на каком расстоянии летает спутник
На какой высоте летают спутники и космические корабли
Первый искусственный спутник Земли был запущен в 1957 году. С тех пор человечество сделало огромный технологический прорыв. На данный момент на околоземной орбите находится несколько десятков тысяч спутников. Они обеспечивают жителей планеты сотовой связью, интернетом, GPS-данными, телевидением, принимают активное участие в научно-исследовательской работе. Также они используются для военных целей. В зависимости от целевого назначения выбирается, на какой высоте летают спутники. Все это значительно облегчило жизнь, позволило поднять уровень связи. Наибольший вклад они внесли в науку – изучение строение атмосферы Земли, погодных изменений, космоса, небесных тел.
Какие виды спутников встречаются на орбите?
Спутники выполняют свои функции автономно, не используют топливо. Мониторинг состояния и необходимое маневрирование выполняется из командных центров на Земле. В зависимости от своего назначения, спутники снабжаются необходимым оборудованием и системой связи.
Объем аппарата напрямую зависит от его функциональности и назначения. Встречаются спутники с массой от 20 кг до нескольких сотен тонн. Первый аппарат, запущенный СССР весил всего 28 килограмм и нес на борту только систему радиопередачи.
На какой высоте летают спутники?
Высота полета спутников над Землей задается на основании их целевого назначения и выбранной орбиты. Геостационарная орбита является наиболее важной и дорогой. Поэтому аппараты, выработавшие свой ресурс, удаляются с нее. Используется в основном в научных целях.
Для систем глобального позиционирования используются круглые орбиты с постоянной высотой. Такая траектория является оптимальной для передачи сигнала. Высота орбиты спутников GPS составляет 20 тысяч километров. Один аппарат за сутки совершает два витка вокруг планеты. Скорость позволяет использовать 4 спутника в одной плоскости для обеспечения постоянной передачи данных.
На какой высоте летают космические корабли?
Первый пилотируемый космический корабль был запущен в 1961 году. Движение осуществлялось по эллиптической орбите. Перигей составлял 175 км, а апогей – 320 км над уровнем моря. За прошедшие полвека исследований высота значительно увеличилась из-за присутствия большого количества космического мусора на околоземной орбите. На данный момент используется орбита с перигеем в 400 км. Обусловлено это также и отсутствием влияния атмосферы на траекторию движения.
На какой высоте летают спутники
Запуск первого искусственного земного спутника произошел в 1957 г. С тех пор ученым удалось сделать колоссальный технологический прорыв, организовав десятки тысяч подобных устройств. С их помощью земляне обеспечиваются доступом в сеть, связью, GPS-возможностями, ТВ, осуществляют научно-исследовательские мероприятия, выполняют задачи военного характера. То, на какой высоте летают спутники, зависит от их конкретного назначения.
Разновидности спутников, встречающихся на орбите
Под искусственными земными спутниками принято понимать все тела, введенные на орбиту посредством ракеты-носителя. Это следующие объекты:
Научные сведения на Землю поставляются преимущественно непилотируемыми устройствами. Для их эксплуатации не нужен экипаж, регулярное обслуживание, не требуются специальные отсеки для формирования оптимальных условий жизнедеятельности. Основной критерий классификации аппаратов – их прямое назначение:
Выполнение спутниками функций происходит в автономном режиме, без использования топливных ресурсов. От функционала агрегата зависит и его объем. Показатель массы составляет от 20 кг до нескольких сотен тонн. Вес первого запущенного в космос аппарата составлял всего 28 кг. Осталось подробно рассмотреть, на какой высоте летают спутники.
Орбиты спутников
Высота орбиты и полета спутников
Движение аппаратов осуществляется по заданной орбите. Высота полета спутников зависит, как уже отмечалось, от назначения агрегата и траектории, которая была ему задана. На практике используется несколько разновидностей орбит:
Так, выбор орбиты и ее точной высоты зависит от поставленной цели и определяется индивидуально.
