Satelita balonowy - Balloon satellite

Balon satelita jest napełniany gazem po to został wprowadzony do orbity . Jest również czasami określany jako „ satelita ”, co jest znakiem towarowym należącym do firmy GT Schjeldahl firmy Gilmore Schjeldahl .

Lista satelitów balonowych

skróty:

• pcr = pasywny reflektor komunikacyjny, satelita odbija sygnały mikrofalowe .
• ado = obserwacje gęstości atmosferycznej
• spc = obliczenia ciśnienia słonecznego, oszacowanie wpływu wiatru słonecznego na orbitę .
• tri = triangulacja satelity, pomiar powierzchni Ziemi.
• SC = Czujniki i kamera do zdjęć krzywizny Ziemi

Satelity balonowe Echo 1 i Echo 2

Pierwsze ciało latania tego typu była Echo 1 , która została uruchomiona w 1600 kilometrów (990 mil) wysokiej orbicie w dniu 12 sierpnia 1960 roku przez Stany Zjednoczone. Pierwotnie miał kulisty kształt mierzący 30 metrów (98 stóp), z cienką powłoką z tworzywa sztucznego pokrytą metalem wykonaną z Mylaru . Służył do testów jako „pasywny” satelita komunikacyjny i geodezyjny . Jego międzynarodowy numer COSPAR to 6000901 (9. satelita wystrzelony w 1960 r., 1. komponent).

Jeden z pierwszych kontaktów radiowych z wykorzystaniem satelity zakończył się sukcesem w odległości prawie 80 000 kilometrów (50 000 mil) (między wschodnim wybrzeżem USA a Kalifornią). Do czasu, gdy Echo 1 spłonęło w 1968 roku, pomiary jego orbity wykonane przez kilkadziesiąt stacji naziemnych prawie dziesięciokrotnie poprawiły naszą wiedzę o dokładnym kształcie planety.

Jego następcą był podobnie zbudowany Echo 2 (1964 do ok. 1970). Satelita ten okrążył Ziemię około 400 kilometrów (250 mil) niżej, nie pod kątem 47° jak Echo 1, ale po orbicie polarnej o średnim kącie 81°. Umożliwiło to kontakt radiowy i pomiary na wyższych szerokościach geograficznych. W testach orbitalnych Echo w celu analizy zakłóceń na jej orbicie iw polu grawitacyjnym Ziemi wzięło udział trzydzieści do pięćdziesięciu profesjonalnych stacji naziemnych, a także około dwustu astronomów amatorów na całej planecie w stacjach „Moonwatch”; przyczyniły się one do około połowy wszystkich obserwacji.

Zasięg fal radiowych, widoczność

Twierdzenie Pitagorasa pozwala nam łatwo obliczyć, jak daleko satelita jest widoczny na tak dużej wysokości. Można ustalić, że satelita na orbicie 1500 km (930 mil) wznosi się i zachodzi, gdy odległość pozioma wynosi 4600 km (2900 mil). Jednak atmosfera powoduje, że liczba ta nieznacznie się zmienia. Tak więc, jeśli dwie stacje radiowe są oddalone od siebie o 9000 kilometrów (5600 mil), a orbita satelity przechodzi między nimi, mogą one być w stanie odbierać wzajemnie odbite sygnały radiowe, jeśli sygnały są wystarczająco silne.

Widoczność optyczna jest jednak mniejsza niż fal radiowych, ponieważ

• satelita musi być oświetlony przez słońce
• obserwator potrzebuje ciemnego nieba (to znaczy musi znajdować się w cieniu Ziemi po zmierzchu lub nocnej stronie planety)
• jasność kuli zależy od kąta padającego światła i obserwatora (patrz fazy księżyca )
• jasność kuli jest znacznie zmniejszona, gdy zbliża się do horyzontu, ponieważ wygaszenie atmosferyczne pochłania aż 90% światła

Mimo to nie ma problemu z obserwowaniem ciała latającego, takiego jak Echo 1, dla precyzyjnych celów geodezji satelitarnej, do wysokości 20°, co odpowiada odległości 2900 kilometrów (1800 mil). Teoretycznie oznacza to, że odległości do 5000 kilometrów (3100 mil) między punktami pomiarowymi mogą być „mostkowane”, aw praktyce można to osiągnąć nawet do 3000-4000 kilometrów (1900-2500 mil).

Aby uzyskać wizualną i fotograficzną obserwację jasnych satelitów i balonów oraz dotyczące ich geodezyjnego wykorzystania, zobacz Echo 1 i Pageos po dalsze informacje.

Inne satelity balonowe

Do specjalnych celów testowych skonstruowano dwa lub trzy satelity serii Explorer jako balony (prawdopodobnie Explorer 19 i 38).

