Articles

Acesta este motivul pentru care Sputnik s-a prăbușit înapoi pe Pământ după doar 3 luni

by admin

un tehnician care lucra la Sputnik 1 în 1957, înainte de lansarea sa. După doar 3 luni în spațiu,… Sputnik 1 a căzut înapoi pe Pământ din cauza tracțiunii atmosferice, o problemă care afectează toți sateliții care orbitează pământul chiar și astăzi.

NASA/Asif A. Siddiqi

pe 4 octombrie 1957, Uniunea Sovietică a lansat Sputnik 1, care s-a ridicat deasupra atmosferei Pământului și a intrat pe orbită în jurul planetei noastre, ocolind-o la fiecare 90 de minute. În condițiile extrem de scăzute de poluare luminoasă care existau în cea mai mare parte a lumii pe atunci, era singurul obiect de acest tip: un satelit artificial, creat de om. Neoficial, a marcat începutul cursei spațiale, un efort militar și politic care ar consuma politica internațională pentru deceniile următoare.dar Sputnik în sine nu mai este pe orbită în jurul Pământului. De fapt, a fost atât de scurt încât, în timp, Statele Unite au lansat cu succes Explorer 1, primul satelit American în spațiu, Sputnik 2, care transporta primul animal în spațiu, orbitează deja Pământul de luni de zile. Dar Sputnik-ul original, după peste 1400 de orbite, căzuse deja pe Pământ.

cei trei oameni responsabili pentru succesul Explorer 1, Primul satelit Pământ din America care a fost… lansat la 31 ianuarie 1958. William Pickering( L), James van Allen (mijloc) și Werner von Braun (dreapta), au fost responsabili pentru satelit, instrumentele științifice și racheta care a lansat Explorer 1, respectiv.

NASA

ce s-a întâmplat cu Sputnik nu a fost neobișnuit. De fapt, asta se întâmplă cu majoritatea sateliților dacă îi lansați pe orbita joasă a Pământului și îi lăsați acolo să se descurce singuri. Cu fiecare orbită care trece, satelitul va trece prin apogeu, unde atinge distanța maximă de la suprafața Pământului, urmat de perigeu, unde se apropie cel mai mult de pământ. Pentru orbita joasă a Pământului, asta înseamnă de obicei că sateliții se află la câteva sute de kilometri deasupra suprafeței pământului, chiar și la cel mai apropiat. Având în vedere că trasăm linia dintre atmosfera Pământului și spațiul cosmic la o altitudine de numai 100 de kilometri (62 de mile), s-ar părea, cel puțin superficial, că acești sateliți ar fi ferm și veșnic în spațiu.

o reintrare controlată este locul în care un satelit, ca satelitul ATV al ESA prezentat aici, reintră în… atmosfera la un unghi și o locație cunoscute: controlăm unde și cum se întoarce pe Pământ. O reintrare necontrolată, pe de altă parte, ar putea provoca bucăți mari și masive să aterizeze aproape oriunde pe Pământ. Obiectele grele, solide, cum ar fi oglinda primară a lui Hubble, ar putea provoca cu ușurință cantități semnificative de daune sau chiar ucide, în funcție de locul în care au aterizat acele bucăți.

ESA

dar, în realitate, situația este mult mai complicată. Atmosfera nu are un sfârșit brusc sau o margine. Nu așa funcționează un gaz dacă este format din particule reale. Pe măsură ce mergeți la altitudini mai mari, densitatea particulelor va continua să scadă, dar diferitele particule care sunt încălzite de coliziuni se vor deplasa cu viteze diferite: unele mai rapide, altele mai lente, dar cu o viteză medie bine definită.

cu cât urcați mai sus, cu atât este mai probabil să găsiți particule care sunt mai energice, deoarece este nevoie de mai multă energie pentru a ajunge la acele altitudini extreme. Dar, chiar dacă densitatea este extrem de scăzută la altitudini foarte mari, nu scade niciodată la zero.

straturile atmosferei Pământului, așa cum se arată aici la scară, urcă mult mai sus decât… limita de obicei definită a spațiului. Fiecare obiect de pe orbita joasă a Pământului este supus unei trageri atmosferice la un anumit nivel. Cu toate acestea, stratosfera și troposfera conțin peste 95% din masa atmosferei Pământului și practic tot ozonul.am găsit atomi și molecule care rămân legate gravitațional de pământ la altitudini de până la 10.000 km (6.200 mile). Singurul motiv pentru care nu am depășit acest punct este că, după 10.000 de kilometri, atmosfera Pământului este indistinguizabilă de vântul solar, ambele constând din atomi subțiri, fierbinți și particule ionizate.

majoritatea covârșitoare a atmosferei noastre (în masă) este conținută în straturile inferioare, troposfera conținând 75% din atmopshere-ul Pământului, stratosfera conținând încă 20%, iar mezosfera conținând aproape toate cele 5% rămase. Dar următorul strat, termosfera, este incredibil de difuz.

troposfera (portocaliu), stratosfera (alb), și mezosfera (albastru) sunt în cazul în care copleșitoare… majoritatea moleculelor din atmosfera Pământului se află. Dar dincolo de asta, aerul este încă prezent, provocând căderea sateliților și, în cele din urmă, de-orbita dacă este lăsat singur.

