैं; संचार उपग्रह, नेविगेशन उपग्रह, मौसम संबंधी उपग्रह, टोही उपग्रह, जैव उपग्रह और कई अन्य कृत्रिम उपग्रह रोजमर्रा की जिंदगी में हमारी मदद करते हैं।

हम मौसम की भविष्यवाणी करते हैं, नए मार्गों की योजना बनाते हैं, सेलुलर संचार, उपग्रह टेलीविजन, वायरलेस इंटरनेट का उपयोग करते हैं, मानचित्र बनाते हैं और उपग्रह से जुड़े भूमि भूखंडों को पंजीकृत करते हैं, और यह सब कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों के लिए धन्यवाद है।

अंतरिक्ष की खोज

पृथ्वी के कृत्रिम उपग्रहों के बारे में कई रोचक तथ्य हैं, लेकिन मानवरहित अंतरिक्ष यान भी अन्य ग्रहों की खोज कर रहे हैं। इसलिए, हमारे दैनिक जीवन को आसान बनाने वाले उपग्रहों के अलावा, मानवता स्थिर नहीं है और वर्तमान में चंद्रमा, मंगल, सूर्य और शुक्र के कृत्रिम उपग्रह हैं।

चंद्रमा का कृत्रिम उपग्रह सबसे पहले यूएसएसआर के वैज्ञानिकों द्वारा लॉन्च किया गया था; इस उपग्रह ने चंद्रमा की सतह की तस्वीरें प्रसारित कीं, जिसकी मदद से वैज्ञानिक इसके विशिष्ट आकार के बारे में आश्वस्त हुए, इसकी संरचना और गुरुत्वाकर्षण की विशेषताओं को सीखा।
मंगल ग्रह का कृत्रिम उपग्रह: एक ही समय में, तीन उपग्रहों ने इस ग्रह का अध्ययन करना शुरू किया, दो सोवियत और एक अमेरिकी।

इन सभी उपग्रहों के अलग-अलग कार्य थे, कुछ ने ग्रह की सतह की तस्वीरें खींची, अन्य ने तापमान, राहत, ग्रह की सुव्यवस्थितता, पानी की उपस्थिति का अध्ययन किया, लेकिन यह ध्यान देने योग्य है कि पहला कृत्रिम उपग्रह जिसने सतह पर नरम लैंडिंग की। इस ग्रह का सोवियत उपग्रह मंगल-3 था।

सूर्य के निकट पहला कृत्रिम उपग्रह तब प्रकट हुआ जब इसे वहां प्रक्षेपित करने का कोई इरादा नहीं था। नासा का एक उपग्रह, जिसे चंद्रमा की सतह का पता लगाना था, चंद्रमा की कक्षा से आगे निकल गया और सूर्य की कक्षा में रुक गया। रूस के पास सूर्य का अपना कृत्रिम उपग्रह भी है, जो नमक गतिविधि का अध्ययन करता है और भू-चुंबकीय चमक और उतार-चढ़ाव को प्रसारित करता है।

मंगल ग्रह के चंद्रमा फोबोस की खोज

शुक्र के कृत्रिम उपग्रह. सोवियत संघ ने सबसे पहले 1975 में कृत्रिम उपग्रह भेजे थे, जिनकी मदद से उन्होंने इस ग्रह की सतह की उच्च गुणवत्ता वाली तस्वीरें प्राप्त कीं।

4 अक्टूबर, 1957 पूरी मानवता के लिए एक यादगार तारीख है, इस दिन को रूसी संघ मनाता है अंतरिक्ष बलरूसी संघ और पूरी दुनिया में पृथ्वी के पहले उपग्रह के प्रक्षेपण का जश्न मनाया जा रहा है.

