algemeen

Hoe werken satellieten?

"Een persoon moet boven de aarde uitstijgen - in de atmosfeer en daarbuiten - want alleen op deze manier zal hij de wereld waarin hij leeft volledig begrijpen."

Socrates maakte deze observatie eeuwen eerdermensen brengen het object met succes in een baan om de aarde. Desondanks lijkt de oude Griekse filosoof zich te hebben gerealiseerd hoe waardevol een uitzicht vanuit de ruimte kan zijn, hoewel hij helemaal niet wist hoe hij dit kon bereiken.

Dit concept gaat over het brengen van een object naarsfeer en verder ”- moest wachten tot Isaac Newton zijn beroemde gedachte-experiment met een kanonskogel publiceerde in 1729. Het ziet er ongeveer zo uit:

“Stel je voor dat je een pistool erop legtbergen en schoot horizontaal horizontaal. De kanonskogel zal enige tijd parallel aan het aardoppervlak reizen, maar zal uiteindelijk zwichten voor de zwaartekracht en naar de aarde vallen. Stel je nu voor dat je buskruit blijft toevoegen aan het pistool. Met extra explosies zal de kern verder en verder reizen totdat deze valt. Voeg de juiste hoeveelheid buskruit toe en geef de kern de juiste versnelling, en het zal constant rond de planeet vliegen, altijd in het zwaartekrachtsveld vallen, maar nooit de aarde bereiken. "

In oktober 1957 werd de Sovjet-Unie eindelijkbevestigde Newton's gok door Sputnik-1 te lanceren, de eerste kunstmatige satelliet in de baan van de aarde. Dit leidde tot een ruimtewedloop en talloze lanceringen van objecten die bedoeld waren om rond de aarde en andere planeten van het zonnestelsel te vliegen. Sinds de lancering van Spoetnik hebben sommige landen, het grootste deel van de VS, Rusland en China, meer dan 3000 satellieten in de ruimte gelanceerd. Sommige van deze door mensen gemaakte objecten, zoals het ISS, zijn groot. Anderen passen perfect in een kleine kist. Dankzij satellieten ontvangen we weersvoorspellingen, kijken we tv, surfen op internet en bellen we. Zelfs die satellieten, wiens werk we niet voelen en niet zien, zijn perfect voor het leger.

Natuurlijk leidde de lancering en de werking van satellietennaar de problemen. Vandaag, gezien meer dan 1000 werkende satellieten in een baan om de aarde, is ons dichtstbijzijnde ruimtegebied levendiger geworden dan een grote stad tijdens de spits. Voeg aan deze niet-werkende apparatuur, verlaten satellieten, stukken hardware en fragmenten van explosies of botsingen die de hemel vullen met nuttige apparatuur. Dit orbitaal puin, waarover we in detail hebben geschreven, heeft zich door de jaren heen verzameld en vormt een ernstige bedreiging voor satellieten die momenteel rond de aarde cirkelen, evenals voor toekomstige bemande en onbemande lanceringen.

In dit artikel komen we in de buik van een gewonesatelliet en kijk hem in de ogen om de opvattingen van onze planeet te zien, waar Socrates en Newton niet eens van konden dromen. Maar laten we eerst eens nader bekijken hoe een satelliet in feite verschilt van andere hemellichamen.

De inhoud

  • 1 Wat is een satelliet?
  • 2 Wanneer zijn de satellieten uitgevonden?
  • 3 Wat is het verschil tussen satelliet- en ruimteafval?
  • 4 Wat zit er in een gewone satelliet?
  • 5 Hoe worden satellieten in een baan om de aarde gebracht?
  • 6 Orbitale snelheid en hoogte
  • 7 soorten satellieten
  • 8 beroemde satellieten
  • 9 Hoeveel zijn de satellieten?
  • 10 De toekomst van satellieten

Wat is een satelliet?


satelliet Is een object dat langs een curve beweegtrond de planeet. De maan is een natuurlijke satelliet van de aarde, en naast de aarde zijn er veel satellieten gemaakt door menselijke handen, zogezegd, kunstmatig. Het pad dat een satelliet volgt, is een baan, soms in de vorm van een cirkel.

