En el siglo XX, la exploración espacial apareció utilizando satélites artificiales, sondas espaciales y naves espaciales tripuladas. Los seres humanos han recorrido un largo camino desde que se lanzó el primer satélite artificial en 1957 y envió varias cosas supermasivas al espacio. Aquí hay una lista de los siete objetos más grandes en el espacio enviados desde la Tierra.
- Estación espacial internacional (ISS)
La estación espacial más grande construida por humanos, la ISS, es más grande que un campo de fútbol y mide 109 metros de largo, 73 metros de ancho y pesa más de 408.233 kg. La estación espacial tripulada, es un laboratorio orbital donde se realizan diversas investigaciones, observaciones y experimentos científicos y espaciales, es el único satélite artificial que se puede ver a simple vista desde el planeta Tierra.
2. telescopio espacial Hubble
Más de dos autobuses, el telescopio espacial Hubble ha sido el más grande de su categoría desde 1990. El telescopio espacial tiene más de trece metros de largo y pesa 12.247 kg.
3. Satélite medioambiental (Envisat)
El satélite más grande en orbitar la Tierra, los monitores Envisat monitorean principalmente la atmósfera terrestre. El satélite de 10 metros, que pesa aproximadamente 8.210 kg, está actualmente fuera de servicio, pero todavía se encuentra en órbita terrestre.
4. Estación orbital "MIR"
La estación orbital "MIR", fue la primera estación orbital tripulada de múltiples módulos enviada al espacio, midiendo 33 metros de largo y 31 de ancho, pesaba 140 160 kg.
5. Saturno V
Saturno V, con 104 metros de altura y un peso de 2.721.554 kg, fue el cohete más alto, pesado y poderoso de todos los tiempos. Saturn V ha completado 13 misiones en su línea de tiempo, desde su lanzamiento en 1967 hasta 1973.
6. Skylab
Aunque no es tan grande como la ISS, Skylab fue la primera estación espacial lanzada desde la Tierra. El laboratorio espacial pesaba casi 77,111 kilogramos y orbitó la Tierra desde 1973 hasta 1979.
A pesar de que ha existido la cosmonáutica práctica durante muchos años, las observaciones de naves espaciales en el cielo también cuentan. Millones de personas en todo el mundo vieron el vehículo de lanzamiento del primer satélite soviético, que estuvo en órbita durante varios días, cientos de observadores especialmente entrenados: la "bola" en sí. Desde entonces, ha habido más de 25 mil objetos registrados en el espacio cercano a la Tierra, y durante una noche, incluso sin binoculares, todo amante de la astronomía puede ver más de una docena de satélites terrestres artificiales (AES).
Por lo general, se oscurecen, se deslizan lentamente entre las estrellas en diferentes direcciones. El brillo de algunos es constante, en otros cambia periódicamente y otros se encienden. El complejo orbital Mir flota majestuosamente, el favorito indudable en el cielo ruso. Los períodos de visibilidad vespertina y matutina se repiten después de unos 60 días, aunque este intervalo flota un poco con la estación y el brillo suele alcanzar los 2 m.
No es fácil identificar el satélite visto: para ello es necesario hacer una o dos marcas precisas de la posición del objeto en determinados momentos, y luego seleccionar el candidato más adecuado de la lista emitida por un programa especial, que contiene el elementos orbitales "frescos" de más de ocho mil objetos conocidos. (Me refiero a que tiene una computadora personal y acceso a Internet a su disposición. Sin ambos, sus capacidades están muy limitadas).
Puede llevar mucho tiempo describir todos los encantos y todas las dificultades de la observación de satélites, pero ahora solo les contaré sobre una clase de satélites, cuyas llamaradas inusualmente brillantes en el otoño de 1997 crearon una sensación real. Unas palabras para el descubridor, el canadiense Brian Hunter: "Estaba haciendo observaciones la noche del 16 de agosto de 1997, cuando un objeto muy brillante en el noreste me llamó la atención. Es difícil dar una estimación razonable del brillo, pero fue mucho más brillante que Júpiter. -2m es solo una suposición como, "¡Guau, qué brillante!" Se mantuvo muy brillante durante unos segundos, luego se desvaneció ... a sexta magnitud ". Hunter identificó de manera única este objeto con uno de los satélites de la serie Iridium.