में आधुनिक दुनियाहमारे ग्रह के निवासी पहले से ही अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी की उपलब्धियों का सक्रिय रूप से उपयोग कर रहे हैं। वैज्ञानिक उपग्रह, जैसे कि अंतरिक्ष दूरबीन, हमारे आस-पास के अंतरिक्ष की सारी भव्यता और विशालता को प्रदर्शित करती है, ब्रह्मांड के सुदूर कोनों और निकटवर्ती अंतरिक्ष दोनों में होने वाले चमत्कारों को प्रदर्शित करती है। सक्रिय उपयोग प्राप्त हुआ संचार उपग्रहों, जैसे, उदाहरण के लिए, "गैलेक्सी XI". उनकी भागीदारी से यह सुनिश्चित होता है अंतर्राष्ट्रीय और मोबाइल टेलीफोनीऔर ज़ाहिर सी बात है कि, सैटेलाइट टेलीविज़न. संचार उपग्रह वितरण में बहुत बड़ी भूमिका निभाते हैं इंटरनेट. यह उनके लिए धन्यवाद है कि हम उन सूचनाओं तक अत्यधिक गति से पहुंचने में सक्षम हैं जो भौतिक रूप से दुनिया के दूसरी तरफ, दूसरे महाद्वीप पर स्थित हैं। निगरानी उपग्रह, उन्हीं में से एक है "स्थान", विभिन्न उद्योगों और व्यक्तिगत संगठनों को महत्वपूर्ण जानकारी प्रेषित करना, उदाहरण के लिए, भूवैज्ञानिकों को खनिज भंडार, प्रशासन की खोज करने में मदद करना बड़े शहर- योजना विकास, पारिस्थितिकीविज्ञानी - नदियों और समुद्रों के प्रदूषण के स्तर का आकलन करें। हवाई जहाज़, जहाज़ और कारें इसका उपयोग करके यात्रा करते हैं ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (जीपीएस) उपग्रह, और समुद्री संचार का प्रबंधन का उपयोग करके किया जाता है नेविगेशन उपग्रहऔर संचार उपग्रह। हम पहले से ही मौसम पूर्वानुमानों में उपग्रहों द्वारा ली गई छवियों को देखने के आदी हैं "मेटियोसैट". अन्य उपग्रह वैज्ञानिकों को स्थिति पर नज़र रखने में मदद कर रहे हैं पर्यावरण, लहर की ऊंचाई और समुद्री जल के तापमान जैसी जानकारी प्रसारित करना। सैन्य उपग्रहसेनाओं और सुरक्षा एजेंसियों को विभिन्न प्रकार की जानकारी प्रदान करना, जिसमें इलेक्ट्रॉनिक खुफिया डेटा भी शामिल है, उदाहरण के लिए, उपग्रहों द्वारा किया गया "मैग्नम", साथ ही बहुत उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाली छवियां जो प्रदर्शन करती हैं गुप्त ऑप्टिकल और रडार टोही उपग्रह. साइट के इस भाग में हम कई उपग्रह प्रणालियों, उनके संचालन के सिद्धांतों और उपग्रहों की संरचना से परिचित होंगे।

आरंभ करने के लिए, उपग्रह प्रणालियों और संचार की जटिलता का तुरंत अंदाजा लगाने के लिए, आइए पहले संचार उपग्रहों में से एक पर विचार करें, जो "वास्तविकता के अधिक करीब" है - उपग्रह "कॉमस्टार".

कॉमस्टार 1 संचार उपग्रह

कॉमस्टार-1 संचार उपग्रह का डिज़ाइन

लोगों की रोजमर्रा की जरूरतों के लिए उपयोग किए जाने वाले पहले भूस्थैतिक उपग्रहों में से एक उपग्रह था "कॉमस्टार". उपग्रहों "कॉमस्टार 1"ऑपरेटर नियंत्रित "कॉमसैट"और AT&T द्वारा पट्टे पर दिए गए हैं। उनका सेवा जीवन सात वर्षों के लिए डिज़ाइन किया गया है। वे पूरे संयुक्त राज्य अमेरिका के साथ-साथ प्यूर्टो रिको में टेलीफोन और टेलीविजन सिग्नल रिले करते हैं। इनके माध्यम से 6,000 तक टेलीफोन वार्तालाप और 12 टेलीविजन चैनल एक साथ प्रसारित किए जा सकते हैं। उपग्रह के ज्यामितीय आयाम "कॉमस्टार 1": ऊंचाई: 5.2 मीटर (17 फीट), व्यास: 2.3 मीटर (7.5 फीट)। शुरुआती वजन 1,410 किलोग्राम (3,109 पाउंड) है।

ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज ध्रुवीकरण झंझरी के साथ एक ट्रांसीवर संचार एंटीना एक ही आवृत्ति पर रिसेप्शन और ट्रांसमिशन दोनों की अनुमति देता है, लेकिन लंबवत ध्रुवीकरण के साथ। इससे उपग्रह के रेडियो फ्रीक्वेंसी चैनलों की क्षमता दोगुनी हो जाती है। आगे देखते हुए, हम कह सकते हैं कि रेडियो सिग्नल का ध्रुवीकरण अब लगभग सभी उपग्रह प्रणालियों में उपयोग किया जाता है, यह विशेष रूप से उपग्रह प्राप्त टेलीविजन प्रणालियों के मालिकों से परिचित है, जहां, उच्च आवृत्ति वाले टेलीविजन चैनलों को ट्यून करते समय, उन्हें या तो लंबवत सेट करना पड़ता है या क्षैतिज ध्रुवीकरण.

एक और दिलचस्प डिज़ाइन विशेषता यह है कि उपग्रह का बेलनाकार शरीर अंतरिक्ष में उपग्रह के जाइरोस्कोपिक स्थिरीकरण का प्रभाव प्रदान करने के लिए प्रति सेकंड लगभग एक क्रांति की गति से घूमता है। यदि हम उपग्रह के काफी द्रव्यमान - लगभग डेढ़ टन - को ध्यान में रखें, तो प्रभाव वास्तव में होता है। और साथ ही, उपग्रह एंटेना पृथ्वी पर अंतरिक्ष में एक निश्चित बिंदु पर निर्देशित रहते हैं ताकि वहां एक उपयोगी रेडियो सिग्नल उत्सर्जित किया जा सके।

उसी समय, उपग्रह को भूस्थैतिक कक्षा में होना चाहिए, अर्थात। पृथ्वी के ऊपर "गतिहीन रूप से" लटकना, अधिक सटीक रूप से, अपने घूर्णन की दिशा में अपनी धुरी के चारों ओर घूमने की गति से ग्रह के चारों ओर उड़ना। विभिन्न कारकों के प्रभाव के कारण स्थिति बिंदु से विचलन, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं चंद्रमा का हस्तक्षेप करने वाला गुरुत्वाकर्षण, ब्रह्मांडीय धूल और अन्य अंतरिक्ष वस्तुओं के साथ मुठभेड़, नियंत्रण प्रणाली द्वारा निगरानी की जाती है और समय-समय पर इंजनों द्वारा समायोजित की जाती है। उपग्रह की अभिवृत्ति नियंत्रण प्रणाली.

