keinotekoiset satelliitit

keinotekoinen satelliitti on esine, jonka ihmiset ovat tehneet ja laukaisseet kiertoradalle rakettien avulla. Maata kiertää tällä hetkellä yli tuhat aktiivista satelliittia. Satelliitin koko, korkeus ja rakenne riippuvat sen käyttötarkoituksesta.

satelliittien koot ja korkeudet

satelliitit vaihtelevat kooltaan. Jotkut kuutiosatelliitit ovat jopa 10 cm: n kokoisia. Jotkin tietoliikennesatelliitit ovat noin 7 metriä pitkiä, ja niissä on aurinkopaneelit, jotka ulottuvat vielä 50 metrin päähän. Suurin keinotekoinen satelliitti on kansainvälinen avaruusasema (ISS). Suurin osa tästä on yhtä suuri kuin suuri viiden makuuhuoneen talo, mutta aurinkopaneelit mukaan lukien se on yhtä suuri kuin rugbykenttä.

myös satelliittien korkeudet maan pinnan yläpuolella vaihtelevat. Nämä ovat kolme yhteistä kiertorataa:

• Matala Maan kiertorata (LEO) – 200-2 000 km, esimerkiksi ISS kiertää 400 km nopeudella 28 000 km/h, ja aika yhdelle kiertoradalle on noin 90 minuuttia.
• keskipitkä Maan kiertorata (MEO) – useimmat MEO-satelliitit ovat 20 000 km: n korkeudessa, ja aikaa yhdelle kiertoradalle on 12 tuntia.
• geostationaarinen kiertorata (GEO) – 36 000 km maan yläpuolella. Aikaa yhdelle kiertoradalle on 24 tuntia. Tämä vastaa maan pyörimistä niin, että satelliitti näyttää pysyvän saman pisteen yläpuolella maan pinnan yläpuolella. Tätä käytetään monissa viestintä-ja sääsatelliiteissa.

satelliitille valittu korkeus riippuu siitä, mihin tehtävään se on suunniteltu.

Satelliittityypit

Navigointisatelliitit
GPS (global positioning system) koostuu 24 satelliitista, jotka kiertävät 20 000 kilometrin korkeudessa maan pinnasta. Neljästä satelliitista vastaanotettujen signaalien aikaeroa käytetään GPS-vastaanottimen tarkan sijainnin laskemiseen maapallolla.

tietoliikennesatelliitteja
Näitä käytetään televisio -, puhelin-tai internet-lähetyksiin, esimerkiksi Optus D1-satelliitti on geostationaarisella radalla Päiväntasaajan yläpuolella ja sen peittoalanjälki antaa signaaleja koko Australiaan ja Uuteen-Seelantiin.

sääsatelliitteja
käytetään pilvien kuvaamiseen ja lämpötilan ja Sademäärän mittaamiseen. Sekä geostationaarisia että matalia maan kiertoratoja käytetään sääsatelliitin tyypistä riippuen. Sääsatelliitteja käytetään apuna tarkemmissa sääennusteissa.

kaukokartoitussatelliitteja
Näitä käytetään maan kuvaamiseen ja kuvaamiseen. Matalia maan kiertoratoja käytetään lähinnä tarkemman kuvan tuottamiseksi.

tähtitieteellisiä satelliitteja
Näitä käytetään avaruuden tarkkailuun ja kuvaukseen. Hubble-avaruusteleskoopin kaltainen satelliitti kiertää 600 kilometrin korkeudessa ja tarjoaa hyvin teräviä kuvia tähdistä ja kaukaisista galakseista. Muita avaruusteleskooppeja ovat muun muassa Spitzer ja Chandra.

Kansainvälinen avaruusasema (ISS)
tämä on asuttava avaruuslaboratorio. ISS kulkee 400 kilometrin korkeudessa 28 000 kilometrin tuntinopeudella ja kiertää Maan kerran 92 minuutissa. ISS: n tutkijat pystyvät tekemään monia arvokkaita kokeita mikrogravitaatioympäristössä.

Satelliittirakenne

jokaisessa satelliitissa on joitakin samoja perusosia:

• Bussi – tämä on runko ja rakenne satelliitin, johon kaikki muut osat on kiinnitetty.
• voimanlähde-useimmissa satelliiteissa on aurinkopaneelit sähkön tuottamiseksi. Akut varastoivat osan tästä energiasta aikaa, jolloin satelliitti on maan varjossa.
• Heat control system-satelliitit altistuvat erittäin korkeille lämpötiloille auringolle altistumisen vuoksi. Lämmön heijastaminen ja uudelleensäteily on keksittävä. Satelliitin sähkökomponentit voivat myös tuottaa paljon lämpöä.
• tietokonejärjestelmä-satelliitit tarvitsevat tietokoneita ohjaamaan toimintaansa ja myös tarkkailemaan esimerkiksi korkeutta, suuntaa ja lämpötilaa.
• tietoliikennejärjestelmä – kaikkien satelliittien on kyettävä lähettämään ja vastaanottamaan tietoa maassa oleville maa-asemille tai muille satelliiteille. Kaarevia satelliittiantenneja käytetään antenneina
• Asennonsäätöjärjestelmä – tämä on järjestelmä, joka pitää satelliitin suunnattuna oikeaan suuntaan. Gyroskooppeja ja rakettimoottoreita käytetään yleisesti suunnan muuttamiseen. Valoantureita käytetään yleisesti määrittämään, mihin suuntaan satelliitti osoittaa.
• propulsiojärjestelmä-satelliitin rakettimoottoria voidaan käyttää apuna satelliitin sijoittamisessa oikealle kiertoradalle. Kiertoradalle päästyään satelliitit eivät tarvitse raketteja pysyäkseen liikkeessä. Pieniä raketteja, joita kutsutaan potkureiksi, käytetään kuitenkin, jos satelliitin on muutettava hieman kiertorataansa.

näiden perusosien lisäksi satelliiteissa on niiden erityistarkoitukseen tarvittavat laitteet.

avaruuden esteettömyys

satelliitin saaminen avaruuteen on hyvin kallista puuhaa, johon vain harvoilla on varaa. Uusiseelantilaisen Peter Beckin perustaman Rocket Lab-yhtiön visiona oli ”tehdä avaruudesta helpommin lähestyttävä”.

Pietarilla on visio, jonka mukaan kohtuuhintainen pääsy avaruuteen mahdollistaa voimakkaan globaalin muutoksen – esimerkiksi mahdollistaa kehitysmaille paremman pääsyn Internetiin. Vuonna 2012 Peter aloitti Electron-ohjelman keskittyäkseen tarjoamaan kustannustehokkaita raketteja ja laukaisupalveluja, jotka mahdollistavat organisaatioille paremman pääsyn avaruus-ja satelliittiteknologiaan.