Al día siguiente, envió los resultados de las observaciones del brote a una conferencia electrónica que conectaba a los observadores de satélites con acceso a Internet. Está claro que el aumento a corto plazo del brillo del satélite en ocho magnitudes ha atraído mucha atención. En dos días, llegaron informes de varias observaciones más similares de los EE. UU., Suecia, Francia y Bélgica, y pronto esos informes comenzaron a inundarse.
Probablemente sea el momento de presentar al "héroe" de nuestra historia. Iridium es un sistema de comunicaciones LEO con 72 satélites (66 operativos y 6 en espera) ubicados a una altitud de 780 km en 6 planos orbitales con una inclinación de 86 grados. Los satélites se lanzan en cohetes desde tres países: el Delta-2 estadounidense (cinco a la vez), nuestro Proton (siete) y el CZ-2C chino (dos). El sistema aún no está completamente desplegado: el primer lanzamiento se realizó el 5 de mayo de 1997 y al 31 de diciembre del mismo año se realizaron nueve lanzamientos (se lanzaron un total de 46 satélites).
El cuerpo de cada satélite tiene la forma de un prisma triangular con un borde de base de aproximadamente 1 my una longitud de aproximadamente 4 m El dispositivo vuela en posición "vertical". Dos paneles solares están montados en la parte superior y tres antenas de trabajo principales se extienden hacia arriba y hacia los lados desde los bordes inferiores del prisma. La magnitud normal del iridio no suele exceder la séptima magnitud. Entonces, ¿por qué se enciende tanto?
Después de procesar las primeras dos docenas de observaciones, la geometría de este fenómeno quedó clara: las fuentes de los destellos son antenas de trabajo: rectángulos pulidos de 0,86 x 1,88 m de tamaño, inclinados en un ángulo de 40 grados con respecto al eje vertical del aparato. ¡La antena solo deja escapar un rayo de sol! Además, si el ángulo entre la luz solar reflejada y la dirección hacia el observador es inferior a 5 grados, entonces ve un destello de brillo promedio, y si es menos de uno, un destello extremadamente brillante.
El límite teórico del brillo del flash "Iridium" es de aproximadamente -7,5 m. De hecho, una antena de satélite, equivalente a un círculo de 1,27 m de diámetro y ubicada a 800 km del observador, brillará con la luz solar reflejada de la misma manera que un espejo de 237,5 km de diámetro ubicado a una distancia de la Tierra al Sol. El área de dicho espejo es 2,91 · 10 -8 solar, lo que corresponde a una diferencia de brillo de 18,8 m (se sabe que la magnitud estelar aparente del Sol es -26,2 m). El destello generalmente ocurre en un ángulo de fase satélite-observador-Sol en el rango de 125-150 °, aunque a veces a 90 °. La duración total del flash visible a simple vista es de 30 a 60 segundos. La parte más brillante del flash dura unos segundos.
A fines de septiembre del año pasado, los estadounidenses Rob Matson y Randy John escribieron dos programas IridFlar y SkySat, prediciendo destellos basados en los elementos orbitales de los satélites insertados en ellos. Estos programas permitieron una preparación temprana para los próximos brotes, lo que resultó en excelentes fotografías y videos de estos eventos.
Los resultados de las observaciones visuales no resultaron menos interesantes. Entonces, se confirmó que debido al alto brillo de los "Iridiums" en el momento del brote, se pueden ver a través de nubes bastante espesas, ¡e incluso durante el día! Pero resulta que esto no es todo ... Todo el mundo sabe que los satélites son visibles solo cuando está oscuro debajo del observador, pero el Sol brilla a la altura. Esta verdad fue inmutable durante 40 años y dejó de serlo el 9 de enero de 1998, cuando el estadounidense Ron Lee observó un pequeño destello de "Iridium" por la luz reflejada desde ... ¡la Luna!
