Je možné vidět letící satelit?

Umělá družice Země (AES) je kosmická loď vypuštěná na oběžnou dráhu kolem Země a dokončila alespoň jednu revoluci [1].

Umělá družice Země na oběžné dráze planety

1 Historie
2 Účel stvoření

3 Start do vesmíru a na oběžnou dráhu

3.1 Typy drah

3.1.1 Nízká oběžná dráha
3.1.2 Střední oběžná dráha
3.1.3 Geostacionární dráha
3.1.4 Stacionární oběžná dráha
3.1.5 Rizika stacionární oběžné dráhy

Start první umělé družice Země byl proveden 4. října 1957 v SSSR; 1. února 1958 byla na oběžnou dráhu vypuštěna první americká umělá družice Země, Explorer-1, později další země provedly nezávislé starty satelitů: 26. listopadu 1965 – Francie (satelit „A-1“), 11. února 1970; – Japonsko (Osumi”), 24. dubna 1970 – Čína (“Čína-1”), 28. října 1971 – Velká Británie („Prospero“), 18. července 1980 – Indie („Rohini“).

4. října 1957 byla v SSSR vypuštěna první umělá družice Země (AES). Tato událost znamenala začátek kosmického věku, zahájila vesmírný závod mezi Sovětským svazem a Spojenými státy a předznamenala využití vesmíru pro obranné účely. Den vesmírných sil, nejmladší jednotky ruské armády, je také načasován tak, aby se kryl s letem první družice [2].

První umělá družice Země na světě, Simplest Sputnik 1, byla vypuštěna na nízkou oběžnou dráhu Země. Start PS-1 byl proveden z cvičiště Tyura-Tam Ministerstva obrany SSSR (nyní kosmodrom Bajkonur) na nosné raketě R-7 a sledoval několik cílů:

testování technických možností zařízení a kontrola provedených výpočtů pro úspěšný start družice;
studium ionosféry prostřednictvím interakce rádiových vln vysílaných družicí z vesmíru a putujících atmosférou na povrch Země;
výpočet hustoty horních vrstev atmosféry pomocí satelitních pozorování brzdění;
studium vlivu kosmického prostoru na zařízení, jakož i stanovení příznivých podmínek pro provoz zařízení ve vesmíru [2].

Umělá družice Země je objekt vytvořený člověkem a létající kolem naší planety. Může být použit pro mnoho úkolů, jako jsou:

Tvorba terénních map a navigace.
Poskytování komunikace a komunikace.
Studium počasí a klimatu.
Monitorování prostředí.
Studium vesmíru a planet sluneční soustavy [3].

Umělé družice Země jsou objekty, které byly speciálně navrženy k vypuštění na oběžnou dráhu kolem Země. Zpravidla se jedná o high-tech zařízení, která jsou přísně fixována v určité výšce od hlavní planety.

Start do vesmíru a na oběžnou dráhu

Umělé družice Země jsou vynášeny na oběžnou dráhu pomocí nosných raket. Dráha od startu do určitého vypočítaného bodu ve vesmíru, kterou nosná raketa překoná díky tahu vyvinutému raketovými motory, se nazývá dráha vynesení umělé družice Země na oběžnou dráhu. Nazývá se také aktivní úsek nosné rakety a obvykle se pohybuje od několika stovek do desítek tisíc kilometrů. Poté, co nosná raketa dosáhne na konci aktivního úseku návrhové rychlosti (v hodnotě i směru), činnost raketových motorů (RM) se zastaví (tzv. bod vynesení umělé družice Země na oběžnou dráhu).

Umělá družice Země se automaticky oddělí od posledního stupně nosné rakety a začne se pohybovat po určité dráze vzhledem k Zemi a stává se umělým nebeským tělesem. Jeho pohyb je určen pasivními (gravitace Země, stejně jako Měsíce, Slunce a dalších planet, odpor zemské atmosféry atd.) a aktivními (řídícími) silami, pokud jsou na palubě umělé družice Země instalovány raketové motory. Typ počáteční dráhy umělé družice Země vzhledem k Zemi zcela závisí na její poloze, hodnotě a směru vektoru rychlosti v okamžiku, kdy umělá družice Země vstoupí na oběžnou dráhu, a vypočítá se pomocí metod nebeské mechaniky.

