ΤΕΧΝΗΤΟΙ ΔΟΡΥΦΟΡΟΙ. The Voyagers

Transcript

1 ΤΕΧΝΗΤΟΙ ΔΟΡΥΦΟΡΟΙ The Voyagers

2 Ιστορική Αναδρομή και Εξέλιξη Δορυφόρων Βασικά Ερωτήματα 1. Πως τίθενται και πως παραμένουν σε τροχιά; 2. Ποιοι είναι οι σημαντικότεροι δορυφόροι; Πηγές 1. Διαδικτυακές Σελίδες:NASA,ESA 2. Εγκυκλοπαίδειες 3. Ντοκιμαντέρ 4. Ερωτηματολόγιο

3 Η Αρχή των Δορυφόρων 18 ο αι.:η Κίνα,για ψυχαγωγικούς κυρίως λόγους,προσπάθησε να εκτοξεύσει πυραύλους. 2 ος Παγκόσμιος Πόλεμος :Η Γερμανία ερευνά σε βάθος τους πυραύλους. 1945:Ο επιστήμονας και συγγραφέας Arthur Klark διατυπώνει την αρχική ιδέα για χρήση δορυφόρων σε γεωστατική τροχιά γύρω απ τη γη. Ψυχρός Πόλεμος:Η ανταγωνιστηκότητα ΗΠΑ-Σοβιετικής Ένωσης παίρνει διαστάσεις και στο διάστημα,με τις 2 υπερδυνάμεις της εποχής να προσπαθούν να εκτοξεύσουν τον πρώτο δορυφόρο.

4 Ψυχρός Πόλεμος ΗΠΑ:Παίρνοντας τους γερμανούς επιστήμονες μετά την ήττα της χώρας τους,δημιουργούν τη NASA και κάνουν προσπάθειες για τη πρώτη εκτόξευση τεχνητού δορυφόρου. Σοβιετική Ένωση:Θέλοντας να ανταγωνιστούν τις ΗΠΑ σε κάθε τομέα,παίρνουν τους γερμανούς εργάτες και χρησιμοποιούν κάθε επιστήμονα που έχουν,ώστε να κατακτήσουν πρώτοι το διάστημα. Τελικά το καταφέρνουν εκτοξεύοντας τον Σπούτνικ που σημαίνει συνοδός.

5 Λίγα λόγια για τους τρόπους που ένας δορυφόρος τίθεται σε τροχιά και πως παραμένει σε αυτήν. Όλοι οι δορυφόροι σήμερα θέτονται σε τροχιά με την τοποθέτηση τους σε έναν πύραυλο ή σε ένα Διαστημικό Λεωφορείο. Ο δορυφόρος πρέπει να φθάσει σε ύψος τουλάχιστον 200 χιλιομέτρων και να αποκτήσει ταχύτητα τουλάχιστον χιλιομέτρων την ώρα για να μπει με επιτυχία σε τροχιά. Υπάρχουν 3 είδη τροχιών : Τροχιά LEO (Low Earth Orbit ή χαμηλή τροχιά): 160 έως 500 km από την επιφάνεια της γής. Συμπληρώνουν τον κύκλο της τροχιάς τους σε 90 λεπτά. Για περίπου το 1/3 της τροχιάς του ο δορυφόρος δεν βλέπει τον ήλιο, το οποίο σημαίνει όχι πλήρη εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας και επομένως μικρή διάρκεια ζωής (5-7 χρόνια)

6 Μπορούν να πάουν καθαρότερες φωτογραφίες από την επιφάνεια της γης, και ακόμη να αποφύγουν τις ζώνες ακτινοβολίας Βαν Άλλεν, οι οποίες περιέχουν σωματίδια υψηλής ενέργειας που μπορεί να προκαλέσουν βλάβη σε συστήματα του δορυφόρου. Τα σήματα από και προς τους δορυφόρους χαμηλής τροχιάς έχουν μικρότερους χρόνους διαδρομής, γι αυτό αυτοί οι δορυφόροι είναι ιδιαίτερα κατάλληλοι για τη μετάδοση δεδομένων. Οι κεραίες δεν χρειάζονται υψηλή ισχύ και η καθυστέρηση διάδοσης είναι πολύ μικρή. Λόγω της μικρής περιόδου περιστροφής ο δορυφόρος με αυτή την τροχιά είναι ορατός από ένα επίγειο σταθμό μικρό χρονικό διάστημα (περίπου min). Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να απαιτούνται 40 με 80 δορυφόροι σε έξη ή επτά επίπεδα για παγκόσμια κάλυψη.