स्पुतनिक के बाहर, चार व्हिप एंटेना वर्तमान मानक (27 मेगाहर्ट्ज) के ऊपर और नीचे शॉर्टवेव आवृत्तियों पर प्रसारित होते हैं। पृथ्वी पर ट्रैकिंग स्टेशनों ने रेडियो सिग्नल उठाया और पुष्टि की कि छोटा उपग्रह प्रक्षेपण से बच गया और सफलतापूर्वक हमारे ग्रह के चारों ओर घूम रहा है। एक महीने बाद सोवियत संघस्पुतनिक 2 को कक्षा में लॉन्च किया। कैप्सूल के अंदर लाइका नामक कुत्ता था।

दिसंबर 1957 में, अपने विरोधियों से बराबरी करने की पूरी कोशिश कर रहे थे शीत युद्ध, अमेरिकी वैज्ञानिकों ने वैनगार्ड ग्रह के साथ उपग्रह को कक्षा में स्थापित करने का प्रयास किया। दुर्भाग्य से, रॉकेट उड़ान भरते समय दुर्घटनाग्रस्त हो गया और जल गया। इसके तुरंत बाद, 31 जनवरी, 1958 को, संयुक्त राज्य अमेरिका ने अमेरिकी रॉकेट के साथ एक्सप्लोरर 1 उपग्रह को लॉन्च करने की वर्नर वॉन ब्रौन की योजना को अपनाकर सोवियत सफलता को दोहराया। लाल पत्थर। एक्सप्लोरर 1 में कॉस्मिक किरणों का पता लगाने के लिए उपकरण थे और आयोवा विश्वविद्यालय के जेम्स वान एलन के एक प्रयोग में पता चला कि अपेक्षा से कहीं कम कॉस्मिक किरणें थीं। इससे फंसे हुए आवेशित कणों से भरे दो टोरॉयडल ज़ोन (अंततः वान एलन के नाम पर) की खोज हुई चुंबकीय क्षेत्रधरती।

इन सफलताओं से प्रोत्साहित होकर, 1960 के दशक में कई कंपनियों ने उपग्रहों का विकास और प्रक्षेपण शुरू किया। उनमें से एक स्टार इंजीनियर हेरोल्ड रोसेन के साथ ह्यूजेस एयरक्राफ्ट था। रोसेन ने उस टीम का नेतृत्व किया जिसने क्लार्क के विचार को लागू किया - एक संचार उपग्रह को पृथ्वी की कक्षा में इस तरह से स्थापित किया गया कि यह रेडियो तरंगों को एक स्थान से दूसरे स्थान तक उछाल सके। 1961 में, नासा ने ह्यूजेस को उपग्रहों की सिनकॉम (तुल्यकालिक संचार) श्रृंखला बनाने का ठेका दिया। जुलाई 1963 में, रोसेन और उनके सहयोगियों ने सिनकॉम-2 को अंतरिक्ष में विस्फोट करते हुए और एक कठिन भू-समकालिक कक्षा में प्रवेश करते हुए देखा। राष्ट्रपति कैनेडी ने प्रयोग किया नई प्रणालीअफ़्रीका में नाइजीरिया के प्रधान मंत्री से बात करने के लिए। जल्द ही Syncom-3 ने भी उड़ान भरी, जो वास्तव में एक टेलीविजन सिग्नल प्रसारित कर सकता था।

उपग्रहों का युग शुरू हो गया है।

उपग्रह और अंतरिक्ष मलबे में क्या अंतर है?

तकनीकी रूप से, उपग्रह वह वस्तु है जो किसी ग्रह या उससे छोटे ग्रह की परिक्रमा करती है खगोलीय पिंड. खगोलशास्त्री चंद्रमाओं को प्राकृतिक उपग्रहों के रूप में वर्गीकृत करते हैं, और पिछले कुछ वर्षों में उन्होंने हमारे ग्रह पर ग्रहों और बौने ग्रहों की परिक्रमा करने वाली सैकड़ों ऐसी वस्तुओं की एक सूची तैयार की है। सौर परिवार. उदाहरण के लिए, उन्होंने बृहस्पति के 67 चंद्रमाओं की गिनती की। और अब भी करते हैं.