Интересные факты
Большинство полетов организуется по эллиптическим орбитам с переменным показателем высоты, в зависимости от расположения по отношению к Земле. Высота «низкой опорной» площадки составляет 200 км над морем (перигей – 193 км, апогей – 220 км). Однако она содержит внушительное количество мусора, который остался за все время освоения космического пространства, поэтому современные корабли поднимаются выше. Например, МКС «курсирует» на удаленности 417 км.
Что касается других космических кораблей, уровень их подъема над Землей пребывает в зависимости от следующих данных:
Так, Ю. Гагарин был на орбите высотой в 175 км, а Г. Титов (второй космонавт – выходец из СССР) – поднялся на 183 км. Американские «челноки» поднимались на высоту от 400 до 550 км. Примерно такую же удаленность от земли имеет большинство современных устройств, которые доставляют грузы и людей в МКС. Непилотируемые спутники, в свою очередь, поднимаются еще выше, т. е. летают по геостационарной орбите, однако она пригодна далеко не для всех целей.
Теперь известно, на какой высоте летают спутники, и отчего обычно зависит данный показатель.
На какой высоте летают спутники
Для исследования поверхности планеты и атмосферного слоя, спутники запускаются на высоту не более 500 км. Это околоземная орбита, именно в ней летали первые спутниковые аппараты. А в области полярных полюсов планеты, с уклоном в 90 градусов располагается полярная орбита.
Одна из важных орбит – это плоскость экватора. Минимальный высота для полета спутников на геостационарной орбите – 35000 км.
С момента запуска первого спутника прошло более 60 лет. С тех пор, научные и исследовательские технологии продвинулись далеко вперед. И теперь, с помощью подобных летательных аппаратов, планета обеспечивается различными сетями, а также связью и телевидением.
С помощью спутников проводят научные испытания и исследования, и выполняют военные задачи. От того, какие функции заложены в определенный аппарат, зависит и то, на какую высоту он запускается.
Виды современных спутников
Спутник – это искусственно созданное тело, которое было выведено на орбиту планеты с помощью ракеты-носителя. Различают несколько видов подобных летательных аппаратов:
Использование спутников позволяет проводить научные и исследовательские изыскания, без привлечения человеческих резервов. Они работают автономно, вне зависимости от наличия команды людей. Программное оборудование на таких аппаратах постоянно обновляется, проводится техническое обслуживание, при этом, не требуется финансовых вложений на выполнение ежедневных человеческих потребностей.
Спутники можно классифицировать по их прямому назначению
Для выполнения определенных задач могут использоваться автоматические спутники. Объем, которых варьируется от 20 кг до нескольких тонн. Первый запущенный спутник был весом около 30 кг.
Высота полета спутников
Различают несколько видов орбит. Их используют при запуске спутников, в зависимости от назначения и задачи летательного аппарата. Высота полета зависит от этих главных критериев.
Для исследования поверхности планеты и атмосферного слоя, спутники запускаются на высоту не более 500 км. Это околоземная орбита, именно в ней летали первые спутниковые аппараты. А в области полярных полюсов планеты, с уклоном в 90 градусов располагается полярная орбита.
Одна из важных орбит – это плоскость экватора. Минимальный высота для полета спутников на геостационарной орбите – 35000 км. Исследования на этой линии считаются самыми дорогостоящими.
Орбита с эллипс контуром позволяет запускать спутники на разную высоту. Все зависит от конкретной задачи каждого вида спутника. В основном, на эту орбиту запускают аппараты большого размера, которые исследуют поверхность и атмосферу Земли и обеспечивают бесперебойный поток информации.
Для глобального позиционирования используется круглая орбита. Высота запуска на ней стационарна, и не зависит от внешних факторов. Таким образом, чтобы определить высоту полета спутника, необходимо знать поставленные перед аппаратом задачи.
На какой высоте летают самолеты, спутники и космические корабли?
Граница между атмосферой Земли и космосом проходит по линии Кармана, на высоте 100 км над уровнем моря.
Космос совсем рядом, осознаете?
