Satélites artificiais

Explicamos o que são satélites artificiais, para que são, como eles funcionam, os tipos que existem e dão vários exemplos

Ilustração de um satélite natural

O que são satélites artificiais?

O Satélites artificiais Eles são veículos ou dispositivos expressamente construídos para serem lançados no espaço sem tripulação, com o objetivo de orbitar ao redor da terra ou qualquer outro corpo celestial.

A corrida espacial entre os Estados Unidos e a União Soviética promoveu a indústria de satélite artificial. O primeiro colocado em órbita com sucesso foi o satélite soviético do Sputnik em 1957 e emitiu sinais na faixa de 20 a 40 MHz.

Isto foi seguido pelo lançamento do Echo I pelos Estados Unidos, para fins comunicacionais. Desde então, numerosos órbitas estavam acontecendo de ambos os poderes e, mais tarde, muitos países se juntaram à nova tecnologia.

O que são satélites artificiais para?

Os satélites artificiais têm várias aplicações:

• Em telecomunicações, para a transmissão de mensagens de rádio, televisão e telefones celulares.
• Em pesquisa científica e climática, incluindo cartografia e observações astronômicas.
• Para objetivos de inteligência militar.
• Para usos de navegação e localização, sendo o GPS (sistema de posicionamento global) do mais conhecido.
• Para monitorar a superfície da Terra.
• Nas estações espaciais, projetadas para experimentar a vida fora da terra.

Estrutura de satélite artificial

Os satélites artificiais contêm vários mecanismos complexos para desempenhar suas funções, que envolvem a recepção, processamento e envio de vários tipos de sinais. Eles também devem ser leves e ter autonomia da operação. 

As principais estruturas são comuns a todos os satélites artificiais, que por sua vez têm vários subsistemas de acordo com o objetivo. Eles são montados em um alojamento feito de metal ou outros compostos leves, que serve como suporte e é chamado Ônibus.

No ônibus que você pode encontrar:

• O módulo de controle central, que contém o computador, com o qual os dados são processados.
• Antenas recebidas e estações para comunicação e transmissão de dados usando ondas de rádio, além de telescópios, câmeras e radares.
• Um sistema de painéis solares nas asas, para obter a energia necessária e as baterias recarregáveis ​​quando o satélite está na sombra. Segundo a órbita, os satélites precisam de cerca de 60 minutos de luz solar para recarregar suas baterias, se estiverem em órbita baixa. Os satélites mais distantes passam muito mais tempo expostos à radiação solar. 

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Como os satélites gastam muito tempo expostos a essa radiação, é necessário um sistema de proteção para evitar danos a outros sistemas. 

As peças expostas são muito aquecidas, enquanto na sombra atingem temperaturas altamente baixas, porque não há uma atmosfera suficiente que regula as mudanças. Portanto, os radiadores são necessários para eliminar tampas de calor e alumínio que mantêm o calor quando necessário.

Tipos de satélites artificiais

De acordo com a trajetória deles, os satélites artificiais podem ser elípticos ou circulares. Obviamente, cada satélite tem uma órbita designada, que geralmente é no mesmo sentido que a terra, chamada Órbita assíncrona. Se, por algum motivo, o satélite viaja pelo contrário, então tem Órbita retrógrada.

Sob gravidade, os objetos se movem em trajetórias elíptico De acordo com as leis de Kepler. Os satélites artificiais não escapam disso, no entanto, algumas órbitas elípticas têm uma excentricidade tão pequena que pode ser considerada Circular.

As órbitas também podem ser inclinadas em relação ao Equador da Terra. Uma inclinação é 0º. Isso é Órbitas equatoriais, Se eles são 90º, eles são Órbitas polares. 

A altitude de satélite também é um parâmetro importante, pois entre 1500 - 3000 km de altura é o primeiro cinturão de Van Allen, uma região a ser evitada por sua alta taxa de radiação.

Órbitas, altitudes e velocidades de satélites artificiais. Para a órbita do cemitério, passa os satélites em desuso, embora haja remanescentes em todas as órbitas. Fonte: Wikimedia Commons.

Órbitas de satélite

A órbita de satélite é escolhida de acordo com a missão que possui, uma vez que existem alturas mais ou menos favoráveis ​​para diferentes operações. De acordo com este critério, os satélites são classificados como:

• Leo (baixa órbita terrestre), Eles têm entre 500 e 900 km de altura e descrevem a trajetória circular, com períodos de aproximadamente 1 hora e meia e inclinação de 90º. Eles são usados ​​para telefone celular, fax, localizadores pessoais, veículos e navios.
• MEO (órbita média da terra), Eles estão a uma altura entre 5000-12000 km, uma inclinação de 50º e um período de aproximadamente 6 horas. Eles também estão empregados no telefone celular.
• Geo (órbita terrestre geossíncrona), ou de órbita geoestacionária, embora haja uma pequena diferença entre os dois termos. O primeiro pode ser de inclinação variável, enquanto estes estão sempre em 0º. 

