לוויינים מלאכותיים של כדור הארץ. היסטוריה של המצאות וייצור

ספריה טכנית בחינם

היסטוריה של טכנולוגיה, טכנולוגיה, אובייקטים מסביב לנו
ספרייה חינם / מדריך / ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

לוויינים מלאכותיים של כדור הארץ. היסטוריה של המצאות וייצור

ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

מדריך / ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

הערות למאמר

לוויין כדור הארץ מלאכותי (AES) הוא חללית המסתובבת סביב כדור הארץ במסלול גיאוצנטרי.

כדי לנוע במסלול סביב כדור הארץ, המנגנון חייב להיות בעל מהירות התחלתית השווה או גדולה מהמהירות הקוסמית הראשונה. טיסות AES מתבצעות בגבהים של עד כמה מאות אלפי קילומטרים. הגבול התחתון של גובה הטיסה הלוויין נקבע על ידי הצורך להימנע מתהליך האטה מהירה באטמוספרה. תקופת ההקפה של לוויין, בהתאם לגובה הטיסה הממוצע, יכולה לנוע בין שעה וחצי למספר שנים. חשיבות מיוחדת הם לוויינים במסלול גיאוסטציונרי, שתקופת המהפכה שלהם שווה בהחלט ליום, ולכן, עבור צופה קרקעי, הם "תלויים" ללא תנועה בשמים, מה שמאפשר להיפטר ממכשירים סיבוביים באנטנות.

המושג לוויין, ככלל, מתייחס לחללית בלתי מאוישת, אך חלליות מאוישות ואוטומטיות למטען קרוב לכדור הארץ, כמו גם תחנות מסלול, למעשה, הם גם לוויינים. ניתן לשגר תחנות בין-כוכביות אוטומטיות וחלליות בין-כוכביות לחלל העמוק הן תוך עקיפת שלב הלוויין (מה שנקרא עלייה ימנית) והן לאחר עלייה מקדימה למה שנקרא. מסלול הייחוס של הלוויין.

לווייני אדמה מלאכותיים
לוויין כדור הארץ המלאכותי הראשון

החלו לחשוב על שיגור הלוויין הראשון בברית המועצות גם בתקופה שבה בוצעו עבודות על הטיל הבליסטי R-7. בשנת 1956 הוקמה קבוצת מדענים בראשות האקדמאי מסטיסלב קלדיש, שקיבלה הוראה לפתח תוכנית ניסויים מדעיים עבור הלוויין המלאכותי הראשון של כדור הארץ. לאחר ניתוח ראשוני של כל המערכות המשולבות שהלוויין הזה היה אמור להיות מצויד בהן, התברר שאי אפשר להתאים למסה של פחות מ-1250 ק"ג (מסה של פגז אחד היה 250 ק"ג, מערכת אספקת החשמל היה 450 ק"ג; בנוסף, לאנטנות מסיביות היה משקל רב).

הרקטות שהיו קיימות אז לא יכלו לתקשר את המהירות הקוסמית הראשונה (כ-8 קמ"ש) למנגנון כה כבד. ואז, בסוף 1956, הציע אחד מעובדיו של קורולב, מיכאיל טיכונראבוב, פרויקט ללוויין פשוט וקל יותר במסה של כ-80 ק"ג. ביוני 1957, שרטוטי המתווה הסופי של הלוויין הזה היו מוכנים, ובסוף אוגוסט החלו בדיקותיו.

כדי להכניס את הלוויין למסלול, פיתחה לשכת התכנון של קורולב רקטה דו-שלבית מיוחדת במסה כוללת של 7 טון על בסיס ה-R-267, שהורכבה מארבעה גושי רקטות צדדיים של מנוע הרקטות RD-107 ורקטה מרכזית אחת. מנוע של מנוע הרקטות RD-108. כל המנועים בהתחלה הופעלו בו זמנית. 120 שניות לאחר השיגור הושלכו קוביות הצד (בשלב זה הגיע השלב השני לגובה של 50 ק"מ ומהירותו 2,3 ק"מ לשנייה). היחידה המרכזית המשיכה לעבוד עוד 180 שניות. בגובה של 200 ק"מ כובתה היחידה המרכזית, ולאחר מכן הופרד ממנה הלוויין בעזרת דוחף קפיץ, הפיל את מגן החום המגן והחל בטיסה חופשית. השיגור המוצלח של הרקטה התרחש ב-4 באוקטובר 1957. היום הזה פתח את תחילתו של עידן חלל חדש בהיסטוריה של כדור הארץ.