स्पुतनिक और एक्सप्लोरर जैसी मानव निर्मित वस्तुओं को भी उपग्रहों के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है क्योंकि वे चंद्रमा की तरह एक ग्रह की परिक्रमा करते हैं। दुर्भाग्य से, मानव गतिविधि ने इस तथ्य को जन्म दिया है कि एक है बड़ी राशिकचरा। ये सभी टुकड़े और मलबा बड़े रॉकेट की तरह व्यवहार करते हैं - वे ग्रह के चारों ओर घूमते हैं उच्च गतिएक वृत्ताकार या अण्डाकार पथ के साथ। परिभाषा की सख्त व्याख्या में, ऐसी प्रत्येक वस्तु को एक उपग्रह के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। लेकिन खगोलशास्त्री आम तौर पर उपग्रहों को वे वस्तुएं मानते हैं जो उपयोगी कार्य करते हैं। धातु के स्क्रैप और अन्य कबाड़ कक्षीय मलबे की श्रेणी में आते हैं।

कक्षीय मलबा कई स्रोतों से आता है:

• एक रॉकेट विस्फोट जो सबसे अधिक कबाड़ पैदा करता है।
• अंतरिक्ष यात्री ने अपना हाथ ढीला कर दिया - यदि कोई अंतरिक्ष यात्री अंतरिक्ष में किसी चीज़ की मरम्मत कर रहा है और रिंच चूक जाता है, तो वह हमेशा के लिए खो जाता है। कुंजी कक्षा में जाती है और लगभग 10 किमी/सेकेंड की गति से उड़ती है। यदि यह किसी व्यक्ति या उपग्रह से टकराता है, तो परिणाम विनाशकारी हो सकते हैं। आईएसएस जैसी बड़ी वस्तुएं अंतरिक्ष मलबे के लिए एक बड़ा लक्ष्य हैं।
• छोड़ी गई वस्तुएँ. लॉन्च कंटेनरों के हिस्से, कैमरा लेंस कैप, इत्यादि।

नासा ने अंतरिक्ष मलबे के साथ टकराव के दीर्घकालिक प्रभावों का अध्ययन करने के लिए एलडीईएफ नामक एक विशेष उपग्रह लॉन्च किया है। छह वर्षों में, उपग्रह के उपकरणों ने लगभग 20,000 प्रभाव दर्ज किए, जिनमें से कुछ सूक्ष्म उल्कापिंडों के कारण और अन्य कक्षीय मलबे के कारण हुए। नासा के वैज्ञानिक एलडीईएफ डेटा का विश्लेषण करना जारी रखते हैं। लेकिन जापान के पास पहले से ही अंतरिक्ष मलबे को पकड़ने के लिए एक विशाल जाल है।

एक नियमित उपग्रह के अंदर क्या है?

उपग्रह हैं अलग - अलग रूपऔर आकार और कई प्रदर्शन करते हैं विभिन्न कार्यहालाँकि, वे सभी मूलतः समान हैं। इन सभी में एक धातु या मिश्रित फ्रेम और बॉडी है, जिसे अंग्रेजी बोलने वाले इंजीनियर बस कहते हैं, और रूसी एक अंतरिक्ष मंच कहते हैं। अंतरिक्ष मंच सब कुछ एक साथ लाता है और यह सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त उपाय प्रदान करता है कि उपकरण प्रक्षेपण में जीवित रहें।

सभी उपग्रहों में एक ऊर्जा स्रोत (आमतौर पर सौर पैनल) और बैटरी होती हैं। सौर पैनल सरणियाँ बैटरी को चार्ज करने की अनुमति देती हैं। नवीनतम उपग्रहईंधन सेल शामिल करें। उपग्रह ऊर्जा बहुत महँगी और अत्यंत सीमित है। परमाणु ऊर्जा कोशिकाओं का उपयोग आमतौर पर अन्य ग्रहों पर अंतरिक्ष जांच भेजने के लिए किया जाता है।

सभी उपग्रहों में नियंत्रण और निगरानी के लिए एक ऑन-बोर्ड कंप्यूटर होता है विभिन्न प्रणालियाँ. हर किसी के पास एक रेडियो और एक एंटीना है। कम से कम, अधिकांश उपग्रहों में एक रेडियो ट्रांसमीटर और एक रेडियो रिसीवर होता है ताकि ग्राउंड क्रू उपग्रह की स्थिति के बारे में पूछताछ और निगरानी कर सके। कई उपग्रह कक्षा बदलने से लेकर कंप्यूटर सिस्टम को पुन: प्रोग्राम करने तक कई अलग-अलग चीजों की अनुमति देते हैं।

जैसा कि आप उम्मीद कर सकते हैं, इन सभी प्रणालियों को एक साथ रखना कोई आसान काम नहीं है। इसमें वर्षों लग जाते हैं. यह सब मिशन लक्ष्य को परिभाषित करने से शुरू होता है। इसके मापदंडों को निर्धारित करने से इंजीनियरों को आवश्यक उपकरण इकट्ठा करने और उन्हें सही क्रम में स्थापित करने की अनुमति मिलती है। एक बार विनिर्देशों (और बजट) को मंजूरी मिल जाने के बाद, उपग्रह संयोजन शुरू हो जाता है। यह एक साफ़ कमरे में, रोगाणुहीन वातावरण में होता है, जो आपको बनाए रखने की अनुमति देता है वांछित तापमानऔर आर्द्रता तथा विकास और संयोजन के दौरान उपग्रह की सुरक्षा करना।

कृत्रिम उपग्रह आमतौर पर ऑर्डर पर बनाए जाते हैं। कुछ कंपनियों ने मॉड्यूलर उपग्रह विकसित किए हैं, यानी ऐसी संरचनाएं जिनकी असेंबली विशिष्टताओं के अनुसार अतिरिक्त तत्वों को स्थापित करने की अनुमति देती है। उदाहरण के लिए, बोइंग 601 उपग्रहों में दो बुनियादी मॉड्यूल थे - प्रणोदन उपप्रणाली, इलेक्ट्रॉनिक्स और बैटरी के परिवहन के लिए एक चेसिस; और उपकरण भंडारण के लिए छत्ते की अलमारियों का एक सेट। यह मॉड्यूलरिटी इंजीनियरों को खरोंच के बजाय रिक्त स्थान से उपग्रहों को इकट्ठा करने की अनुमति देती है।

उपग्रहों को कक्षा में कैसे प्रक्षेपित किया जाता है?