Om te begrijpen waarom satellieten zo bewegenWe moeten onze vriend Newton bezoeken. Hij suggereerde dat zwaartekracht bestaat tussen twee willekeurige objecten in het universum. Als deze kracht er niet zou zijn, zouden de satellieten die nabij de planeet vliegen hun beweging voortzetten met dezelfde snelheid en in dezelfde richting - in een rechte lijn. Deze lijn is het traagheidspad van de satelliet, die echter wordt gecompenseerd door een sterke zwaartekracht die naar het centrum van de planeet is gericht.

Soms lijkt de baan van de satelliet op een ellips,Een afgeplatte cirkel die rond twee punten loopt die bekend staan ​​als goocheltrucs. In dit geval werken alle dezelfde bewegingswetten, behalve dat de planeten zich in een van de trucs bevinden. Als gevolg hiervan passeert de netto kracht die op de satelliet wordt uitgeoefend niet gelijkmatig over het hele pad en verandert de snelheid van de satelliet voortdurend. Het beweegt snel wanneer het zich het dichtst bij de planeet bevindt - op het punt van de perigee (niet te verwarren met perihelion), en langzamer wanneer het verder van de planeet is - op het punt van de top.

Satellieten zijn er in verschillende vormen en maten en voeren een breed scala aan taken uit.

  • Meteorologische satellieten helpen meteorologenVoorspel het weer of kijk wat er op dit moment met haar gebeurt. De geostationaire operationele milieusatelliet (GOES) is hiervan een goed voorbeeld. Deze satellieten bevatten meestal camera's die het weer van de aarde weergeven.
  • Communicatiesatellieten maken telefoongesprekken mogelijkRelais via satelliet. Het belangrijkste kenmerk van een communicatiesatelliet is een transponder - een radio die een gesprek op één frequentie ontvangt en deze vervolgens versterkt en op een andere frequentie terugstuurt naar de aarde. Een satelliet bevat meestal honderden of duizenden transponders. Communicatiesatellieten zijn meestal geosynchroon (hierover later meer).
  • Televisiesatellieten zenden televisiesignalen van het ene punt naar het andere (vergelijkbaar met communicatiesatellieten).
  • Wetenschappelijke satellieten, zoals de Hubble Space Telescope, voeren allerlei wetenschappelijke missies uit. Ze kijken alles van zonnevlekken tot gammastralen.
  • Navigatiesatellieten helpen met het vliegen van vliegtuigen en zeilschepen. GPS NAVSTAR- en GLONASS-satellieten zijn uitstekende vertegenwoordigers.
  • Reddingssatellieten reageren op noodsignalen.
  • Aardobservatiesatellieten zien veranderingen - van temperatuur tot ijskappen. De meest bekende zijn de Landsat-serie.

Militaire satellieten zijn ook in een baan, maarhet grootste deel van hun werk blijft een mysterie. Ze kunnen gecodeerde berichten doorgeven, nucleaire wapens, vijandelijke bewegingen bewaken, waarschuwen voor raketlanceringen, luisteren naar landradio, radaronderzoek en kaarten uitvoeren.

Wanneer zijn de satellieten uitgevonden?


Misschien begon Newton in zijn fantasieënsatellieten, maar voordat we deze prestatie daadwerkelijk volbrachten, ging er veel tijd voorbij. Een van de eerste visionairs was sciencefictionschrijver Arthur Clark. In 1945 suggereerde Clark dat de satelliet in een baan om de aarde kon worden geplaatst, zodat deze in dezelfde richting en met dezelfde snelheid zou bewegen als de aarde. Zogenaamde geostationaire satellieten kunnen worden gebruikt voor communicatie.

Wetenschappers begrepen Clark niet - tot 4 oktober 1957jaar. Toen lanceerde de Sovjet-Unie Sputnik-1, de eerste kunstmatige satelliet, in een baan om de aarde. De Spoetnik had een diameter van 58 centimeter, woog 83 kilogram en was gemaakt in de vorm van een bal. Hoewel dit een opmerkelijke prestatie was, was de inhoud van Spoetnik volgens de huidige normen mager:

  • thermometer
  • batterij
  • radiozender
  • stikstofgas dat onder druk stond in de satelliet

Aan de buitenkant van de "Spoetnik" vier-pinsantennes uitgezonden met een kortegolffrequentie boven en onder de huidige standaard (27 MHz). Volgstations op aarde vingen het radiosignaal op en bevestigden dat de kleine satelliet de lancering heeft overleefd en met succes op koers is gegaan rond onze planeet. Een maand later lanceerde de Sovjet-Unie Spoetnik-2 in een baan om de aarde. In de capsule zat de hond Laika.

