Подготовка к наблюдению спутника такая же, как и при наблюдении метеорного потока. Наилучшие результаты получаются в очень темные и ясные ночи, когда нет облаков и луны, или когда луна находится низко над горизонтом. Чем дальше от светового загрязнения, тем лучше. Вам также следует взять с собой теплую одежду и горячие напитки.
«Бип-бип»: история запуска первого в мире спутника Земли
65 лет назад, 4 октября 1957 года, СССР запустил первый в мире искусственный спутник Земли (ИСЗ). Это событие ознаменовало начало космической эры, положило начало космической гонке между Советским Союзом и США, а также ознаменовало начало использования космоса в оборонных целях. Полет первого ISR также совпадает с днем Космических войск, новейшего подразделения российских вооруженных сил. Почему Сергей Королёв решил запустить спутник самостоятельно? А как состоялся полет Спутника-1? Мы рассказываем об этом в репортажах REN-TV.
Цели и значение запуска первого спутника Земли
4 октября 1957 года на низкую околоземную орбиту был выведен первый в мире искусственный спутник Земли «Спутник-1». ПС-1 был запущен с космодрома Тюра-Там Министерства обороны СССР (ныне космодром Байконур) на ракете-носителе Р-7 и преследовал несколько целей:
- тестирование технической способности аппарата и проверка расчетов, принятых для успешного запуска спутника;
- исследование ионосферы посредством взаимодействия радиоволн, излучаемых спутником из космоса и идущих через атмосферу к поверхности Земли;
- расчет плотности верхних слоев атмосферы при помощи наблюдения по торможению спутника;
- исследование влияния космического пространства на аппаратуру, а также определения благоприятных условий для работы аппаратуры в космосе.
Сам спутник не имел научного оборудования, но его запуск позволил получить не только важные технические данные, необходимые для дальнейшего развития бортового оборудования, систем спутниковой связи и управления, но и ценную научную информацию. В частности, полезными оказались данные, полученные при наблюдении за движением первого спутника и параметрами излучаемых им радиосигналов.
Полет первого спутника ознаменовал начало космической эры и привел к космической гонке между Советским Союзом и Соединенными Штатами.
История создания первого спутника Земли
Разработкой первого спутника Земли занимался Михаил Тихонравов, а разработкой ракеты и выводом спутника на орбиту — Сергей Королев. Над проектами работали и другие ученые — Мстислав Келдыш, Николай Лидоренко, Михаил Рязанский, Олег Ивановский, Глеб Максимов, Вячеслав Лаппо, Константин Крингауз.
Проектирование первого искусственного спутника началось в ноябре 1956 г. Он был спроектирован как аппарат с двумя радиомаяками для измерений на орбите. Диапазоны спутниковых передатчиков (20 МГц и 40 МГц) были выбраны таким образом, чтобы сигнал спутника мог приниматься радиолюбителями без модернизации аппаратуры. Расчеты по выводу на орбиту первоначально проводились с помощью электромеханических счетных машин. Электронная счетная машина использовалась только на последних этапах подсчета.
«Спутник-1» имел форму сферы диаметром 58 см и весом 83,6 кг. Герметичный корпус был изготовлен из алюминиевого сплава, и радиооборудование и серебряно-цинковые батареи находились в нем в течение 2-3 недель. На внешней поверхности находились четыре стержнеобразные антенны длиной от 2,4 до 2,9 метра. Длительность сигнала составляла 0,3 секунды, а прием был возможен на расстоянии до 10 000 километров.
Космические зонды
Это термин для обозначения космических аппаратов, которые управляются автоматически и без помощи человека. Космические зонды отправляются в полет без экипажа. Их основная цель — проведение научных исследований на различных небесных телах и в космосе. Первые автоматические космические аппараты были запущены в 1959 году в СССР. В то время 3 космических зонда достигли поверхности Луны и сумели изучить и зафиксировать поверхность спутника нашей планеты. Благодаря работе «Луны-3» люди впервые смогли увидеть изображения дальней стороны Луны, которую невозможно увидеть с Земли.
В 1977 году с американского космического центра на мысе Канаверал были запущены космические зонды «Вояджер-1» и «Вояджер-2» весом 723 кг. Эти два космических аппарата, название которых переводится как «путешественник», похожи друг на друга как братья-близнецы, построенные одинаково. Однако их пути разошлись. Если «Вояджер-1» исследовал только Юпитер и Сатурн, то у «Вояджера-2» было время исследовать Уран и Нептун в дополнение к вышеупомянутым планетам.