הלוויין הראשון סימן נקודת מפתח בהתפתחות הטכנולוגיה. מצד אחד הוא סימל השלמת שלב קשה בפיתוח טילים בליסטיים, ומצד שני היה זה העובר שממנו צמחה כל טכנולוגיית החלל המאוחרת.

לווייני אדמה מלאכותיים
תכנית כללית של לוויין כדור הארץ המלאכותי הסובייטי הראשון: 1 - ממסר תרמי כפול; 2 - משדר רדיו; 3 - ממסר תרמי בקרה ו-barorelay; 5 - אנטנה; 6 - ספק כוח; 7 - מחבר תקע; 8 - מגע בעקב; 9 - מאוורר; 10 - מפזר; 11 - מתג מרחוק; 12 - מסך

ללוויין היה צורה של כדור בקוטר של 580 מ"מ. מסתו הייתה 83,6 ק"ג. על המשטח החיצוני של הכדור הותקנו אנטנות משדרי רדיו בצורת ארבעה מוטות. אורכם של שניים מהם היה 2,4 מ', השאר - 2 מ' המוטות חוברו למבודדי אנטנה שקבועים לגוף הלוויין בעזרת צירים, שאפשרו להם להסתובב בזווית מסוימת. כל הציוד, יחד עם מקורות אנרגיה, אוכסנו במארז סגסוגת אלומיניום אטום. לפני השיגור, הלוויין היה מלא בגז חנקן.

כדי לשמור על טמפרטורה פנימית יציבה, פותחה מערכת זרימת חנקן בכפייה. לאנטנות חוברו שני משדרי רדיו, כל אחד משדר את אותו אות בתדר שלו, בדומה לטלגרף. בתוך המארז הוצבו חיישנים רגישים, ששינו במידת מה את האות המשודר (תדירות הפולסים המשודרים ומשך הזמן שלהם) עם שינויים בטמפרטורה ובלחץ בתוך הלוויין. כוחם של משדרי הרדיו הספיק לקליטת האותות שלהם בבטחה על ידי כל חובבי הרדיו בעולם. מקור הכוח היה אמור להבטיח את פעולת כל הציוד למשך שלושה שבועות.

כבר ב-3 בנובמבר 1957 שוגר לחלל הלוויין הסובייטי השני במשקל 508 ק"ג. זה היה השלב האחרון של רקטה הנושאת, עליו הונחו ציוד מדידה מדעי ותא עם הכלב לייקה במספר מכולות.

לווייני אדמה מלאכותיים
הלוויין המלאכותי הסובייטי השני של כדור הארץ: 1 - דיור מגן; 2 - מכשיר לחקר קרינת השמש; 3 - מיכל עם ציוד ומשדרי רדיו; 4 - מסגרת כוח לציוד הרכבה; 5 - תא לחץ

מול הלוויין היה ספקטרוגרף לחקר השמש, מיכל כדורי עם משדרי רדיו ותא לחץ עם כלב. גוף הרקטה הכיל שני מכשירים לחקר קרניים קוסמיות. לפי התכנון, המיכל הכדורי היה דומה ללוויין הראשון. כאן, בנוסף למשדרים, היה מקור כוח וחיישנים שונים. התא הרמטי בו הוקמה לייקה נראה כמו גליל. אשנב פרספקס היה מסודר בתחתיתו הנשלפת. בתא הנוסעים, העשוי מסגסוגות אלומיניום, היה מכשיר הזנה, מיזוג אוויר, יחידות התחדשות ומערכת ניהול תרמית. ההתחדשות התרחשה בעזרת יסודות כימיים שספגו פחמן דו חמצני ושחררו חמצן. חיישנים מיוחדים תיעדו את הדופק, הלחץ והנשימה של הכלב.

כל זה, כמו גם מידע על הטמפרטורה והלחץ בתא, דווח לכדור הארץ באמצעות ציוד מיוחד, שהופעל על ידי מכשיר תוכנית שעון. תוכנית התצפית תוכננה לשבעה ימים, אך גם לאחר מכן טיסת הלוויין נמשכה עוד ימים רבים. רק ב-14 באפריל 1958, לאחר שעשה כ-2370 סיבובים, נשרף הלוויין השני באטמוספירה.

