Artificial satellites
een kunstmatige satelliet is een object dat door mensen is gemaakt en in een baan om de aarde is gelanceerd met behulp van raketten. Er zijn momenteel meer dan duizend actieve satellieten rond de aarde. De grootte, hoogte en het ontwerp van een satelliet zijn afhankelijk van het doel.
de afmetingen en hoogtes van satellieten
variëren in grootte. Sommige kubus satellieten zijn zo klein als 10 cm. Sommige communicatiesatellieten zijn ongeveer 7 m lang en hebben zonnepanelen die nog eens 50 m lang zijn. De grootste kunstmatige satelliet is het International Space Station (ISS). Het grootste deel hiervan is zo groot als een groot huis met vijf slaapkamers, maar inclusief zonnepanelen is het zo groot als een rugbyveld.Ook de hoogte van satellieten boven het aardoppervlak varieert. Dit zijn drie gemeenschappelijke banen:
- Low Earth orbit (LEO) – van 200 tot 2000 km, bijvoorbeeld, de ISS banen op 400 km met een snelheid van 28.000 km/uur, en de tijd voor een baan is ongeveer 90 minuten.De meeste Meo-satellieten bevinden zich op een hoogte van 20.000 km en de tijd voor één baan is 12 uur.
- geostationaire baan (GEO) – 36.000 km boven de aarde. De tijd voor één baan is 24 uur. Dit moet overeenkomen met de rotatie van de aarde zodat de satelliet boven hetzelfde punt boven het aardoppervlak lijkt te blijven. Dit wordt gebruikt voor vele communicatie-en weersatellieten.
de gekozen hoogte voor een satelliet is afhankelijk van de taak waarvoor deze is ontworpen.
typen satellieten
navigatiesatellieten
het GPS (global positioning system) bestaat uit 24 satellieten die een baan hebben op een hoogte van 20.000 km boven het aardoppervlak. Het tijdsverschil voor Signalen van vier satellieten wordt gebruikt om de exacte locatie van een GPS-ontvanger op aarde te berekenen.Communicatiesatellieten
communicatiesatellieten
deze worden gebruikt voor televisie -, telefoon-of internet-uitzendingen.de Optus D1-satelliet bevindt zich bijvoorbeeld in een geostationaire baan boven de evenaar en heeft een dekkingsvoetafdruk om signalen naar heel Australië en Nieuw-Zeeland te leveren.
weersatellieten
deze worden gebruikt om wolken in beeld te brengen en temperatuur en neerslag te meten. Zowel geostationaire als lage aarde banen worden gebruikt, afhankelijk van het type Weersatelliet. Weersatellieten worden gebruikt om nauwkeuriger weersvoorspellingen te maken.
aardobservatiesatellieten
deze worden gebruikt om de aarde te fotograferen en in beeld te brengen. Lage aarde banen worden voornamelijk gebruikt, zodat een meer gedetailleerd beeld kan worden geproduceerd.
astronomische satellieten
deze worden gebruikt om de beeldruimte te bewaken. Een satelliet zoals de Hubble Ruimtetelescoop draait op een hoogte van 600 km en biedt zeer scherpe beelden van sterren en verre sterrenstelsels. Andere ruimtetelescopen zijn Spitzer en Chandra.
Internationaal ruimtestation (ISS)
dit is een ruimtelaboratorium dat bewoonbaar is. Op een hoogte van 400 km, reist het ISS met een snelheid van 28.000 km/h en draait om de aarde eens in de 92 minuten. Wetenschappers binnen het ISS zijn in staat om vele waardevolle experimenten uit te voeren in een microzwaartekracht omgeving.
Satellietontwerp
elke satelliet heeft enkele van dezelfde basisonderdelen:
- de bus-Dit is het frame en de structuur van de satelliet waaraan alle andere delen zijn bevestigd.