Messenger, беспилотный космический зонд на Меркурии
Текущая миссия космических зондов «Вояджер-1» и «Вояджер-2» заключается в том, чтобы покинуть Солнечную систему, исследовать неизведанное пространство и, возможно, установить контакт с внеземными цивилизациями (если они встретят их на своем пути). В 2020-х годах планируется покинуть Солнечную систему и выйти в межзвездное пространство. В настоящее время «Вояджер-2″ все еще находится на расстоянии 17,5 миллиардов километров от Земли. Вояджер-1» — самый удаленный рукотворный космический объект. Она прошла более 21 миллиарда километров от нашей планеты.
Викинг-первопроходец
20 августа 1975 года к Марсу был отправлен беспилотный космический аппарат «Викинг-1». Он состоял из двух основных частей: орбитальной станции и аппарата, спускаемого на поверхность планеты. Викинг-1 достиг Марса через 10 месяцев, а марсианский зонд достиг поверхности планеты 19 июня 1976 года, став первым в истории космическим аппаратом, передавшим на Землю фото и видео с марсианской поверхности. Передачи с красной планеты были переданы орбитальным аппаратом «Викинг-1». Станция «Марс» работала до ноября 1982 года.
Сегодня марсоходы тщательно исследуют поверхность Марса. Так называются шестиколесные транспортные средства, которые передвигаются по Марсу. Они прибыли на планету с автоматической космической станции и высадились на лендер. Управляйте роверами в космическом центре США, туда аппараты передают всю информацию о Марсе.
Первым успешным марсоходом был СОРГИОНЕР (4 июля — 27 сентября 1997 года), затем Spirit и Opportunity высадились на Марс в январе 2004 года. Spirit» прекратил свою деятельность в 2010 году, в то время как его «партнер» продолжает работать. Curiosity стал вторым действующим марсоходом в июле 2012 года.
Американский марсоход «Къюриосити» исследует поверхность планеты
Путешествие на Титан
В 1997 году к планете Сатурн и ее спутникам был отправлен космический аппарат «Кассини» с посадочной платформой «Гюйгенс». В 2005 году «Кассини» приблизился к самой большой луне Сатурна — Титану. Космический зонд Huygens отделился от Сатурна и приземлился с парашютом на твердую поверхность небесного тела. Это была первая мягкая посадка космического аппарата на внешних планетах Солнечной системы. Благодаря Гюйгенсу жители Земли узнали, что на Титане есть жидкая вода и что его почва очень похожа на земную.
Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ)
Спутник дистанционного зондирования Земли Ресурс-П
Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) — это наблюдение за поверхностью Земли с помощью самолетов и космических аппаратов, оснащенных различными видами оборудования для получения изображений. Рабочий диапазон длин волн, принимаемых геодезическим оборудованием, составляет от долей микрометра (видимое оптическое излучение) до метров (радиоволны). Методы обнаружения могут быть пассивными, то есть использовать естественное отраженное или вторичное тепловое излучение от объектов на поверхности Земли, вызванное солнечной активностью, и активными, то есть использовать возбужденное излучение от объектов, вызванное искусственно управляемым источником. Данные дистанционного зондирования, получаемые космическими аппаратами (КА), сильно зависят от прозрачности атмосферы. Поэтому на космических аппаратах используются многоканальные пассивные и активные устройства, регистрирующие электромагнитное излучение в различных областях. Аппаратура дистанционного зондирования первых космических зондов, запущенных в 1960-70-х годах, была «путевого» типа — проекция области измерения на поверхность Земли представляла собой линию. Позже появились и стали широко использоваться панорамные датчики дистанционного зондирования Земли — сканеры, в которых проекция области измерения на поверхность Земли представляет собой линию. Космические зонды для дистанционного зондирования Земли используются для изучения природных ресурсов Земли и решения метеорологических задач. Космические аппараты для разведки природных ресурсов в основном оснащены оптическими приборами или радаром. Преимущество последнего заключается в том, что он позволяет наблюдать за поверхностью Земли в любое время суток и независимо от состояния атмосферы.