באותו זמן, הלוויין השלישי, האקספלורר 1 האמריקאי, כבר טס בחלל. הסיבה לכך שהלוויין האמריקאי לא היה הראשון או אפילו השני בחלל יש לא רק רקע טכני. ב-1955, כאשר ממשלת ארה"ב החליטה להתכונן לשיגור הלוויין, הוצעו שלוש תוכניות מתחרות, שכל אחת מהן נתמכה על ידי המחלקה הצבאית החזקה שלה: הצבא, חיל האוויר והצי. בסופו של דבר ניתנה עדיפות לפרויקט אוונגרד של חיל הים, שקיבל מימון מיוחס. בינתיים, לצבא כבר באותה תקופה היה הטיל האמריקאי הטוב ביותר ברדסטון, שנוצר בהנהגתו של בראון. (בראון היה אז ראש ארסנל רדסטון, שם פותח הטיל.)

לווייני אדמה מלאכותיים
תוכנית המכשיר של לוויין כדור הארץ המלאכותי הראשון "Explorer-1": 1 - אנטנה; 2 - ציוד למדידת טמפרטורה חיצונית; 3 - מיקרופון להקלטת מתחים עם מיקרומטאוריטים; 4 - מדידת הטמפרטורה של החרוט הקדמי של הלוויין; 5 - משדר; 6 - טבעת פיברגלס; 7 - מדידת מיקרומטאוריטים וקרניים קוסמיות

בספטמבר 1956, שיגר הצבא בהצלחה את הטיל הבליסטי בן ארבעת השלבים Jupiter-C, שהשתמש באבן רדסטון בראוניאן כשלב ראשון וברקטות ההנעה המוצקות של Baby Sergent כשלב השני, השלישי והרביעי. שלושה שלבים של רקטה זו היו טבעיים, והרביעי נשא חול במיכלים במקום דלק. שלב זה הגיע לגובה של 1094 ק"מ. מאוחר יותר ניסו שוב ושוב להוכיח שאם השלב הרביעי היה מתודלק, הוא בהחלט יכול היה להפוך ללוויין הראשון, ועידן החלל היה מתחיל שנה קודם לכן. אבל כך או כך, זה לא קרה. בינתיים, פרויקט אוונגרד, שהיה לוקה בכשלים כבר מההתחלה, הסתיים בכישלון שערורייתי: עם השיגור ב-6 בדצמבר 1957, טיל האוונגרד, שעזב בקושי את מנחת השיגור, נפלה ארצה בתוך מנחת השיגור ונשרפה. הַחוּצָה. לאחר מכן, כדי לחסוך ביוקרה, הוחלט לשגר לוויין המבוסס על טיל הרדסטון.

הלוויין אקספלורר 1 נבנה בחיפזון קיצוני במעבדת ההנעה הסילון ב-Caltech. משקל הלוויין היה 8,21 ק"ג, והציוד עמד על 5 ק"ג. בנוסף למונה גייגר, היה על הסיפון מיקרופון לרישום חלקיקי מטאוריט, חיישני טמפרטורה, משדרי רדיו וספקי כוח. ההשקה התרחשה ב-31 בינואר 1958 והצליחה. הלוויין נמצא במסלול זה שמונה שבועות. למרות גודלו הזעיר, אקספלורר 1 ערך תצפיות חשובות. הודות להודעות שלו התגלתה חגורת הקרינה המקיפה את כדור הארץ בגובה של יותר מ-1000 ק"מ.

באותה שנה, ב-15 במאי, שיגרה ברית המועצות את הלוויין השלישי שלה. זה כבר יכול להיקרא תחנה מדעית אוטומטית אמיתית. אורכו של הלוויין היה 3,5 מ', קוטר - 1,5 מ', משקל - 1327 ק"ג, והציוד המדעי עמד על 968 ק"ג. המכשיר והעיצוב של הלוויין הזה עובדו בזהירות רבה יותר מאשר השניים הראשונים. כדי לשלוט אוטומטית על פעולת כל הציוד המדעי והמדידה, הותקן עליו מכשיר אלקטרוני לתכנות זמן, העשוי כולו על אלמנטים מוליכים למחצה.

הלוויין המלאכותי הסובייטי השלישי של כדור הארץ: 1 - מגנומטר; 2 - מכפילי צילום; 3 - סוללות סולאריות; 4 - מכשיר לרישום פוטונים בקרניים קוסמיות; 5 - מנומטרים מגנטיים ויוניזציה; 6 - מלכודות יונים; 7 - מדי שטף חשמליים; 8 - צינור ספקטרומטרי מסה; 9 - מכשיר לרישום גרעינים כבדים בקרניים קוסמיות; 10 - מכשיר למדידת עוצמת הקרינה הקוסמית הראשונית; 11 - חיישן לרישום מיקרומטאוריטים

בנוסף למקור הכוח המשולב, הלוויין היה מצויד בסוללה סולארית. המתח שנוצר על ידי סוללה זו היה גדול מזה של הסוללה המשולבת, כך שכל הציוד בצד שטוף השמש הופעל על ידה. הודות לכך, הלוויין השלישי הופעל הרבה יותר זמן מהשניים הראשונים - הוא היה בטיסה במשך 691 ימים, והאות האחרון ממנו התקבל ב-6 באפריל 1960.

