Երկրի արհեստական ​​արբանյակը տիեզերանավ է, որը պտտվում է Երկրի շուրջը, երբ գտնվում է երկրակենտրոն ուղեծրում: Սկզբում «sputnik» բառն օգտագործվում էր խորհրդային տիեզերանավերի համար, սակայն 1968-1969 թթ. Իրականացվեց միջազգային բազմալեզու տիեզերական բառարանի ստեղծման գաղափարը, որում մասնակից երկրների փոխադարձ համաձայնությամբ «արբանյակ» տերմինը սկսեց կիրառվել աշխարհի ցանկացած երկրում արձակված Երկրի արհեստական ​​արբանյակների վրա:
Համաձայն միջազգային համաձայնագրի՝ տիեզերանավը համարվում է արբանյակ, եթե այն կատարել է առնվազն մեկ պտույտ Երկրի շուրջ։ Արբանյակը ուղեծիր դուրս բերելու համար անհրաժեշտ է նրան փոխանցել առաջին փախուստի արագությունը հավասար կամ ավելի մեծ: Արբանյակի թռիչքի բարձրությունը կարող է տարբեր լինել և տատանվում է մի քանի հարյուրից մինչև հարյուր հազար կիլոմետր:

Ամենացածր բարձրությունը որոշվում է արագ արգելակման գործընթացի առկայությամբ վերին շերտերըմթնոլորտ. Արբանյակի ուղեծրային շրջանը նույնպես կախված է բարձրությունից, որը տարբերվում է
մի քանի ժամից մինչև մի քանի օր: Դրանք օգտագործվում են գիտական ​​հետազոտությունների և կիրառական խնդիրների լուծման համար։ Դրանք բաժանվում են ռազմական, օդերևութաբանական, նավիգացիոն, կապի արբանյակների և այլն, կան նաև սիրողական ռադիո արբանյակներ։

Եթե ​​արբանյակն ունի հաղորդող ռադիոսարքավորում, ցանկացած չափիչ գործիք, ազդանշաններ ուղարկելու համար օգտագործվող լուսարձակող լամպեր, ապա այն համարվում է ակտիվ: Պասիվ արհեստական ​​երկրային արբանյակները օգտագործվում են մի շարք գիտական ​​առաջադրանքներ իրականացնելու և որպես երկրի մակերևույթից դիտորդական օբյեկտներ:

Արբանյակի զանգվածն ուղղակիորեն կախված է այն առաջադրանքներից, որոնք պետք է իրականացնի արձակման օբյեկտը մերձերկրյա տարածության մեջ և կարող է տատանվել հարյուրավոր գրամից մինչև հարյուրավոր տոննա:

Արհեստական ​​արբանյակներն ունեն որոշակի կողմնորոշում տիեզերքում՝ կախված հանձնարարված խնդիրներից։ Օրինակ, ուղղահայաց կողմնորոշումը օգտագործվում է արբանյակների համար, որոնց հիմնական խնդիրն է դիտարկել օբյեկտները Երկրի մակերեսին և նրա մթնոլորտում:

Աստղագիտական ​​հետազոտությունների համար արբանյակներն ուղղված են դեպի ուսումնասիրվող երկնային մարմինները։ Հնարավոր է կողմնորոշվել արբանյակային առանձին տարրեր, ինչպիսիք են ալեհավաքները, դեպի երկրային ընդունող կայաններ, իսկ արևային մարտկոցները դեպի Արև:

Արբանյակային կողմնորոշման համակարգերը բաժանվում են պասիվ (մագնիսական, աերոդինամիկ, գրավիտացիոն) և ակտիվ (կառավարման տարրերով հագեցած համակարգեր):

Վերջիններս օգտագործվում են հիմնականում տեխնիկապես բարդ արհեստական ​​արբանյակների և տիեզերանավերի վրա։

Աշխարհի առաջին արհեստական ​​արբանյակը եղել է Sputnik 1-ը։ Այն արձակվել է 1957 թվականի հոկտեմբերի 4-ին Բայկոնուր տիեզերակայանից։

Այս տիեզերանավի ստեղծման վրա աշխատել են այն ժամանակվա ԽՍՀՄ առաջատար գիտնականները, այդ թվում՝ գործնական տիեզերագնացության հիմնադիր Ս.Պ. Կորոլևը, Մ.Կ.Տիխոնրավովը, Մ.Վ.Կելդիշը և շատ ուրիշներ։ Արբանյակը ալյումինե գնդիկ էր, որն ուներ 58 սմ տրամագիծ և 83,6 կգ զանգված։ Վերևում կար երկու ալեհավաք, որոնցից յուրաքանչյուրը բաղկացած էր երկու կապից և չորս ալեհավաքից: Արբանյակը համալրված էր երկու ռադիոհաղորդիչով՝ էլեկտրամատակարարմամբ։ Հաղորդիչների հեռահարությունն այնպիսին էր, որ ռադիոսիրողները կարող էին հետևել նրա շարժումներին: Այն 92 օրվա ընթացքում կատարել է 1440 պտույտ Երկրի շուրջ։ Թռիչքի ընթացքում առաջին անգամ հնարավոր է դարձել որոշել մթնոլորտի վերին խտությունը՝ փոխելով արբանյակի ուղեծիրը, բացի այդ, ստացվել են առաջին տվյալները իոնոլորտում ռադիոազդանշանների տարածման մասին։ Արդեն նոյեմբերի 3-ին արձակվեց Երկրի երկրորդ, կենսաբանական արբանյակը, որը նավի վրա, բացի կատարելագործված գիտական ​​սարքավորումներից, ուղեծիր դուրս բերեց կենդանի արարածին՝ Լայկային շանը: Արբանյակի ընդհանուր քաշը կազմել է 508,3 կգ։ Արբանյակը հագեցած է եղել ջերմակարգավորման և վերականգնման համակարգերով՝ կենդանու կյանքի համար անհրաժեշտ պայմանները պահպանելու համար։

ԽՍՀՄ առաջին արհեստական ​​հետախուզական արբանյակը Զենիթ-2-ն էր, որը ուղեծիր է արձակվել 1962 թվականի ապրիլի 26-ին: Սարքավորումների հավաքածուն ներառում էր լուսանկարչական նյութեր նետելու պարկուճ և տարբեր ֆոտո-ռադիոհետախուզական սարքավորումներ:

Միացյալ Նահանգները դարձավ երկրորդ համաշխարհային տերությունը, որը հայտնաբերեց տիեզերքը՝ 1958 թվականի փետրվարի 1-ին (որոշ աղբյուրների համաձայն՝ 1958 թվականի հունվարի 31-ին) արձակելով իր արբանյակը՝ Explorer 1-ը: Արբանյակի արձակումն ու մշակումն իրականացվել է մասնագետների թիմի կողմից՝ նախկին գերմանացի ինժեներ Վերնհեր ֆոն Բրաունի հրամանատարությամբ, որը ստեղծեց «վրեժի զենքը»՝ հրթիռը, որը հայտնի է որպես V-2: Արբանյակը արձակվել է Redstone բալիստիկ հրթիռի միջոցով, որն օգտագործում էր խառնուրդը էթիլային սպիրտև հիդրազին (N, H4): Արբանյակի զանգվածը կազմել է 8,3 կգ, ինչը 10 անգամ ավելի քիչ է, քան խորհրդային արբանյակը, սակայն Explorer 1-ում եղել է Գեյգերի հաշվիչ և մթնոլորտային մասնիկների ցուցիչ:
Ֆրանսիան դարձավ երրորդ տիեզերական տերությունը՝ արձակելով Asterix-1 արբանյակը 1965 թվականի նոյեմբերի 26-ին: Ավստրալիան հաջորդ տերությունն էր, որը վաստակեց տիեզերական տերություն կոչվելու իրավունքը, դա տեղի ունեցավ 1967 թվականի նոյեմբերի 29-ին, արբանյակը կոչվեց VRESAT-1: . 1970 թվականին երկու տերություններ անմիջապես միացան Երկրի արհեստական ​​արբանյակների ցանկին՝ Ճապոնիան (Օսումի արբանյակ) և Չինաստանը (Չինաստան-1 արբանյակ):