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De qualquer forma, eles estão em alta altura -36.000 km mais ou menos-. Eles viajam com órbitas circulares em períodos de 1 dia. Graças a eles, há fax, telefonia de longa distância e televisão por satélite, entre outros serviços.

Satélites geoestacionários

No início, os satélites de comunicação tiveram períodos diferentes dos da rotação da terra, mas isso dificultou o posicionamento das antenas e a comunicação. A solução foi colocar o satélite em uma altura de modo que seu período coincidisse com o da rotação terrestre.

Dessa forma, o satélite da órbita junto com a terra e parece estar consertado em relação. A altura necessária para colocar um satélite na órbita de Geosíncona é 35786.04 km e é conhecido pelo nome de Cinto clarke.

A altura da órbita pode ser calculada estabelecendo o período, por meio da seguinte expressão, derivada da lei universal da gravitação de Newton e das leis de Kepler:

P = 2π (A³/Gm)^½

Onde p é o período, para É a duração da maior semi -eixo da órbita elíptica, G É a constante de gravitação universal e M É a massa da terra. 

Como dessa maneira a orientação do satélite em relação à terra não muda, garante que sempre haverá contato com ele.

Exemplos de satélites artificiais

Sputnik

Foi o primeiro satélite artificial na história da humanidade, colocado em órbita pela antiga União Soviética em outubro de 1957. Este satélite foi seguido por outros 3, como parte do programa Sputnik.

O primeiro Sputnik foi bem pequeno e leve: 83 kg de alumínio principalmente. Ele foi capaz de emitir frequências entre 20 e 40 MHz. Ele ficou em órbita por três semanas, após o que caiu na terra.

As réplicas do Sputnik podem ser vistas hoje em muitos museus da Federação Russa, Europa e até América.

Satélites GPS

O sistema de posicionamento global (sistema de posicionamento global) é amplamente conhecido por localizar com alta precisão para pessoas e objetos em qualquer lugar do mundo. A rede GPS consiste em pelo menos 24 satélites em alta altura, dos quais sempre existem 4 satélites visíveis da terra.

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O telescópio espacial Hubble

É um satélite artificial que oferece imagens incomparáveis ​​nunca vistas do sistema solar, estrelas, galáxias e universo distante, sem a atmosfera da Terra ou a poluição luminosa bloqueando ou distorcendo a luz distante.

Estação Espacial Internacional 

Conhecido como ISS (Estação Espacial Internacional), é um laboratório de pesquisa de órbita, gerenciado por cinco agências espaciais em todo o mundo. Até agora, é o maior satélite artificial que existe.

Chandra

Este satélite artificial é um observatório para detectar raios X, que são absorvidos pela atmosfera da terra e, portanto, não podem ser estudados da superfície. A NASA colocou em órbita em 1999 através do Space Ferry Columbia.

Satélites de comunicação de iridium

Eles compõem uma rede de 66 satélites a 780 km de altura em órbitas do tipo Leo, com um período de 100 minutos. Eles foram projetados pela Telefónica Motorola Company para fornecer comunicação por telefone em pequenos sites acessíveis. No entanto, é um serviço de custo muito alto.

Sistema de satélite de Galileu

É o sistema de posicionamento desenvolvido pela União Europeia, equivalente ao GPS e ao uso civil. Atualmente, possui 22 satélites operando, mas ainda em construção. Ele é capaz de localizar uma pessoa ou um objeto com precisão de 1 metro na versão aberta e é interoperável com os satélites do sistema GPS.

Série Landsat

Eles são satélites especialmente projetados para a observação da superfície da Terra. Eles começaram seu trabalho em 1972. Entre outras coisas, eles lidam com o mapeamento do terreno, registrando informações sobre o movimento de gelo nos pólos e a extensão das florestas, bem como a prospecção de mineração.

Sistema GLONASS

É o sistema de geolocalização da Federação Russa, equivalente ao GPS e à rede Galileo.

Referências

1. Agência Espacial Europeia. Os satélites. Recuperado de: isso.int.
2. Giancoli, d. 2006. Física: Princípios com aplicações. 6º. Ed Prentice Hall.
3. Maran, s. Astronomia para manequins.
4. PANELA. Sobre o telescópio espacial Hubble. Recuperado de: NASA.Gov.
5. Wikiversity. Satélites artificiais. Recuperado de: é.Wikiversity.org.