Tìm hiểu về vệ tinh nhân tạo, các loại vệ tinh nhân tạo: vệ tinh định vị, vệ tinh dự báo thời tiết, vệ tinh thông tin liên lạc và quan sát trái đất.
Vệ tinh nhân tạo là gì?
Vệ tinh nhân tạo là một vật thể mà con người đã chế tạo và phóng lên quỹ đạo bằng tên lửa. Hiện có hơn một nghìn vệ tinh đang hoạt động quay quanh Trái đất. Kích thước, độ cao và thiết kế của vệ tinh phụ thuộc vào mục đích của nó.
Kích thước và độ cao của vệ tinh
Các vệ tinh có kích thước khác nhau. Một số vệ tinh hình khối nhỏ đến 10 cm. Một số vệ tinh liên lạc dài khoảng 7 m và có các tấm pin mặt trời kéo dài thêm 50 m – Vệ tinh nhân tạo lớn nhất là Trạm vũ trụ quốc tế (ISS). Phần chính của vệ tinh này lớn bằng một ngôi nhà lớn 5 phòng ngủ, nếu bao gồm cả các tấm pin mặt trời, nó lớn như một sân bóng bầu dục.
Độ cao của các vệ tinh trên bề mặt Trái đất cũng khác nhau. Đây là ba quỹ đạo chung:
- Quỹ đạo Trái đất thấp (LEO) – từ 200 đến 2.000 km, ví dụ, ISS quay quanh quỹ đạo 400 km với tốc độ 28.000 km / giờ và thời gian cho một quỹ đạo là khoảng 90 phút.
- Quỹ đạo Trái đất Trung bình (MEO) – hầu hết các vệ tinh MEO đều ở độ cao 20.000 km và thời gian cho một quỹ đạo là 12 giờ.
- Quỹ đạo địa tĩnh (GEO) – 36.000 km trên Trái đất. Thời gian cho một quỹ đạo là 24 giờ. Điều này là để khớp với chuyển động quay của Trái đất để vệ tinh dường như ở trên cùng một điểm trên bề mặt Trái đất. Điều này được sử dụng cho nhiều vệ tinh thông tin liên lạc và thời tiết .
Độ cao được chọn cho vệ tinh phụ thuộc vào công việc mà nó được thiết kế.
Các loại vệ tinh nhân tạo
Vệ tinh định vị
Các GPS (hệ thống định vị toàn cầu) được tạo thành từ 24 vệ tinh mà quỹ đạo ở độ cao 20.000 km so với bề mặt Trái đất. Sự khác biệt về thời gian tín hiệu nhận được từ bốn vệ tinh được sử dụng để tính toán vị trí chính xác của máy thu GPS trên Trái đất.
Vệ tinh thông tin liên lạc
Được sử dụng cho truyền hình, điện thoại hoặc internet truyền đi.
Vệ tinh theo dõi thời tiết
Chúng được sử dụng để hình ảnh các đám mây và đo nhiệt độ và lượng mưa. Cả quỹ đạo địa tĩnh và quỹ đạo thấp của Trái đất đều được sử dụng tùy thuộc vào loại vệ tinh thời tiết. Vệ tinh thời tiết được sử dụng để giúp dự báo thời tiết chính xác hơn .
Vệ tinh quan sát Trái đất
Những vệ tinh này được sử dụng để chụp và hình ảnh Trái đất. Các quỹ đạo Trái đất thấp chủ yếu được sử dụng để có thể tạo ra hình ảnh chi tiết hơn.
Vệ tinh thiên văn
Chúng được sử dụng để giám sát và hình ảnh không gian. Một vệ tinh như Kính viễn vọng Không gian Hubble quay quanh ở độ cao 600 km và cung cấp hình ảnh rất sắc nét về các ngôi sao và các thiên hà xa xôi. Các kính viễn vọng không gian khác bao gồm Spitzer và Chandra.
Trạm vũ trụ quốc tế (ISS)
Đây là một phòng thí nghiệm không gian có thể sinh sống được. Ở độ cao 400 km, ISS di chuyển với tốc độ 28.000 km / h và quay quanh Trái đất 92 phút một lần. Các nhà khoa học bên trong ISS có thể thực hiện nhiều thí nghiệm có giá trị trong môi trường vi trọng lực.
Thiết kế cấu tạo vệ tinh nhân tạo
Mỗi vệ tinh đều có một số bộ phận cơ bản giống nhau:
- Bus – đây là khung và cấu trúc của vệ tinh mà tất cả các bộ phận khác được gắn vào.
- Một nguồn điện – hầu hết các vệ tinh đều có các tấm pin mặt trời để tạo ra điện . Pin dự trữ một phần năng lượng này trong thời gian vệ tinh ở trong bóng tối của Trái đất.
- Hệ thống kiểm soát nhiệt – vệ tinh chịu nhiệt độ cực cao do tiếp xúc với Mặt trời. Cần phải có một cách để phản xạ và sắp xếp lại nhiệt. Các thành phần điện của vệ tinh cũng có thể tạo ra nhiều nhiệt.
- Hệ thống máy tính – vệ tinh cần máy tính để kiểm soát cách chúng hoạt động và cũng để giám sát những thứ như độ cao, định hướng và nhiệt độ.
- Hệ thống thông tin liên lạc – tất cả các vệ tinh cần có khả năng gửi và nhận dữ liệu tới các trạm mặt đất trên Trái đất hoặc tới các vệ tinh khác. Đĩa vệ tinh cong được dùng làm râu
- Hệ thống kiểm soát thái độ – đây là hệ thống giữ cho vệ tinh luôn hướng đúng hướng. Con quay hồi chuyển và động cơ đẩy tên lửa thường được sử dụng để thay đổi hướng. Cảm biến ánh sáng thường được sử dụng để xác định hướng mà vệ tinh đang chỉ.
- Hệ thống đẩy – động cơ tên lửa trên vệ tinh có thể được sử dụng để giúp đưa vệ tinh vào quỹ đạo chính xác. Khi đã ở trên quỹ đạo, vệ tinh không cần bất kỳ tên lửa nào để giữ cho chúng di chuyển. Tuy nhiên, tên lửa nhỏ được gọi là tên lửa đẩy được sử dụng nếu một vệ tinh cần thay đổi quỹ đạo một chút.