आज, सभी उपग्रहों को रॉकेट पर कक्षा में प्रक्षेपित किया जाता है। कई लोग उन्हें कार्गो विभाग में ले जाते हैं।

अधिकांश उपग्रह प्रक्षेपणों में, रॉकेट को सीधे ऊपर प्रक्षेपित किया जाता है, जो इसे घने वातावरण में तेजी से आगे बढ़ने और ईंधन की खपत को कम करने की अनुमति देता है। रॉकेट के उड़ान भरने के बाद, रॉकेट का नियंत्रण तंत्र वांछित पिच को प्राप्त करने के लिए रॉकेट के नोजल में आवश्यक समायोजन की गणना करने के लिए जड़त्वीय मार्गदर्शन प्रणाली का उपयोग करता है।

रॉकेट के पतली हवा में प्रवेश करने के बाद, लगभग 193 किलोमीटर की ऊंचाई पर, नेविगेशन प्रणाली छोटे रॉकेट छोड़ती है, जो रॉकेट को पलटने के लिए पर्याप्त है क्षैतिज स्थिति. इसके बाद सैटेलाइट को छोड़ा जाता है. छोटे रॉकेट फिर से दागे जाते हैं और रॉकेट और उपग्रह के बीच की दूरी में अंतर प्रदान करते हैं।

कक्षीय गति और ऊंचाई

रॉकेट को पूरी तरह से भागने के लिए 40,320 किलोमीटर प्रति घंटे की गति तक पहुंचना होगा पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षणऔर अंतरिक्ष में उड़ जाओ. अंतरिक्ष की गति एक उपग्रह की कक्षा में आवश्यक गति से कहीं अधिक है। वे पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से बच नहीं पाते, बल्कि संतुलन की स्थिति में रहते हैं। कक्षीय गति गुरुत्वाकर्षण खिंचाव और उपग्रह की जड़त्वीय गति के बीच संतुलन बनाए रखने के लिए आवश्यक गति है। 242 किलोमीटर की ऊंचाई पर यह लगभग 27,359 किलोमीटर प्रति घंटा है। गुरुत्वाकर्षण के बिना, जड़ता उपग्रह को अंतरिक्ष में ले जाएगी। गुरुत्वाकर्षण के साथ भी, यदि कोई उपग्रह बहुत तेजी से चलता है, तो उसे अंतरिक्ष में ले जाया जाएगा। यदि उपग्रह बहुत धीमी गति से चलता है, तो गुरुत्वाकर्षण उसे वापस पृथ्वी की ओर खींच लेगा।

किसी उपग्रह की कक्षीय गति पृथ्वी से उसकी ऊँचाई पर निर्भर करती है। पृथ्वी के जितना करीब, उतना तेज गति. 200 किलोमीटर की ऊंचाई पर, कक्षीय गति 27,400 किलोमीटर प्रति घंटा है। 35,786 किलोमीटर की ऊंचाई पर कक्षा बनाए रखने के लिए, उपग्रह को 11,300 किलोमीटर प्रति घंटे की गति से यात्रा करनी होगी। यह कक्षीय गति उपग्रह को हर 24 घंटे में एक उड़ान भरने की अनुमति देती है। चूँकि पृथ्वी भी 24 घंटे घूमती है, उपग्रह 35,786 किलोमीटर की ऊँचाई पर पृथ्वी की सतह के सापेक्ष एक निश्चित स्थिति में है। इस स्थिति को भूस्थैतिक कहा जाता है। भूस्थैतिक कक्षा मौसम और संचार उपग्रहों के लिए आदर्श है।

सामान्य तौर पर, कक्षा जितनी ऊंची होगी, उपग्रह उतने ही लंबे समय तक वहां रह सकता है। कम ऊंचाई पर उपग्रह पृथ्वी के वायुमंडल में होता है, जिससे खिंचाव पैदा होता है। पर अधिक ऊंचाई परवस्तुतः कोई प्रतिरोध नहीं है, और उपग्रह, चंद्रमा की तरह, सदियों तक कक्षा में रह सकता है।