K prvnímu přiblížení je dráha umělé družice Země elipsa s jedním z ohnisek ve středu Země (v konkrétním případě kruh), která udržuje konstantní orientaci v prostoru. Existuje několik klasických drah, na kterých satelity operují: polární nebo subpolární (satelit se pohybuje v rovinách procházejících ve směrech severní – jižní pól Země); vysoce eliptický (satelit se pohybuje po elipse, v jejímž jednom z ohnisek se nachází střed Země; například dráhy umělých družic Země řady Molniya s výškou perigea 300–600 km, apogeum – 42 000 km); geostacionární, procházející v rovníkové rovině, ve výšce 35 800 km od povrchu Země (družice na této dráze „visí“ nehybně nad jedním bodem rovníku; nakloněná kruhová (např. dráhy navigačních družic ve výšce 20 000 km od zemského povrchu a sklon k rovníkové rovině 65° ) [1] .

Typy drah

Stacionární oběžná dráha

Mezinárodní astronomická unie (IAU) určuje nadmořskou výšku, ve které létají umělé družice Země. Tato výška je známá jako orbitální výška a měří se v kilometrech od zemského povrchu. Existuje několik různých typů drah, na kterých mohou umělé družice Země létat.

Existuje několik typů oběžných drah pro umělé družice Země, z nichž každá má svou vlastní sadu charakteristik, jako je výška, rychlost, doba oběhu atd.

Nízká oběžná dráha Země.
Střední oběžná dráha Země.
Geostacionární oběžná dráha Země.
Bleskově rychlé oběžné dráhy Země.
Stacionární dráha pro umělé družice Země [3].

Nízká oběžná dráha

Nízká oběžná dráha je dráha, která leží mezi povrchem Země a výškou asi 2 tisíce kilometrů. Využití takové orbity souvisí především s pozorováním planety Země, povrchovým snímáním nebo pro komunikaci a navigaci. Toto je také nejlepší možnost pro vypouštění družic základní úrovně, protože nevyžadují mnoho energie, aby se dostaly do této výšky [3].

Střední oběžná dráha

Nízké, střední a geostacionární oběžné dráhy Země

Střední dráha je výška mezi dráhou Země a geostacionární dráhou ve výšce asi 22 tisíc kilometrů. Používá se k poskytování mnoha komunikačních služeb, jako je televize a telefonie, stejně jako navigace a satelitní meteorologie [3] .

Geostacionární dráha

Geostacionární dráha se nachází ve výšce asi 36 tisíc kilometrů od povrchu Země a odpovídá rychlosti rotace naší planety. To znamená, že satelit zůstane vždy na stejném místě vzhledem k terénu na Zemi. Tato nadmořská výška je ideálním místem pro satelitní pozorování počasí, satelitní televizi a další druhy komunikace.

Stacionární oběžná dráha

Stacionární dráha pro umělé družice Země (GSO, zkráceně z anglického Geostationary Orbit) je kruhová dráha ve výšce 35 786 km od zemského povrchu. Je zajímavé, že GEO se nachází v takové výšce, že se shoduje s rotací Země kolem své osy. To znamená, že družice zůstává v pevné poloze vůči zemskému povrchu a je umístěna na stejném místě po celou dobu své oběžné doby, což je asi 24 hodin, tedy stejně jako délka dne na Zemi.

Tato dráha je tak vysoko nad naší planetou, že nedochází k žádnému vlivu zemské atmosféry, díky čemuž na družici nepůsobí třecí síly a udržuje si svou výšku a oběžnou dráhu. Proto je GSO nejvhodnější pro provoz na vesmírných družicích, které vyžadují dlouhou dobu setrvání na stejném místě na zemském povrchu, jako jsou všechny typy komunikačních družic [3].

Rizika stacionární oběžné dráhy

Bohužel při použití stacionární dráhy pro umělé družice Země existuje jedno velké riziko. Kvůli omezenému počtu dostupných GEO slotů soutěží různé státy a korporace o právo používat tyto dráhy pro své satelity, což vede k přetížení určitých oblastí [3].

To znamená, že některé satelity jsou tak blízko u sebe, že se signály mohou rušit a rušit, což by v konečném důsledku mohlo ovlivnit provoz ostatních satelitů. Kromě toho by přetížení GEO mohlo způsobit problémy při odstraňování vadných satelitů.