Итак, атмосфера. Воздушный океан, который плещется у нас над головой, а мы живем на самом его дне. Иначе говоря, газовая оболочка, вращающаяся вместе с Землей, наша колыбель и защита от разрушительного ультрафиолетового излучения. Вот как это выглядит схематично:
Схема строения атмосферы
Тропосфера. Простирается до высоты 6-10 км в полярных широтах, и 16-20 км в тропиках. Зимой граница ниже, чем летом. Температура с высотой падает на 0.65°C каждые 100 метров. В тропосфере находится 80% общей массы атмосферного воздуха. Здесь, на высоте 9-12 км, летают пассажирские самолеты. Тропосфера отделена от стратосферы озоновым слоем, который служит щитом, защищающим Землю от разрушительного ультрафиолетового излучения Солнца (поглощает 98% УФ-лучей). За озоновым слоем жизни нет.
Стратосфера. От озонового слоя до высоты 50 км. Температура продолжает падать, и, на высоте 40 км, достигает 0°C. Следующие 15 км температура не меняется (стратопауза). Здесь могут летать метеозонды и стратостаты*.
| Аппарат | Высота над поверхностью Земли, км |
| корабль Восток-1 с Юрием Гагариным на борту (12 апреля 1961 года) | перигей** – 175 апогей*** – 302 |
| корабль Восход-2 с Алексеем Леоновым и Павлом Беляевым на борту (18-19 марта 1965 года) | перигей – 167 апогей – 475 |
| Спутник-1 (первый в мире спутник, запущенный СССР в 1957 году) | перигей – 228 апогей – 947 |
| станция Мир (упокоилась в Тихом океане в 2001 году); китайская станция Тянгун-1 | 350 |
| Международная Космическая Станция (МКС) | 400 |
| космический телескоп Хаббл | 550 |
| спутники GPS и ГЛОНАСС | 20 000, впрочем, это уже экзосфера… |
Термосфера простирается до высоты 690 км, дальше начинается экзосфера.
Экзосфера. Это внешняя, рассеянная часть термосферы. Состоит из ионов газа, улетающих в космическое пространство, т.к. сила притяжения Земли больше на них не действует. Экзосферу планеты также называют “короной”. “Корона” Земли имеет высоту до 200 000 км, это примерно половина расстояния от Земли до Луны. В экзосфере могут летать только беспилотные спутники.
*Стратостат – аэростат для полетов в стратосферу. Рекордная высота подъема стратостата с экипажем на борту на сегодня составляет 19 км. Полет стратостата “СССР” с экипажем из 3-х человек состоялся 30 сентября 1933 года.
Стратостат
**Перигей – ближайшая к Земле точка орбиты небесного тела (естественного или искусственного спутника)
***Апогей – наиболее отдаленная от Земли точка орбиты небесного тела
Орбиты спутников Земли
Расстояние от Земли до космоса
Освоение космического пространства происходит исходя из принципов международного права. Основы его заложены договором 1967 года, ратифицированным более чем 100 государствами. Парадоксально, но до сих пор ученые и правительства стран не пришли к единому мнению, сколько километров до космоса.
Что такое космос и где он начинается
Слово «космос» возникло в Древней Греции. В переводе оно означало порядок, строй, мир. Вселенная рассматривалась как противоположность хаосу и нагромождению материи. Впоследствии понятие трансформировалось. Современная наука относит к космосу пространство вне газовых оболочек небесных тел. Земной атмосферой считается область вокруг планеты, в которой воздушная среда вращается вместе с Землей как единое целое.
Чтобы определить с научной точки зрения начало космоса, нужно понять, где заканчивается атмосфера.
Для газовой оболочки Земли характерна выраженная слоистость из 5 сфер.
Первой от земной поверхности расположена тропосфера. Здесь сосредоточено около 80% массы атмосферы. Высота ее колеблется от 8-10 на полюсе до 16-18 км в тропиках.