Общий обзор
Дистанционное зондирование — это метод получения информации об объекте или явлении без непосредственного физического контакта с ним. Дистанционное зондирование — это отрасль географии. В современном понимании этот термин относится в первую очередь к технологиям наземного зондирования воздушного или космического базирования для обнаружения, классификации и анализа объектов на поверхности Земли, в атмосфере и океане с помощью распределенных сигналов (например, электромагнитного излучения). Различают активное (сигнал сначала посылается с самолета или космического спутника) и пассивное дистанционное зондирование (регистрируется только сигнал от других источников, например, солнечного света). Пассивные датчики дистанционного зондирования регистрируют сигнал, излучаемый или отраженный от объекта или окружающей среды. Отраженный солнечный свет является наиболее распространенным источником излучения, регистрируемого пассивными датчиками. Примерами пассивного дистанционного зондирования являются цифровая фотография и пленка, инфракрасное излучение, приборы с зарядовой связью и радиометры. Активные устройства, с другой стороны, излучают сигнал для сканирования объекта и пространства, так что датчик способен обнаружить и измерить отраженное излучение или излучение, генерируемое обратным рассеянием объекта зондирования. Примерами активных датчиков дистанционного зондирования являются радар и лидар, которые измеряют временную задержку между передачей и регистрацией возвращенного сигнала для определения положения, скорости и направления движения объекта. Дистанционное зондирование дает возможность получать данные об опасных, труднодоступных и быстро движущихся объектах и позволяет проводить наблюдения на больших участках местности. Примеры применения дистанционного зондирования включают мониторинг вырубки лесов (например, в бассейне Амазонки), состояние ледников в Арктике и Антарктике, измерение глубины океанов с помощью исследовательского судна. Дистанционное зондирование также заменяет дорогостоящие и относительно медленные методы сбора информации с поверхности Земли, гарантируя при этом, что человек не вмешивается в естественные процессы в районах или местах, подлежащих мониторингу. Используя орбитальные космические зонды, ученые могут собирать и передавать данные в различных частях электромагнитного спектра, которые в сочетании с более масштабными измерениями и анализами с воздуха и земли обеспечивают необходимый диапазон данных для мониторинга текущих явлений и тенденций, таких как Эль-Ниньо и другие природные явления, как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе. Дистанционное зондирование также находит применение в геонауках (например, природопользование), сельском хозяйстве (использование и сохранение природных ресурсов) и национальной безопасности (мониторинг пограничных территорий).
Основная цель мультиспектральных съемок и анализа полученных данных — выявление объектов и участков, которые излучают энергию и тем самым выделяются из окружающей среды. Краткий обзор спутниковых систем дистанционного зондирования приведен в обзорной таблице. В целом, лучшее время для сбора данных с помощью методов дистанционного зондирования — лето (в эти месяцы солнце находится высоко над горизонтом, а дни самые длинные). Исключением из этого правила является сбор данных с помощью активных датчиков (например, радара, лидара) и длинноволновых тепловых данных. Для тепловидения, где датчики измеряют тепловую энергию, лучше использовать интервал времени, когда разница между температурой земли и воздуха наибольшая. Поэтому лучшее время для применения этих методов — прохладные месяцы и несколько часов до восхода солнца в любое время года. Кроме того, необходимо принять во внимание ряд других соображений. Например, радар не может получить изображение голой земли при наличии плотного снежного покрова; то же самое справедливо и для лидара. Однако эти активные датчики нечувствительны к свету (или его отсутствию), что делает их отличным выбором для применения в высоких широтах (например). Кроме того, и радар, и лидар способны (в зависимости от длины волны) получать изображения поверхности под пологом деревьев, что делает их полезными для применения в районах с густой растительностью. С другой стороны, спектральные методы съемки (как стереоскопические, так и мультиспектральные) в основном используются в солнечные дни; данные, собранные в условиях низкой освещенности, обычно имеют низкое соотношение сигнал/шум, что затрудняет их обработку и интерпретацию. Кроме того, хотя стереоскопические изображения позволяют картировать и идентифицировать растительность и экосистемы, с помощью этого метода невозможно проникнуть под полог деревьев и получить изображения поверхности земли (как это происходит при многоспектральном измерении).
Цифровая обработка данных обычно используется в дистанционном зондировании, поскольку в настоящее время данные дистанционного зондирования поступают именно в таком формате. В цифровой форме легче обрабатывать и хранить информацию. Двумерное изображение в спектральной области может быть представлено как матрица (двумерная матрица) чисел I(i,j), каждое из которых представляет собой интенсивность излучения, полученного датчиком от элемента земной поверхности, которому соответствует один пиксель изображения.
