Воздушный шар спутник - Balloon satellite

А воздушный шар спутник (также иногда упоминается как "спутник", которое является товарным знаком, принадлежащим Гилмор Шельдаль из G.T. Schjeldahl Company) раздувается газ после того, как он был помещен в орбита.

Список спутников-шаров

сокращения:

• pcr = пассивный отражатель связи, спутник отражает микроволновая печь сигналы.
• ado = наблюдения за плотностью атмосферы
• spc = расчеты солнечного давления, оценка воздействия Солнечный ветер на орбита.
• tri = спутниковая триангуляция, измерение поверхности Земли.
• SC = Датчики и камера для изображений кривизны Земли

Аэростатные спутники Echo 1 и Echo 2

Первый летающий корпус такого типа был Эхо 1, который был запущен на высоту 1600 километров (990 миль). орбита 12 августа 1960 года Соединенными Штатами. Первоначально он имел сферический форма размером 30 метров (98 футов) с тонкой пластиковой оболочкой с металлическим покрытием, сделанной из Майлар. Он служил для тестирования как «пассивный» коммуникация и геодезический спутник. Его международный КОСПАР номер 6000901 (9-й спутник, запущенный в 1960 г., 1-й компонент).

Один из первых радиоконтактов с использованием спутника был успешным на расстоянии почти 80 000 километров (50 000 миль) (между восточным побережьем США и Калифорнией). К моменту сгорания Эхо-1 в 1968 году измерения его орбиты на несколько десятков земные станции улучшили наши знания о точной форме планеты почти в десять раз.^{[нужна цитата ]}

Его преемником был построен аналогичный Эхо 2 (С 1964 по 1970 год). Этот спутник облетел Землю примерно на 400 километров (250 миль) ниже, не под углом 47 °, как у Echo 1, а по полярной орбите со средним углом 81 °. Это дало возможность радиосвязи и измерений на более высоких широтах. В проверках орбиты Echo для анализа возмущений на ее орбите и в гравитационном поле Земли принимали участие от 30 до 50 профессиональных земных станций, а также около двухсот любительских станций. астрономы по всей планете на станциях «Лунный дозор»; на них приходилось около половины всех наблюдений.

Дальность радиоволн, видимость

В теорема Пифагора позволяет нам легко рассчитать, насколько хорошо виден спутник на такой большой высоте. Можно определить, что спутник на орбите длиной 1500 километров (930 миль) поднимается и садится, когда горизонтальное расстояние составляет 4600 километров (2900 миль). Однако из-за атмосферы эта цифра немного варьируется. Таким образом, если две радиостанции находятся на расстоянии 9000 километров (5600 миль) друг от друга и орбита спутника проходит между ними, они могут принимать отраженные друг от друга радиосигналы, если сигналы достаточно сильные.

Однако оптическая видимость ниже, чем у радиоволн, поскольку

• спутник должен быть освещен солнцем
• наблюдателю нужно темное небо (то есть он должен находиться в собственной тени Земли на сумеречной или ночной стороне планеты)
• яркость сферы зависит от угла между падающим светом и наблюдателем (см. фазы Луны )
• яркость шара значительно уменьшается по мере приближения к горизонту, так как атмосферный вымирание поглощает до 90% света

Несмотря на это, нет проблем с наблюдением за летающим телом, таким как Эхо 1 для точных целей спутниковой геодезии - до угла места 20 °, что соответствует расстоянию в 2900 километров (1800 миль). Теоретически это означает, что расстояния между точками измерения могут составлять до 5000 километров (3100 миль), а на практике это может быть достигнуто на расстоянии до 3000–4000 километров (1 900–2 500 миль).

Для визуального и фотографического наблюдения ярких спутников и воздушных шаров, а также относительно их геодезического использования см. Echo 1 и Pageos для дополнительной информации.