In december 1957, wanhopig om bij te blijvenmet hun tegenstanders in de Koude Oorlog probeerden Amerikaanse wetenschappers een satelliet in een baan om de planeet Vanguard te lanceren. Helaas is de raket neergestort en opgebrand in de startfase. Kort daarna, op 31 januari 1958, herhaalden de Verenigde Staten het succes van de USSR door het plan van Werner von Braun over te nemen, namelijk het lanceren van de Explorer-1 satelliet met de VS. Redstone. Explorer-1 droeg hulpmiddelen voor het detecteren van kosmische straling en ontdekte tijdens een experiment van James Van Allen van de Universiteit van Iowa dat kosmische straling veel kleiner is dan verwacht. Dit leidde tot de ontdekking van twee toroïdale zones (uiteindelijk genoemd naar Van Allen) gevuld met geladen deeltjes gevangen door het magnetische veld van de aarde.

Aangemoedigd door deze successen, sommige bedrijvenbegon satellieten te ontwikkelen en te lanceren in de jaren '60. Een van hen was Hughes Aircraft met steringenieur Harold Rosen. Rosen leidde het team dat het idee van Clark belichaamde: een communicatiesatelliet die in een baan om de aarde werd geplaatst, zodat deze radiogolven van de ene plaats naar de andere kon reflecteren. In 1961 tekende NASA een contract met Hughes om een ​​reeks Syncom-satellieten (synchrone communicatie) te bouwen. In juli 1963 zagen Rosen en zijn collega's hoe Syncom-2 de ruimte in ging en een ruwe geosynchrone baan betrad. President Kennedy gebruikte het nieuwe systeem om te spreken met de premier van Nigeria in Afrika. Al snel ging ook Syncom-3 van start, wat eigenlijk een televisiesignaal kon uitzenden.

De leeftijd van de satellieten is begonnen.

Wat is het verschil tussen satelliet- en ruimteafval?


Technisch gezien is een satelliet elk object datdraait om een ​​planeet of een kleiner hemellichaam. Astronomen classificeren de manen als natuurlijke satellieten, en door de jaren heen hebben ze een lijst samengesteld van honderden van dergelijke objecten in een baan rond de planeten en dwergplaneten van ons zonnestelsel. Ze telden bijvoorbeeld 67 manen van Jupiter. En nog steeds nieuwe manen vinden.

Door de mens gemaakte objecten, zoals Sputnik en Explorer,kunnen ook worden geclassificeerd als satellieten, omdat ze, net als de manen, rond de planeet draaien. Helaas heeft menselijke activiteit geleid tot een enorme hoeveelheid afval in de baan van de aarde. Al deze stukjes en puin gedragen zich als grote raketten - ze draaien rond de planeet op hoge snelheid op een cirkelvormige of elliptische manier. In een strikte interpretatie van de definitie kan elk dergelijk object worden gedefinieerd als een satelliet. Maar in de regel beschouwen astronomen als satellieten die objecten die een nuttige functie vervullen. Puin en ander afval vallen in de categorie van orbitaal puin.

Orbitaal puin komt uit vele bronnen:

  • De raketexplosie die het meeste afval produceert.
  • De astronaut ontspande zijn hand - als de astronautrepareert iets in de ruimte en mist een sleutel, die voor altijd verloren is. De sleutel gaat in een baan en vliegt met een snelheid van ongeveer 10 km / s. Als het een persoon of satelliet raakt, kunnen de resultaten rampzalig zijn. Grote objecten, zoals het ISS, zijn een groot doelwit voor ruimteafval.
  • Weggegooide items. Delen van lanceercontainers, doppen van cameralenzen enzovoort.