7 Τροχιά ΜΕΟ (Medium Earth Orbit): 9500 έως km από την επιφάνεια της γης Τροχιά HEO (Highly Elliptical Orbit): περίπου km από την επιφάνεια της γης Τροχιά GEO (Geostationary Equatorial Orbit ή γεωστατική τροχιά): km από την επιφάνεια της γης. Οι δορυφόροι σε αυτή την τροχιά ονομάζονται γεοσύγχρονοι δορυφόροι Κάνουν μία περιστροφή γύρω από τη γη στον ίδιο ακριβώς χρόνο που η γη κάνει μία περιστροφή γύρω από τον εαυτό της δηλαδή σε 24 ώρες. Έτσι, φαίνονται ακίνητοι από την επιφάνεια της γης, όταν παρατηρούνται από ένα συγκεκριμένο σημείο και μπορούμε να σκοπεύσουμε προς αυτούς με δορυφορική κεραία για να λάβουμε το σήμα τους. Αυτού του είδους οι δορυφόροι είναι οι πιο οικονομικοί για επικοινωνία σε μεγάλες αποστάσεις σε σχέση με τα υπερπόντια καλώδια. Κινούνται με ταχύτητα μίλια την ώρα από την ανατολή στη δύση) και βρίσκονται πάνω από τον Ισημερινό της γης

8 Γιατί ένας δορυφόρος διαμένει σε τροχιά; Λόγω της επίδρασης δύο παραγόντων: (1) της ταχύτητας με την οποία ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή, (2) της βαρυτικής έλξης που ασκεί η Γη στο δορυφόρο. Για να καταλάβουμε αυτό το φαινόμενο, δένουμε μια μπάλα με ένα σκοινί και το κουνάμε κυκλικά. Αν το σκοινί σπάσει, η μπάλα θα φύγει μακριά σε ευθεία γραμμή. Αλλά επειδή είναι δεμένη, όπως ένας δορυφόρος είναι «δεμένος» από τη βαρύτητα, η μπάλα περιστρέφεται γύρω από το χέρι μας.

9 Οι Σημαντικότεροι Δορυφόροι Ο σοβιετικός «Σπούτνικ 1», που εκτοξεύθηκε στις 4 Οκτωβρίου του Εξέπεμπε ένα σταθερό σήμα από βόμβους για 21 μέρες, και κάηκε κατά την επάνοδό του στην ατμόσφαιρα στις 4 Ιανουαρίου του Οι Ηνωμένες Πολιτείες έστειλαν τον πρώτο τους δορυφόρο, τον «Explorer 1», στις 31 Ιανουαρίου του Ο «Explorer 1» είχε έντονα ελλειπτική τροχιά, με το ύψος του από την επιφάνεια της γης να κυμαίνεται από 360 έως 2500 χιλιόμετρα. Ο δορυφόρος ήταν εξοπλισμένος με όργανα για παρατηρήσεις της ραδιενέργειας γύρω από τη Γη και ημιουργήθηκε υπό την εποπτεία του καθηγητή Τζέιμς βαν Άλεν. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν τις ζώνες ακτινοβολίας Βαν Άλλεν από την ανάλυση των σημάτων που εξέπεμπε στη γη ο «Explorer 1». Eutelsat:Είναι σύστημα 20 δορυφόρων που καλύπτουν τις επικοινωνίες της Ευρώπης,της Μέσης Ανατολής,της Αφρικής,της Ινδίας και άλλων σημαντικών περιοχών της Ασίας και της Αμερικής.

10 Sputnik 1

11 Το 1962 γίνεται η αποστολή του πρώτου ενεργού δορυφόρου αναμετάδοσης TELSTAR 1 της AT&T (δορυφόρος σε τροχιά 7.200Km). Ο δορυφόρος αυτός επιτρέπει στα αμερικανικά και στα ευρωπαϊκά δίκτυα τηλεόρασης να ανταλλάσσουν τα προγράμματά τους. Το 1963 εκτοξεύτηκε ο πρώτος δορυφόρος σε σχεδόν γεωστατική τροχιά (SYNCOM II) και στη συνέχεια το 1964: πραγματοποιείται η εκτόξευση του πρώτου γεωστατικού δορυφόρου (SYNCOM III). 1965: σημαντικός σταθμός στην ιστορία των δορυφορικών επικοινωνιών καθώς τότε τίθεται σε τροχιά ο πρώτος γεωστατικός εμπορικός δορυφόρος, Ιntelsat I (Early Bird), εγκαινιάζοντας τη μεγάλη ακολουθία των δορυφόρων Intelsat.

