Спутник — искусственный объект на орбите¶

Спутник — это объект, который вращается вокруг более массивного космического тела по замкнутой орбите под действием гравитации. Спутниками называют как естественные небесные тела (например, Луна), так и созданные человеком искусственные аппараты, выводимые на орбиту Земли или других планет. Искусственные спутники являются основным классом космических аппаратов и применяются для связи, навигации, метеорологии, научных исследований и разведки.

¶Естественные спутники

Естественные спутники — это луны планет и карликовых планет Солнечной системы. У Марса их два — Фобос и Деймос, у Юпитера их более девяти, крупнейшие из которых — Ганимед, Каллисто, Ио и Европа. У Сатурна более восьмидесяти спутников, включая Титан — единственный спутник в Солнечной системе с плотной атмосферой. У Земли единственный естественный спутник — Луна, среднее расстояние до которой составляет около 384 400 км.

¶История искусственных спутников

Идея искусственного спутника была впервые теоретически обоснована в трудах К. Э. Циолковского и Ф. А. Цандера. Первый искусственный спутник Земли — «Спутник-1» — был запущен СССР 4 октября 1957 года. Аппарат представлял собой полированную сферу диаметром 58 см с четырьмя антеннами, массой 83,6 кг. Его радиосигнал на частоте 20,005 и 40,002 МГц принимался радиолюбителями по всему миру в течение 21 дня до разряда батарей.

Запуск «Спутника-1» ознаменовал начало космической эры и стал одним из ключевых событий холодной войны — противостояния СССР и США в области науки и технологий. В 1958 году США запустили свой первый спутник «Эксплорер-1», на борту которого была обнаружена радиационная пояса Земли. В том же году была создана НАСА — национальное агентство США по аэронавтике и исследованию космоса.

¶Классификация искусственных спутников

Искусственные спутники классифицируют по назначению:

• Спутники связи — обеспечивают телефонную, телевизионную и интернет-связь. Крупнейшие группировки — «Интелсат», «Ямал» (Россия), «Экспресс» (Россия), «Старлинк» (SpaceX, США).
• Спутники навигации — формируют глобальные навигационные системы. Российская ГЛОНАСС была развёрнута к 1995 году и полностью восстановлена к 2011 году; американская GPS — с 1995 года; китайская BeiDou — с 2020 года; европейская Galileo — с 2016 года.
• Метеорологические спутники — наблюдают атмосферу Земли. Российские «Метеор-М», американские GOES, европейские Meteosat.
• Научные спутники — проводят астрофизические, геофизические и другие исследования. К ним относятся «Спектр-РГ» (обзор всего неба в рентгеновском диапазоне), «Радиоастрон» (радиоинтерферометр с базой до 350 000 км).
• Разведывательные спутники — ведут наблюдение за поверхностью Земли в интересах военных и спецслужб.
• Станции-спутники — орбитальные станции, такие как советско-российская «Мир» (1986–2001) и Международная космическая станция (МКС, с 1998 года).

¶Орбиты спутников

Орбиты искусственных спутников делятся на несколько основных типов:

Геостационарная орбита имеет особое значение: на высоте около 35 786 км период обращения спутника равен земным суткам, и аппарат остаётся неподвижным относительно точки на экваторе. Такие орбиты особенно ценны для телевещания и связи.

¶Российские космические программы

Россия является одним из ведущих космических государств. Ключевые достижения в области спутников:

• 1957 — первый в мире искусственный спутник «Спутник-1»;
• 1957 — первый в мире живой обитатель орбиты — собака Лайка;
• 1961 — первый человек на орбите, Юрий Гагарин;
• 1971 — первый в мире модульный комплекс орбитальной станции «Салют-1»;
• 1986 — запуск орбитальной станции «Мир»;
• 2011 — российская навигационная система ГЛОНАСС выведена на полную орбитальную конфигурацию.

Российские спутники серии «Экспресс» обеспечивают связь, «Метеор-М» — метеонаблюдения, «Канопус-В» — дистанционное зондирование Земли.

¶Проблемы и перспективы

К числу проблем, связанных с деятельностью спутников, относится космический мусор — неработающие аппараты и их фрагменты, которые создают риск столкновений с действующими спутниками. По оценкам, на орбите находится более 30 000 объектов крупнее 10 см. Международное сотрудничество в области мониторинга космического пространства ведётся, в частности, через ПРООН и специализированные центры.

Перспективные направления — развитие малых спутников (CubeSat), расширение навигационных систем, создание орбитальных станций нового поколения и освоение Луны в рамках международных программ, включая российскую программу «Луна».

¶Источники

• Циолковский К. Э. «Исследование мировых пространств реактивными приборами» (1903)
• «Космическая энциклопедия» под ред. В. П. Глушко
• Журнал «Космонавтика и ракетостроение»
• Официальные материалы Роскосмоса
• «История космонавтики» — учебное пособие