Echo 1 było uznanym sukcesem inżynierii radiowej, ale pasywna zasada telekomunikacji (odbicie fal radiowych na powierzchni balonu) została wkrótce zastąpiona systemami aktywnymi. Telstar 1 (1962) i Early Bird (1965) były w stanie transmitować jednocześnie kilkaset kanałów audio oprócz programu telewizyjnego wymienianego między kontynentami.

Geodezja satelitarna z Echo 1 i 2 była w stanie spełnić wszystkie oczekiwania nie tylko przez planowane 2-3 lata, ale przez blisko 10 lat. Z tego powodu NASA wkrótce zaplanowała wystrzelenie jeszcze większego 40-metrowego (130 stóp) balonu Pageos . Nazwa pochodzi od „pasywnego satelity geodezyjnego” i brzmi podobnie do „Geos”, udanego aktywnego satelity elektronicznego z 1965 roku.

Pageos i globalna sieć

Testuj inflację PAGEOS

Pageos został wystrzelony specjalnie dla „globalnej sieci geodezji satelitarnej ”, która do 1973 r. zajmowała około 20 pełnoetatowych zespołów obserwacyjnych na całym świecie. aparaty fotograficzne (1:3 / ogniskowa 30 i 45 cm (12 i 18 cali)). Na podstawie tych obrazów byli w stanie obliczyć położenie stacji w trzech wymiarach z dokładnością do około 4 metrów (13 stóp). Koordynatorem tego projektu był profesor Hellmut Schmid z ETH Zurich .

Trzy stacje globalnej sieci znajdowały się w Europie: Catania na Sycylii , Hohenpeißenberg w Bawarii i Tromsø w północnej Norwegii . Do wykonania sieci nawigacyjnej potrzebne były dokładne pomiary odległości; wykonano je na czterech kontynentach iw całej Europie z dokładnością do 0,5 milimetra (0,020 cala) na kilometr.

Globalna sieć umożliwiła obliczenie „daty geodezyjnej” (położenia geocentrycznego systemu pomiarowego) na różnych kontynentach, z dokładnością do kilku metrów. Na początku lat siedemdziesiątych można było obliczyć wiarygodne wartości dla prawie 100 współczynników pola grawitacyjnego Ziemi.

1965-1975: Sukces z migającymi lampami ostrzegawczymi

Jasne satelity balonowe są dobrze widoczne i można je zmierzyć na drobnoziarnistych (mniej czułych) płytach fotograficznych, nawet na początku podróży kosmicznych, ale wystąpiły problemy z dokładną chronometrią toru satelity. W tamtych czasach można było to ustalić tylko w ciągu kilku milisekund.

Ponieważ satelity okrążają Ziemię z prędkością około 7-8 kilometrów na sekundę (4,3-5,0 mil/s), błąd czasu 0,002 sekundy przekłada się na odchylenie około 15 metrów (49 stóp). Aby zrealizować nowy cel, jakim jest precyzyjne zmierzenie stacji śledzących w ciągu kilku lat, około 1960 r. przyjęto metodę migania latarni świetlnych.

Aby zbudować trójwymiarową sieć pomiarową, geodezja potrzebuje dokładnie określonych punktów docelowych, bardziej niż dokładnego czasu. Tę precyzję można łatwo osiągnąć, gdy dwie stacje śledzące rejestrują tę samą serię błysków z jednego satelity.

Technologia Flash była już dojrzała w 1965 roku, kiedy wystrzelono małego elektronicznego satelitę Geos (później nazwanego Geos 1 ); wraz ze swoim towarzyszem Geos 2 przyniósł niezwykły wzrost precyzji.

Od około 1975 roku prawie wszystkie optyczne metody pomiarowe straciły na znaczeniu, ponieważ wyprzedził je szybki postęp w elektronicznym pomiarze odległości. Dopiero nowo opracowane metody obserwacji z wykorzystaniem CCD oraz wysoce precyzyjne pozycje gwiazd astrometrycznego satelity Hipparcos umożliwiły dalsze udoskonalenia w pomiarach odległości.

Zobacz też

• Teleskop balonowy
• Projekt Beacon
• Telekomunikacja
• Jonosfera
• Geodezja satelitarna
• Lista satelitów pasywnych

Źródła

• Katalog główny NSSDC
• Niebo-Nad
• Raport kosmiczny Jonathana (OGROMNY: 5 MB!)
• Astronautix, Mir EO-9

Zewnętrzne linki

Tylko w języku niemieckim:

• (w języku niemieckim) Echo-1, Telstar itp.
• (w języku niemieckim) satelity w służbie geodezji i GIS (strona 5: Pageos)