החלליות הראשונות נבדלו על ידי האינדיבידואליות שלהן. גם בלי להתעמק בעיצוב שלהם, אפשר היה להבחין מיד על פי המראה בלבד שמדובר במכשירים שונים לחלוטין. אבל המכשירים, שנעשו בכל פעם בהזמנה אישית, היו יקרים. לכן, בשנים שלאחר מכן בברית המועצות, הוחלט לעבור מייצור פרטני של לוויינים לייצור סדרתי. קוסמוס הפך ללוויין סובייטי סדרתי כזה. ב-16 במרץ 1962 שוגר הלוויין הראשון בסדרה זו.

מחבר: Ryzhov K.V.

אנו ממליצים על מאמרים מעניינים סעיף ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו:

▪ עיתון

▪ תנור פיצוץ

▪ מפתח ברגים מתכוונן

ראה מאמרים אחרים סעיף ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

החרדה מועברת דרך העיניים 06.06.2016

פסיכולוגים מאוניברסיטת אופסלה ומאוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס מצאו שהעברת חרדה יכולה להתרחש דרך העיניים. בוצעו ניסויים עם תינוקות בני 6 ו-9 חודשים - הוצג להם עיגול שחור בקטרים שונים על רקע לבן. המעגל חיקה את האישון, רחב או צר, וכך, כפי שהתברר, אם הראו לילד "אישון" רחב, אז האישונים שלו התרחבו בתגובה. לשם השוואה, נעשה שימוש בריבוע שחור, אך תלמידי ילדים לא הגיבו אליו.

ידוע שהאישונים מגיבים למצב רגשי: פחד, חרדה, באופן כללי, כל עוררות רגשית גורמת להם להתרחב. כמובן שעיגול על רקע לבן הוא עדיין לא אישון אמיתי, אבל היה חשוב שהחוקרים יוכלו לשלוט במדויק על קוטר האישון, וזו הסיבה שהם בחרו בפונדקאית כזו. וכמובן, גם כאן לא כדאי לדבר על חרדה: מצד אחד, כפי שאמרנו, האישונים מתרחבים לכל עוררות רגשית, מצד שני, החוקרים התעניינו בתגובה עצמה, כלומר האם תלמידים של ילדים יכולים להעתיק (גם אם לא אמיתי).

עם זאת, לחץ אכן יכול להיות מדבק. שרה ווטרס ועמיתיה מאוניברסיטת ניו יורק ואוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו קבעו את הניסוי הבא: נשים שהיו להן ילדים בני 12 ו-14 חודשים היו נתונים ללחץ - כמובן בהסכמתן.

המצב המלחיץ היה מאורגן כרגיל: הם התבקשו לעשות דיווח מול הקהל, שאחר כך היה צריך להעריך את הדובר, והרייטינג יכול להיות שלילי, או ניטרלי או חיובי. ואז, לאחר זמן מה, חזרו האמהות אל הילדים - וכפי שהתברר, הכניסו אותם לחרדה: קצב הלב של הילדים עלה, הופיעו מדדים פיזיולוגיים אחרים ללחץ, והם החלו להימנע מזרים. אבל אותם תינוקות שאמהותיהם לא עברו בדיקה מלחיצה, תפסו זרים בצורה רגועה יותר ולא נדבקו בלחץ כלשהו.

עוד חדשות מעניינות:

▪ שבירת האור בקפה

▪ מכונית רקטה S-Dream של הונדה קובעת שיא מהירות

▪ טורבינות רוח מתחת למים

▪ רמקול חכם Redmi XiaoAI רמקול מסך מגע

▪ יצירת שדות מגנטיים חזקים על ידי דופק של אור לייזר

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר אשליות חזותיות. מבחר מאמרים

▪ מאמר גרמופון. היסטוריה של המצאות וייצור

▪ מאמר מדוע הוענק לכלב נכה דרגת סמל בצבא ארה"ב? תשובה מפורטת

▪ מאמר תא כפפות נשלף לאופנוע. הובלה אישית

▪ מאמר נעילת קוד אלקטרוני. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר חידוד של מקלט SEC-850M. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר