Проект БУМ Науки рассказывает, когда появились первые спутники, как сейчас выглядит околоземное пространство и что ждёт человечество дальше, учитывая то, что ежегодно разные страны мира запускают на орбиту сотни космических аппаратов.
Что такое спутники и зачем они нужны
Глядя на небо, мы видим лишь бескрайнее воздушное пространство, уходящее в глубины космоса. Однако небо над нами вовсе не пустое. Прямо сейчас на орбите Земли находятся тысячи спутников. Это небольшие космические аппараты, оборудованные электроникой: фотокамерами, телескопами, радиоприборами.
Спутники обеспечивают связь на Земле, помогают предсказывать погоду, исследуют поверхность нашей планеты и выполняют множество других полезных задач.
Расстояние от поверхности Земли до спутника составляет от 400 км — это высота, на которой находится МКС — до 36 000 км. Движутся спутники с первой космической скоростью — 8 км/сек.
Сами того не замечая, мы пользуемся результатами работы спутников каждый день: когда заказываем пиццу домой, вызываем такси, включаем навигатор на дороге или смотрим какая сегодня погода в метеосервисе.
Кстати, большинство современных смартфонов имеют сразу несколько встроенных навигационных систем: американский GPS, российский ГЛОНАСС, европейский Galileo и китайский BeiDou. Все эти системы навигации работают вместе, получая данные прямо из космоса с многочисленных спутников. Чем больше данных — тем точнее навигация.
Помимо повседневных задач, спутники незаменимы в сельском хозяйстве, энергетике, мониторинге земной поверхности, навигации воздушного и морского транспорта. Например, по Северному морскому пути двигаются полностью автоматизированные суда — они получают со спутников данные о ледовом покрытии и маршруты других судов.
Сколько спутников прямо сейчас летает вокруг Земли
В ноябре 2023 года в космосе находится более 12 000 спутников. Из них примерно половина активна и половина выведена из эксплуатации. Неактивные спутники не спускают на Землю, а оставляют на специально выделенных орбитах.
Есть несколько официальных орбит захоронения космических аппаратов. «Классическая» располагается на высоте 35 986 км от уровня моря — ровно на 200 км выше геостационарной орбиты, где находятся тысячи околоземных спутников. На эту орбиту отправляются все отработанные орбитальные аппараты, чтобы они не столкнулись с рабочими.
Геостационарная орбита расположена ровно над экватором Земли. Искусственные спутники, которые находятся на ней, абсолютно не движутся по отношению к спутниковым антеннам, расположенным на Земле. Поэтому их можно один раз запустить, после чего на Земле всегда будет известно, где находится космический аппарат без специальных настроек. Обычно на геостационарную орбиту запускают коммуникационные и телетрансляционные спутники.
Точное количество спутников на сегодняшний день подсчитать трудно — большая их часть засекречена и не отслеживается, так как представляет военные интересы разных стран.
История освоения околоземного пространства
До полёта первого человека в космос СССР производил множество исследований и реализовал успешные космические проекты. Одним из них стал запуск первого в мире спутника. Это произошло 4 октября 1957 года.
«Спутник 1» (кодовое название «ПС-1», что расшифровывалось как простейший спутник-1) диаметром 58 см запустили с 5-го научно-исследовательского полигона Министерства обороны СССР «Тюра-Там». Раньше так назывался космодром «Байконур». «Спутник 1» был запущен на ракете-носителе «Спутник», созданной на базе первой в мире межконтинентальной баллистической ракеты «Р-7».
Над проектом работала группа учёных и инженеров из Особого Конструкторского Бюро №1. Возглавлял проект Сергей Королёв, один из ключевых специалистов в освоении космоса и один из основателей практической космонавтики.
Больше о том, как происходил запуск первого в мире спутника, как он выглядел, сколько времени летал на орбите и какую пользу принёс СССР, рассказываем в новом выпуске подкаста БУМ Науки.
Через полгода после запуска первого спутника, 29 июля 1958 года, в США было создано NASA — The National Aeronautics and Space Administration, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. NASA предстояло осуществлять гражданскую космическую программу страны.
В 1960 году NASA успешно запустило первый метеорологический спутник Tiros-1. Он передавал инфракрасные изображения облачного покрова Земли и был способен обнаруживать и наносить на карту ураганы.
Спутники — польза для всего мира
Современные спутники бывают частные и государственные, исследовательские и прикладные. Коммерческие спутники помогают различным компаниям. Исследовательские умеют мониторить пожары, изменения поверхности Земли, изучать активность Солнца, звёзды и много другое. Образовательные запускаются в академических интересах.
К государственным относятся военные, разведывательные аппараты, а также гражданские.
Современные спутники часто выглядят довольно просто и не слишком футуристично — как кубы разной величины. Они называются кубсаты. Их размер начинается буквально от 5х5х5 см, а вес — от 250 г. Маленькие спутники запускать намного проще, чем громоздкие — благодаря развитию микроэлектроники в небольшой куб можно поместить всё необходимое оборудование.
Запустить спутник сегодня может практически любая компания. Спутники выводятся на орбиту «пачками» при помощи специальных пусковых контейнеров и ракет-носителей. Запуски производятся с космодрома «Байконур», который является крупнейшим в мире, и с других площадок в разных частях света.
Какими будут спутники будущего
Есть основание полагать, что спутники будут неотъемлемой частью в развитии новейших технологий и индустрий.
Сейчас по всему миру активно развивается беспилотный транспорт. В будущем спутники станут ежесекундно участвовать в навигации беспилотных авто.
Амбициозный проект Илона Маска Starlink, запущенный несколько лет назад, планирует обеспечить скоростным интернетом всю Землю. Кстати, на сайте компании можно посмотреть, как выглядят такие спутники. Аппараты Starlink отличаются тем, что все они связаны между собой — это одна из важных перспектив спутников.
Космос становится всё более доступным. Стоимость вывода 1 кг груза на орбиту стремительно падает. В 1980-х годах доставка стоила более $85 000/кг, в наше время снизилась до $5 500. Прогнозы говорят о том, что к 2060-му году цена снизится до нескольких долларов. Это значит, что нас ждут совершенно новые возможности и открытия.
Слушайте подкаст БУМ Науки, где учёный Дмитрий Жукалин и журналистка Анастасия Гуляева обсуждают историю создания первого спутника, возможно ли отличить спутник от звезды, наблюдая за ночным небом с Земли и действительно ли запуск первого спутника – удачное стечение обстоятельств.
Смотрите выпуск о современных спутниках на YouTube-канале Creative Science Lab.
Узнайте больше о научных открытиях, которые изменили наш мир.