NASA heeft een speciale satelliet gelanceerdLDEF voor het bestuderen van de langetermijneffecten van een botsing met ruimteafval. Gedurende zes jaar namen satellietinstrumenten ongeveer 20.000 botsingen op, waarvan sommige werden veroorzaakt door micrometeorieten en andere door orbitaal afval. NASA-wetenschappers blijven LDEF-gegevens analyseren. Maar in Japan zijn ze al van plan om een ​​gigantisch netwerk in te zetten voor het opvangen van ruimteafval.

Wat zit er in een gewone satelliet?


Satellieten zijn er in verschillende vormen en maten enveel verschillende functies uitvoeren, maar in principe zijn ze allemaal vergelijkbaar. Ze hebben allemaal een metalen of composiet frame en een carrosserie, die door Engelssprekende ingenieurs de bus wordt genoemd, en de Russen - het ruimteplatform. Het ruimteplatform brengt alles samen en biedt voldoende maatregelen voor de tools om de lancering te overleven.

Alle satellieten hebben een stroombron (meestalzonnepanelen) en batterijen. Met zonnepanelen kunt u batterijen opladen. Nieuwere satellieten zijn onder meer brandstofcellen. Satellietenergie is erg duur en extreem beperkt. Nucleaire batterijen worden vaak gebruikt om ruimtesondes naar andere planeten te sturen.

Alle satellieten hebben een boordcomputer voorcontrole en monitoring van verschillende systemen. Iedereen heeft een radio en antenne. De meeste satellieten hebben minimaal een radiozender en een radio-ontvanger, zodat de bemanning van de grondbemanning informatie kan opvragen over de status van de satelliet en deze kan observeren. Veel satellieten laten veel verschillende dingen toe: van het veranderen van de baan tot het herprogrammeren van een computersysteem.

Zoals verwacht, assembleer al deze systemenhet samenstellen is geen gemakkelijke taak. Het duurt jaren. Het begint allemaal met het bepalen van het doel van de missie. Door de parameters te bepalen, kunnen ingenieurs de benodigde gereedschappen samenstellen en in de juiste volgorde installeren. Zodra de specificatie is goedgekeurd (en budget), begint de satellietassemblage. Het vindt plaats in een schone ruimte, in een steriele omgeving, waarmee u de gewenste temperatuur en vochtigheid kunt behouden en de satelliet kunt beschermen tijdens de ontwikkeling en montage.

Kunstmatige satellieten worden meestal geproduceerdbestellen. Sommige bedrijven hebben modulaire satellieten ontwikkeld, dat wil zeggen ontwerpen waarvan de assemblage de installatie van extra elementen volgens de specificatie mogelijk maakt. De Boeing 601-satellieten hadden bijvoorbeeld twee basismodules - een chassis voor het transport van het motorsubsysteem, elektronica en batterijen; en een set cellenplanken voor opslag van apparatuur. Deze modulariteit stelt ingenieurs in staat satellieten niet vanaf nul te assembleren, maar vanaf het werkstuk.

Hoe worden satellieten in een baan om de aarde gebracht?


Tegenwoordig worden alle satellieten in een baan op een raket gelanceerd. Velen vervoeren ze op de vrachtafdeling.

Bij de meeste satellietlanceringen lanceert raketlanceringhiermee recht omhoog, kunt u deze snel door een dikke laag van de atmosfeer voeren en het brandstofverbruik minimaliseren. Nadat de raket is opgestegen, gebruikt het raketbesturingsmechanisme een traagheidsgeleidingssysteem om de noodzakelijke aanpassingen aan het raketmondstuk te berekenen om de gewenste kanteling te verschaffen.

Nadat de raket schaars islucht, op een hoogte van ongeveer 193 kilometer, produceert het navigatiesysteem kleine rackets, wat voldoende is om de raket in een horizontale positie te draaien. Daarna wordt een satelliet vrijgegeven. Kleine raketten worden opnieuw gelanceerd en zorgen voor een verschil in de afstand tussen de raket en de satelliet.