उपग्रहों के प्रकार

पृथ्वी पर, सभी उपग्रह एक जैसे दिखते हैं - चमकदार बक्से या सौर पैनलों से बने पंखों से सजाए गए सिलेंडर। लेकिन अंतरिक्ष में, ये लकड़ी काटने वाली मशीनें अपने उड़ान पथ, ऊंचाई और अभिविन्यास के आधार पर बहुत अलग तरीके से व्यवहार करती हैं। परिणामस्वरूप, उपग्रह वर्गीकरण एक जटिल मामला बन जाता है। एक दृष्टिकोण किसी ग्रह (आमतौर पर पृथ्वी) के सापेक्ष यान की कक्षा निर्धारित करना है। याद रखें कि दो मुख्य कक्षाएँ हैं: गोलाकार और अण्डाकार। कुछ उपग्रह दीर्घवृत्त में प्रारंभ होते हैं और फिर गोलाकार कक्षा में प्रवेश करते हैं। अन्य लोग अण्डाकार पथ का अनुसरण करते हैं जिसे मोलनिया कक्षा के रूप में जाना जाता है। ये वस्तुएं आम तौर पर पृथ्वी के ध्रुवों पर उत्तर से दक्षिण की ओर चक्कर लगाती हैं और 12 घंटों में पूरी उड़ान भरती हैं।

ध्रुवीय-परिक्रमा करने वाले उपग्रह भी प्रत्येक क्रांति के साथ ध्रुवों को पार करते हैं, हालाँकि उनकी कक्षाएँ कम अण्डाकार होती हैं। जब पृथ्वी घूमती है तो ध्रुवीय कक्षाएँ अंतरिक्ष में स्थिर रहती हैं। परिणामस्वरूप, पृथ्वी का अधिकांश भाग ध्रुवीय कक्षा में उपग्रह के नीचे से गुजरता है। चूँकि ध्रुवीय कक्षाएँ ग्रह का उत्कृष्ट कवरेज प्रदान करती हैं, इसलिए उनका उपयोग मानचित्रण और फोटोग्राफी के लिए किया जाता है। पूर्वानुमानकर्ता ध्रुवीय उपग्रहों के वैश्विक नेटवर्क पर भी भरोसा करते हैं जो हर 12 घंटे में हमारी दुनिया का चक्कर लगाते हैं।

आप उपग्रहों को पृथ्वी की सतह से उनकी ऊँचाई के आधार पर भी वर्गीकृत कर सकते हैं। इस योजना के आधार पर, तीन श्रेणियां हैं:

• निम्न पृथ्वी कक्षा (LEO) - LEO उपग्रह पृथ्वी से 180 से 2000 किलोमीटर ऊपर अंतरिक्ष के एक क्षेत्र पर कब्जा करते हैं। पृथ्वी की सतह के करीब परिक्रमा करने वाले उपग्रह अवलोकन, सैन्य उद्देश्यों और मौसम की जानकारी एकत्र करने के लिए आदर्श हैं।
• मीडियम अर्थ ऑर्बिट (MEO) - ये उपग्रह पृथ्वी से 2,000 से 36,000 किमी ऊपर उड़ान भरते हैं। जीपीएस नेविगेशन उपग्रह इस ऊंचाई पर अच्छा काम करते हैं। अनुमानित कक्षीय गति 13,900 किमी/घंटा है।
• भूस्थैतिक (जियोसिंक्रोनस) कक्षा - भूस्थैतिक उपग्रह 36,000 किमी से अधिक की ऊंचाई पर और ग्रह के समान घूर्णन गति पर पृथ्वी की परिक्रमा करते हैं। इसलिए, इस कक्षा में उपग्रह हमेशा पृथ्वी पर एक ही स्थान की ओर स्थित होते हैं। कई भूस्थैतिक उपग्रह भूमध्य रेखा के साथ उड़ान भरते हैं, जिससे अंतरिक्ष के इस क्षेत्र में कई ट्रैफिक जाम पैदा हो गए हैं। कई सौ टेलीविजन, संचार और मौसम उपग्रह भूस्थैतिक कक्षा का उपयोग करते हैं।

अंततः, कोई उपग्रहों के बारे में इस अर्थ में सोच सकता है कि वे "कहां खोजते हैं।" पिछले कुछ दशकों में अंतरिक्ष में भेजे गए अधिकांश पिंड पृथ्वी की ओर देख रहे हैं। इन उपग्रहों में कैमरे और उपकरण हैं जो हमारी दुनिया को प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य में देख सकते हैं, जिससे हम अपने ग्रह के पराबैंगनी और अवरक्त रंगों के शानदार दृश्यों का आनंद ले सकते हैं। कम उपग्रह अंतरिक्ष की ओर अपना रुख कर रहे हैं, जहां वे सितारों, ग्रहों और आकाशगंगाओं का निरीक्षण करते हैं, और क्षुद्रग्रहों और धूमकेतु जैसी वस्तुओं को स्कैन करते हैं जो पृथ्वी से टकरा सकते हैं।

ज्ञात उपग्रह

हाल तक, उपग्रह विदेशी और शीर्ष-गुप्त उपकरण बने रहे, जिनका उपयोग मुख्य रूप से नेविगेशन और जासूसी के लिए सैन्य उद्देश्यों के लिए किया जाता था। अब वे हमारा अभिन्न अंग बन गये हैं रोजमर्रा की जिंदगी. उनके लिए धन्यवाद, हम मौसम का पूर्वानुमान जानते हैं (हालाँकि मौसम के पूर्वानुमानकर्ता अक्सर गलत होते हैं)। हम टीवी देखते हैं और इंटरनेट का उपयोग भी उपग्रहों की बदौलत करते हैं। हमारी कारों और स्मार्टफोन में जीपीएस हमें वहां पहुंचने में मदद करता है जहां हमें जाना है। क्या हबल टेलीस्कोप के अमूल्य योगदान और आईएसएस पर अंतरिक्ष यात्रियों के काम के बारे में बात करना उचित है?