Երկրի առաջին արհեստական ​​արբանյակը

Երկրի արհեստական ​​արբանյակ (AES) - պտտվում է երկրակենտրոն ուղեծրի շուրջ:

Երկրի արհեստական ​​արբանյակի շարժումը գեոստացիոնար ուղեծրում

Երկրի շուրջը ուղեծրով շարժվելու համար սարքը պետք է ունենա սկզբնական արագություն, որը հավասար կամ ավելի մեծ է, քան առաջին փախուստի արագությունը: AES թռիչքներն իրականացվում են մինչև մի քանի հարյուր հազար կիլոմետր բարձրության վրա։ Արբանյակի թռիչքի բարձրության ստորին սահմանը որոշվում է մթնոլորտում արագ արգելակման գործընթացից խուսափելու անհրաժեշտությամբ։ Արբանյակի ուղեծրային շրջանը, կախված թռիչքի միջին բարձրությունից, կարող է տատանվել մեկուկես ժամից մինչև մի քանի տարի: Առանձնահատուկ նշանակություն ունեն գեոստացիոնար ուղեծրում գտնվող արբանյակները, որոնց ուղեծրային ժամանակահատվածը խստորեն հավասար է մեկ օրվա և, հետևաբար, ցամաքային դիտորդի համար նրանք անշարժ «կախվում են» երկնքում, ինչը հնարավորություն է տալիս ազատվել ալեհավաքների պտտվող սարքերից:

Արբանյակ տերմինը սովորաբար նշանակում է անօդաչու տիեզերանավ, սակայն, մերձերկրյա կառավարվող և անօդաչու բեռնատար տիեզերանավերը, ինչպես նաև ուղեծրային կայաններիրականում դրանք նույնպես արբանյակներ են։ Ավտոմատ միջմոլորակային կայանները և միջմոլորակային տիեզերանավերը կարող են արձակվել խորը տիեզերք ինչպես արբանյակային փուլը շրջանցելով (այսպես կոչված՝ աջ բարձրացում), այնպես էլ նախնական արձակումից հետո այսպես կոչված։ արբանյակային տեղեկատու ուղեծիր.

Սկզբում տիեզերական տարիքարբանյակները արձակվեցին միայն մեկնարկային մեքենաների միջոցով, իսկ 20-րդ դարի վերջին արբանյակների արձակումը նաև այլ արբանյակներից՝ ուղեծրային կայաններից և տիեզերանավերից (հիմնականում MTKK-տիեզերական մաքոքից) նույնպես լայն տարածում գտավ: Որպես արբանյակներ արձակելու միջոց՝ դա տեսականորեն հնարավոր է, բայց MTKK տիեզերանավերը, տիեզերական հրացանները և տիեզերական վերելակները դեռ չեն գործարկվել։ Տիեզերական դարաշրջանի մեկնարկից կարճ ժամանակ անց սովորական դարձավ մեկից ավելի արբանյակի արձակումը մեկ մեկնարկային մեքենայով, իսկ 2013 թվականի վերջում միաժամանակ արձակված արբանյակների թիվը որոշ արձակման մեքենաներում գերազանցեց երեք տասնյակը: Որոշ մեկնարկների ժամանակ վերջին քայլերըարձակման մեքենաները նույնպես ուղեծիր են դուրս գալիս և որոշ ժամանակ փաստացի դառնում արբանյակներ:

Անօդաչու արբանյակներն ունեն մի քանի կգ-ից մինչև երկու տասնյակ տոննա զանգված և մի քանի սանտիմետրից մինչև մի քանի տասնյակ մետր (մասնավորապես, արևային մարտկոցներ և ետ քաշվող ալեհավաքներ օգտագործելիս): Տիեզերանավերը և տիեզերանավերը, որոնք արբանյակներ են, հասնում են մի քանի տասնյակ տոննաների և մետրերի, իսկ հավաքովի ուղեծրային կայանները հասնում են հարյուրավոր տոննաների և մետրերի: 21-րդ դարում միկրոմինիատորիզացիայի և նանոտեխնոլոգիայի զարգացման հետ մեկտեղ զանգվածային երևույթ է դարձել գերփոքր խորանարդ արբանյակների ստեղծումը (մեկից մինչև մի քանի կգ և մի քանի տասնյակ սմ), ինչպես նաև. նոր ձևաչափ pocketsat (բառացիորեն գրպան) մի քանի հարյուր կամ տասնյակ գրամ և մի քանի սանտիմետր:

Արբանյակները հիմնականում նախագծված են չվերադարձվող լինելու համար, սակայն դրանցից մի քանիսը (հիմնականում անձնակազմով և որոշ բեռնատար տիեզերանավեր) մասամբ վերադարձելի են (ունենա վայրէջք) կամ ամբողջությամբ (տիեզերական ինքնաթիռներ և արբանյակներ, որոնք վերադառնում են ինքնաթիռ):

Արհեստական ​​Երկրի արբանյակները լայնորեն օգտագործվում են գիտական ​​հետազոտությունև կիրառական առաջադրանքներ (ռազմական արբանյակներ, հետազոտական ​​արբանյակներ, օդերևութաբանական արբանյակներ, նավիգացիոն արբանյակներ, կապի արբանյակներ, կենսաարբանյակներ և այլն), ինչպես նաև կրթության ոլորտում (համալսարանական արբանյակները դարձել են զանգվածային երևույթ աշխարհում. արբանյակներ, որոնք ստեղծվել են ուսուցիչների, ասպիրանտների և Մոսկվայի պետական ​​համալսարանի ուսանողների համար նախատեսվում է արբանյակ բաց թողնել Բաումանի անվան Մոսկվայի պետական ​​տեխնիկական համալսարանի համար) և հոբբի՝ սիրողական ռադիո արբանյակներ։ Տիեզերական դարաշրջանի սկզբում արբանյակները արձակվեցին պետությունների կողմից (ազգ պետական ​​կազմակերպություններ), բայց հետո լայն տարածում գտան մասնավոր ընկերությունների արբանյակները։ Մինչև մի քանի հազար դոլար արձակման ծախսերով խորանարդների և գրպանների ի հայտ գալով հնարավոր դարձավ արբանյակների արձակումը մասնավոր անձանց կողմից:

Արբանյակները գործարկվել են ավելի քան 70 տարբեր երկրների (ինչպես նաև առանձին ընկերությունների) կողմից՝ օգտագործելով ինչպես իրենց սեփական արձակման մեքենաները (LVs), այնպես էլ այլ երկրների և միջկառավարական և մասնավոր կազմակերպությունների կողմից որպես արձակման ծառայություններ:

Աշխարհի առաջին արբանյակը արձակվել է ԽՍՀՄ-ում 1957 թվականի հոկտեմբերի 4-ին (Sputnik-1)։ Երկրորդ երկիրը, որը արձակեց արբանյակը, Միացյալ Նահանգներն էր 1958 թվականի փետրվարի 1-ին (Explorer 1): Հետևյալ երկրները՝ Մեծ Բրիտանիան, Կանադան, Իտալիան, արձակեցին իրենց առաջին արբանյակները 1962, 1962, 1964 թվականներին։ համապատասխանաբար ամերիկյան մեկնարկային մեքենաների վրա։ Երրորդ երկիրը, որն առաջին արբանյակը արձակեց իր արձակման մեքենայով, Ֆրանսիան էր 1965 թվականի նոյեմբերի 26-ին (Աստերիքս): Ավստրալիան և Գերմանիան ձեռք են բերել իրենց առաջին արբանյակները 1967 և 1969 թվականներին: համապատասխանաբար նաև ԱՄՆ-ի արձակման մեքենայի օգնությամբ։ Ճապոնիան, Չինաստանը և Իսրայելը արձակեցին իրենց առաջին արբանյակները 1970, 1970 և 1988 թվականներին: Մի շարք երկրներ՝ Մեծ Բրիտանիան, Հնդկաստանը, Իրանը, ինչպես նաև Եվրոպան (միջկառավարական կազմակերպությունը ESRO, այժմ՝ ESA) գործարկել են իրենց առաջին արբանյակները օտարերկրյա կրիչների վրա՝ նախքան սեփական արձակման մեքենաներ ստեղծելը: Շատ երկրների առաջին արբանյակները մշակվել և ձեռք են բերվել այլ երկրներում (ԱՄՆ, ԽՍՀՄ, Չինաստան և այլն):

Առանձնացվում են արբանյակների հետևյալ տեսակները.