Los logros personales del autor de esta nota en la observación de los iridio son aún pequeños. El 2 de diciembre del año pasado, observé un destello de satélite de aproximadamente -4 m a una altitud de 28 ° contra el fondo de la puesta de sol directamente desde las ventanas de la oficina editorial de la revista Novosti Kosmonavtiki. Se observaron dos bengalas más no más brillantes que -3 m en el frío de diciembre. El autor utilizó el programa IridFlar para el pronóstico, que da un pronóstico ordenado en el tiempo de las llamaradas para un punto dado, que consta de los tiempos del inicio, máximo y final del fenómeno, ascensión recta y declinación, azimut (desde el punto norte). y la altitud, la magnitud calculada y las coordenadas del punto de reflexión directa (lugares donde el satélite tendrá el máximo brillo). Cabe señalar que el valor real puede diferir del predicho en aproximadamente 1 m debido a desviaciones en la orientación del satélite y su antena de los nominales y al error en el conocimiento de sus propias coordenadas.
¿Con qué frecuencia ocurren los brotes? Para responder a esta pregunta, "dirigí" el programa IridFlar durante una semana, del 12 al 18 de enero para un observador en Moscú. Hubo 27 llamaradas brillantes simples en el rango de 3 ma -3 m, así como tres super llamaradas con magnitudes de -5,0 m, -5,9 my -8,3 m.
Una frecuencia tan alta de llamaradas, sin duda, puede representar otra amenaza para las observaciones astronómicas. Uno de los primeros en llamar la atención general sobre este problema fue el inglés David Brierly: “Si bien todos nos regocijamos con la novedad de las llamaradas más brillantes, ¿alguien ha pensado cada vez más en los sufridos astrónomos? Estamos siendo testigos de un nuevo tipo de "contaminación lumínica" y me parece que alguien debería advertir a los desarrolladores de Iridium sobre lo que le hicieron al cielo nocturno ".
El mismo tema fue planteado por el estadounidense Paul Malley en el congreso de la Federación Astronáutica Internacional, celebrado el pasado otoño en Turín. Después de contactar a representantes de Motorola, el fabricante de la nave espacial Iridium, les describió la situación del flash. Para aclarar la descripción, Paul mostró a sus interlocutores fotografías de los destellos más brillantes, pero, como era de esperar, en respuesta escuchó que ya no era posible realizar cambios en el proyecto en esta etapa. “La situación es tal que los Iridiums ya están en lo más alto y permanecerán ahí por muchísimo tiempo”, fue la reacción de los representantes de Motorola.
Afortunadamente, estos brotes son bastante predecibles, a diferencia de los aviones y otros beneficios de la civilización. Sin embargo, debe recordarse que Iridium solo puede ser el primer signo. Después de todo, están en camino nuevos sistemas de comunicación de órbita baja: Faisat - 26 satélites, Orbkomm - 28, Globalstar - 48, Celestri - 63, Skybridge - 64 y, finalmente, Teledezik, que incluye 384 satélites a la vez. Y si toda esta armada, preparándose para el lanzamiento, se comporta de manera similar a los Iridiums parpadeantes, entonces la situación podría ser mucho más grave.
Igor Anatolyevich Lisov - editor de la revista Cosmonautics News, empleado de la empresa Video-Cosmos. El autor agradece a Brian Hunter, Paul Malie, Randy John, Bram y Chris Dorreman, Tom Smith y Ron Lee por su ayuda con este artículo.
Lo invitamos a conocer algunos datos interesantes e informativos sobre los satélites de los planetas del sistema solar.
1. Ganimedes es un gran satélite. Es el satélite más grande no solo de Júpiter, sino también del sistema solar en su conjunto. El es tan grandioso. Que tiene su propio campo magnético.
2. Miranda es una compañera fea. Se le considera el patito feo del sistema solar. Parece como si alguien hubiera cegado un satélite en pedazos y lo hubiera enviado a girar alrededor de Urano. Miranda tiene algunos de los paisajes más pintorescos de todo el sistema solar: las cadenas montañosas y los valles forman copas y cañones pintorescos, algunos de los cuales son 12 veces más profundos que el Gran Cañón. Por ejemplo, si se arroja una piedra en uno de estos, se caerá solo después de 10 minutos.
3. Calisto es la luna con el mayor número de cráteres. A diferencia de otros cuerpos celestes, Calisto no tiene actividad geológica, lo que deja su superficie desprotegida. Por tanto, este satélite parece el más "maltrecho".