Orbitale snelheid en hoogte

De raket zou snelheid moeten nemen op 40.320kilometers per uur om volledig te ontsnappen aan de zwaartekracht van de aarde en de ruimte in te vliegen. De snelheid van de ruimte is veel groter dan wat een satelliet nodig heeft in een baan. Ze vermijden de zwaartekracht van de aarde niet, maar zijn in evenwicht. Orbitale snelheid is de snelheid die nodig is om een ​​evenwicht te handhaven tussen de aantrekkingskracht van de zwaartekracht en de traagheid van een satelliet. Dit is ongeveer 27 359 kilometer per uur op een hoogte van 242 kilometer. Zonder zwaartekracht zou traagheid de satelliet de ruimte in hebben gedragen. Zelfs met de zwaartekracht zal de satelliet, als deze te snel beweegt, de ruimte in worden afgevoerd. Als de satelliet te langzaam beweegt, trekt de zwaartekracht hem terug naar de aarde.

De omloopsnelheid van de satelliet is afhankelijk van dehoogten boven de aarde. Hoe dichter bij de aarde, hoe sneller de snelheid. Op een hoogte van 200 kilometer is de omloopsnelheid 27.400 kilometer per uur. Om de baan op een hoogte van 35.786 kilometer te houden, moet de satelliet circuleren met een snelheid van 11.300 kilometer per uur. Met deze omloopsnelheid kan de satelliet binnen 24 uur een flyby maken. Omdat de aarde ook 24 uur draait, staat de satelliet op een hoogte van 35.786 kilometer op een vaste positie ten opzichte van het aardoppervlak. Deze positie wordt geostationair genoemd. De geostationaire baan is ideaal voor meteorologische en communicatiesatellieten.

Over het algemeen geldt: hoe hoger de baan, hoe langer de satellietkan erop blijven zitten. Op lage hoogte bevindt de satelliet zich in de atmosfeer van de aarde, wat weerstand creëert. Op grote hoogte is er vrijwel geen weerstand, en een satelliet, zoals de maan, kan eeuwen in een baan zijn.

Soorten satellieten


Op aarde zien alle satellieten eruit - glimmenddozen of cilinders versierd met vleugels van zonnepanelen. Maar in de ruimte gedragen deze onhandige machines zich heel anders, afhankelijk van de vliegbaan, hoogte en oriëntatie. Als gevolg hiervan wordt de classificatie van satellieten een ingewikkelde zaak. Een benadering is om de baan van een apparaat ten opzichte van een planeet (meestal aarde) te bepalen. Bedenk dat er twee hoofdbanen zijn: cirkelvormig en elliptisch. Sommige satellieten beginnen in een ellips en gaan vervolgens een cirkelvormige baan in. Anderen bewegen langs een elliptisch pad dat bekend staat als de Lightning-baan. Deze objecten cirkelen in de regel van noord naar zuid door de polen van de aarde en voltooien binnen 12 uur een complete flyby.

Polaire satellieten passeren ookpolen met elke omwenteling, hoewel hun banen minder elliptisch zijn. Polaire banen blijven vast in de ruimte terwijl de aarde draait. Als gevolg hiervan passeert het grootste deel van de aarde onder een satelliet in een polaire baan. Omdat polaire banen een uitstekende dekking van de planeet bieden, worden ze gebruikt voor kaarten en fotografie. Voorspellers vertrouwen ook op een wereldwijd netwerk van polaire satellieten die binnen 12 uur onze aarde rondvliegen.

U kunt satellieten ook classificeren op basis van hun hoogte boven het aardoppervlak. Op basis van dit schema zijn er drie categorieën:

  • Low Earth Orbit (DOE) - DOE-satellietenbeslaan een ruimtegebied van 180 tot 2000 kilometer boven de aarde. Satellieten die zich dicht bij het aardoppervlak bewegen, zijn ideaal voor observatie, voor militaire doeleinden en voor het verzamelen van weersinformatie.
  • Middle Earth Orbit (COO) - deze satellieten vliegen van 2.000 tot 36.000 km boven de aarde. GPS-navigatiesatellieten werken goed op deze hoogte. Geschatte omloopsnelheid - 13 900 km / u.
  • Geostationaire (geosynchrone) baan -geostationaire satellieten bewegen over de aarde op een hoogte van meer dan 36.000 km en met dezelfde rotatiesnelheid als de planeet. Daarom zijn de satellieten in deze baan altijd op dezelfde plaats op aarde geplaatst. Veel geostationaire satellieten vliegen rond de evenaar, die veel "files" heeft gecreëerd in dit gebied van de ruimte. Honderden televisie-, communicatie- en weersatellieten gebruiken een geostationaire baan.