Աստղագիտական ​​արբանյակները արբանյակներ են, որոնք նախատեսված են մոլորակների, գալակտիկաների և տիեզերական այլ օբյեկտների ուսումնասիրության համար:
Կենսարբանյակները արբանյակներ են, որոնք նախատեսված են տիեզերքում կենդանի օրգանիզմների վրա գիտական ​​փորձեր անցկացնելու համար։
Երկրի հեռահար զոնդավորում
Տիեզերանավ - մարդատար տիեզերանավ
Տիեզերական կայաններ՝ երկարատև տիեզերանավ
Օդերեւութաբանական արբանյակները արբանյակներ են, որոնք նախատեսված են տվյալներ փոխանցելու եղանակի կանխատեսման նպատակով, ինչպես նաև վերահսկելու Երկրի կլիման
Փոքր արբանյակները փոքր քաշի (1 կամ 0,5 տոննայից պակաս) և չափի արբանյակներ են: Ներառում է մինի արբանյակներ (ավելի քան 100 կգ), միկրոարբանյակներ (ավելի քան 10 կգ) և նանոարբանյակներ (10 կգ-ից թեթև), ներառյալ. CubeSats և PocketSats:
Հետախուզական արբանյակներ
Նավիգացիոն արբանյակներ
Հաղորդակցման արբանյակներ
Փորձարարական արբանյակներ

2009 թվականի փետրվարի 10-ին պատմության մեջ առաջին անգամ տեղի ունեցավ արբանյակների բախում։ Բախվել են ռուսական ռազմական արբանյակը (ուղիղ արձակվել է 1994 թվականին, բայց շահագործումից հանվել է երկու տարի անց) և արբանյակային հեռախոսային օպերատոր Iridium-ից գործող ամերիկյան արբանյակը: «Cosmos-2251»-ը կշռել է գրեթե 1 տոննա, իսկ «Iridium 33»-ը՝ 560 կգ։

Արբանյակները բախվել են հյուսիսային Սիբիրի երկնքում: Բախման արդյունքում առաջացել են մանր բեկորների և բեկորների երկու ամպ ( ընդհանուրկար մոտ 600 բեկոր):

Վաղ մանկությունից, երբ մարդը նայում է աստղազարդ երկնքին և Լուսնին, զարմանում է, թե ինչպես են գործում տիեզերքը, աստղերը, մոլորակները, գալակտիկան և տիեզերքը: Մեզ գրավում է ամեն անհայտ ու անհասկանալի։ Խորհրդային գիտնականներին հաջողվեց բարձրացնել տիեզերքի առեղծվածի վարագույրը փայլուն դիզայներ ինժեներ Սերգեյ Պավլովիչ Կորոլևի ղեկավարությամբ, ում ղեկավարությամբ նրանք արձակեցին Երկրի առաջին արհեստական ​​արբանյակը (կրճատ՝ AES):

Առաջին մեկնարկը

Հենց ԽՍՀՄ-ն էր 1957 թվականի հոկտեմբերի 4-ին առաջինը, որը արձակեց ամենապարզ երկրային արբանյակը կամ PS-1-ը դեպի արտաքին տիեզերք R-7 արձակման մեքենայի վրա Բայկոնուր տիեզերակայանից: Արբանյակի ստեղծողների ստեղծագործական թիմը գլխավորել է Սերգեյ Կորոլևը։

Սերգեյ Կորոլև և Յուրի Գագարին

Առաջին արհեստական ​​երկրային արբանյակի տեխնիկական բնութագրերը բավականին պարզունակ են՝ համեմատած մեր ժամանակներում արձակված արբանյակների հետ։

PS-1-ը մոտավորապես 58 սմ տրամագծով գնդակ էր, որին ամրացված էին 2,4 և 2,9 մետր երկարությամբ չորս ալեհավաքներ, որոնք անհրաժեշտ էին ռադիոընդունում ստանալու համար: ՊՍ-1-ի զանգվածը կազմել է 83,6 կգ։ Արբանյակի ներսում կային ճնշման և ջերմաստիճանի տվիչներ, օդափոխիչները միացված էին ռելեներով, որոնք սկսեցին աշխատել, եթե ջերմաստիճանը բարձրանար +30C-ից՝ միացնելով արբանյակից Երկիր ազդանշան փոխանցող սարքը։

PS-1-ը մեկնարկից 295 վայրկյան հետո անջատվել է արձակման մեքենայից, իսկ մեկնարկից արդեն 315 վայրկյան հետո այն ուղարկել է առաջին ռադիոազդանշանը գետնին, որը կարող էր ստանալ ցանկացած ռադիոսիրող. սրանք ազդանշաններ էին, որոնք կրկնվում էին մոտ 2 րոպե. «Beep, Beep. » Այս ազդանշանները ցնցեցին ողջ աշխարհը, սկսվեց տիեզերագնացության դարաշրջանը և սպառազինությունների մրցավազքը ԽՍՀՄ-ի և ԱՄՆ-ի միջև։

PS-1-ը Երկրի էլիպսաձեւ ուղեծրում մնաց 92 օր և կատարեց 1440 պտույտ մոլորակի շուրջը, այն շարունակեց ռադիոազդանշան փոխանցել 20 օր: Որից հետո PS-1-ի պտտման արագությունը սկսեց նվազել, և 1957 թվականի հունվարի 4-ին բարձր շփման պատճառով այրվեց մթնոլորտի խիտ շերտերում։

Տիեզերական տեխնոլոգիա

Ներկայումս տիեզերքի տարածություններով արդեն շրջում են մոտ 13 հազար Երկրի արհեստական ​​արբանյակներ, որոնց մեծ մասը պատկանում է ԱՄՆ-ին, Ռուսաստանին և Չինաստանին։ Արբանյակների արձակման տեխնոլոգիան կայանում է նրանում, որ արձակման ժամանակ դրան հնարավորինս բարձր արագություն տալը: Երկրի էլիպսաձև ուղեծրում հայտնվելով՝ արբանյակը կուտակված արագության շնորհիվ կկարողանա ինքն իրեն՝ առանց շարժիչները միացնելու։ երկար ժամանակովպտտել և փոխանցել ազդանշանները.