Изображение состоит из n x m пикселей, каждый пиксель имеет координаты (i, j) — номер строки и номер столбца. Число I (i, j) является целым числом и называется значением серого цвета (или спектральной яркостью) пикселя (i, j). Когда изображение снимается в разных диапазонах электромагнитного спектра, оно представляется трехмерной сеткой, состоящей из чисел I (i, j, k), где k — номер спектрального канала. С математической точки зрения, обработать полученные таким образом цифровые данные несложно.
Для того чтобы правильно воспроизвести изображение из цифровых записей, передаваемых приемными станциями, необходимо знать формат записи (структуру данных) и количество строк и столбцов. Используются четыре формата, в которых данные располагаются следующим образом:
- последовательность зон ( Band Sequental, BSQ );
- зоны, чередующиеся но строкам ( Band Interleaved by Line, BIL );
- зоны, чередующиеся но пикселям ( Band Interleaved by Pixel, BIP );
- последовательность зон со сжатием информации в файл методом группового кодирования (например, в формате jpg).
В формате BSQ каждая полоса содержится в отдельном файле. Это полезно, когда нет необходимости работать со всеми зонами одновременно. Зону легко читать и визуализировать, а изображения зон можно загружать в любом порядке.
В формате BIP значения спектральной яркости каждого пикселя хранятся последовательно: сначала значения первого пикселя в каждой полосе, затем значения второго пикселя в каждой полосе и так далее. Это полезно для обработки изображений с несколькими полосами на пиксель, например, для алгоритмов классификации.
Групповое кодирование используется для уменьшения объема растровой информации. Такие форматы подходят для хранения больших изображений; для работы с ними требуется программа декомпрессии.
Файлы изображений обычно сопровождаются следующей дополнительной информацией о них:
Дополнительная информация содержится либо в заголовке файла изображения, либо в отдельном текстовом файле с тем же именем, что и файл изображения.
- описание файла данных (формат, число строк и столбцов, разрешение и т. д.);
- статистические данные (характеристики распределения яркостей – минимальное, максимальное и среднее значение, дисперсия);
- данные о картографической проекции.
Следующие уровни обработки ПС, предоставляемые пользователям, различаются по степени сложности:
20) Маринер-2 (США, 27.08.1962). Первая автоматическая межпланетная станция для исследования Венеры с траектории полета. Данные, полученные станцией, подтвердили теорию о чрезвычайно горячей атмосфере планеты. Рис. NASA.
- 1А – радиометрическая коррекция искажений, вызванных разницей в чувствительности отдельных датчиков.
Исследование Венеры
21. венера-3 (СССР, 16.11.1965). Это был первый земной космический аппарат, достигший поверхности другой планеты. Станция «Венера-3» состояла из орбитального отсека и спускаемого аппарата. Он не мог получить данные о Венере из-за отказа системы управления, но мог исследовать межпланетное пространство.
22-я Венера-4 (СССР, 12.06.1967). Сначала станция запустила в атмосферу Венеры спускаемый аппарат, который передал данные о плотности, давлении и химическом составе, после чего разрушился из-за высокого давления. Ill.
Венера-7 (СССР, 17.08.1970): Входящая в атмосферу ракета «Венера-7» совершила первую мягкую посадку на поверхность Венеры. Информация поступила за 53 минуты, 20 из которых — с поверхности. На основании результатов измерений, проведенных спускаемым аппаратом Венеры-7, были рассчитаны значения давления (в 90 ± 15 раз выше, чем на Земле) и температуры на поверхности Венеры (475 ± 20 °C).
24 Венера-9 (СССР, 08.06.1975). Venera-9 была первой станцией, вышедшей на орбиту Венеры. После мягкой посадки аппарат впервые передал панораму поверхности Венеры и провел исследования поверхностных пород. илл. фон. рф.
25. venera-13 (СССР, 30.10.1981). После мягкой посадки на поверхность Венеры аппарат сделал панорамную съемку окружающего ландшафта Венеры и провел исследование местности с помощью спектрометра. Ill.
26 Pioneer Venus-1 (США, 20.05.1978). Прибор провел радиолокационное картографирование Венеры, а также обнаружил частые молниевые разряды в атмосфере планеты. Рис. NASA.
