Umělá družice

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Umělé družice amerického Národního úřadu pro letectví a kosmonautiku zkoumající Zemi

Umělá družice (umělý satelit) je umělé kosmické těleso, které se pohybuje v prvním přiblížení po uzavřené křivce (oběžné dráze, přibližně po elipse) kolem přirozeného kosmického tělesa, např. planety nebo jejího měsíce, na rozdíl od kosmických sond, pohybujících se na počátku jejich letu v gravitačním poli Země po otevřených křivkách, po (parabole nebo hyperbole). Podle specifických vlastností oběžných drah umělých družic pak rozeznáváme jako zvláštní podkategorie družice stacionární, polární a heliosynchronní.

Druhy družic[editovat | editovat zdroj]

Umělé družice rozdělujeme do kategorií zejména právě podle centrálního tělesa, kolem něhož se pohybují, rozeznáváme tedy např. umělé družice Země, umělé družice Měsíce, umělé družice Marsu atp. Umělá kosmická tělesa, pohybující se po eliptických drahách kolem Slunce, se sice v počátcích kosmonautiky nazývala analogicky umělé družice Slunce nebo umělé planetky, ale později se pro ně vžilo spíše označení meziplanetární sondy, případně planetární sondy.

Jiné dělení vychází z hlavního účelu umělých družic, podle kterého je můžeme rozdělit na:

  • Vědecké družice
    • Astronomické - některé družice obsahují dalekohledy, které daleko lépe vidí do vesmíru než ty na Zemi, protože jim nebrání zemská atmosféra.
    • Geofyzikální
    • Geodetické
    • Biologické - ze snímků družic je vidět, jaká bude úroda plodin v různých oblastech a díky tomu se může připravit potravinova pomoc, aby se zabránilo hladu. Nebo je vidět nadměrné kácení lesů a pralesů nebo jejich odumíraní v důsledku špatného ovzduší nebo se dají objevit ložiska důležitých nerostů.
  • Vojenské a špionážní družice - vojáci mohou zjistit věci, které by chtěly jiné státy utajit; raketové základny, vojenská zařízení, přesuny (posuny) vojsk. Tyto družice jsou schopny rozeznat jednotlivé lidi na zemi nebo odposlouchávat rádiové vlny, kterými se nepřátelé domlouvají. Je tedy nemožné, aby některé státy nepozorovaně připravily válku nebo napadení jiného státu, a proto jsou tyto družice nesmírně cenné.
  • Navigační družice - viz Globální družicový polohový systém
  • Meteorologické družice
  • Radioamatérské družice
  • Telekomunikační družice, dříve nazývané jen komunikační

Oběžné dráhy[editovat | editovat zdroj]

Rozdělení podle výšky oběžné dráhy:

Poloha družice[editovat | editovat zdroj]

V případě, že zanedbáme gravitační vliv ostatních těles a považujeme gravitační pole Země za sféricky symetrické, pohybuje se družice okolo Země po elipse, v jejímž ohnisku se nachází těžiště Země (1. Keplerův zákon). Polohu družice vůči Zemi proto popisujeme tak, že stanovíme polohu elipsy vůči Zemi, tvar elipsy a pak polohu družice na elipse.

Dráha družice

Polohu elipsy vůči Zemi charakterizují tři úhly (viz obrázek):

  • inklinace i, což je úhel mezi rovinou rovníku a severní polorovinou dráhy
  • rektascenze \Omega, což je úhel mezi směrem k jarnímu bodu (průsečík roviny rovníku s ekliptikou, v němž je Slunce v okamžiku jarní rovnodennosti) a směrem k vzestupnému uzlu (průsečík roviny rovníku s rovinou dráhy, v němž přechází dráha z jižní do severní poloroviny)
  • argument perigea \omega , což je úhel mezi směrem k vzestupnému uzlu a směrem k perigeu (bod dráhy nejblíže k těžišti Země).

Tvar elipsy vyjadřují buď její poloosy nebo hlavní poloosa A dráhy a excentricita e.

K tomu, abychom pro určitý čas t určili polohu družice na elipse, stačí znát polohu družice v nějakém jiném čase, protože pohyb družice je plně dán 2. Keplerovým zákonem (plocha opsaná průvodičem za jednotku času je konstantní) a 3. Keplerovým zákonem (poměr třetí mocniny hlavní poloosy a druhé mocniny oběžné doby je konstantní).

Historie umělých družic[editovat | editovat zdroj]

Poprvé o vypouštění satelitů na oběžnou dráhu psal Edward Everett Hale v povídce The Brick Moon. Příběh též začal vycházet v roce 1869 jako seriál v měsíčníku The Atlantic Monthly[1][2]. Myšlenka vypouštění satelitů na oběžnou dráhu se vrací roku 1879 v knize Julese Verna Ocelové Město.