Ժամանակակից աշխարհի համար արհեստական ​​արբանյակները մեր աշխարհի անբաժան մասն են, կապի արբանյակները, նավիգացիոն արբանյակները, օդերևութաբանական արբանյակները, հետախուզական արբանյակները, կենսաարբանյակները և շատ այլ արհեստական ​​արբանյակներ օգնում են մեզ առօրյա կյանքում:

Մենք կանխատեսում ենք եղանակը, գծում ենք նոր երթուղիներ, օգտվում ենք բջջային կապից, արբանյակային հեռուստատեսությունից, անլար ինտերնետից, քարտեզներ գծում և գրանցում ենք արբանյակի հետ կապված հողատարածքներ, և այս ամենը երկրային արհեստական ​​արբանյակների շնորհիվ։

Տիեզերքի հետազոտություն

Շատ հետաքրքիր փաստեր կան Երկրի արհեստական ​​արբանյակների մասին, սակայն անօդաչու տիեզերանավերը նաև այլ մոլորակներ են ուսումնասիրում։ Այսպիսով, բացի արբանյակներից, որոնք հեշտացնում են մեր առօրյան, մարդկությունը կանգ չի առնում և ներկայումս կան Լուսնի, Մարսի, Արևի և Վեներայի արհեստական ​​արբանյակներ:

Լուսնի արհեստական ​​արբանյակն առաջին անգամ արձակվել է ԽՍՀՄ գիտնականների կողմից, այս արբանյակը փոխանցել է լուսնի մակերևույթի լուսանկարները, որոնց օգնությամբ գիտնականները համոզվել են նրա հատուկ ձևի մեջ, սովորել դրա կառուցվածքը և ձգողականության առանձնահատկությունները:
Մարսի արհեստական ​​արբանյակ. միևնույն ժամանակ երեք արբանյակներ սկսեցին ուսումնասիրել այս մոլորակը՝ երկու խորհրդային և մեկ ամերիկյան:

Այս բոլոր արբանյակները տարբեր առաջադրանքներ ունեին, ոմանք լուսանկարում էին մոլորակի մակերեսը, մյուսները ուսումնասիրում էին ջերմաստիճանը, ռելիեֆը, մոլորակի արդիականացումը, ջրի առկայությունը, սակայն հարկ է նշել, որ առաջին արհեստական ​​արբանյակը, որը փափուկ վայրէջք կատարեց մակերեսի վրա։ Այս մոլորակի խորհրդային արբանյակը Մարս-3-ն էր:

Արեգակի մոտ առաջին արհեստական ​​արբանյակը հայտնվել է այն ժամանակ, երբ բացարձակապես մտադրություն չի եղել այն արձակել այնտեղ։ ՆԱՍԱ-ի արբանյակը, որը պետք է ուսումնասիրեր լուսնի մակերեսը, թռավ Լուսնի ուղեծրի կողքով և կանգ առավ արևի ուղեծրում։ Ռուսաստանն ունի նաև արևի սեփական արհեստական ​​արբանյակը, որն ուսումնասիրում է աղի ակտիվությունը և փոխանցում գեոմագնիսական բռնկումներն ու տատանումները։

Ֆոբոսի՝ Մարսի արբանյակի ուսումնասիրություն

Վեներայի արհեստական ​​արբանյակներ. Խորհրդային Միությունը 1975 թվականին առաջինն ուղարկեց արհեստական ​​արբանյակներ, որոնց օգնությամբ նրանք ստացան այս մոլորակի մակերեւույթի բարձրորակ պատկերներ։

1957 թվականի հոկտեմբերի 4-ը հիշարժան օր է ողջ մարդկության համար, այս օրը Ռուսաստանի Դաշնությունը նշում է Ռուսաստանի տիեզերական ուժերի օրը, և ամբողջ աշխարհը նշում է առաջին երկրային արբանյակի արձակումը:

IN ժամանակակից աշխարհՄեր մոլորակի բնակիչներն արդեն ակտիվորեն օգտագործում են տիեզերական տեխնոլոգիաների ձեռքբերումները։ Գիտական ​​արբանյակներ, ինչպիսին տիեզերական աստղադիտակն է, ցույց է տալիս մեզ շրջապատող տարածության ողջ վեհությունն ու անսահմանությունը, հրաշքներ, որոնք տեղի են ունենում ինչպես Տիեզերքի հեռավոր անկյուններում, այնպես էլ մոտակա տարածության մեջ: Ստացել է ակտիվ օգտագործում կապի արբանյակներ, ինչպես օրինակ, «Գալաքսի XI». Նրանց մասնակցությամբ ապահովվում է միջազգային և բջջային հեռախոսակապեւ իհարկե, արբանյակային հեռուստատեսություն. Հաղորդակցման արբանյակները մեծ դեր են խաղում բաշխման մեջ Համացանց. Նրանց շնորհիվ է, որ մենք կարողանում ենք հսկայական արագությամբ մուտք գործել տեղեկատվություն, որը ֆիզիկապես գտնվում է աշխարհի մյուս ծայրում՝ մեկ այլ մայրցամաքում: Տեսահսկման արբանյակներ, նրանցից մեկը "Բիծ", փոխանցել կարևոր տեղեկատվություն տարբեր ոլորտներին և առանձին կազմակերպություններին, օգնելով, օրինակ, երկրաբաններին գտնել օգտակար հանածոների հանքավայրեր, վարչակազմեր խոշոր քաղաքներ- պլանի մշակում, բնապահպաններ - գնահատում են գետերի և ծովերի աղտոտվածության մակարդակը. Ինքնաթիռները, նավերը և մեքենաները նավարկում են օգտագործելով Գլոբալ դիրքորոշման համակարգ (GPS) արբանյակներ, իսկ ծովային հաղորդակցությունների կառավարումն իրականացվում է օգտագործելով նավիգացիոն արբանյակներև կապի արբանյակներ: Մենք արդեն սովոր ենք եղանակի տեսության մեջ տեսնել արբանյակների կողմից արված պատկերներ, ինչպիսիք են «Մետեոսատ». Այլ արբանյակներն օգնում են գիտնականներին վերահսկել շրջակա միջավայրը՝ փոխանցելով տեղեկատվություն, ինչպիսիք են ալիքների բարձրությունը և ծովի ջրի ջերմաստիճանը: Ռազմական արբանյակներբանակներին և անվտանգության գործակալություններին տրամադրել տեղեկատվության լայն տեսականի, ներառյալ էլեկտրոնային հետախուզական տվյալները, որոնք իրականացվում են, օրինակ, արբանյակների միջոցով: «Մագնում», ինչպես նաև շատ բարձր լուծաչափով պատկերներ, որոնք կատարում են գաղտնի օպտիկական և ռադարային հետախուզական արբանյակներ. Կայքի այս բաժնում մենք կծանոթանանք արբանյակային բազմաթիվ համակարգերի, դրանց շահագործման սկզբունքներին և արբանյակների կառուցվածքին։

Սկսելու համար, որպեսզի անմիջապես պատկերացում կազմենք արբանյակային համակարգերի և կապի բարդության մասին, եկեք դիտարկենք առաջին կապի արբանյակներից մեկը, որն ավելի «իրականությանը ավելի մոտ» է՝ արբանյակը։ «Կոմսթար».

Comstar 1 կապի արբանյակ

Comstar-1 կապի արբանյակի նախագծում

Մարդկանց առօրյա կարիքների համար օգտագործվող առաջին գեոստացիոնար արբանյակներից մեկը արբանյակն էր «Կոմսթար». Արբանյակներ «Կոմսթար 1»օպերատորը վերահսկվում է «Կոմսատ»և վարձակալված են AT&T-ի կողմից: Նրանց ծառայության ժամկետը նախատեսված է յոթ տարվա համար: Նրանք հեռարձակում են հեռախոսային և հեռուստատեսային ազդանշաններ ամբողջ Միացյալ Նահանգներում, ինչպես նաև Պուերտո Ռիկոյում: Դրանց միջոցով կարելի է միաժամանակ փոխանցել մինչև 6000 հեռախոսային խոսակցություն և մինչև 12 հեռուստաալիք։ Արբանյակի երկրաչափական չափերը «Կոմսթար 1»բարձրությունը՝ 5,2 մ (17 ֆտ), տրամագիծը՝ 2,3 մ (7,5 ֆտ): Մեկնարկային քաշը 1410 կգ է (3109 ֆունտ):

Ուղղահայաց և հորիզոնական բևեռացման ցանցերով հաղորդիչ կապի ալեհավաքը թույլ է տալիս ընդունել և փոխանցել նույն հաճախականությամբ, բայց ուղղահայաց բևեռացումով: Դրա շնորհիվ արբանյակի ռադիոհաճախականության ալիքների թողունակությունը կրկնապատկվում է։ Նայելով առաջ, մենք կարող ենք ասել, որ ռադիոազդանշանի բևեռացումն այժմ օգտագործվում է գրեթե բոլոր արբանյակային համակարգերում, սա հատկապես ծանոթ է արբանյակային ստացող հեռուստատեսային համակարգերի սեփականատերերին, որտեղ բարձր հաճախականությամբ հեռուստաալիքներին լարելիս նրանք պետք է սահմանեն կամ ուղղահայաց: կամ հորիզոնական բևեռացում:

Մեկ այլ հետաքրքիր դիզայնի առանձնահատկությունն այն է, որ արբանյակի գլանաձև մարմինը պտտվում է վայրկյանում մոտ մեկ պտույտ արագությամբ՝ տիեզերքում արբանյակի գիրոսկոպիկ կայունացման էֆեկտ ապահովելու համար: Եթե ​​հաշվի առնենք արբանյակի զգալի զանգվածը՝ մոտ մեկուկես տոննա, ապա էֆեկտն իսկապես տեղի է ունենում։ Եվ միևնույն ժամանակ արբանյակային ալեհավաքները մնում են ուղղորդված դեպի Երկրի տիեզերքի որոշակի կետ՝ այնտեղ օգտակար ռադիոազդանշան արձակելու համար։

Միևնույն ժամանակ արբանյակը պետք է գտնվի գեոստացիոնար ուղեծրում, այսինքն. «Կախվել» Երկրից «անշարժ», ավելի ճիշտ՝ թռչել մոլորակի շուրջը իր սեփական առանցքի շուրջ իր պտտման ուղղությամբ իր պտտման արագությամբ։ Դիրքորոշման կետից հեռանալը տարբեր գործոնների ազդեցության պատճառով, որոնցից ամենակարևորներն են Լուսնի խանգարող գրավչությունը, հանդիպում տիեզերական փոշու և տիեզերական այլ օբյեկտների հետ, վերահսկվում է կառավարման համակարգով և պարբերաբար կարգավորվում է շարժիչների միջոցով: արբանյակի վերաբերմունքի վերահսկման համակարգ:

Sputnik-ի արտաքին մասում չորս մտրակ ալեհավաքներ, որոնք փոխանցվում են ընթացիկ ստանդարտից (27 ՄՀց) բարձր և ցածր կարճ ալիքների հաճախականություններով: Երկրի վրա հսկող կայանները վերցրեցին ռադիոազդանշանը և հաստատեցին, որ փոքրիկ արբանյակը փրկվել է արձակումից և հաջողությամբ անցել է մեր մոլորակի շուրջը: Մեկ ամիս անց Սովետական ​​Միությունուղեծիր դուրս բերեց Sputnik 2-ը։ Պարկուճի ներսում Լայկան շունն էր։

1957 թվականի դեկտեմբերին, հուսահատորեն փորձելով հետ չմնալ իր հակառակորդներից սառը պատերազմ, ամերիկացի գիտնականները փորձել են արբանյակը ուղեծիր դուրս բերել Ավանգարդ մոլորակի հետ միասին։ Ցավոք, հրթիռը վթարի է ենթարկվել և այրվել թռիչքի ժամանակ։ Դրանից կարճ ժամանակ անց՝ 1958 թվականի հունվարի 31-ին, Միացյալ Նահանգները կրկնեց խորհրդային հաջողությունը՝ ընդունելով Վերնհեր ֆոն Բրաունի՝ «Explorer 1» արբանյակը ԱՄՆ հրթիռով արձակելու ծրագիրը։ Redstone. «Explorer 1»-ը տիեզերական ճառագայթները հայտնաբերելու գործիքներ էր և Այովայի համալսարանի Ջեյմս Վան Ալենի փորձի ժամանակ պարզեց, որ տիեզերական ճառագայթները շատ ավելի քիչ են, քան սպասվում էր: Սա հանգեցրեց երկու տորոիդային գոտիների հայտնաբերմանը (ի վերջո կոչվեց Վան Ալենի անունով), որոնք լցված էին թակարդված լիցքավորված մասնիկներով մագնիսական դաշտըԵրկիր.

Այս հաջողություններից ոգևորված՝ 1960-ականներին մի քանի ընկերություններ սկսեցին արբանյակներ մշակել և արձակել: Նրանցից մեկը Hughes Aircraft-ն էր՝ աստղային ինժեներ Հարոլդ Ռոզենի հետ միասին: Ռոզենը ղեկավարել է այն թիմը, որն իրականացրել է Քլարկի գաղափարը՝ կապի արբանյակ, որը տեղադրված է Երկրի ուղեծրում այնպես, որ այն կարողանա ռադիոալիքները ցատկել մի վայրից մյուսը: 1961 թվականին ՆԱՍԱ-ն պայմանագիր է կնքել Հյուզին՝ Syncom (սինխրոն հաղորդակցություն) արբանյակների շարքը ստեղծելու համար։ 1963 թվականի հուլիսին Ռոզենը և նրա գործընկերները տեսան, որ Syncom-2-ը թռավ տիեզերք և մտավ կոպիտ գեոսինխրոն ուղեծիր: Նախագահ Քենեդին օգտագործեց նոր համակարգԱֆրիկայում Նիգերիայի վարչապետի հետ խոսելու համար։ Շուտով օդ բարձրացավ նաև Syncom-3-ը, որն իրականում կարող էր հեռարձակել հեռուստատեսային ազդանշան:

Սկսվել է արբանյակների դարաշրջանը.

Ո՞րն է տարբերությունը արբանյակի և տիեզերական աղբի միջև:

Տեխնիկապես արբանյակը ցանկացած օբյեկտ է, որը պտտվում է մոլորակի շուրջ կամ ավելի փոքր երկնային մարմին. Աստղագետները դասակարգում են արբանյակները որպես բնական արբանյակներ, և տարիների ընթացքում նրանք կազմել են հարյուրավոր այդպիսի օբյեկտների ցանկ, որոնք պտտվում են մեր մոլորակի շուրջ մոլորակների և գաճաճ մոլորակների շուրջ: Արեգակնային համակարգ. Օրինակ, նրանք հաշվել են Յուպիտերի 67 արբանյակներ։ Եվ դեռ կա։

Տեխնածին առարկաները, ինչպիսիք են Sputnik-ը և Explorer-ը, նույնպես կարող են դասակարգվել որպես արբանյակներ, քանի որ նրանք, ինչպես արբանյակները, պտտվում են մոլորակի շուրջ: Ցավոք սրտի, մարդու գործունեությունը հանգեցրել է նրան, որ կա ա մեծ գումարաղբ. Այս բոլոր կտորներն ու բեկորներն իրենց պահում են մեծ հրթիռների պես՝ մեծ արագությամբ պտտվում են մոլորակի շուրջը շրջանաձև կամ էլիպսաձև ճանապարհով: Սահմանման խիստ մեկնաբանության մեջ յուրաքանչյուր այդպիսի օբյեկտ կարող է սահմանվել որպես արբանյակ: Բայց աստղագետները հիմնականում արբանյակներն այն օբյեկտներն են համարում, որոնք օգտակար գործառույթ են կատարում։ Մետաղների և այլ աղբի մնացորդները դասվում են ուղեծրի բեկորների կատեգորիային:

Ուղեծրային բեկորները գալիս են բազմաթիվ աղբյուրներից.

