人工衛星

人工衛星とは、ロケットを使って人工衛星を作って軌道に投入した物体のことです。 現在、地球を周回する1000以上の活発な衛星があります。 衛星の大きさ、高度、設計はその目的に依存します。

衛星の大きさと高度

衛星の大きさは様々である。 いくつかの立方体衛星は10cmほどの小さなものです。 いくつかの通信衛星は約7mの長さで、さらに50mの太陽電池パネルを持っています。 最大の人工衛星は国際宇宙ステーション(ISS)です。 これの主要部分は大きな5ベッドルームの家と同じくらい大きいですが、太陽電池パネルを含めて、それはラグビー場と同じくらい大きいです。

地球の表面上の衛星の高度も変化します。 これらは三つの一般的な軌道です:

  • 低地球軌道(LEO)-200-2,000km、例えば、ISSは400kmで28,000km/hの速度で周回し、1つの軌道の時間は約90分です。
  • 中軌道(MEO)–ほとんどのMEO衛星は高度20,000kmにあり、1つの軌道の時間は12時間です。
  • 静止軌道(GEO)–地球上36,000km。 一つの軌道の時間は24時間です。 これは、衛星が地球の表面上の同じ点の上にとどまるように見えるように、地球の回転を一致させることです。 これは多くの通信衛星や気象衛星に使用されています。

衛星のために選ばれる高度はそれがのために設計されている仕事によって決まります。

衛星の種類

ナビゲーション衛星
GPS(global positioning system)は、地上20,000kmの高度を周回する24個の衛星で構成されています。 4つの衛星から受信された信号の時間差は、地球上のGPS受信機の正確な位置を計算するために使用されます。

通信衛星
これらはテレビ、電話、またはインターネットの伝送に使用されます。

気象衛星
雲の画像や気温や降水量の測定に使用されます。 気象衛星の種類に応じて、静止軌道と低地球軌道の両方が使用されます。 気象衛星は、より正確な天気予報を支援するために使用されます。

地球観測衛星
これらは地球を撮影し、画像化するために使用されます。 低地球軌道は、より詳細な画像を生成することができるように主に使用されます。

天文衛星
これらは、空間を監視し、画像化するために使用されます。 ハッブル宇宙望遠鏡のような衛星は、高度600kmで周回し、星や遠くの銀河の非常に鮮明な画像を提供します。 他の宇宙望遠鏡にはスピッツァーやチャンドラなどがある。

国際宇宙ステーション(ISS)
これは居住可能な宇宙実験室です。 高度400kmでは、ISSは28,000km/hの速度で移動し、92分ごとに1回地球を周回します。 ISS内の科学者は、微小重力環境で多くの貴重な実験を行うことができます。

衛星デザイン

すべての衛星は同じ基本的な部分のいくつかを持っています:

  • バス-これは、他のすべての部品が取り付けられている衛星のフレームと構造です。
  • 電源–ほとんどの衛星は電気を生成するための太陽電池パネルを持っています。 電池は、衛星が地球の影にある時間のために、このエネルギーの一部を保存します。
  • 熱制御システム–衛星は太陽に曝されるために非常に高い温度にさらされています。 熱を反射して再放射する方法が必要です。 衛星の電気部品はまた、多くの熱を生成することができます。
  • コンピュータシステム–衛星は、それらがどのように動作するかを制御し、高度、向き、温度などのものを監視するためのコンピュータを必要とします。
  • 通信システム–すべての衛星は、地球上の地上局または他の衛星にデータを送受信できる必要があります。 湾曲した衛星皿はアンテナとして使用されます
  • 姿勢制御システム–これは衛星を正しい方向に向けたままにするシステムです。 ジャイロスコープとロケットスラスタは、向きを変更するために一般的に使用されます。 光センサーは、衛星がどの方向を向いているかを判断するために一般的に使用されます。
  • 推進システム–衛星上のロケットエンジンを使用して、衛星を正しい軌道に配置することができます。 軌道上に入ると、衛星はそれらを動かし続けるためにロケットを必要としません。 しかし、衛星が軌道をわずかに変更する必要がある場合は、スラスターと呼ばれる小型ロケットが使用されます。

これらの基本的な部品と同様に、衛星は特定の目的のために必要とされる装置を運ぶ。

宇宙を利用可能にする

衛星を宇宙に入れることは、非常に高価なビジネスであり、余裕はほとんどありません。 ロケットラボは、ニュージーランド人のピーター・ベックが設立した会社で、「スペースをよりアクセスしやすくする」というビジョンを持って設立されました。

ピーターは、宇宙への手頃な価格のアクセスが強力な地球規模の変化を可能にするというビジョンを持っています。 2012年、ピーターは、組織が宇宙と衛星技術へのより良いアクセスを可能にする費用対効果の高いロケットと打ち上げサービスを提供することに焦点を当てた電子プログラムを開始しました。

科学の性質

国際宇宙ステーションの運用は、国間の協力に依存しています。 それは科学者が科学的知識と財政の面で彼らの資源をプールすることを可能にします。 その結果、より信頼性の高い結果を得るために、より大きく、より実質的なプロジェクトを実施することができます。 この研究は国際的に有益です。

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アクティビティアイデア

あなたの学生は、自然の衛星を観察し、ISSのような人工衛星を頭上を通過するように見つけるために夜空に目を向け バック屋内では、学生はwebquestでオンライン衛星のために狩りすることができます。

二つの活動は、科学の概念を教えるためにモデルを使用しています。 衛星軌道のためのスケールモデルは、衛星の高度と衛星の動きを探ります。 衛星ディッシュを調査することは携帯電話のWi-Fi信号を高めるのに曲げられた反射器として傘を使用する。

便利なリンク

Geoeye-1衛星からの高解像度画像。

NASAから国際宇宙ステーションについての詳細をご覧ください。

2016年11月のこのニュース記事では、ニュージーランドの第2の地域研究所である宇宙科学技術センターの立ち上げの発表をカバーし、宇宙ベースの測定と衛星画像の使用を探求します。 センターのウェブサイトを参照してください。