12 1965:Ο πρώτος ρωσικός τηλεπικοινωνιακός δορυφόρος της σειράς MOLNΙYA στέλνεται στο διάστημα. Ακολουθεί ο Intelsat II με δυνατότητα ταυτόχρονης εξυπηρέτησης 240 τηλεφωνικών συνδιαλέξεων ή ενός τηλεοπτικού καναλιού. Οι παραπάνω οικογένειες των δορυφόρων εξακολουθούν να παρέχουν τις υπηρεσίες τους μέχρι και σήμερα. Το έτος 1967 εκτοξεύεται ο πρώτος γεωστατικός μετεωρολογικός δορυφόρος, ο ΑΤS 3, ο πρώτος δορυφόρος που στέλνει έγχρωμες φωτογραφίες της γης από το διάστημα. Το 1977 ιδρύεται ο EUTELSAT και το 1983 γίνεται η εκτόξευση του πρώτου Ευρωπαϊκού Δορυφόρου ECS (EUTELSAT 1). Το 2001 η Ελλάδα γίνεται μέλος της ESA και το 2002 ο πρώτος Ελληνικός Δορυφόρος σε τροχιά (ενοικίαση δορυφόρου Kopernikus). Τέλος το 2003 ο πρώτος Ελληνικός Δορυφόρος (HELLAS-SAT) τίθεται σε τροχιά.

13 TDRS: Αρχές 70 εξελίσσεται μέχρι τις ημέρες μας. Το βασικό σύστημα δορυφόρων της NASA για επικοινωνίες από το διάστημα στη Γη.Μεταδίδει σχεδόν τέλειους ήχους, τηλεοπτικά σήματα και ψηφιακά και αναλογικά δεδομένα.την εποχή του, ήταν το μεγαλύτερο και περιπλοκότερο σύστημα δορυφόρων επικοινωνίας. Hubble: τέθηκε σε τροχιά.είναι κοινό δημιούργημα της NASA και της ΕSA.Έχει σχεδιαστεί ώστε να λειτουργήσει για 15 χρόνια,με επιχειρήσεις συντήρησης.στα 16 χρόνια λειτουργίας του,έχει τραβήξει περίπου φωτογραφίες και έχει μελετήσει σχεδόν διαστημικά αντικείμενα.

14 Hubble

15 MRO: Εκτόξευση Είναι ο μεγαλύτερος αμερικανικός τεχνητός δορυφόρος που μπήκε σε τροχιά στον Άρη.Είναι σχεδιασμένος να μελετήσει το έδαφος,το υπέδαφος και την ατμόσφαιρα του Άρη,ειδικά την ιστορία του νερού στον πλανήτη. ISS: Η συναρμολόγηση άρχισε το Νοέμβριο του 1998 το πρώτο πλήρωμα εγκαταστάθηκε το Νοέμβριο του 2000.Είναι η μεγαλύτερη κατασκευή που έχει πετάξει στο διάστημα.είναι δημιούργημα 16 χωρών,μερικές από τις οποίες οι ΗΠΑ,Ρωσία, Ιαπωνία,Καναδάς κ.ά.χρησιμοποιείται για πειράματα,με τη βοήθεια πληρωμάτων που αλλάζουν κάθε 6 μήνες,και ελέγχεται από ΗΠΑ και Ρωσία ισοδύναμα.

16 International Space Station

17 ΠΛΉΘΟΣ Ποια χώρα εκτόξευσε πρώτη δορυφόρο; Σειρά Σοβιετική Ένωση ΗΠΑ Κίνα Γερμανία ΑΠΑΝΤΉΣΕΙς

18 Πλήθος Πώς ονομάστηκε ο πρώτος δορυφόρος; Σειρά Apollo 13 Sputnik 1 Explorer 1 Terra Απαντήσεις

19 Πλήθος Πώς λέγεται ο Ευρωπαικός Οργανισμός Δορυφόρων; Σειρά ESA NASA NOAA Galileo Απαντήσεις

20 Πιστεύετε ότι η καινοτομία των δορυφόρων βοήθησε στην ανάπτυξη της τεχνολογίας Ναι Ίσως Λίγο Καθόλου

21 Κατά τη γνώμη σας είναι σημαντικοί οι δορυφόροι για τη ζωή μας; Ναι Ίσως Λίγο Καθόλου

22 Πλήθος Ποια πιστεύετε ότι είναι η τρίτη χώρα που εκτόξευσε δορυφόρο στο διάστημα; Σειρά Κίνα Ινδία Γερμανία Αγγλία Απαντήσεις

23 Πιστεύετε ότι οι δορυφόροι μπορούν να εξελιχθούν και άλλο ώστε να μας εξυπηρετούν περισσότερο στη καθημερινή μας ζωή; Καθόλου 11% Λίγο 6% Ίσως 26% Ναι 57%

24 Πλήθος Σε ποιά χώρα εξελίχθηκαν οι πύραυλοι; Σειρά1 5 0 Απαντήσεις

25 Πιστεύετε ότι η Ελλάδα συμμετέχει ενεργά στο πρόγραμμα της ESA; Ναι 12% Καθόλου 29% Λίγο 59%

26 ΜΑΘΗΤΕΣ Κωνσταντίνος Κουβαλάκης Γιάννης Νικηφοράκης Μιχάλης Σαλίμπ Χρήστος Μακρυαλέας Νίκος Μουμτζόγλου