- een energiebron – de meeste satellieten hebben zonnepanelen om elektriciteit op te wekken. Batterijen slaan een deel van deze energie op voor tijden dat de satelliet zich in de schaduw van de aarde bevindt.
- Warmteregelsysteem-satellieten worden blootgesteld aan extreem hoge temperaturen als gevolg van blootstelling aan de zon. Er moet een manier zijn om warmte te reflecteren en opnieuw te zenden. Elektrische componenten van de satelliet kunnen ook veel warmte produceren.Computersysteem-satellieten hebben computers nodig om hun werking te regelen en ook om dingen als hoogte, oriëntatie en temperatuur te bewaken.
- communicatiesysteem – alle satellieten moeten gegevens kunnen verzenden en ontvangen naar grondstations op aarde of naar andere satellieten. Gekromde schotelantennes worden gebruikt als antennes
- Standregelsysteem – dit is het systeem dat een satelliet in de juiste richting wijst. Gyroscopen en raketstuwers worden vaak gebruikt om de oriëntatie te veranderen. Lichtsensoren worden vaak gebruikt om te bepalen welke richting een satelliet wijst.
- een voortstuwingssysteem – een raketmotor op de satelliet kan worden gebruikt om de satelliet in de juiste baan te brengen. Eenmaal in een baan, hebben satellieten geen raketten nodig om ze in beweging te houden. Echter, kleine raketten genaamd thrusters worden gebruikt als een satelliet nodig heeft om een baan iets te veranderen.
naast deze basisonderdelen dragen satellieten de apparatuur die nodig is voor hun specifieke doel.
ruimte toegankelijk maken
om een satelliet de ruimte in te krijgen is een zeer dure zaak die weinigen zich kunnen veroorloven. Rocket Lab, een bedrijf opgericht door de Nieuw-Zeelander Peter Beck, werd opgericht met een visie om “ruimte toegankelijker te maken”.Peter heeft een visie dat betaalbare toegang tot de ruimte krachtige mondiale veranderingen mogelijk zal maken – bijvoorbeeld door ontwikkelingslanden betere toegang tot internet te bieden. In 2012 startte Peter het Electron-programma om zich te richten op het leveren van kosteneffectieve raketten en lanceerdiensten die organisaties betere toegang geven tot ruimte-en satelliettechnologie.
aard van de wetenschap
de exploitatie van het Internationale Ruimtestation hangt af van samenwerking tussen landen. Het stelt wetenschappers in staat om hun middelen te bundelen in termen van wetenschappelijke kennis en financiën. Hierdoor kunnen grotere en substantiëlere projecten worden uitgevoerd om betrouwbaardere resultaten te behalen. Dit onderzoek is van internationaal belang.
gerelateerde inhoud
lees over natuurlijke satellieten, communicatiesatellieten en leer hoe satellieten in de ruimte worden gelanceerd en hoe sommige daarvan ruimteafval zijn geworden.
Activiteitsideeën
laat uw leerlingen hun ogen naar de nachtelijke hemel richten om natuurlijke satellieten te observeren en om kunstmatige satellieten – zoals het ISS – te spotten terwijl ze boven hun hoofd passeren. Binnen kunnen studenten online op zoek naar satellieten met een webquest.
twee activiteiten maken gebruik van modellen om wetenschappelijke concepten te onderwijzen. Schaalmodel voor satellietbanen verkent satelliethoogten en satellietbeweging. Het onderzoeken van satellietschotels gebruikt een paraplu als een gebogen reflector om het Wi-Fi-signaal van een mobiele telefoon te vergroten.
nuttige links
beelden met hoge resolutie van de Geoeye-1-satelliet.
meer informatie over het Internationale Ruimtestation vindt u bij NASA.
dit nieuwsbericht van November 2016 gaat over de aankondiging van de lancering van het tweede regionale onderzoeksinstituut van Nieuw-Zeeland, het Centre for Space Science Technology, dat het gebruik van ruimtegebaseerde metingen en satellietbeelden zal onderzoeken. Zie de website van het centrum.