27. «Магеллан» (США, 04.05.1989). Прибор осуществил первое детальное и полное радиолокационное картографирование Венеры и изучил ее гравитационное поле (рис. NASA).
28 Маринер-4 (США, 28.11.1964): первый космический зонд, сфотографировавший Марс с близкого расстояния. Рис. NASA.
Исследование Марса
29 Марс-3 (СССР, 28.05.1971). Спускаемый аппарат станции «Марс-3» совершил первую мягкую посадку на Марс. Передача данных началась через 1,5 минуты после посадки, но прекратилась через 14,5 секунд. Рис. NASA.
30. mariner-9 (США, 30.05.1971). Маринер 9 был первым искусственным спутником Марса. Он передал более 7 000 изображений. Данные с «Маринера-9» легли в основу планирования будущих миссий к Красной планете, рис. NASA.
31 Марс-6 (СССР, 05.08.1973). Марс-6 сделал первые прямые измерения атмосферы, давления и температуры планеты во время спуска на парашюте. илл. zelenyikot.livejournal.com.
32 «Викинг-1» (США, 20 августа 1975 года): Космический аппарат станции «Викинг-1» стал первым аппаратом, который успешно приземлился на поверхность Марса, полностью завершив программу исследования. Рис. NASA.
33. аппарат Mars Pathfinder (США, 04.12.1996). Автоматическая станция Mars Pathfinder доставила первый действующий марсоход Sojourner. Всего было передано 16,5 тысяч изображений с камер марсианской станции и 550 изображений с камер ровера, а также проведено 15 анализов горных пород. Рис. NASA.
34. марсоход Spirit (США, 10.09.2003): «Spirit — первый марсоход НАСА, запущенный Соединенными Штатами в рамках программы Mars Exploration Rover. Spirit преодолел 7,73 километра вместо запланированных 600 метров, что позволило провести более обширный анализ геологических пород на Марсе» (NASA, рис.).
35. марсоход «Opportunity» (США, 08.07.2003): «Opportunity — второй марсоход, запущенный НАСА в рамках программы Mars Exploration Rover. По состоянию на август 2017 года ровер уже преодолел 45 км и продолжает работать. Ill. НАСА.
36. Phoenix (США, 04.08.2007): «Phoenix стал первым марсоходом, успешно совершившим посадку в полярной области Марса. Самым значительным научным достижением миссии стало обнаружение льда под тонким слоем почвы» (NASA).
37-й марсоход Curiosity (США, 26.11.2011). Марсоход Curiosity — это автономная химическая лаборатория, превосходящая по размерам и весу все предыдущие марсоходы. Устройство выполняет бурение и анализ почвы. В 2017 году Curiosity преодолел более 16 километров и до сих пор находится в рабочем состоянии. Рис. NASA/JPL-Caltech.
38. Маринер-10 (США, 03.11.1973): «Маринер-10 был первым космическим аппаратом, вышедшим на орбиту Меркурия. После гравитационного маневра вблизи Венеры «Маринер-10″ трижды приблизился к Меркурию и впервые измерил магнитное поле и температуру планеты» (НАСА).
Исследование Меркурия
39 Messenger (США, 03.08.2004). Станция Messenger стала первым искусственным спутником Меркурия для изучения магнитосферы планеты, сделав более 277 000 снимков. В 2015 году «Мессенджер» завершил свою миссию и совершил посадку на Меркурий.
Наибольших успехов в исследовании нашей Солнечной системы добились американские «Пионеры» и «Вояджеры». Программа «Пионер» была почти заброшена НАСА, поскольку первые запуски всегда оказывались неудачными. Но в конце концов проекту был дан второй и даже третий шанс. В марте 1972 года «Пионер-10» был запущен в космос для исследования Юпитера. Он исследовал окрестности планеты, а также сфотографировал ее. «Пионер-10» должен был стать первым космическим зондом, покинувшим пределы Солнечной системы. Сейчас она находится на расстоянии более шестнадцати миллиардов километров от Солнца. Год спустя был запущен «Пионер-11» для исследования Сатурна. Эта станция продолжала свою миссию даже после того, как миссия была завершена и она покинула Солнечную систему. Как и предполагали его создатели, «Пионер-11» направился к созвездию Щит, которое находится на расстоянии около 174 световых лет от Солнца. После «Пионеров» в космос полетели исследовательские зонды «Вояджер-1» и «Вояджер-2». «Вояджер-1», кстати, является самым быстрым рукотворным объектом из когда-либо запущенных. Он был запущен на пять лет позже «Пионера-10», но смог преодолеть большее расстояние, чем тот. Сейчас он находится на расстоянии более 19 миллиардов километров от Солнца. Во время полета «Вояджера-1» удалось исследовать Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, а к Плутону отправилась станция «Новые рубежи» (аппарат начнет наблюдать Плутон в январе 2015 года).