En tot slot kunt u daarin denken aan satellietenvoelen waar ze "kijken". De meeste objecten die de afgelopen decennia de ruimte in zijn gestuurd, kijken naar de aarde. Deze satellieten hebben camera's en apparatuur die onze wereld op verschillende golflengten van licht kunnen zien, waardoor u kunt genieten van het adembenemende zicht in de ultraviolette en infraroodkleuren van onze planeet. Minder satellieten richten hun ogen op een ruimte waar ze sterren, planeten en sterrenstelsels observeren, en scannen ook objecten zoals asteroïden en kometen die tegen de aarde kunnen botsen.

Beroemde satellieten


Tot voor kort bleven satellietenexotische en uiterst geheime apparaten die voornamelijk werden gebruikt voor militaire doeleinden voor navigatie en spionage. Nu zijn ze een integraal onderdeel van ons dagelijks leven geworden. Dankzij hen zullen we de weersvoorspelling te weten komen (hoewel weersvoorspellers oh hoe vaak verkeerd). We kijken tv en werken ook via internet dankzij satellieten. Met GPS in onze auto's en smartphones bent u op de juiste plek. Is het de moeite waard om te praten over de onschatbare bijdrage van de Hubble-telescoop en het werk van astronauten op het ISS?

Er zijn echter echte helden van de baan. Laten we ze leren kennen.

  • Landsat-satellieten nemen vanaf het begin foto's van de aarde1970's, en in termen van observaties van het aardoppervlak, zijn ze kampioenen. Landsat-1, ooit bekend als ERTS (Earth Resources Technology Satellite) werd gelanceerd op 23 juli 1972. Hij droeg twee hoofdgereedschappen: een camera en een multispectrale scanner, gemaakt door de Hughes Aircraft Company en in staat om gegevens op te nemen in groene, rode en twee infraroodspectra. De satelliet maakte zulke prachtige beelden en werd als zo succesvol beschouwd dat een hele serie volgde. NASA lanceerde de laatste Landsat-8 in februari 2013. Twee sensoren die de aarde observeren, Operational Land Imager en Thermal Infrared Sensor, vlogen op dit apparaat en verzamelden multispectrale beelden van kustgebieden, poolijs, eilanden en continenten.
  • Geostationaire operationele omgevingsatellieten (GOES) cirkelen boven de aarde in een geostationaire baan, elk verantwoordelijk voor een vast deel van de wereld. Hierdoor kunnen satellieten de atmosfeer nauwlettend volgen en veranderingen in weersomstandigheden detecteren die kunnen leiden tot tornado's, orkanen, overstromingen en onweersbuien. Satellieten worden ook gebruikt om de hoeveelheid neerslag en ophoping van sneeuw te schatten, de mate van sneeuwbedekking te meten en de bewegingen van zee- en meerijs te volgen. Sinds 1974 zijn 15 GOES-satellieten in een baan om de aarde gebracht, maar slechts twee GOES "West" - en GOES "Oost" -satellieten volgen het weer.
  • Jason-1 en Jason-2 speelden een sleutelrol inlangetermijnanalyse van de oceanen van de aarde. NASA lanceerde Jason-1 in december 2001 ter vervanging van de NASA / CNES Topex / Poseidon-satelliet, die sinds 1992 op aarde werkt. Al bijna dertien jaar meet Jason-1 zeeniveau, windsnelheid en golfhoogte van meer dan 95% van de ijsvrije oceanen van de aarde. NASA schakelde Jason-1 officieel uit op 3 juli 2013. In 2008 kwam Jason-2 in een baan om de aarde. Hij droeg zeer nauwkeurige instrumenten om de afstand van de satelliet tot het oppervlak van de oceaan te meten met een nauwkeurigheid van enkele centimeters. Deze gegevens geven, naast de waarde voor oceanologen, een uitgebreid beeld van het gedrag van wereldwijde klimaatpatronen.
  • Hoeveel zijn de satellieten?


    Na Satellite en Explorer werden satellietengroter en harder. Neem bijvoorbeeld TerreStar-1, een commerciële satelliet die mobiele datatransmissie in Noord-Amerika zou moeten bieden voor smartphones en vergelijkbare apparaten. De TerreStar-1 werd in 2009 gelanceerd en woog 6910 kilogram. En volledig ingezet, onthulde hij een 18-meter antenne en enorme zonnepanelen met een spanwijdte van 32 meter.