NASA/echipajul expediției 22

în timp ce o particulă atmosferică la nivelul mării va parcurge o distanță microscopică înainte de a se ciocni cu o altă moleculă, termosfera este atât de difuză încât un atom sau moleculă tipică acolo sus ar putea călători un kilometru sau mai mult înainte de a experimenta o coliziune.

în termosferă, cu siguranță pare un spațiu gol dacă nu ești altceva decât un atom sau o moleculă minusculă. La urma urmei, v-ați ridicat din atmosfera Pământului, rămâneți în acest abis cu densitate scăzută în timp ce vă aflați la vârful orbitei parabolice și, încet, în cele din urmă, cădeți înapoi pe planeta voastră natală sub forța gravitației sale.

acești sateliți Dove, lansați de la ISS în 2015, sunt proiectați pentru imagistica Pământului. Există ~130… Sateliții Dove, creați de Planet, care sunt încă pe orbita Pământului astăzi, dar cei actuali vor cădea înapoi pe Pământ în 2-3 ani din cauza rezistenței atmosferice. Altele noi vor trebui lansate pentru a le reface în mod continuu.

NASA

dar dacă ești o navă spațială, experimentezi ceva foarte diferit. Motivele sunt următoarele:

  1. nu vă ridicați doar de pe Pământ, ci îl orbitați, ceea ce înseamnă că vă deplasați într-o direcție diferită față de particulele atmosferice fragile.
  2. pentru că sunteți pe o orbită stabilă, trebuie să vă deplasați rapid: în jur de 7 km/s (5 mile pe secundă) pentru a rămâne în spațiu.
  3. și nu mai sunteți doar de dimensiunea unui atom sau moleculă, ci mai degrabă de dimensiunea unei nave spațiale.

toate aceste trei lucruri, combinate, duc la dezastru pentru orice satelit care orbitează.

mii de obiecte create de om—95% dintre ele „gunoi spațial”— ocupă orbita joasă a Pământului. Fiecare punct negru în… această imagine arată fie un satelit funcțional, un satelit inactiv, fie o bucată de resturi. Deși spațiul din apropierea Pământului pare aglomerat, fiecare punct este mult mai mare decât satelitul sau resturile pe care le reprezintă, iar coliziunile sunt extrem de rare.

NASA ilustrare curtoazie Orbital moloz program Office

un astfel de dezastru este inevitabilă din cauza drag prin satelit, care este o modalitate de a cuantifica cât de mult viteza de un satelit pierde în timp din cauza particulelor atmosferice se execută în la viteze relative mari. Orice satelit pe orbita joasă a Pământului va avea o durată de viață cuprinsă între câteva luni și câteva decenii, dar nu mai mult de atât. Puteți combate acest lucru mergând la altitudini mai mari, dar chiar și asta nu vă va salva pentru totdeauna.

de fiecare dată când există activitate pe soare, cum ar fi petele solare, erupțiile solare, ejecțiile de masă coronală sau alte evenimente asemănătoare izbucnirii, atmosfera Pământului se încălzește. Particulele mai fierbinți înseamnă viteze mai mari, iar viteze mai mari vor pluti până la Cote din ce în ce mai mari, crescând densitatea atmosferei chiar și în spațiu. Când se întâmplă acest lucru, chiar și sateliții care erau practic fără tragere încep să cadă înapoi spre Pământ. Furtunile magnetice pot crește, de asemenea, densitatea aerului la altitudini extrem de mari.

aceasta este o imagine în culori false a aurorei australiene ultraviolete capturată de satelitul de imagine al NASA și… suprapus pe imaginea de Marmură albastră bazată pe satelit a NASA. Pământul este prezentat în culori false; imaginea aurorei, totuși, este absolut reală. Activitatea solară nu numai că provoacă aceste Aurore, dar încălzește atmosfera și crește rezistența prin satelit la toate altitudinile.