हालाँकि, कक्षा के असली नायक हैं। आइये जानते हैं उन्हें.

1. लैंडसैट उपग्रह 1970 के दशक की शुरुआत से पृथ्वी की तस्वीरें ले रहे हैं, और उनके पास पृथ्वी की सतह का अवलोकन करने का रिकॉर्ड है। लैंडसैट-1, जिसे एक समय में ईआरटीएस (अर्थ रिसोर्सेज टेक्नोलॉजी सैटेलाइट) के नाम से जाना जाता था, 23 जुलाई 1972 को लॉन्च किया गया था। इसमें दो मुख्य उपकरण थे: एक कैमरा और एक मल्टीस्पेक्ट्रल स्कैनर, जो ह्यूजेस एयरक्राफ्ट कंपनी द्वारा निर्मित था और हरे, लाल और दो इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रा में डेटा रिकॉर्ड करने में सक्षम था। उपग्रह ने इतनी भव्य छवियां बनाईं और इसे इतना सफल माना गया कि इसके बाद एक पूरी श्रृंखला का अनुसरण किया गया। नासा ने आखिरी लैंडसैट-8 फरवरी 2013 में लॉन्च किया था। यह वाहन दो पृथ्वी-अवलोकन सेंसर, ऑपरेशनल लैंड इमेजर और थर्मल इन्फ्रारेड सेंसर ले गया, जो तटीय क्षेत्रों, ध्रुवीय बर्फ, द्वीपों और महाद्वीपों की मल्टीस्पेक्ट्रल छवियां एकत्र करता है।
2. जियोस्टेशनरी ऑपरेशनल एनवायर्नमेंटल सैटेलाइट (जीओईएस) भूस्थैतिक कक्षा में पृथ्वी का चक्कर लगाते हैं, प्रत्येक दुनिया के एक निश्चित हिस्से के लिए जिम्मेदार है। यह उपग्रहों को वायुमंडल की बारीकी से निगरानी करने और मौसम की स्थिति में बदलाव का पता लगाने की अनुमति देता है जो बवंडर, तूफान, बाढ़ और बिजली तूफान का कारण बन सकता है। उपग्रहों का उपयोग वर्षा और बर्फ संचय का अनुमान लगाने, बर्फ के आवरण की सीमा को मापने और समुद्र और झील की बर्फ की गति को ट्रैक करने के लिए भी किया जाता है। 1974 के बाद से, 15 GOES उपग्रहों को कक्षा में प्रक्षेपित किया गया है, लेकिन केवल दो उपग्रह, GOES पश्चिम और GOES पूर्व, किसी भी समय मौसम की निगरानी करते हैं।
3. जेसन-1 और जेसन-2 ने पृथ्वी के महासागरों के दीर्घकालिक विश्लेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। नासा ने नासा/सीएनईएस टोपेक्स/पोसीडॉन उपग्रह को बदलने के लिए दिसंबर 2001 में जेसन-1 लॉन्च किया, जो 1992 से पृथ्वी के ऊपर काम कर रहा था। लगभग तेरह वर्षों तक, जेसन-1 ने पृथ्वी के 95% से अधिक बर्फ-मुक्त महासागरों में समुद्र के स्तर, हवा की गति और लहरों की ऊंचाई को मापा। नासा ने 3 जुलाई 2013 को आधिकारिक तौर पर जेसन-1 को सेवानिवृत्त कर दिया। जेसन-2 ने 2008 में कक्षा में प्रवेश किया। इसमें उच्च परिशुद्धता वाले उपकरण थे जिससे उपग्रह से समुद्र की सतह तक की दूरी को कई सेंटीमीटर की सटीकता के साथ मापना संभव हो गया। ये डेटा, समुद्र विज्ञानियों के लिए उनके मूल्य के अलावा, वैश्विक जलवायु पैटर्न के व्यवहार में व्यापक अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।

उपग्रहों की लागत कितनी है?

स्पुतनिक और एक्सप्लोरर के बाद, उपग्रह बड़े और अधिक जटिल हो गए। उदाहरण के लिए, टेरेस्टार-1 को लें, जो एक वाणिज्यिक उपग्रह है जिसे मोबाइल डेटा ट्रांसमिशन प्रदान करना था उत्तरी अमेरिकास्मार्टफ़ोन और समान उपकरणों के लिए. 2009 में लॉन्च किए गए टेरेस्टार-1 का वजन 6,910 किलोग्राम था। और जब पूरी तरह से तैनात किया गया, तो इसमें 18 मीटर का एंटीना और 32 मीटर के पंखों वाले विशाल सौर पैनल दिखाई दिए।