Stacionární dráha pro umělé družice Země je vysoká kruhová dráha, která obsahuje mnoho typů komunikačních, televizních a meteorologických družic, které se používají po celém světě. GSO je jedním z nejdůležitějších megaprojektů lidstva, protože nám otevírá obrovský potenciál ke studiu a zlepšování našeho života na Zemi. Existuje však riziko přetížení, které je třeba vzít v úvahu a řešit v budoucích plánech využití GSO [3] .

Zdroj napájení

Pro zásobování energií využívají umělé družice Země solární panely a další zdroje energie, jako jsou radionuklidové generátory. Mezi ně může patřit i vesmírný odpad a kosmické lodě, které monitorují počasí, stanoviště a další parametry naší planety.

Umělé družice se aktivně využívají v moderní astronomii, klimatologii, průzkumu, navigaci a přírodních vědách. Mohou být klasifikovány podle jejich účelu. Jsou [4]:

Astronomický. Jedná se o kosmické lodě, které se používají k získávání nových poznatků o vesmíru.
Biologický. Jejich hlavním úkolem je provádět experimenty s živými organismy ve vesmíru.
Geostacionární. Patří mezi ně satelity umístěné na oběžné dráze, která se shoduje s rotací Země. Jsou nezbytné k zajištění pozorování počasí, televizní a satelitní komunikace.
meteorologické. S jejich pomocí můžete sledovat změny klimatu na Zemi a také přenášet data pro předpověď počasí.
Polární. Získávají klimatická data, pomáhají při monitorování životního prostředí a využívají se i ve vědeckém výzkumu.
Vědecký. Hlavním úkolem je provádět vědecké testy. To by mohlo být studium atmosféry, magnetického pole, kosmického záření.
Válečný. Různé země je používají pro vojenské účely a spouštějí je ke sběru zpravodajských informací.
Navigační. Nezbytné pro určení polohy vzdušných, námořních a pozemních objektů.
Komunikační satelity. Přerozdělují rádiové signály mezi body na Zemi, které jsou mimo zorné pole.
Komerční. Používají se pro komerční účely k poskytování internetové komunikace, satelitní televize a kartografie. Jejich rozsah použití je široký a každým rokem se zvyšuje.

Orbitální stanice jsou zařazeny do samostatné kategorie. Jde o speciální kosmické lodě pro dlouhodobé pobyty ve vesmíru, geostacionární satelity, které studují jiné planety.

Samostatně se rozlišují i malé satelity [5]. Jedná se o kosmické lodě, které mají relativně malou hmotnost a rozměry, což je činí kompaktnějšími a cenově dostupnějšími ve srovnání s většími satelity. Jejich hmotnost se obvykle pohybuje od několika kilogramů do několika stovek kilogramů, což umožňuje jejich vypuštění na oběžnou dráhu relativně levně.

Malé družice jsou široce používány pro různé účely, jako je vědecký výzkum, komunikace, pozorování Země, navigace, demonstrace technologií a mnoho dalších. Jejich kompaktní velikost a relativně nízká cena umožňují flexibilnější a inovativnější vesmírné mise.

Přicházejí v různých typech, včetně cubesatů (satelitů ve tvaru malých krychlí), minisatelitů, mikrosatelitů a dokonce i nanosatelitů, což odráží jejich rozmanité aplikace a schopnosti pro provádění výzkumu a experimentů ve vesmíru.

Případná ztráta komunikace se satelity může vést k jejich kolizi a následnému zničení nebo poškození, což s sebou nese zhoršení funkčnosti nebo dokonce úplnou ztrátu komunikace. Zničené satelity navíc mohou vytvořit mrak vesmírného odpadu a zvýšit tak riziko pro další objekty. Aby se snížila pravděpodobnost kolizí, jsou oběžné dráhy monitorovány a jsou vyvíjena speciální opatření, jako jsou vyhýbací manévry a komunikace pro koordinaci pohybů satelitů.

K první známé srážce ve vesmíru došlo mezi ruským satelitem Kosmos-2251 a americkým Iridium 33 [6]. K incidentu došlo 10. února 2009 nad poloostrovem Taimyr. Tyto dva satelity se srazily téměř v pravém úhlu s relativní rychlostí více než 10 km/s. To způsobilo destrukci s následným vytvořením více než 600 kusů trosek. Přesné detaily tragédie a místo srážky na každém ze satelitů nejsou známy.