«Пионеры» и «Вояджеры»
Большое красное пятно Юпитера, снятое «Вояджером-1» (wikipedia.org).
К «Вояджеру» прикреплена золотая пластина, содержащая информацию о Земле. Это включает в себя положение солнца. Мемориальная доска содержит аудиоприветствие на 55 языках и послание Джимми Картера, тогдашнего президента США. Космический зонд сможет достичь Сириуса примерно через 285 000 лет. Его близнец, «Вояджер-2», также завершил свою миссию, но еще не покинул Солнечную систему (он сделает это через 10-15 лет). Ожидается, что зонд направится к звезде Росс 248. Однако ни «Пионеры», ни «Вояджеры» не смогут передать полученную информацию на следующих этапах своего полета на Землю. К сожалению, их передатчики не могут передавать сигнал на большие расстояния.
Мы задаемся вопросом, когда люди смогут выйти за пределы Солнечной системы. Но искусственные машины уже сделали это.
Орбита спутника выбирается в зависимости от его задачи, поскольку для разных операций существуют более или менее благоприятные высоты. В соответствии с этим критерием спутники классифицируются следующим образом:
Спутниковые орбиты
— LEO (Low Earth Orbit) Они имеют высоту от 500 до 900 км и описывают круговую орбиту с периодом около полутора часов и наклонением 90 градусов. Они используются для мобильных телефонов, факсов, персональных пейджеров, автомобилей и лодок.
— MEO (Middle Earth Orbit) Они расположены на высоте 5000-12000 км, с наклонением 50º и периодом около 6 часов. Они также используются в мобильной телефонии.
— GEO (Geosynchronous Earth Orbit) или геостационарная орбита, хотя между этими двумя терминами есть небольшая разница. Первый может иметь переменный наклон, в то время как второй всегда находится под углом 0°.
В обоих случаях они находятся на большой высоте — более или менее 36000 км — и движутся по круговой орбите за 1 день. Благодаря им, помимо прочего, возможны факс, междугородние телефонные переговоры и спутниковое телевидение.
Вначале период вращения спутников связи отличался от периода вращения Земли, но это затрудняло позиционирование антенн и приводило к потере связи. Решение состояло в том, чтобы разместить спутник на такой высоте, чтобы его период совпадал с периодом вращения Земли.
Геостационарные спутники
Таким образом, спутник вращается вместе с Землей и кажется неподвижным по отношению к ней. Высота, необходимая для вывода спутника на геостационарную орбиту, составляет 35786,04 км и называется зоной Кларка.
Высоту орбиты можно вычислить, определив период с помощью следующего выражения, которое вытекает из закона всемирного тяготения Ньютона и законов Кеплера:
Где P — период, k — длина полуоси эллиптической орбиты, грамм — глобальная гравитационная постоянная, а M — масса Земли.
Поскольку ориентация спутника по отношению к Земле при этом не меняется, обеспечивается, что спутник всегда остается в контакте с Землей.
Это был первый искусственный спутник, запущенный на орбиту тогдашним Советским Союзом в октябре 1957 года. За этим спутником последовали еще 3 спутника в рамках программы «Спутник».
Важнейшие искусственные спутники Земли
Первый спутник был довольно маленьким и легким: в основном он был сделан из 83 кг алюминия. Он мог передавать частоты в диапазоне от 20 до 40 МГц. Он находился на орбите в течение трех недель, прежде чем упасть на Землю.
Копии «Спутника» сегодня находятся во многих музеях Российской Федерации, Европы и даже Америки.
Мы говорим о нашей планете, поэтому давайте рассмотрим, как была исследована Земля. В начале 20-го века была исследована большая часть поверхности Земли, включая ее внутреннюю структуру и географию. Арктика и Антарктика оставались загадочными. Сегодня почти все районы нанесены на карту и зафиксированы с помощью фотографических и радарных карт. Одной из последних областей, которая была изучена, был полуостров Дарьен между Панамским каналом и Колумбией. Ранее этот район было трудно картографировать из-за постоянных дождей, густой растительности и плотной облачности.