4. Dactyl es un satélite de asteroides. Es el satélite más pequeño de todo el sistema solar, con solo una milla de ancho. En la foto puedes ver la luna Ida, y Dactyl es un pequeño punto a la derecha. La singularidad de este satélite radica en el hecho de que no gira alrededor del planeta, sino alrededor de un asteroide. Anteriormente, los científicos creían que los asteroides eran pequeños para tener satélites, pero, como puede ver, estaban equivocados.
5. Epimeteo y Jano son satélites que escaparon milagrosamente de la colisión. Ambos satélites giran alrededor de Saturno en la misma órbita. Probablemente solían ser un compañero. Lo que es digno de mención: cada 4 años, apenas llega el momento de la colisión, cambian de lugar.
6. Encelado es el portador del anillo. Es la luna interior de Saturno y refleja casi el 100% de la luz. La superficie de Encelado está llena de géiseres, que expulsan partículas de hielo y polvo al espacio, formando el anillo "E" de Saturno.
7. Triton - con volcanes de hielo. Es la luna más grande de Neptuno. También es el único satélite del sistema solar que gira en la dirección opuesta a la rotación del propio planeta. Los volcanes en Triton están activos, pero no emiten lava, sino agua y amoníaco, que se congelan en la superficie.
8. Europa: con grandes océanos. Esta luna de Júpiter tiene la superficie más plana del sistema solar. El caso es que el satélite es un océano continuo cubierto de hielo. Aquí hay 2-3 veces más agua que en la Tierra.
9. Io es un infierno volcánico. Este satélite es similar a Mordor de El señor de los anillos. Casi toda la superficie del satélite, que gira alrededor de Júpiter, está cubierta de volcanes, que entran en erupción muy a menudo. No hay cráteres en Io, ya que la lava llena su superficie, aplanándola.
11. Titán: un hogar lejos del hogar. Este es quizás el satélite más extraño del sistema solar. Es el único con una atmósfera varias veces más densa que la de la Tierra. Lo que había bajo las nubes opacas permaneció desconocido durante muchos años. La atmósfera de Titán está basada en nitrógeno, al igual que en la Tierra, pero también contiene otros gases, como el metano. Si el nivel de metano en Titán es alto, entonces la lluvia de metano en el satélite puede caer. La presencia de grandes puntos brillantes en la superficie del satélite sugiere que puede haber mares líquidos en la superficie, que pueden incluir metano. Cabe destacar que Titán es el cuerpo celeste más adecuado para la búsqueda de vida.
El 19 de enero de 2006, los terrestres lanzaron una sonda "", una estación interplanetaria automática, que tendrá que estudiar a Plutón, Caronte y un objeto en el cinturón de Kuiper. La misión completa del aparato está diseñada para 15-17 años. La vecindad de la Tierra "" salió con la velocidad más alta entre las naves espaciales conocidas: 16,26 km / s en relación con la Tierra. La velocidad heliocéntrica es de 45 km / s, lo que permitiría al vehículo salir del sistema solar sin realizar una maniobra gravitacional. Sin embargo, hay un aparato en este Universo, creado por manos humanas, que vuela aún más rápido y aún no tiene igual velocidad.
Dos sondas espaciales Voyager han batido todos los récords de distancia. Nos enviaron fotos de Júpiter, Saturno y Neptuno y continúan alejándose del sistema solar. El 22 de febrero de 2014, la Voyager 1 estaba a una distancia de unos 19 mil millones de kilómetros de la Tierra y todavía nos envía datos: 10 horas van desde la sonda a nuestro planeta. Hace varios años que la Voyager 1 abandonó el sistema solar. ¿Cómo se las arreglan las sondas para transferir datos hasta ahora?
La nave espacial Voyager utiliza un transmisor de radio de 23 vatios. Esto es más que el de un teléfono móvil normal, pero en el orden general de las cosas, este transmisor es de baja potencia. Las grandes estaciones de radio de la Tierra transmiten decenas de miles de vatios, pero la señal sigue siendo lo suficientemente débil.
