Космос, космос, хочу в космос: космос служит человеку
Вторая лекция курса о космонавтике - про рукотворные спутники Земли всякие разные, что с ними делают, что они делают и что с ними делается. И немножко о неочевидном :-)))
Скромно - о том, сколько же всего летает вокруг Земли - на низких (до 2000 км), средних высотах и на геостационарной орбите (ровненькая, напротив экватора, высота примерно 35 000 км; мало того, что с экватора спутники запускать энергетически удобнее, так ещё и сам спутник в итоге "зависает" над одной и той же точкой, ибо вращается с той же скоростью, что и Земля).
Есть целый сайт, где можно посмотреть, насколько всё на самом деле запущено - яблоку негде упасть! И спутники тебе, и ступени ракет, и обломки от столкновений, и вообще всякий мусор...
Не могу не вспомнить эту вещь из "Вредных советов" Остера:
Если ты свой стол рабочий
Разным хламом забросал,
На диван клади тетради,
Книги кучей на пол сыпь.
В комнате по грудь зарылся -
Можно в кухню перейти.
Завалил свою квартиру -
Приходи к соседям жить.
До Кремля страну засыпал -
За границу уезжай.
Всю замусорил планету -
Отправляйся на Луну.
Всё о том же. Мусора в окрестностях Земли не убавится даже в том случае, если вдруг человечество решит ничего больше не запускать. Сейчас-то в год где-то 200 запусков. Интересная штука на графике - зубцы. Они укладываются в...11-летний цикл солнечной активности! В чём соль? Оказывается, когда Солнце активно, атмосфера Земли немного нагревается и увеличивается в объёме, из-за чего тормозится всё, что летает в пределах досягаемости воздушной оболочки планеты. Иное - мусор в частности - даже падает.
Мда. Под словом "прочие" деликатно скрыты спутники, служащие неблагородному военному делу. А единственный спутник, пущенный на благо науки - это "РадиоАстрон". Здесь - хорошая о нём статейка. А здесь - собственный сайт программы. Найдите десять отличий :-))) Подскажу - на английском доступны публикации, на русском почему-то 404.
Первый спутник для межконтинентальной связи - "Эхо". Просто шар, от которого отражались радиосигналы - пассивный ретранслятор. Говорят, хорошо его было в 60-е в небе заметно.
В радиационные пояса лучше ничего не совать - и электроника ломается, а уж живое вещество - тем более. Космонавты, оказывается, выше 600 км и не забираются в космос. Опасно.
Орбиты всякие нужны, орбиты всякие важны! :-))) Полярные позволяют осматривать Землю со всех сторон, на иной экваториальной можно зависнуть. Геостационарная - считай, та же экваториальная, только от Земли подальше.
Интересная орбита "Молнии" (точнее, "Молний", ибо эти спутники поодиночке не летают :-))) позволяет спутнику (спутникам) долго висеть над интересным нашей стране Северным полушарием и быстренько облетать Южное. Пока один спутник наверху, другой - внизу.
Спутниковый телефон - удобная штука (только доступна, ясное дело, лишь тем, кому деньги некуда девать). Спутники "Iridium" покрывают всю Землю, летая по полярным орбитам. А их антенны, между прочим, могут давать заметные "солнечные зайчики", вспышки, отражая свет Солнца! Правда, говорят, в скором времени это зрелище прекратится. А хотелось бы хоть разок увидеть. Вот сайт, с помощью которого можно попробовать отловить вспышку.
Переходим к навигации. Эффект Доплера, известный каждому прохожему широко известный в узких кругах, позволяет определять местоположение. Спутник даёт сигнал - его принимают. Известно расписание полётов этого спутника. Номинальная частота сигнала - тоже. Так вот, по тому, как изменяется - и с какой скоростью - частота получаемого сигнала (если спутник приближается - частота выше, удаляется - ниже), и определяется точка на карте.
И помните! Все "кварцевые" и "электронные", компьютерные и телефонные часы - суть кристаллические. Не атомные же.
Вот атомные. Их на руку не наденешь :-))) А точность - умопомрачительная. Современные атомные часы могут ошибиться на 1 секунду в течение...срока жизни Вселенной!
Кстати, именно на частоте 1420,4 МГц - волне длиной 21 см - Карл Саган и Фрэнк Дрейк пытались найти сигналы разумной жизни. Не нашли. Вычитано в прекрасной книге Сагана "Голубая точка. Космическое будущее человечества". Люто рекомендую к прочтению.
Между прочим, с помощью GPS-спутников удалось наглядно показать, что континенты на сантиметры в год сдвигаются!
Собственно, спутник GPS. Одно свинство - точность в несколько сантиметров дают только спутники, используемые вояками и - в редких случаях - геодезистами. Простым смертным приходится довольствоваться несколькими метрами. Для бытовых целей вроде как хватает, но всё равно как-то обидно немного.
Всё, что GPS-спутник сообщает Земле, так это точное время на борту (кстати, все спутники синхронизированы). По разнице времени там и здесь, с учётом положения собственно спутника (а это известно по расписанию полётов) и определяется, где ж заплутал человек с навигатором. По сигналу от одного спутника ничего не понять. Три - хорошо, потому что вторая возможная точка, скорее всего, будет не на Земле (или глубоко под землёй). Но минимум четыре - супер. Ещё надо, правда, учесть неточности часов в самих навигаторах. Тогда вообще отлично.
К вопросу о. У меня навигатор странный или и впрямь в районе Воробьёвых гор (исключительно! по крайней мере, среди тех мест, где бываю я) в последнее время стал круто сбиваться GPS?
Всем хорош ГЛОНАСС (наверное, сама не пользовалась, не знаю). Да только спутники недолговечные...
Ещё не работает по полной, но будет. Точность 30 см - это здорово!
Опять эти вояки. Нужны им эти считанные сантиметры, чтобы ракеты свои нацеливать. Свинство.
Хитрые японцы! Та же штука, что с "Молниями", позволяет не обращать внимание на здания. Точность до 1 см - шикарно. Да и корректировать другие глобальные системы не вредно время от времени.
Не радиосигналами едиными (кои можно сбивать и засорять помехами). Геомагнитная навигация тоже существует. Ну, то есть в природе она существует уже давно (напомню, что мои любимые птицы способны магнитное поле даже каким-то неведомым макаром видеть)...а до человека дошло недавно.
Гравитационное поле Земли, как и магнитное, сложно и весьма интересно для изучения и - вероятно - использования в целях навигации. Пара спутников измеряет параметры гравитационного поля по крохотным (миллиметровым) изменениям в расстоянии между ними.
Самое крутое в гравитационном поле Земли - то, что оно весьма неровно, да ещё и меняется в течение года! Неровно - потому, что там, где горы, масса Земли выше и больше, меняется - из-за влажности или сухости (читай, плотности) воздуха. Неочевидно и невероятно!
А можно ещё ориентироваться по рентгеновским пульсарам. Пульсары уж точно не переместить, ни забить помехами не получится.
Что ещё делают спутники? SOHO пристально следит за Солнцем.
А знаменитый Kepler - так вообще ищет иные пригодные для жизни планеты.
И вот сколько уже нашёл.
Самые подходящие на роль "второй Земли" планеты. Минутка отсебятины - надеюсь, люди туда не соберутся! Планеты жалко! Замусорят ведь...