Исследование Земли
Спутниковый снимок песка Скорсби (Гренландия).
Исследование глубинной структуры планеты не проводилось уже долгое время. До этого это было изучение поверхностных образований. Однако после Второй мировой войны в него стали включать геофизику. Для этого были использованы специальные датчики. Но таким образом можно было изучить ограниченную часть недр. Можно было зайти только под верхний слой. Максимальная глубина скважины составляет 10 километров.
Исследуя Землю, ученые руководствуются как научным любопытством, так и экономической выгодой. Население растет, и вместе с ним растет спрос на ископаемые, а также на воду и другие важные материалы. В поисках месторождений ведется большая подземная работа:
Основные цели и достижения при исследовании Земли
Также необходимо было обеспечить безопасность туннелей, хранилищ, ядерных реакторов и плотин. Это приводит к необходимости иметь возможность прогнозировать силу и время землетрясения или уровень грунтовых вод. Япония и США — самые активные в плане землетрясений и извержений вулканов страны, потому что у них больше всего шансов пережить такие катастрофы. Для их предотвращения через регулярные промежутки времени проводятся буровые работы.
- нефти, угля и природного газа;
- коммерческих (железо, медь, уран) и строительных (песок, гравий) материалов;
- подземных вод;
- пород для инженерного планирования;
- геотермальных запасов для электричества и отопления;
- археологии;
Важно знать, какие методы доступны для изучения планеты Земля. Геофизика использует магнетизм, гравитацию, отражение, упругие или акустические волны, тепловой поток, электромагнетизм и радиоактивность. Большинство измерений производится на поверхности, но существуют также спутниковые и подземные измерения.
Методология и инструменты исследовании Земли
Важно понять, что за этим стоит. Иногда нефть невозможно извлечь, потому что она блокируется другим материалом. Выбор метода зависит от физических свойств.
Используется электромагнитное излучение с земли и отраженная энергия в различных спектральных диапазонах, исходящая от самолетов и спутников. Методы основаны на использовании комбинаций изображений. Для этого записываются поверхности с разных орбит и создаются 3D-модели. Они также проводятся через регулярные промежутки времени, чтобы можно было наблюдать изменения (рост растений в течение периода или изменения, связанные с бурями и осадками).
Дистанционное зондирование
Радарные лучи проникают сквозь облака. Радар с боковой видимостью чувствителен к изменениям наклона и шероховатости поверхности. Оптомеханический сканер обнаруживает горячую ИК-энергию.
Наиболее часто используется технология Landsat. Эта информация поступает от мультиспектральных сканеров на некоторых американских спутниках, расположенных на высоте 900 км. Изображения охватывают площадь в 185 км. Используются видимый, инфракрасный, спектральный, зеленый и красный диапазоны.
Часть долины Магдалены (Колумбия)
Этот метод используется в геологии для получения выводов о геоморфологии, обнажениях горных пород и литологии. Также можно регистрировать изменения в растительности, горных породах, грунтовых водах и распределение микроэлементов.
Нельзя забывать, что исследования Земли ведутся из космоса, предоставляя не только фотографии нашей планеты, но и важные научные данные. Можно рассчитать общее магнитное поле Земли или его отдельные компоненты. Самый старый метод — магнитный компас. Сейчас используются магнитные весы и магнитометры. Протонный магнитометр рассчитывает высокочастотное напряжение, а магнитометр с оптическим насосом отслеживает мельчайшие магнитные изменения.
Магнитные методы
Перед вами — сухая Сахара, а самые темные участки — растительность влажных и полузасушливых лесов Сахеля. На заднем плане видны темно-зеленые болота острова Чад. Он простирается на 200 километров и является небольшим остатком огромного леса. Бассейн озера простирается на 1000 километров от переднего края до подножия Тибетских гор.
Магнитные исследования проводятся с помощью магнитометров, летящих по параллельным линиям с интервалом от 2 до 4 километров и на высоте 500 метров. Съемки на земле исследуют магнитные аномалии, возникшие в воздухе. Он может быть установлен на специальных станциях или движущихся кораблях.
Опытный таролог ответит на вопросы:
Что ждет вас в будущем? Как будут складываться отношения? Каковы ваши перспективы на будущее?