K roku 2010 bylo evidováno celkem 1875 2014 velkých kusů trosek zbylých po srážce. Do roku 89 opustilo oběžnou dráhu Země pouze 30 kusů úlomků z obou satelitů. Podle odborníků asi pětina trosek neopustí zemskou oběžnou dráhu po dobu 5 let a asi 100 % zde zůstane přes XNUMX let.

Seznam satelitů pro každou zemi

Počet umělých družic kolem Země neustále přibývá. Podle posledních oficiálních údajů bude do poloviny roku 2023 na oběžné dráze více než 6,7 tisíce satelitů [7]. Spuštění provádějí veřejné i soukromé společnosti. SpaceX například vyvíjí vlastní síť Starlink, která má poskytovat vysokorychlostní internet po celé planetě. OneWeb funguje ve stejné oblasti.

Nejznámější a běžnými lidmi nejpoužívanější sítě jsou GPS, GLONASS, Galileo a BeiDou. Poskytují přesné určování polohy a navigaci do všech koutů planety.

Hlavní účastníci startů satelitů jsou uvedeni v tabulce. Údaje jsou aktuální k počátku roku 2023 [8].

Země	United States	Čína	Velká Británie	EU	Rusko	Japonsko	Indie	Kanada	Ostatní země
Počet aktivních satelitů	4531	592	563	343	188	92	61	56	303
Věk, roky	2,7	4,6	2,2	7,2	7,8	7,2	7,1	7,5	7,1
Průměrná hmotnost, t.	0,5	1,1	0,3	1,4	1,6	1,5	1,5	1,4	1,5

V současné době se několik zemí, včetně USA, Číny, Ruska a Evropské unie, aktivně podílí na vynášení umělých družic na oběžnou dráhu Země. Některé z nich mají v této oblasti značný náskok a vedou v počtu vypuštěných satelitů.

Očekává se, že do roku 2024 se počet umělých družic bude nadále zvyšovat. Start těchto vesmírných objektů je důležitý pro různé sféry života. Umožňuje globální komunikaci, telekomunikace, satelitní navigaci, předpověď počasí a také vědecký výzkum vesmíru a Země. Kromě toho hrají družice důležitou roli při zajišťování bezpečnosti zemí, odhalování přírodních katastrof a pro mnoho dalších aplikačních a vědeckých účelů.

↑ 1,01,1 Umělá družice Zemi(nespecifikováno) . Velká ruská encyklopedie 2004-2017. Datum přístupu: 22. května 2023.
↑ 2,02,1″Beep-beep“: historie vypuštění první družice Země na světě. Jak probíhal start první umělé družice Země na světě?(nespecifikováno) . REN TV (4. října 2022). Datum přístupu: 22. května 2023.
↑ 3,03,13,23,33,43,53,6 Nadmořská výška, ve které letí umělá družice Země(nespecifikováno) . ISS online. Datum přístupu: 22. května 2023.
↑Umělé družice Země. Asteropa.ru
↑Malé umělé satelity. Časopis „Vše o vesmíru“
↑Ting Wang, „Analýza fragmentů ze srážky satelitů Cosmos 2251 a Iridium 33“. Věda a globální bezpečnost, roč. 18, č. 2, (2010): 87-118.
↑Kdo povede vesmírný závod v roce 2023 a jaké jsou šance dalších zemí. RBC
↑Počet satelitů podle země. Oleg Kov. 28. srpna 2023. Smart-Lab

Vesmírná encyklopedie
Velká ruská encyklopedie
Státní společnost pro vesmírné aktivity “Roskosmos”

Tento článek má stav „připraveno“. To sice nevypovídá o kvalitě článku, ale hlavní téma už dostatečně pokryl. Pokud chcete článek vylepšit, klidně jej upravte!

SpaceX aktivně rozvíjí svůj satelitní internet Starlink. Aby celý svět získal přístup k sociálním sítím a službám, vypustil podnikatel Elon Musk na nízkou oběžnou dráhu Země již více než 2000 satelitů. Zpočátku vzbudil nový projekt velký zájem, ale pak se zvedla vlna kritiky – satelity Elona Muska silně odrážejí sluneční světlo, což jim dává vysokou úroveň jasu. Přebytek světla na obloze brání vědcům ve studiu vesmíru pomocí dalekohledů, takže mnoho astronomů se staví proti rozvoji satelitního internetu. Celý svět sleduje konfrontaci mezi společností a vědci a mnozí se ptají: je možné vidět satelity Elona Muska na obloze pouhým okem? Dříve bylo snadné sledovat pohyby satelitů Starlink, ale dnes se situace zkomplikovala. Existuje však několik metod, podle kterých je stále docela snadné si všimnout nešťastných zařízení na obloze.