La clave del éxito para lograr que la señal llegue independientemente de la potencia del transmisor es una combinación de tres cosas:
- Antenas muy grandes.
- Antenas dirigidas entre sí (terrestre y viajero).
- Radiofrecuencias con poca interferencia.
Las antenas que usa la Voyager son lo suficientemente grandes. Probablemente hayas visto antenas parabólicas de fanáticos de la televisión. Suelen tener 2-3 metros de diámetro. La antena de la Voyager tiene un diámetro de 3,7 metros y transmite datos que son recibidos por una antena de 34 metros en la Tierra. La antena de la Voyager y la antena de la Tierra se apuntan directamente entre sí. La pequeña antena omnidireccional de su teléfono y el gigante de 34 metros son cosas completamente diferentes.
Los satélites Voyager transmiten datos en la banda de 8 GHz, con poca interferencia en esta frecuencia. Una antena en la Tierra usa un potente amplificador y recibe una señal. Luego, envía el mensaje de regreso a la sonda con la ayuda de un potente transmisor para que la Voyager reciba seguramente el mensaje.
En el frente
La Voyager 1 ha estado transmitiendo datos a la Tierra desde 1977. Pero los miembros del equipo que controla la misión en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA nos alegraron recientemente con noticias interesantes. El 12 de septiembre de 2013, la NASA confirmó que la sonda entró en la heliopausa, donde el viento solar de nuestro Sol ya no es lo suficientemente fuerte como para chocar con los vientos solares de las estrellas vecinas. En este momento, el "magnetómetro triaxial" registró un cambio en el campo magnético perpendicular a la dirección del movimiento de la sonda. La Voyager 1 fue el primer objeto creado por el hombre que abandonó el sistema solar.
Voyager Golden Record: 117 imágenes de la Tierra, saludos en 54 idiomas, sonidos de la tierra
Los cínicos, como la mayoría de los astrónomos, cosmólogos y la propia NASA, dicen que el borde del sistema solar se define como el punto donde un objeto deja de estar expuesto a la gravedad solar. Pero la gravedad, como saben, define el universo a gran escala. Y este punto se encuentra a una distancia 50.000 veces mayor que la distancia del Sol a la Tierra. La Voyager 1 viajó 123 distancias desde la Tierra hasta el Sol (aproximadamente 18 mil millones de kilómetros). Y se necesitarán otros 14.000 años para dejar el agarre gravitacional del Sol a su velocidad actual.
Nada impide que la Voyager realice observaciones excelentes. La Voyager 1 y su gemela, la Voyager 2, que despegó 15 días antes pero se retrasó debido a una excursión a Urano y Neptuno, encontraron rastros de cuatro gigantes gaseosos y muchos fenómenos astronómicos extraños. Y aunque la Voyager 1 permaneció dentro del sistema solar durante algún tiempo, entró en una zona donde las partículas cargadas del viento solar serán reemplazadas por polvo y otros materiales que llenan el espacio entre las estrellas.
A lo largo de los años, las Voyager han descubierto una serie de sorpresas astronómicas. Uno de estos últimos apareció en el verano de 2012, cuando la Voyager 1 descubrió un fenómeno previamente desconocido llamado autopista magnética. En esta región, los instrumentos a bordo de la sonda han demostrado que los campos magnéticos solares e interestelares chocan. Edward Stone, jefe del programa de la Voyager desde 1972, explicó que esto sucede cuando las partículas de baja energía dentro de la heliosfera son reemplazadas por partículas de mayor energía del espacio.
Los creadores de las sondas esperaban que fueran lo suficientemente fuertes y duraderas para soportar todos los caprichos del espacio. Especialmente durante la aproximación cercana a Júpiter y Saturno, así como las excursiones a Urano y Neptuno realizadas por la Voyager 2. Entonces, cuando, en 1973, Pioneer 10 midió la radiación alrededor de Urano y Neptuno y descubrió que era más alta de lo esperado, el equipo de Stone pasó 9 meses reemplazando y reconstruyendo cada elemento de la sonda que podría estar dañado. Por supuesto, las sondas se diseñaron con un margen de seguridad excesivo. Por ejemplo, cada una de las sondas lleva dos copias de tres sistemas informáticos separados. Pero hasta ahora, pocos sistemas integrados necesitan reiniciarse. Es seguro decir que Stone está paternalmente orgulloso de su creación y sus hazañas.