Вторая оболочка носит название стратосфера. Она начинается от 8-16 и заканчивается до 50-55 км от поверхности Земли. В интервале 20-30 проходит озоновый слой, защищающий все живое на планете от агрессивного воздействия ультрафиолетовых лучей. За счет их поглощения озоном происходит нагревание воздуха.
От нее до уровня 500 км расположена термосфера. Газовый состав термосферы подобен приземному, но кислород переходит в атомарное состояние.
Самый верхний, наиболее разреженный атмосферный слой, — экзосфера. Она состоит из ионизированного газа (плазмы). Частицы здесь могут свободно удаляться в межпланетное пространство. Масса экзосферы меньше атмосферной в 10 млн раз. Нижняя граница начинается от 450 км над Землей, верхняя достигает нескольких тысяч километров.
Таким образом, исходя из своего научного определения космос начнется в экзосфере, где газовая среда не вращается как единое целое вместе с Землей.
Примерное определение дистанции
Единого научного мнения, на каком расстоянии от Земли начинается космос, не существует. Ученые формируют свои доказательства исходя из различных видов физических параметров.
Есть идея, что космос начинается после исчезновения гравитационного воздействия Земли — на расстоянии 21 млн км.
На высоте 18,9-19,35 км при температуре человеческого тела начинает закипать вода. То есть для организма космос начнется на линии Армстронга. После того как в 1957 году первый искусственный спутник исследовал пространство над Землей, возникло понятие «ближний космос» (от 20 до 100 км).
В 50-х годах XX века исследователь Теодор фон Карман установил, что в 100 км от Земли полет для создания подъемной силы достигает момента первой космической скорости (7,9 м/с). Летательному аппарату не нужны крылья, и он превращается в спутник Земли.
Американские и канадские ученые, измерив границу влияния ветров атмосферы и начало воздействия космических частиц на высоте 118 км, предложили определять космическое пространство с данного значения.
Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства Правительства США отмечало расстояние 122 км, на котором шаттлы переключались с маневрирования двигателями на аэродинамику. А военно-воздушные силы своим пределом узаконили отметку 80,45 км.
В 1979 году СССР предложил считать границей космоса величину выше 100-110 км.
Официальное расстояние от поверхности земли до космоса
Страны не пришли к единому мнению, где заканчивается воздушное пространство. Это связано с проблемой установления высотного предела государственного суверенитета.
ФАИ (Международная авиационная федерация) регистрирует полет как космический, начиная от линии Кармана (100 км). В таком интервале от планеты аппарат может совершить полный орбитальный виток вокруг Земли, после чего начинаются его вход в плотные слои атмосферы, торможение и падение.
Международное космическое право базируется на следующих принципах:
Данные нормы иногда вступают в противоречие с интересами мировых держав, так как вопрос о государственном суверенитете воздушного пространства тесно связан с лимитированием безвоздушных пространств.
На какой высоте летает МКС
Расстояние до Международной космической станции от Земли меняется от 330 до 417 км. В этом интервале сочетаются оптимальные показатели для проведения экспериментов в условиях невесомости и экономически обоснованная дальность доставки космонавтов и грузов.
Причины изменения расстояний
Причина периодической смены расстояний до МКС кроется в силе трения. Частицы атмосферы воздействуют на корпус станции, происходят медленное торможение и потеря высоты. За счет двигателей приходящих кораблей орбиту увеличивают.
Ранее расстояние от Земли до орбиты МКС варьировалось от 330 до 350 км. Выше ее не могли поднять по причине неспособности американских шаттлов улететь дальше этого расстояния от Земли.
После отмены программы «челноков» станцию удалось отдалить от Земли на 417 км в 2014 году. Сегодня МКС находится на уровне 406 км.
Локальная смена дистанции связана с космическим мусором. Чтобы избежать столкновений, ведется наблюдение в режиме онлайн за передвижением отработанных элементов летательных аппаратов. Если появляется угроза удара, экипаж станции выполняет маневр уклонения. Двигатели дают импульс, который выводит МКС на более высокую орбиту.