Některé satelity Starlink lze vidět pouhým okem

Jak vypadají satelity Starlink na obloze?

SpaceX vypouští internetové satelity pomocí rakety Falcon 9, která má omezenou nosnost. Vzhledem k tomu, že každé zařízení váží 260 kilogramů, může společnost vynést na oběžnou dráhu pouze skupinu 60 najednou. Elon Musk už dostal povolení k vypuštění 12 000 satelitů, takže se to snaží udělat co nejrychleji – není divu, že ke startům dochází někdy i vícekrát do měsíce.

Ihned po vstupu na oběžnou dráhu se satelity Elona Muska seřadí do dlouhé a svítící řady. Jen málokdo si však tohoto jevu dokáže všimnout a existuje pro to řada vážných důvodů. Za prvé, satelity nedrží linii dlouho, protože jsou rozptýleny mezi jejich pracovišti na oběžné dráze. Za druhé, pozorování může být kdykoli rušeno povětrnostními podmínkami. Za třetí, SpaceX vyvinula nové modely satelitů nazvané VisorSat, které odrážejí méně světla a jsou méně viditelné ze zemského povrchu.

Satelity VisorSat nejsou tak jasné jako původní verze Starlinku

více O nových satelitech Starlink si můžete přečíst v tomto materiálu

Jak vidět satelity Elona Muska?

Navzdory výše uvedeným překážkám je stále možné sledovat satelity Starlink. K tomu existuje několik služeb, které vám řeknou, která kosmická loď právě letí po fragmentu oblohy nad osobou.

Satelity Starlink na obloze

Najděte službu Starlink

Nejjednodušší službou pro sledování satelitů Elona Muska je Find Starlink. Po přechodu na stránky stačí zadat název vašeho města. Systém okamžitě zobrazí informace o nejbližších letech nad vybranou oblastí. Stránka zobrazuje datum a čas letu a také směr pohybu zařízení. Dalším důležitým detailem služby je, že zobrazuje jas družic a jejich maximální nadmořskou výšku. Pro pohodlí si můžete nainstalovat aplikace pro Android a iOS – mohou upozorňovat na nadcházející lety.

Následující satelity Starlink přeletí nad Kazaní v blízké budoucnosti

Nebe nad službou

Druhá služba pro sledování satelitů Starlink se nazývá Heavens Above. Jeho použití je složitější, ale poskytuje také informace o dalších vozidlech na oběžné dráze Země. Nejprve musíte uvést město, ze kterého chcete pozorování provádět. Poté můžete přejít na tuto stránku, kde jsou viditelná pouze data o zařízeních Starlink. Ve výchozím nastavení stránka zobrazuje informace o posledním spuštění – v době psaní tohoto článku je to 3. února. S největší pravděpodobností v tabulce nic nebude, protože nedávno vypuštěné satelity nejsou hned vidět. Chcete-li zobrazit data, musíte vybrat další běhy. Tabulka ukazuje viditelnost a jas. Čím nižší je hodnota jasu, tím lépe je objekt viditelný. V ideálním případě je toto číslo záporné.

Výsledky Heavens Above pro Kazaň

Služba Heavens Above má také mobilní aplikaci pro Android. Vývojář Chris Peat se ale webu věnuje více, a tak je jeho nabídka funkcí mnohem širší.

Pokud vás zajímají novinky z oblasti vědy a techniky, přihlaste se k odběru našeho kanálu Telegram. Najdete tam oznámení o nejnovějších zprávách z našeho webu!

Stojí za zmínku, že musíte sledovat satelity Starlink za jasného počasí. Také je lepší vyrazit mimo město, protože ostré světlo luceren a výloh zneviditelní i hvězdy – o satelitech není co říci. Vzhledem k tomu, že nové satelity Elona Muska jsou méně jasné, může být zapotřebí dalekohled. Nepotřebujete k tomu nijak zvlášť výkonné zařízení, takže postačí jakýkoli model z Aliexpress s vysokým hodnocením. O jednom z těchto dalekohledů jsem se zmínil v článku o nejmladším astronomovi na světě. Radím vám, abyste si to přečetli.

Přečtěte si více

Jak funguje ruční vodní pumpa?