El cuidado con el que se realizaron las sondas aquí en la Tierra también jugó un papel en el éxito de la misión. Cuando los receptores primario y secundario de la Voyager 2 fallaron un año después del inicio de la misión, el equipo de la Tierra activó un sistema de respaldo que continúa hasta el día de hoy. En 2010, después de recibir un mensaje confuso de la sonda, el equipo realizó un volcado de memoria completo utilizando una de las computadoras de respaldo y descubrió que un bit en el programa había cambiado de 0 a 1. Reiniciar el programa solucionó todo.
El equipo de científicos actualiza periódicamente el sistema de control para garantizar un uso óptimo de los recursos de las sondas durante su funcionamiento activo. Solo durante la fase jupiteriana de la Voyager 1, esto se hizo 18 veces. Tomemos la transferencia de datos, por ejemplo. Cuando las Voyager orbitaban Júpiter y Saturno, las sondas estaban lo suficientemente cerca de la Tierra para enviar imágenes sin comprimir y otros datos a velocidades de bits relativamente altas: 115.000 y 45.000 bits por segundo, respectivamente. Pero dado que la intensidad de la señal varía inversamente con el cuadrado de la distancia entre los transmisores, la Voyager 2 transmitió datos a una velocidad de 9000 bits / seg durante su exploración de Urano. Para Neptune, el número se redujo a 3000, lo que reduce la cantidad de fotos y datos que se pueden enviar a casa.
La mayoría de las computadoras de respaldo se conectan cuando la computadora principal falla. Sin embargo, uno de los sistemas de sonda auxiliar se activó y trabajó en conjunto con el principal. Esto hizo posible enviar imágenes de Urano con pérdida de 640K después de haber sido comprimidas a solo 256KB.
Como suele decirse, todo ingenio es sencillo. El equipo de Stone equipó las sondas con un hardware avanzado llamado decodificador Reed-Solomon. El dispositivo reduce significativamente el nivel de error que impide la lectura correcta de mensajes en caso de pérdida de bits individuales. La Voyager usó originalmente un sistema antiguo y probado que enviaba un bit de "corrección de errores" por cada bit de un mensaje. El decodificador Reed-Solomon gobernó a otros cinco con un bit. Lo curioso es que en 1977 no había forma de decodificar los datos corregidos utilizando el método Reed-Solomon. Afortunadamente, cuando la Voyager 2 llegó a Urano en 1986, todo estaba listo.
La famosa imagen de 1990 de Pale Blue Dot de la Tierra: la última misión de la Voyager 1. 6 mil millones de kilómetros
Actualmente, los datos que provienen de las Voyager a los radiotelescopios de todo el mundo viajan a una velocidad de solo 160 bits por segundo. Esta decisión se tomó deliberadamente para mantener una velocidad constante durante toda la misión. Las cámaras principales se apagaron después del sobrevuelo del último planeta del sistema solar, solo unos pocos instrumentos permanecieron activos. Cada seis meses, durante 30 minutos, los datos de una cinta digital de 8 pines se transfieren a un archivo comprimido a una velocidad de 1400 bits por segundo.
Los generadores termoeléctricos de radioisótopos basados en plutonio-238 respaldarán el funcionamiento de los instrumentos hasta al menos 2021. Y para 2025, después de casi medio siglo de viaje a donde no hay nada humano, el equipo apagará las sondas y se comunicará con ellas de una manera unidireccional ligeramente sentimental para que las Voyager mantengan su curso. Y volarán más y más en la oscuridad.
La Voyager 1 transporta suficiente combustible nuclear para seguir sirviendo a la ciencia hasta 2025 y seguir la corriente después de la muerte. En su trayectoria actual, la sonda debería estar eventualmente a 1,5 años luz de distancia de nosotros en la estrella Camelopardalis en la constelación del norte, que parece algo entre una jirafa y un camello. Nadie sabe si hay planetas cerca de esta estrella y si los extraterrestres establecerán una residencia allí para cuando llegue la sonda.