Другие спутники на воздушных шарах

Для специальных тестовых целей два или три спутника Исследователь серии были построены в виде воздушных шаров (возможно, Explorer 19 и 38).^{[уточнить ]}

Эхо 1 был признанным успехом радиотехники, но пассивный принцип телекоммуникаций (отражение радиоволн от поверхности шара) вскоре был заменен активными системами. Telstar 1 (1962) и Ранняя пташка (1965) смогли одновременно передавать несколько сотен аудиоканалов в дополнение к телевизионной программе, передаваемой между континентами.

Спутниковая геодезия с помощью Echo 1 и 2 смогла оправдать все ожидания не только на запланированные 2–3 года, но и почти на 10 лет. По этой причине НАСА вскоре запланирован запуск еще большего 40-метрового (130 футов) аэростата Pageos. Название происходит от «пассивного геодезического спутника» и похоже на «Геос», успешный активный электронный спутник 1965 года.

Pageos и глобальная сеть

Тестовое наполнение PAGEOS

Pageos был специально запущен для "глобального сеть спутниковой геодезии », в которой до 1973 года работало около 20 постоянных групп наблюдателей по всему миру. В общей сложности они записали 3000 пригодных для использования фотопластинок с 46 станций слежения с откалиброванными полностью электронными камерами BC-4 (1: 3 / фокусное расстояние 30 и 45 см. (12 и 18 дюймов). По этим изображениям они смогли рассчитать положение станций в трехмерном пространстве с точностью около 4 метров (13 футов). Координатором этого проекта был профессор Хельмут Шмид, от ETH Цюрих.

В Европе располагались три станции глобальной сети: Катания в г. Сицилия, Hohenpeißenberg в Бавария и Тромсё на севере Норвегия. Для завершения построения навигационной сети потребовались точные измерения расстояний; они были сняты на четырех континентах и ​​по всей Европе с точностью до 0,5 миллиметра (0,020 дюйма) на километр.

Глобальная сеть позволила рассчитать «геодезическую дату» (геоцентрическое положение измерительной системы) на разных континентах в пределах нескольких метров. К началу 1970-х годов можно было рассчитать надежные значения почти для 100 коэффициентов гравитационного поля Земли.

1965-1975: успех проблесковых маячков

Яркие спутники-воздушные шары хорошо видны и их можно было измерить на мелкозернистых (менее чувствительных) фотопластинках даже в начале космического полета, но были проблемы с точной хронометрией траектории спутника. В то время это можно было определить всего за несколько миллисекунд.

Поскольку спутники вращаются вокруг Земли со скоростью около 7-8 километров в секунду (4,3-5,0 миль / с), временная ошибка в 0,002 секунды переводится в отклонение около 15 метров (49 футов). Чтобы достичь новой цели по точному измерению станций слежения за пару лет, около 1960 года был принят метод проблесковых маяков.

Чтобы построить трехмерную измерительную сеть, геодезии нужны точно определенные целевые точки, а не точное время. Этой точности легко добиться, если две станции слежения записывают одну и ту же серию вспышек от одного спутника.

Флэш-технология была уже сформирована в 1965 году, когда небольшой электронный спутник Geos (позже названный Геос 1^{[требуется разъяснение ]}) был запущен; вместе со своим товарищем Геос 2,^{[требуется разъяснение ]} это привело к значительному увеличению точности.

Примерно с 1975 года почти все оптические методы измерения утратили свое значение, поскольку их обогнал быстрый прогресс в электронном измерении расстояний. Только недавно разработанные методы наблюдения с использованием CCD и очень точное положение звезд астрометрия спутник Hipparcos сделали возможным дальнейшее улучшение измерения расстояния.

Смотрите также

• Баллонный телескоп
• Проект Маяк
• Телекоммуникации
• Ионосфера
• Спутниковая геодезия
• Список пассивных спутников

Источники

• Главный каталог NSSDC
• Небеса-выше
• Отчет Джонатана о космосе (ОГРОМНЫЙ: 5 МБ!)
• Astronautix, Мир ЭО-9

внешняя ссылка

Только на немецком языке:

• (на немецком) Эхо-1, Телстар и др.
• (на немецком) спутники на службе геодезии и ГИС (Страница 5: Pageos)