    Het bouwen van zo'n complexe machine vereist massamiddelen, dus historisch gezien konden alleen overheidsdiensten en bedrijven met diepe zakken in de satellietbusiness stappen. De meeste kosten van de satelliet liggen in de apparatuur - transponders, computers en camera's. Een gewone meteorologische satelliet kost ongeveer $ 290 miljoen. Spionagesatelliet kost $ 100 miljoen meer. Tel daarbij de kosten voor het onderhoud en de reparatie van satellieten. Bedrijven moeten betalen voor satellietbandbreedte op dezelfde manier als telefooneigenaren betalen voor mobiele communicatie. Soms kost het meer dan $ 1,5 miljoen per jaar.

    Een andere belangrijke factor zijn de lanceerkosten. De lancering van een satelliet in de ruimte kan 10 tot 400 miljoen dollar kosten, afhankelijk van het apparaat. De Pegasus XL-raket kan 443 kilogram in een lage baan om de aarde tillen voor $ 13,5 miljoen. Het lanceren van een zware satelliet vereist meer lift. De Ariane 5G-raket zou een satelliet met een lage baan van 18.000 kilogram kunnen lanceren voor $ 165 miljoen.

    Ondanks de kosten en risico's die hieraan verbonden zijnde bouw, lancering en exploitatie van satellieten, sommige bedrijven zijn erin geslaagd om een ​​hele onderneming op te bouwen. Bijvoorbeeld Boeing. In 2012 leverde het bedrijf ongeveer 10 satellieten in de ruimte en ontving het orders voor meer dan zeven jaar, wat het bijna $ 32 miljard aan inkomsten opleverde.

    De toekomst van satellieten


    Bijna vijftig jaar na de lanceringSpoetnik, satellieten, zoals budgetten, groeien en winnen terrein. De Verenigde Staten hebben bijvoorbeeld sinds de start van het militaire satellietprogramma bijna $ 200 miljard uitgegeven en nu staat er ondanks dit alles een vloot verouderde voertuigen te wachten om te worden vervangen. Veel experts vrezen dat de bouw en inzet van grote satellieten gewoon niet kan bestaan ​​met belastinggeld. Particuliere bedrijven zoals SpaceX, Virgin Galactic en anderen die duidelijk niet in de bureaucratische stagnatie van NASA, NRO en NOAA zitten, blijven achter met een oplossing die alles op zijn kop kan zetten.

    Een andere oplossing is om de omvang en complexiteit te verminderen.satellieten. Sinds 1999 werken wetenschappers van Caltech en Stanford University aan een nieuw type CubeSat-satelliet, gebaseerd op bouwstenen met een facet van 10 centimeter. Elke kubus bevat geprefabriceerde componenten en kan worden gecombineerd met andere kubussen om de efficiëntie te verhogen en de belasting te verminderen. Door het ontwerp te standaardiseren en de kosten te verlagen voor het maken van elke satelliet vanaf nul, kan één CubeSat slechts $ 100.000 kosten.

    In april 2013 besloot NASA dit te testeneen eenvoudig principe en lanceerde drie op CubeSat gebaseerde commerciële smartphones. Het doel was om microsatellieten korte tijd in een baan om de aarde te brengen en een paar foto's te maken op telefoons. Nu is het bureau van plan een uitgebreid netwerk van dergelijke satellieten in te zetten.

    Groot of klein zijn, metgezellen van de toekomstmoet effectief kunnen communiceren met grondstations. Historisch gezien vertrouwde NASA op radiofrequentiecommunicatie, maar RF heeft zijn limiet bereikt naarmate de vraag naar meer vermogen is toegenomen. Om dit obstakel te overwinnen, ontwikkelen NASA-wetenschappers een tweerichtingscommunicatiesysteem op basis van lasers in plaats van radiogolven. Op 18 oktober 2013 lanceerden wetenschappers voor het eerst een laserstraal om gegevens van de maan naar de aarde te verzenden (op een afstand van 384.633 kilometer) en ontvingen een recordoverdrachtssnelheid van 622 megabits per seconde.