V roce 1903 Konstantin Eduardovič Ciolkovskij (1857–1935) publikoval spis Výzkum světových prostorů reaktivními přístroji (rusky Исследование мировых пространств реактивными приборами). Byla to první akademické pojednání o raketové technice schopné vynést těleso na oběžnou dráhu. Jako jednu z variant použitého paliva navrhoval použití kapalného vodíku a kapalného kyslíku. Během celého života publikoval přes 500 prací týkající se kosmických letů vesmírem a příbuzných oblastí, včetně románů science fiction. Mezi jeho práce patří návrhy raket, pomocných raket, kosmických stanic, vzduchových uzávěrů pro výstup z kosmická lodě a řada dalších. Zajímal se i o stravování a řešení problémům s kyslíkem na vesmírných koloniích. Od kosmonautiky není daleko k letectví, takže není překvapením, že jisté úsilí věnoval i tomuto oboru. Zajímavostí je, že tyto kalkulace prováděl ve stejnou dobu jako bratři Wrightové.

V roce 1928 Herman Potočnik (1892–1929) publikoval svou první a zároveň poslední knihu Problém letu vesmírem – raketový motor (německy Das Problem der Befahrung des Weltraums - der Raketen Motor). V ní podrobně představil kosmickou stanici a navrhl její umístění na geostacionární dráze. Stanici považoval pro lidstvo za velmi přínosnou především v mírovém nasazení.

V roce 1945 anglický spisovatel science fiction Arthur C. Clarke (narozen 1917) popsal detailně možnost použití družic pro hromadné sdělovací prostředky. Clarke zkoumal operativní zabezpečení ostrovního systému. Podle jeho vize by dostačovalo vypustit na oběžnou dráhu tři družice pro pokrytí celé naší planety.

První umělou družicí Země se stal Sputnik 1, vypuštěný z kosmodromu Bajkonur 4. října 1957.[3]

Umělé družice je na oběžnou dráhu Země schopno vypouštět pouze několik zemí:

První umělé družice podle země schopné je vypustit vlastními silami
Stát Rok startu Kosmodrom Nosná raketa Družice
Sovětský svaz
(resp. dnes Rusko)
1957
(1992)
Bajkonur
(Pleseck)
Sputnik
(Sojuz U)
Sputnik 1
(Kosmos 2175)
Spojené státy 1958 Cape Canaveral Juno I (Jupiter-C) Explorer 1
Francie 1965 Hammaguir Diamant A Asterix
Japonsko 1970 Kagošima Lambda 4S Ósumi
Čína 1970 Ťiou-čchuan Čchang Čeng CZ-1 Tung-fang-chung 1
Spojené království 1971 Woomera Black Arrow Prospero X-3
ESA 1979 Kourou Ariane 1 CAT-1
Indie 1980 Šríharikota SLV-03 Rohini
Izrael 1988 Palmachim Šavit Ofek 1
Ukrajina[pozn. 1] 1991
(1995)
Pleseck Cyklon 3 Strela 3
(Sič 1)
Írán 2009 Semnán Safir 2 Omid 1
Severní Korea 2012 Sohae Unha-3 Kwangmyŏngsŏng-3

Zkonstruovat umělou družici je snadnější než postavit nosnou raketu a kosmodrom. Států a organizací, které mají (měly) družici na oběžné dráze Země je proto více:

První družice podle zemí, ať už vypuštěné vlastními silami, nebo cizími nosnými raketami.[4]
Země Rok Družice Družic na oběžné dráze 2010/2011[5]
(aktivních i neaktivních)
SSSRSSSR Sovětský svaz
(RuskoRusko Rusko)
1957
(1992)
Sputnik 1
(Kosmos 2175)
1437
USAUSA USA 1958 Explorer 1 1099
KanadaKanada Kanada 1962 Alouette 1 0032
Spojené královstvíSpojené království Spojené království 1962 Ariel 1 0029
ItálieItálie Itálie 1964 San Marco 1 0017
FrancieFrancie Francie 1965 Astérix 0049
AustrálieAustrálie Austrálie 1967 WRESAT 0011
NěmeckoNěmecko Německo 1969 Azur 0042
JaponskoJaponsko Japonsko 1970 Ósumi 0126
ČLRCHN ČLR 1970 Tung-fang-chung 1 0111
PolskoPolsko Polsko 1973 Kopernik 500 00001
NizozemskoNizozemsko Nizozemsko 1974 ANS 0005
ŠpanělskoŠpanělsko Španělsko 1974 Intasat 0009
IndieIndie Indie 1975 Árjabhata 0045
IndonésieIndonésie Indonésie 1976 Palapa A1 0010
ČeskoslovenskoČeskoslovensko Československo 1978 Magion 1 0005
BulharskoBulharsko Bulharsko 1981 Bolgaria 1300 0001
BrazílieBrazílie Brazílie 1985 Brasilsat A1 0011
MexikoMexiko Mexiko 1985 Morelos 1 0007
ŠvédskoŠvédsko Švédsko 1986 Viking 0011
IzraelIzrael Izrael 1988 Ofek 1 00010
LucemburskoLucembursko Lucembursko 1988 Astra 1A 0015
ArgentinaArgentina Argentina 1990 Lusat 0010
PákistánPákistán Pákistán 1990 Badr-1 0005
Jižní KoreaJižní Korea Jižní Korea 1992 Kitsat A 0012
PortugalskoPortugalsko Portugalsko 1993 PoSAT-1 0001
ThajskoThajsko Thajsko 1993 Thaicom 1 0006
TureckoTurecko Turecko 1994 Turksat 1B 0005
UkrajinaUkrajina Ukrajina 1995 Sič-1 0006
ChileChile Chile 1995 FASat-Alfa 0001
MalajsieMalajsie Malajsie 1996 MEASAT 0004
NorskoNorsko Norsko 1997 Thor 2 0003
FilipínyFilipíny Filipíny 1997 Mabuhay 1 0002
EgyptEgypt Egypt 1998 Nilesat 101 0003
SingapurSingapur Singapur 1998 ST-1 0003
Tchaj-wanTaiwan Tchaj-wan 1999 ROCSAT-1 0009
DánskoDánsko Dánsko 1999 Ørsted 0004
Jižní AfrikaJihoafrická republika JAR 1999 SUNSAT 0002
Saúdská ArábieSaúdská Arábie Saúdská Arábie 2000 Saudisat 1A 0012
SAESAE SAE 2000 Thuraya 1 0003
MarokoMaroko Maroko 2001 Maroc-Tubsat 0001
AlžírskoAlžírsko Alžírsko 2002 Alsat 1 0001
ŘeckoŘecko Řecko 2003 Hellas Sat 2 0002
KyprKypr Kypr 2003 Hellas Sat 2 0002
NigérieNigérie Nigérie 2003 Nigeriasat 1 0004
ÍránÍrán Írán 2005 Sina-1 0004
KazachstánKazachstán Kazachstán 2006 KazSat 1 0002
BěloruskoBělorusko Bělorusko 2006 BelKA 0001
KolumbieKolumbie Kolumbie 2007 Libertad 1 0001
MauriciusMauricius Mauricius 2007 Rascom-QAF 1 0002
VietnamVietnam Vietnam 2008 VINASAT-1 0001
VenezuelaVenezuela Venezuela 2008 Venesat-1 0001
ŠvýcarskoŠvýcarsko Švýcarsko 2009 SwissCube-1 0001
MaďarskoMaďarsko Maďarsko 2012 MaSat-1
PolskoPolsko Polsko 2012 PW-Sat
RumunskoRumunsko Rumunsko 2012 Goliat

Dne 10. února 2009 došlo k první srážce dvou družic na oběžné dráze Země. Stalo se tak ve výšce asi 800 kilometrů nad Sibiří a srazil se při ní americký satelit komunikační firmy Iridium a nefunkční ruská vojenská družice.[6]

Pozorovaní[editovat | editovat zdroj]

viz Záblesk družice

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Poznámky[editovat | editovat zdroj]

  1. Ukrajina vyrábí nosné rakety – první start ukrajinské rakety (Cyklon 3) po rozpadu Sovětského svazu proběhl v září 1991 z ruského kosmodromu Pleseck – a postavila i vlastní družici (Sič 1) vynesenou raketou Cyklon 3 z Plesecka roku 1995. Země však nemá kosmodrom, a není proto schopna vypouštět družice samostatně.

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. The Brick Moon and Other Stories by Edward Everett Hale [online]. Project Gutenberg. Dostupné online.  
  2. Contents - The Atlantic monthly. Volume 24, Issue 141 [online]. Cornell University Library. Dostupné online.  
  3. VÍTEK, Antonín; LÁLA, Petr. Malá encyklopedie kosmonautiky. Praha : Mladá fronta, 1982. Kapitola Historie, s. 102.  
  4. First time in History [online]. The Satellite Encyclopedia, [cit. 2011-12-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  5. SATCAT Boxscore [online]. celestrak.com, [cit. 2008-03-05]. Dostupné online. (anglicky) 
  6. Na oběžné dráze se srazily dvě družice. Red. kal. České noviny.cz [online]. 2009-02-12 [cit. 2009-02-12]. Dostupné online.