NASA

și acest proces este cumulativ, în sensul că, pe măsură ce un satelit experimentează drag, perigeul său scade la altitudini mai mici și mai mici. Acum, la aceste altitudini mai mici, forța de tracțiune este crescută și mai departe și asta vă face să vă pierdeți energia cinetică care vă menține pe orbită și mai repede. Eventuala spirală a morții ar putea dura mii, zeci de mii sau chiar sute de mii de orbite, dar la doar 90 de minute pe orbită, acest lucru înseamnă că orice satelit care orbitează Pământul de jos trăiește cel mult zeci de ani.

sateliții comuni NASA-USGS Landsat au asigurat acoperirea și monitorizarea continuă a Pământului… suprafață din spațiu din 1972. Imaginile programului Landsat au fost toate gratuite pentru uz public de la administrația Bush, dar o propunere la începutul acestui an ar percepe taxe pentru utilizarea acestor date critice. Fără sateliți de înlocuire lansați periodic, acest program și toate programele bazate pe sateliți cu orbită joasă a Pământului se vor încheia brusc într-o zi în acest secol.

NASA

această problemă de întoarcere pe Pământ nu a fost doar o problemă pentru sateliții timpurii ai anilor 1950, ci rămâne o problemă pentru aproape toți sateliții pe care i-am lansat vreodată. 95% din toți sateliții creați de om se află pe orbita joasă a Pământului, inclusiv Stația Spațială Internațională și Telescopul Spațial Hubble. Dacă nu am impulsiona periodic aceste nave spațiale, multe dintre ele s-ar fi prăbușit deja pe Pământ.atât Hubble, cât și ISS ar avea mai puțin de 10 ani în orbitele lor actuale dacă le-am lăsa să moară. Și când sateliții mari fac acest lucru, ei fac ceea ce numim o reintrare necontrolată. În mod ideal, vor arde în atmosferă sau vor cădea în ocean, dar dacă se vor despărți și/sau vor lovi pământul, ar putea provoca un dezastru. Acest lucru ar putea varia de la daune materiale la pierderi de vieți omenești, în funcție de locația și dimensiunea impactului resturilor.

mecanismul de captare soft instalat pe Hubble (ilustrație) utilizează un sistem de andocare cu Impact redus… Interfața și țintele de navigație relative asociate pentru viitoarele operațiuni de întâlnire, captare și andocare. Interfața sistemului CAPACS este concepută pentru a fi compatibilă cu sistemele de întâlnire și de andocare care vor fi utilizate pe vehiculul de transport spațial de ultimă generație.

NASA

Hubble nu trebuie să sufere această soartă la sfârșitul vieții sale, cu toate acestea. După cum Michael Massimino, unul dintre astronauții care au deservit Hubble la bordul navetei spațiale pentru ultima dată în 2009, a relatat:

orbita sa se va descompune. Telescopul va fi bine, dar orbita sa îl va aduce din ce în ce mai aproape de pământ. Atunci se termină jocul.

misiunea finală de service a lui Hubble a inclus un mecanism de andocare care a fost instalat pe telescop: sistemul Soft Capture și Rendezvous. Orice rachetă echipată corespunzător ar putea să o ducă în siguranță acasă.

reintrarea atmosferică a unui satelit, cum ar fi satelitul ATV-1 prezentat aici, poate continua… într-un mod controlat, unde se va rupe și/sau va ateriza în siguranță în ocean sau într-un mod necontrolat, care s-ar putea dovedi a fi dezastruos atât pentru viața umană, cât și pentru proprietate.

NASA

dar pentru cei peste 25.000 de sateliți aflați pe orbita joasă a Pământului, nu există o reintrare controlată. Atmosfera Pământului îi va doborî, extinzându-se cu mult dincolo de marginea artificială a spațiului, sau linia K-X-X-X-X-X, pe care o desenăm de obicei. Dacă ar fi să încetăm lansarea sateliților astăzi, atunci în mai puțin de un secol, nu ar mai exista nicio urmă a prezenței umanității pe orbita joasă a Pământului.

Sputnik 1 a fost lansat în 1957 și doar trei luni mai târziu, a de-orbitat spontan și a căzut înapoi pe Pământ. Particulele din atmosfera noastră se ridică mult peste orice linie artificială pe care am tras-o, afectând toți sateliții noștri care orbitează Pământul. Cu cât perigeul tău este mai îndepărtat, cu atât poți rămâne mai mult acolo sus, dar cu atât devine mai greu să trimiți și să primești semnale de aici la suprafață. Până când nu vom avea o tehnologie fără combustibil pentru a stimula pasiv sateliții noștri pentru a-i menține pe o orbită mai stabilă, atmosfera Pământului va continua să fie cea mai distructivă forță pentru prezența umanității în spațiu.