इस प्रकार निर्माण जटिल मशीनइसके लिए बहुत सारे संसाधनों की आवश्यकता होती है, इसलिए ऐतिहासिक रूप से केवल गहरी जेब वाले सरकारी विभाग और निगम ही उपग्रह व्यवसाय में प्रवेश कर सकते हैं। एक उपग्रह की अधिकांश लागत उपकरण - ट्रांसपोंडर, कंप्यूटर और कैमरे में होती है। एक सामान्य मौसम उपग्रह की लागत लगभग $290 मिलियन होती है। एक जासूसी उपग्रह की लागत 100 मिलियन डॉलर अधिक होगी। इसमें उपग्रहों के रखरखाव और मरम्मत की लागत भी जोड़ें। कंपनियों को सैटेलाइट बैंडविड्थ के लिए उसी तरह भुगतान करना होगा जिस तरह फोन मालिक सेलुलर सेवा के लिए भुगतान करते हैं। कभी-कभी इसकी लागत प्रति वर्ष $1.5 मिलियन से अधिक होती है।

दूसरों के लिए महत्वपूर्ण कारकस्टार्टअप लागत है. एक उपग्रह को अंतरिक्ष में प्रक्षेपित करने में उपकरण के आधार पर 10 से 400 मिलियन डॉलर तक का खर्च आ सकता है। पेगासस एक्सएल रॉकेट 13.5 मिलियन डॉलर में 443 किलोग्राम वजन उठाकर पृथ्वी की निचली कक्षा में ले जा सकता है। भारी उपग्रह प्रक्षेपित करने के लिए अधिक लिफ्ट की आवश्यकता होगी। एरियन 5G रॉकेट 165 मिलियन डॉलर में 18,000 किलोग्राम के उपग्रह को निचली कक्षा में लॉन्च कर सकता है।

उपग्रहों के निर्माण, प्रक्षेपण और संचालन से जुड़ी लागतों और जोखिमों के बावजूद, कुछ कंपनियां इसके आसपास संपूर्ण व्यवसाय बनाने में कामयाब रही हैं। उदाहरण के लिए, बोइंग। कंपनी ने 2012 में लगभग 10 उपग्रहों को अंतरिक्ष में पहुंचाया और सात वर्षों से अधिक समय तक ऑर्डर प्राप्त किए, जिससे लगभग 32 बिलियन डॉलर का राजस्व प्राप्त हुआ।

उपग्रहों का भविष्य

स्पुतनिक के प्रक्षेपण के लगभग पचास साल बाद, बजट की तरह उपग्रह भी बढ़ रहे हैं और मजबूत हो रहे हैं। उदाहरण के लिए, अमेरिका ने अपने सैन्य उपग्रह कार्यक्रम की शुरुआत के बाद से लगभग 200 अरब डॉलर खर्च किए हैं और अब, इन सबके बावजूद, पुराने उपग्रहों का एक बेड़ा प्रतिस्थापन की प्रतीक्षा कर रहा है। कई विशेषज्ञों को डर है कि बड़े उपग्रहों का निर्माण और तैनाती करदाताओं के पैसे पर नहीं हो सकती। वह समाधान जो सब कुछ उलट-पुलट कर सकता है, वह है स्पेसएक्स और अन्य जैसी निजी कंपनियां जो स्पष्ट रूप से नासा, एनआरओ और एनओएए जैसी नौकरशाही ठहराव का शिकार नहीं होंगी।

दूसरा उपाय उपग्रहों के आकार और जटिलता को कम करना है। कैल्टेक और स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक 1999 से एक नए प्रकार के क्यूबसैट पर काम कर रहे हैं, जो 10-सेंटीमीटर किनारे वाले बिल्डिंग ब्लॉक्स पर आधारित है। प्रत्येक क्यूब में तैयार घटक होते हैं और दक्षता बढ़ाने और तनाव कम करने के लिए इसे अन्य क्यूब्स के साथ जोड़ा जा सकता है। डिज़ाइन को मानकीकृत करके और प्रत्येक उपग्रह के निर्माण की लागत को कम करके, एक क्यूबसैट की लागत कम से कम $100,000 हो सकती है।

अप्रैल 2013 में, नासा ने वाणिज्यिक स्मार्टफ़ोन द्वारा संचालित तीन क्यूबसैट के साथ इस सरल सिद्धांत का परीक्षण करने का निर्णय लिया। लक्ष्य सूक्ष्म उपग्रहों को कक्षा में स्थापित करना था छोटी अवधिऔर अपने फोन से कुछ तस्वीरें लें। एजेंसी अब ऐसे उपग्रहों का एक व्यापक नेटवर्क तैनात करने की योजना बना रही है।

चाहे बड़े हों या छोटे, भविष्य के उपग्रहों को ग्राउंड स्टेशनों के साथ प्रभावी ढंग से संचार करने में सक्षम होना चाहिए। ऐतिहासिक रूप से, नासा रेडियो फ्रीक्वेंसी संचार पर निर्भर था, लेकिन अधिक बिजली की मांग उभरने के कारण आरएफ अपनी सीमा तक पहुंच गया। इस बाधा को दूर करने के लिए नासा के वैज्ञानिक रेडियो तरंगों के बजाय लेजर का उपयोग करके दो-तरफ़ा संचार प्रणाली विकसित कर रहे हैं। 18 अक्टूबर 2013 को वैज्ञानिकों ने पहली बार लॉन्च किया लेजर किरणचंद्रमा से पृथ्वी तक डेटा संचारित करने के लिए (384,633 किलोमीटर की दूरी पर) और 622 मेगाबिट प्रति सेकंड की रिकॉर्ड ट्रांसमिशन गति हासिल की।