• Հրթիռային պայթյուն, որն առաջացնում է ամենաշատ աղբը:
• Տիեզերագնացը հանգստացրեց ձեռքը. եթե տիեզերագնացը ինչ-որ բան է վերանորոգում տիեզերքում և բաց թողնում բանալին, այն ընդմիշտ կորած է: Բանալին մտնում է ուղեծիր և թռչում մոտ 10 կմ/վ արագությամբ։ Եթե ​​այն հարվածի մարդու կամ արբանյակի, արդյունքները կարող են աղետալի լինել: ISS-ի նման խոշոր օբյեկտները մեծ թիրախ են տիեզերական աղբի համար:
• Հեռացված իրեր. Գործարկման բեռնարկղերի մասեր, տեսախցիկի ոսպնյակների գլխարկներ և այլն:

NASA-ն արձակել է LDEF կոչվող հատուկ արբանյակը՝ տիեզերական աղբի հետ բախումների երկարաժամկետ ազդեցությունն ուսումնասիրելու համար: Վեց տարվա ընթացքում արբանյակի գործիքները գրանցել են մոտ 20000 հարվածներ, որոնցից մի քանիսը առաջացել են միկրոմետեորիտների, իսկ մյուսները՝ ուղեծրի բեկորների պատճառով: NASA-ի գիտնականները շարունակում են վերլուծել LDEF-ի տվյալները։ Սակայն Ճապոնիան արդեն ունի տիեզերական աղբ որսալու հսկա ցանց:

Ի՞նչ կա սովորական արբանյակի ներսում:

Կան արբանյակներ տարբեր ձևերեւ չափերի եւ կատարել շատ տարբեր գործառույթներ, սակայն, դրանք բոլորն էլ հիմնականում նման են: Դրանք բոլորն ունեն մետաղական կամ կոմպոզիտային շրջանակ և կորպուս, որը անգլիախոս ինժեներներն անվանում են ավտոբուս, իսկ ռուսները՝ տիեզերական հարթակ։ Տիեզերական հարթակը միավորում է ամեն ինչ և ապահովում է բավականաչափ միջոցներ՝ ապահովելու համար, որ գործիքները գոյատևեն արձակումից:

Բոլոր արբանյակներն ունեն էներգիայի աղբյուր (սովորաբար արևային մարտկոցներ) և մարտկոցներ: Արևային մարտկոցների զանգվածները թույլ են տալիս լիցքավորել մարտկոցները: Նորագույն արբանյակներներառում են վառելիքի բջիջներ. Արբանյակային էներգիան շատ թանկ է և չափազանց սահմանափակ: Միջուկային էներգիայի բջիջները սովորաբար օգտագործվում են տիեզերական զոնդերը այլ մոլորակներ ուղարկելու համար:

Բոլոր արբանյակներն ունեն համակարգիչ՝ վերահսկման և մոնիտորինգի համար տարբեր համակարգեր. Բոլորն ունեն ռադիո և ալեհավաք: Առնվազն արբանյակների մեծ մասն ունի ռադիոհաղորդիչ և ռադիոընդունիչ, որպեսզի ցամաքային անձնակազմը կարողանա հարցումներ կատարել և վերահսկել արբանյակի կարգավիճակը: Շատ արբանյակներ թույլ են տալիս շատ տարբեր բաներ՝ սկսած ուղեծրի փոփոխությունից մինչև համակարգչային համակարգի վերածրագրավորում:

Ինչպես կարող եք ակնկալել, այս բոլոր համակարգերը միասին դնելը հեշտ գործ չէ: Տարիներ են պահանջվում։ Ամեն ինչ սկսվում է առաքելության նպատակի սահմանումից: Դրա պարամետրերի որոշումը ճարտարագետներին թույլ է տալիս հավաքել անհրաժեշտ գործիքները և տեղադրել դրանք ճիշտ հերթականությամբ: Տեխնիկական պայմանները (և բյուջեն) հաստատվելուց հետո սկսվում է արբանյակի հավաքումը: Այն տեղի է ունենում մաքուր սենյակում, ստերիլ միջավայրում, որը թույլ է տալիս պահպանել ցանկալի ջերմաստիճանըև խոնավությունը և պաշտպանել արբանյակը մշակման և հավաքման ընթացքում:

Արհեստական ​​արբանյակները սովորաբար պատրաստվում են պատվերով: Որոշ ընկերություններ մշակել են մոդուլային արբանյակներ, այսինքն՝ կառույցներ, որոնց հավաքումը թույլ է տալիս լրացուցիչ տարրեր տեղադրել ըստ տեխնիկական բնութագրերի։ Օրինակ, Boeing 601 արբանյակներն ունեին երկու հիմնական մոդուլ՝ շարժիչ ենթահամակարգի, էլեկտրոնիկայի և մարտկոցների տեղափոխման շասսի; և սարքավորումների պահեստավորման համար նախատեսված բջիջների դարակների հավաքածու: Այս մոդուլյարությունը ճարտարագետներին թույլ է տալիս արբանյակները հավաքել դատարկ տեղերից, այլ ոչ թե զրոյից:

Ինչպե՞ս են արբանյակները ուղարկվում ուղեծիր:

Այսօր բոլոր արբանյակները ուղեծիր են արձակվում հրթիռով: Շատերը դրանք տեղափոխում են բեռների բաժնում։

Արբանյակային արձակումների մեծ մասում հրթիռը արձակվում է ուղիղ վերև, ինչը թույլ է տալիս նրան ավելի արագ շարժվել խիտ մթնոլորտի միջով և նվազագույնի հասցնել վառելիքի սպառումը: Հրթիռի թռիչքից հետո հրթիռի կառավարման մեխանիզմը օգտագործում է իներցիոն ուղղորդման համակարգը՝ հաշվարկելու հրթիռի վարդակի անհրաժեշտ ճշգրտումները՝ հասնելու համար ցանկալի բարձրությանը:

Հրթիռի օդի մեջ մտնելուց հետո, մոտ 193 կիլոմետր բարձրության վրա, նավիգացիոն համակարգը արձակում է փոքր հրթիռներ, որոնք բավական են հրթիռը շրջելու համար: հորիզոնական դիրք. Դրանից հետո արբանյակը բաց է թողնվում։ Կրկին արձակվում են փոքր հրթիռներ և ապահովում են հրթիռի և արբանյակի միջև հեռավորության տարբերությունը:

Ուղեծրային արագություն և բարձրություն

Հրթիռը պետք է հասնի ժամում 40320 կիլոմետր արագության, որպեսզի ամբողջությամբ փախչի երկրի ձգողականությունըև թռչել տիեզերք: Տիեզերական արագությունը շատ ավելի մեծ է, քան այն, ինչ անհրաժեշտ է արբանյակին ուղեծրում: Նրանք չեն փախչում երկրային ձգողականությունից, այլ գտնվում են հավասարակշռության վիճակում: Ուղեծրային արագությունը այն արագությունն է, որն անհրաժեշտ է արբանյակի գրավիտացիոն ձգողության և իներցիոն շարժման միջև հավասարակշռությունը պահպանելու համար: Սա մոտավորապես 27,359 կիլոմետր է ժամում 242 կիլոմետր բարձրության վրա: Առանց ձգողականության, իներցիան արբանյակը տիեզերք կտանի: Նույնիսկ գրավիտացիայի դեպքում, եթե արբանյակը շատ արագ շարժվի, այն կտեղափոխվի տիեզերք: Եթե ​​արբանյակը շատ դանդաղ շարժվի, գրավիտացիան այն հետ կքաշի դեպի Երկիր:

Արբանյակի ուղեծրային արագությունը կախված է Երկրից նրա բարձրությունից: Որքան մոտ է Երկրին, այնքան ավելի արագ արագություն. 200 կիլոմետր բարձրության վրա ուղեծրի արագությունը կազմում է ժամում 27400 կիլոմետր։ 35786 կիլոմետր բարձրության վրա ուղեծիր պահպանելու համար արբանյակը պետք է շարժվի ժամում 11300 կիլոմետր արագությամբ։ Այս ուղեծրային արագությունը արբանյակին թույլ է տալիս յուրաքանչյուր 24 ժամը մեկ թռչել: Քանի որ Երկիրը նույնպես պտտվում է 24 ժամ, 35786 կիլոմետր բարձրության վրա գտնվող արբանյակը գտնվում է Երկրի մակերեսի նկատմամբ ֆիքսված դիրքում: Այս դիրքը կոչվում է գեոստացիոնար: Գեոստացիոնար ուղեծիրը իդեալական է եղանակի և հաղորդակցության արբանյակների համար:

Ընդհանուր առմամբ, որքան բարձր է ուղեծիրը, այնքան երկար արբանյակը կարող է մնալ այնտեղ: Ցածր բարձրության վրա արբանյակը գտնվում է երկրագնդի մթնոլորտում, որն առաջացնում է քաշքշուկ: Վրա բարձր բարձրությունգործնականում դիմադրություն չկա, և արբանյակը, ինչպես լուսինը, կարող է դարեր շարունակ մնալ ուղեծրում:

Արբանյակների տեսակները

Երկրի վրա բոլոր արբանյակները նման տեսք ունեն՝ արևային մարտկոցներից պատրաստված թեւերով զարդարված փայլուն տուփեր կամ բալոններ: Սակայն տիեզերքում այս փայտանյութի մեքենաները շատ տարբեր են վարվում՝ կախված իրենց թռիչքի ուղուց, բարձրությունից և կողմնորոշումից: Արդյունքում արբանյակների դասակարգումը դառնում է բարդ խնդիր: Մոտեցումներից մեկն է որոշել նավի ուղեծիրը մոլորակի (սովորաբար Երկրի) նկատմամբ: Հիշեցնենք, որ կան երկու հիմնական ուղեծրեր՝ շրջանաձև և էլիպսաձև: Որոշ արբանյակներ սկիզբ են առնում էլիպսով, այնուհետև մտնում են շրջանաձև ուղեծիր: Մյուսները գնում են էլիպսաձեւ ճանապարհով, որը հայտնի է որպես Մոլնիայի ուղեծիր: Այս օբյեկտները սովորաբար պտտվում են հյուսիսից հարավ Երկրի բևեռներով և ամբողջական թռիչքն ավարտում են 12 ժամում:

Բևեռային ուղեծրով արբանյակները նույնպես անցնում են բևեռներով յուրաքանչյուր պտույտով, չնայած նրանց ուղեծրերը ավելի քիչ էլիպսաձև են: Բևեռային ուղեծրերը մնում են ֆիքսված տիեզերքում, մինչ Երկիրը պտտվում է: Արդյունքում Երկրի մեծ մասն անցնում է արբանյակի տակով բևեռային ուղեծրով։ Քանի որ բևեռային ուղեծրերը ապահովում են մոլորակի գերազանց ծածկույթ, դրանք օգտագործվում են քարտեզագրման և լուսանկարչության համար: Կանխատեսողները նաև հիմնվում են բևեռային արբանյակների գլոբալ ցանցի վրա, որոնք պտտվում են մեր երկրագնդի շուրջ 12 ժամը մեկ:

Դուք կարող եք նաև դասակարգել արբանյակները՝ ըստ իրենց բարձրության երկրի մակերևույթից: Այս սխեմայի հիման վրա կան երեք կատեգորիաներ.

• Ցածր Երկրի ուղեծիր (LEO) - LEO արբանյակները զբաղեցնում են տիեզերքի տարածքը Երկրից 180-ից 2000 կիլոմետր բարձրության վրա: Արբանյակները, որոնք պտտվում են Երկրի մակերևույթին մոտ, իդեալական են դիտարկման, ռազմական նպատակների և եղանակի մասին տեղեկություններ հավաքելու համար:
• Միջին Երկրի ուղեծիր (MEO) - Այս արբանյակները թռչում են Երկրից 2000-36000 կմ բարձրության վրա: GPS նավիգացիոն արբանյակները լավ են աշխատում այս բարձրության վրա: Ուղեծրային մոտավոր արագությունը 13900 կմ/ժ է։
• Գեոստացիոնար (գեոսինխրոն) ուղեծիր - գեոստացիոնար արբանյակները պտտվում են Երկրի շուրջ 36000 կմ-ից ավելի բարձրության վրա և մոլորակի պտտման նույն արագությամբ: Հետևաբար, այս ուղեծրի արբանյակները միշտ տեղակայված են Երկրի վրա նույն տեղում: Շատ գեոստացիոնար արբանյակներ թռչում են հասարակածի երկայնքով, ինչը բազմաթիվ խցանումներ է ստեղծել տիեզերքի այս տարածաշրջանում: Մի քանի հարյուր հեռուստատեսային, կապի և եղանակային արբանյակներ օգտագործում են գեոստացիոնար ուղեծիր:

Վերջապես, կարելի է մտածել արբանյակների մասին այն իմաստով, թե որտեղ են նրանք «որոնում»: Վերջին մի քանի տասնամյակների ընթացքում տիեզերք ուղարկված օբյեկտների մեծ մասը նայում է Երկիր: Այս արբանյակներն ունեն տեսախցիկներ և սարքավորումներ, որոնք կարող են տեսնել մեր աշխարհը լույսի տարբեր ալիքների երկարությամբ, ինչը թույլ է տալիս մեզ վայելել մեր մոլորակի ուլտրամանուշակագույն և ինֆրակարմիր երանգների տպավորիչ տեսարանները: Ավելի քիչ արբանյակներ են իրենց հայացքն ուղղում դեպի տիեզերք, որտեղ նրանք դիտում են աստղեր, մոլորակներ և գալակտիկաներ և սկանավորում են այնպիսի առարկաներ, ինչպիսիք են աստերոիդներն ու գիսաստղերը, որոնք կարող են բախվել Երկրին:

Հայտնի արբանյակներ

Մինչև վերջերս արբանյակները մնում էին էկզոտիկ և գերգաղտնի գործիքներ, որոնք օգտագործվում էին հիմնականում ռազմական նպատակներով՝ նավիգացիայի և լրտեսության համար: Հիմա նրանք դարձել են մեր անբաժանելի մասը Առօրյա կյանք. Նրանց շնորհիվ մենք գիտենք եղանակի կանխատեսումը (չնայած եղանակի տեսության մասնագետները հաճախ սխալվում են): Մենք հեռուստացույց ենք դիտում և մուտք ենք գործում ինտերնետ նաև արբանյակների շնորհիվ։ GPS-ը մեր մեքենաներում և սմարթֆոններում օգնում է մեզ հասնել այնտեղ, որտեղ մենք պետք է գնանք: Արժե՞ արդյոք խոսել Hubble աստղադիտակի անգնահատելի ներդրման և ISS-ում տիեզերագնացների աշխատանքի մասին:

Այնուամենայնիվ, կան ուղեծրի իրական հերոսներ: Եկեք ծանոթանանք նրանց հետ:

1. Landsat արբանյակները լուսանկարում են Երկիրը 1970-ականների սկզբից, և նրանք Երկրի մակերեսը դիտելու ռեկորդակիր են: Landsat-1-ը, որը ժամանակին հայտնի էր որպես ERTS (Earth Resources Technology Satellite), արձակվել է 1972 թվականի հուլիսի 23-ին։ Այն կրում էր երկու հիմնական գործիք՝ տեսախցիկ և բազմասպեկտրային սկաներ, որոնք կառուցվել են Hughes Aircraft Company-ի կողմից և ունակ են տվյալներ գրանցել կանաչ, կարմիր և երկու ինֆրակարմիր սպեկտրներով: Արբանյակն այնպիսի հիասքանչ պատկերներ էր արտադրում և այնքան հաջողակ էր համարվում, որ մի ամբողջ շարք հետևեց դրան։ NASA-ն արձակել է վերջին Landsat-8-ը 2013 թվականի փետրվարին։ Այս մեքենան կրում էր երկու Երկիր դիտող սենսորներ՝ Օպերացիոն Ցամաքային Պատկերիչ և Ջերմային Ինֆրակարմիր Սենսոր, որոնք հավաքում էին ափամերձ շրջանների, բևեռային սառույցի, կղզիների և մայրցամաքների բազմասպեկտրային պատկերներ:
2. Գեոստացիոնար օպերացիոն բնապահպանական արբանյակները (GOES) Երկրի շուրջը պտտվում են գեոստացիոնար ուղեծրով, որոնցից յուրաքանչյուրը պատասխանատու է երկրագնդի որոշակի հատվածի համար: Սա թույլ է տալիս արբանյակներին ուշադիր հետևել մթնոլորտին և հայտնաբերել եղանակային պայմանների փոփոխություններ, որոնք կարող են հանգեցնել տորնադոների, փոթորիկների, ջրհեղեղների և կայծակ փոթորիկների: Արբանյակները նաև օգտագործվում են տեղումների և ձյան կուտակումը գնահատելու, ձյան ծածկույթի չափը չափելու և ծովի և լճի սառույցի շարժը հետևելու համար: 1974 թվականից ի վեր ուղեծիր են արձակվել 15 GOES արբանյակներ, բայց միայն երկու արբանյակներ՝ GOES West և GOES East, ցանկացած պահի հետևում են եղանակին:
3. Ջեյսոն-1-ը և Ջեյսոն-2-ը առանցքային դեր են խաղացել Երկրի օվկիանոսների երկարաժամկետ վերլուծության մեջ: NASA-ն արձակել է Jason-1-ը 2001 թվականի դեկտեմբերին՝ փոխարինելու NASA/CNES Topex/Poseidon արբանյակը, որը գործում էր Երկրի վերևում 1992 թվականից։ Մոտ տասներեք տարի Ջեյսոն-1-ը չափել է ծովի մակարդակը, քամու արագությունը և ալիքների բարձրությունը Երկրի սառույցից զերծ օվկիանոսների ավելի քան 95%-ում: NASA-ն պաշտոնապես հեռացրեց Ջեյսոն-1-ին 2013 թվականի հուլիսի 3-ին։ Ջեյսոն-2-ը ուղեծիր է մտել 2008թ. Այն կրում էր բարձր ճշգրտության գործիքներ, որոնք հնարավորություն էին տալիս մի քանի սանտիմետր ճշգրտությամբ չափել արբանյակից մինչև օվկիանոսի մակերես հեռավորությունը։ Այս տվյալները, բացի օվկիանոսագետների համար իրենց արժեքից, լայն պատկերացում են տալիս գլոբալ կլիմայական օրինաչափությունների վարքագծի վերաբերյալ:

Որքա՞ն արժե արբանյակները:

Sputnik-ից և Explorer-ից հետո արբանյակները դարձան ավելի մեծ և բարդ։ Օրինակ՝ TerreStar-1-ը, առևտրային արբանյակը, որը պետք է ապահովեր բջջային տվյալների փոխանցումը դեպի Հյուսիսային Ամերիկասմարթֆոնների և նմանատիպ սարքերի համար։ TerreStar-1-ը, որը գործարկվել է 2009 թվականին, կշռում էր 6910 կիլոգրամ: Եվ երբ ամբողջությամբ տեղակայվեց, այն հայտնաբերեց 18 մետրանոց ալեհավաք և 32 մետր թևերի բացվածքով հսկայական արևային վահանակներ:

Նման շինարարություն բարդ մեքենապահանջում է տոննա ռեսուրսներ, ուստի պատմականորեն միայն պետական ​​գերատեսչությունները և խորը գրպաններ ունեցող կորպորացիաները կարող էին մուտք գործել արբանյակային բիզնես: Արբանյակի արժեքի մեծ մասը սարքավորումն է՝ տրանսպոնդերներ, համակարգիչներ և տեսախցիկներ: Տիպիկ եղանակային արբանյակն արժե մոտ 290 միլիոն դոլար: Լրտեսական արբանյակը կարժենա 100 միլիոն դոլար ավելի։ Սրան գումարվում է արբանյակների պահպանման և վերանորոգման ծախսերը: Ընկերությունները պետք է վճարեն արբանյակային թողունակության համար, ինչպես հեռախոսի սեփականատերերը վճարում են բջջային ծառայության համար: Սա երբեմն արժե ավելի քան 1,5 միլիոն դոլար տարեկան:

Ուրիշներին կարևոր գործոնմեկնարկի արժեքն է: Մեկ արբանյակի տիեզերք արձակումը կարող է արժենալ 10-ից 400 միլիոն դոլար՝ կախված սարքից։ Pegasus XL հրթիռը կարող է 443 կիլոգրամ քաշ բարձրացնել Երկրի ցածր ուղեծիր 13,5 միլիոն դոլարով: Ծանր արբանյակի արձակումը կպահանջի ավելի շատ վերելակ: Ariane 5G հրթիռը կարող է 165 միլիոն դոլարով ցածր ուղեծիր դուրս բերել 18000 կիլոգրամանոց արբանյակ:

Չնայած արբանյակների կառուցման, արձակման և շահագործման հետ կապված ծախսերին և ռիսկերին, որոշ ընկերությունների հաջողվել է դրա շուրջ կառուցել ամբողջ բիզնես: Օրինակ՝ Boeing-ը։ Ընկերությունը մոտ 10 արբանյակ է առաքել տիեզերք 2012 թվականին և ստացել պատվերներ ավելի քան յոթ տարի՝ ապահովելով մոտ 32 միլիարդ դոլար եկամուտ:

Արբանյակների ապագան

Sputnik-ի գործարկումից գրեթե հիսուն տարի անց արբանյակները, ինչպես և բյուջեները, աճում և ուժեղանում են։ ԱՄՆ-ն, օրինակ, իր ռազմական արբանյակային ծրագրի մեկնարկից ի վեր ծախսել է գրեթե 200 միլիարդ դոլար, և այժմ, չնայած այս ամենին, ունի հին արբանյակների նավատորմ, որոնք սպասում են փոխարինման: Շատ փորձագետներ վախենում են, որ խոշոր արբանյակների կառուցումն ու տեղակայումը պարզապես չի կարող գոյություն ունենալ հարկատուների դոլարով: Լուծումը, որը կարող է ամեն ինչ գլխիվայր շուռ տալ, մնում են մասնավոր ընկերությունները, ինչպիսիք են SpaceX-ը և մյուսները, որոնք ակնհայտորեն չեն ենթարկվի բյուրոկրատական ​​լճացման, ինչպիսիք են NASA-ն, NRO-ն և NOAA-ն:

Մեկ այլ լուծում է արբանյակների չափը և բարդությունը նվազեցնելը: Կալտեխի և Սթենֆորդի համալսարանի գիտնականները 1999 թվականից աշխատում են նոր տեսակի CubeSat-ի վրա, որը հիմնված է 10 սանտիմետր եզրով շինանյութերի վրա: Յուրաքանչյուր խորանարդ պարունակում է պատրաստի բաղադրիչներ և կարող է համակցվել այլ խորանարդների հետ՝ արդյունավետությունը բարձրացնելու և սթրեսը նվազեցնելու համար: Ստանդարտացնելով դիզայնը և նվազեցնելով յուրաքանչյուր արբանյակի կառուցման արժեքը զրոյից՝ մեկ CubeSat-ը կարող է արժենալ 100,000 դոլար:

2013 թվականի ապրիլին ՆԱՍԱ-ն որոշեց փորձարկել այս պարզ սկզբունքը երեք CubeSat-ներով, որոնք սնուցվում են կոմերցիոն սմարթֆոններով: Նպատակը միկրոարբանյակներ ուղեծիր դնելն էր կարճ ժամանակև նկարեք մեր հեռախոսներով: Գործակալությունն այժմ նախատեսում է տեղակայել նման արբանյակների լայն ցանց:

Անկախ նրանից՝ մեծ թե փոքր, ապագա արբանյակները պետք է կարողանան արդյունավետ հաղորդակցվել վերգետնյա կայանների հետ: Պատմականորեն ՆԱՍԱ-ն հենվում էր ռադիոհաճախականության հաղորդակցությունների վրա, սակայն ՌԴ-ն հասավ իր սահմանին, քանի որ առաջացավ ավելի շատ էներգիայի պահանջարկ: Այս խոչընդոտը հաղթահարելու համար ՆԱՍԱ-ի գիտնականները մշակում են երկկողմանի կապի համակարգ՝ ռադիոալիքների փոխարեն լազերների միջոցով: 2013 թվականի հոկտեմբերի 18-ին գիտնականներն առաջին անգամ արձակեցին լազերային ճառագայթտվյալների փոխանցման համար Լուսնից Երկիր (384633 կիլոմետր հեռավորության վրա) և հասել է ռեկորդային փոխանցման արագության՝ 622 մեգաբիթ/վրկ: