Home Satelity Do czego używamy satelity ?
Do czego używamy satelity ? PDF Print E-mail
Written by Rafal Burek   
Thursday, 31 May 2012 15:24

Jest to artykuł o tym, gdzie dzisiaj możemy zetknąć się z techniką satelitarna i jaki ma ona wpływa na nasze życie. Jeśli czegoś nie dopowiedziałem lub źle zinterpretowałem proszę o informacje na maila, a na pewno tym się zajmę.

 

 


Satelity jako obiekty wysyłane przez człowieka w kosmos, bez istot żywych na pokładzie, często są bardzo skomplikowanymi i wymagającymi troski urządzeniami. Każdy satelita posiada takie podstawowe elementy jak komputer pokładowy, system łączności itp. Wszystkie wyprowadzane są w kosmos za pomocą rakiet. Różnią się między sobą wielkością, kształtem, zastosowaniem, oraz ceną. Czasami budowane są nowe i innowacyjne konstrukcje, jednak z reguły nowy satelita jest udoskonaleniem poprzedniej wersji, lub mieszanką tego co zostało już sprawdzone podczas wcześniejszych misji. Po wysłaniu satelity na orbitę ciężko znaleźć możliwość naprawy "na miejscu " czyli w kosmosie (tu wyjątkiem jest teleskop Hubbla), dlatego proces od projektu koncepcyjnego do momentu wystrzelenia zajmuje dużo czasu i pieniędzy. By skrócić ten proces najchętniej używa się tych elementów, które się już sprawdziły, zarówno w kosmosie jak i na Ziemi..

 

Mimo to liczba satelitów w kosmosie z każdym rokiem wzrasta. Produkowane są dla wojska, rządów, a co najważniejsze komercyjnie. Dlaczego wciąż wydawane są na to pieniądze i dlaczego się mówi że burze słoneczne stanowią tak duże zagrożenie ? Co nam grozi gdy nagle satelity przestaną funkcjonować? Myślę że po przeczytaniu tego artykuły czytelnik będzie sam w stanie to odpowiedzieć na te pytania.

 

Głównym celem tego artykuły, jest zwrócenie uwagi na fakt że codziennie mamy do czynienia z zastosowaniem satelitów. Ludzkość dawała sobie radę bez nich do pierwszego lotu Sputnika całkiem dobrze i zapewne było by tak do tej pory, gdyby nie fakt że żyjemy w czasach zawładniętych pogonią za dostępem do informacji. Podobnie jeszcze całkiem niedawno myślano tak o telewizji, czy o radiu. Czy ludzie żyjący w dzisiejszych czasach są w stanie wyobrazić sobie wiadomości bez prognozy pogody, niewystarczalnej komunikacji będąc na morzu, czy braku odkryć na temat wszechświata ? Chęć pogłębiania wiedzy jak i posiadania jak najlepszego i najszybszego dostępu do informacji jest głównym czynnikiem popychającym tą gałąź przemysłu do przodu.

 

Opierając się na liczbach :

Do początku tego roku na orbicie okołoziemskiej znajdowało się 994 aktywnie działających satelitów (1), spośród 7064 wystrzelonych (2) :

 

 

LICZBA SATELITÓW AKTYWNIE DZIAŁAJĄCYCH NA ORBICIE : 994


 

Patrząc na ten wykres można wywnioskować, że :

- zaledwie 8 % aktywnych satelitów to urządzenia czysto naukowe (grupa naukowa). Oznacza to że pozostałe 92 % służy bezpośrednio człowiekowi w dostarczaniu konkretnych informacji do użytku codziennego.

- największą grupę bo aż 63 % stanowią satelity typowo komercyjne (grupy komunikacyjne, teledetekcja, nawigacyjne, meteorologiczne), są one dostępne oczywiście za odpowiednią opłatą.

 

 

Na początku warto sobie odpowiedzieć na pytanie dlaczego opłaca się wysyłać satelity w kosmos? Co one mogą robić czego my nie możemy na Ziemi ? Odpowiedź jest prosta. Satelity będąc ponad powierzchnią Ziemi w kilkuset kilometrowej odległości, obejmują zasięgiem obserwacji całe kontynenty, co nie jest osiągalne w żaden inny sposób. Najlepszym tego przykładem są satelity telewizyjne wysyłane na orbitę geostacjonarną, gdzie z odległości ponad 35,000 km nadają sygnał na całe kontynenty ( Europa + Afryka lub Obie Ameryki ) będąc ciągle nad tym samym punktem na Ziemi. W tym właśnie tkwi klucz do sukcesu technologii satelitarnej. Dla chętnych polecam link (3), który jest dobrym dowodem powyższych słów. Na tej stronie można znaleźć rozmieszczenie satelitów nad równikiem na orbicie geostacjonarnej wraz zasięgiem i parametrami anteny odbiorczej, którą należy posiadać by móc odbierać sygnał w podanym miejscu.

 

 

Jeżeli chodzi o typy satelitów to możemy wyróżnić poszczególne kategorie :

  1. obserwacyjne;

  2. komunikacyjne;

  3. nawigacyjne;

  4. w zastosowaniu dla projektów naukowych;

  5. wojskowe (nie omawiane z powodu częstego braku informacji na dany temat);

 

 

Satelity Obserwacyjne

 

Czym się charakteryzują :

 

Jak sama nazwa wskazuje satelity te mają za zadanie obserwowanie Ziemi w najróżniejszych celach, także szpiegowskich :). Satelity tego typu wykonują zdjęcia Ziemi, nie tylko w zakresie widzialnym. Na przykład w zakresie widzialnym i bliskim podczerwieni wykonywane są zdjęcia na których zobaczymy pokrycie nieba przez chmury. W zakresie podczerwonym natomiast parę wodna oraz zjawiska termiczne. Do głównych zadań satelitów z tej grupy należy wykonywanie map powierzchni i atmosfery w tym : ocena ruchów wiatrów, temperatury powierzchni lądu i oceanów, badanie warstwy dziury ozonowej, ocena wielkości powierzchni pożarów, określenie skali zanieczyszczenia środowiska,  burze piaskowe, pokrycie lodem czy poziom oceanów. I wszystko to globalnie. Gdyby sobie wyobrazić ilość samolotów która by musiała latać na obszarze całej kuli Ziemskiej by móc ocenić stan atmosfery by przewidzieć pogodę na jutro ........ nie łatwe było by to zadanie.

 

Gdzie z ich zastosowaniem możemy się spotkać na co dzień :

  1. Szeroko pojęta meteorologia(pogoda podawana w telewizji, mapy frontów atmosferycznych). By zrobić to z jak najdokładniejszą metodą trzeba oceniać te zjawiska globalnie

  2. Mapy powierzchni Ziemi zastosowane w takich portalach jak google maps, zumi.pl. Zastosowanie to pozwala na optymalizację zagospodarowania przestrzennego, co w obecnych czasach jest bardzo istotną strawa np. podczas wyboru terenu pod zabudowę i eliminację terenów, które mogą zostać zalane. Czyli szeroko pojęta teledetekcja.

  3. Bezpieczeństwo oraz sytuacje kryzysowe są niewątpliwie jednym z głównych beneficjentów tej technologii. Robiąc zdjęcia z kosmosu jesteśmy w stanie przewidzieć zasięg zjawiska związanego z zagrożeniem naturalnym jak i zrozumieć jego charakter,oraz gdzie leżą jego przyczyny. Biorąc pod uwagę często ostatnimi laty występujące zagrożenia naturalne takie jak huragany czy powodzie, możemy się przekonać, że za pomocą obserwacji satelitarnej udoskonalił się system ostrzegania kryzysowego. Pozwoliło to tym samym między innymi na skuteczniejsze ratowanie ludzkiego życia.

  4. Technologia ta pozwala na ocenę przydatności gruntów ziemskich, możemy sprawdzać ich jakość. Przykładowo, jeśli chcieli byśmy kupić działkę rolną możemy sprawdzić czy interesująca nas działka ma satysfakcjonującą jakość i czy np. w sąsiedniej gminie nie wygląda to lepiej.

  5. Polskie urzędy natomiast używają tej technologii do ściągania podatków, bądź to za nie legalnie wystawione budynki,czy zbyt duży rów retencyjny. Zdjęcia satelitarne wykorzystywane są również do wyliczenia powierzchni dachu, od której należy odprowadzić podatek deszczowy.....

W Polsce ostatnimi czasy można zauważyć wzrost zainteresowania tymi technologiami, przykłady : Wójt Zawoi szuka nielegalnych domków, Poznań używa Google Earth do podatków, Nie płacisz podatku? Namierzy Cie satelita ..

A wygląda to mniej więcej tak :


Przykładowe zdjęcia :

 

 

Tutaj można znaleźć szczegółową mapę powodzi w Pakistanie w okresie 28 Lipca - 16 Październik 2010

 

 

 

 

Satelity Komunikacyjne

 

Czym się charakteryzują :

Ta grupa cieszy się największym zainteresowaniem. Na świecie w 2010 roku tylko w ciągu jednego miesiąca 2 miliardy ludzi wymieniło 20,151 Petabytes (20 151 000 000 000 000 000 = 20, 151*1015 bytes ) danych (4) (biorąc pod uwagę TV, internet, radio, telekomunikację).

W każdej chwili jesteśmy w stanie siąść przed komputerem i porozmawiać z ludźmi z drugiego końca świata. Tak wielka ilość informacji by dotrzeć od adresata to odbiorcy musi przebyć nie tylko długą drogę ale też krętą i wyboistą. I tutaj satelity posiadają znaczącą przewagę. Na przykład w Europie za rozprzestrzenianie informacji (potocznie „puszczanie jej w eter”) takich jak telewizja czy telefonia komórkowa odpowiadają głównie stacje naziemne oddalone od siebie z określoną odległością (w miastach rozmieszczone są bardzo gęsto, mniejszych miejscowościach nawet co 30 km. Odległość między dwoma antenami zależy od zaludnienia, stopnia zurbanizowania itp.). Zatem jeśli znajdujesz się w miejscu gdzie masz brak dostępu do sygnału w komórce czy telewizorze,oznacza to tym samym, że znajdujesz się zbyt daleko od nadajnika lub masz obok siebie dobry „zakłócacz”. Właśnie tutaj satelity przychodzą nam z pomocą. Tam gdzie nie opłacalne będzie umieszczenie instalacji naziemnej, sygnał telefonii komórkowych jak i sygnały telewizyjne czy internet będzie można utrzymać drogą satelitarną.

Artykuł : Operatorzy: telewizja satelitarna musi być uzupełnieniem naziemnej

 

Tutaj możemy wyróżnić trzy różne kategorie :

  • Telefonia

Jak do tej pory powstały 3 główne konstelacje dostarczające usługi telefonii satelitarnej, są to : Globalstar (48 satelitów), Iridium (66 satelitów), Orbcomm (29 satelitów). Posiadając telefon satelitarny jednej z tych sieci można wykonywać połączenia z każdego miejsca na Ziemi (choć producenci podają różne dane o zasięgu swoich systemów). Tutaj właśnie znajduje zastosowanie wiele systemów wczesnego ostrzegania o niebezpieczeństwie. Między innymi dla osób przebywających na morzu lub w górach, jest to jedyna forma przekazu informacji.

  • Telewizja

Podczas gdy ziemskie nadajniki nadawały sygnał analogowy (tylko do czerwca 2013) w Polsce za pomocą satelitów wielu użytkowników było w stanie odbierać sygnał cyfrowy o wiele wcześniej. Już wiadomo że w przyszłości ponad dwa miliony gospodarstw domowych zmuszonych będzie do korzystania z technik satelitarnych, gdyż sygnał cyfrowy ze stacji naziemnych będzie nie osiągalny. Po wykupieniu odbiornika można odbierać identyczny sygnał na terenie całej Europy. Jedyną rzeczą, która w zależności od szerokości i długości geograficznej ulega zmianie to ustawienie anteny, w takim kierunku by odbierać interesującą nas platformę.

  • Internet

Internet szerokopasmowy czyli taki, w którym użytkownik po zakupie sprzętu (podobny do odbioru telewizji) będzie w stanie jeszcze wysłać informacje do satelity. Systemy takie są już dostępnie i stanowią sporą konkurencję w miejscach gdzie infrastruktura nie jest aż tak dobrze rozwinięta.

 

Gdzie z ich zastosowaniem możemy się spotkać na co dzień :

 

Przykładowe zdjęcia :

Telefonia

 


 

Telewizja :

 

Poniższa ilustracja przedstawia możliwe zanieczyszczenie wokół Ziemi przy tak intensywnym wysyłaniu głównie satelitów komunikacyjnych na orbitę geostacjonarną.  (5) :

 


 

INTERNET

 

 

Satelity nawigacyjne

Czym się charakteryzują :

Wszystkie systemu nawigacji satelitarnej opierają się na tej samej zasadzie. Najpierw należy ocenić odległość do minimum czterech satelitów, po czym rozwiązać równania w których twoje położenie (x,y,z), oraz czas (t) są niewiadome. Takie zadanie właśnie ma każdy odbiornik GPS. Metody takiego pomiaru odległości mogą się różnić znacząco, jednak do każdej trzeba wykorzystać minimum cztery satelity. Wychodząc z tego założenie obliczone zostały orbity na których umieszczono satelity, tak by móc jak najdłużej, na jak największym obszarze widzieć minimum cztery satelity ( orbity powyżej 20,000 km). Dla GPS wymagane jest 28 satelity by system działał o zasięgu w pełni globalnym.

Polska jako członek Unii Europejskiej również uczestniczy w budowie europejskiego odpowiednika GPS, czyli systemu GALILEO. Ponieważ znaczna część kosztów tego systemu jest właśnie przez Unię Europejską pokrywana.

 

Gdzie z ich zastosowaniem możemy się spotkać na co dzień :

Zagadnienie wyznaczania pozycji wykorzystywane jest przez ludzkość na co dzień w samochodach, statkach, samolotach czy satelitach. Informacja o naszym położeniu bądź innych obiektów pozwala nam ocenić sytuacje (gdzie jesteśmy) i co należy zrobić by osiągnąć dany cel (np. dojechać do wybranego celu jak najkrótsza drogą).

Na co dzień z "darów" tej technologii korzysta niemal każdy geodeta przy opracowywaniu map oraz profili powierzchni.

W Siedlcach (w innych miastach pewnie też) uruchomiony został system śledzenia położenia wszystkich autobusów miejskich jeżdżących w tym mieście. Zwiększa to znacznie możliwości optymalnego zarządzania kursami. Szczególnie w sytuacjach kryzysowych, gdy na przykład jeden z autobusów ulegnie awarii i potrzeba go zastąpić.


Przykładowe zdjęcia :

Przykłady zastosowania nawigacji w życiu codziennym :

 


 

Satelity w zastosowaniu dla projektów naukowych

Czym się charakteryzują :

Do projektów naukowych możemy zaliczyć te satelity, które dostarczają nam nowych informacji o Ziemi jak i o Wszechświecie. Czynnik widoczności dużego obszaru Ziemi nie jestem jedynym beneficjentem tej technologii. Otóż życie na Ziemi przetrwało dzięki atmosferze i pracy którą ciągle dla nas wykonuje. Atmosfera działa jak wielki filtr, odgradzający nas, istoty żywe, od szkodliwego promieniowania z kosmosu. Środowisko poza obszarem Ziemskim nie sprzyja istotom żywym. Dlatego też nie możemy obserwować wszystkiego z powierzchni Ziemi.

Satelity przychodzą nam tutaj z pomocą. Obraz poniżej przedstawia nam to jak dużym filtrem jest ziemska atmosfera. Interpretując poniższą ilustracje: to że widzimy niebo w nocy jest zasługą tego że światło widzialne jest przepuszczane, tak samo jak i fale radiowe. Dlatego możemy między innymi nasłuchiwać sygnału z innych obszarów wszechświata za pomocą systemu SETI (6).

 

 

 

 

Dla przykładu proces pracy naukowej przy zastosowaniu technologii kosmicznej przebiega następująco (w skrócie oczywiście): bazując na twierdzeniach i eksperymentach wykonanych na Ziemi dokonuje się obliczeń i założeń danego zjawiska. By znaleźć potwierdzenie danej teorii należy dokonać obserwacji (tym właśnie zajmuje się fizyka, doświadczeniami ). Dobrym przykładem jest sposób potwierdzenia teorii Einsteina, gdzie dokonano obserwacji Wenus, a raczej światła przez nią zakrzywionego. W przypadku gdy obserwacji nie można wykonać na Ziemi, wysłanie satelity staje się jedyną opcją. Ponieważ obserwowane są zjawiska, bądź to z lepszą dokładnością niż wcześniej, bądź np. w innej temperaturze, budowa takiego satelity jest całkiem nowym a co za tym idzie skomplikowanym procesem. Wymaga nowego podejścia, oraz nowych metod i tutaj rodzi się innowacyjność. Po wystrzeleniu satelity na orbitę, a następnie odebraniu od niej interesujących nas danych, można wybrać która z teorii obliczeniowych z lepszą dokładnością odpowiadają rzeczywistości. Często jest również tak, że dana misja poświęcona jest jednemu celowi, a zarazem odkrywa szereg innych zjawisk, dając początek innym pytaniom. I tak w kółko :)

 

 

Przykładowe zdjęcia :



 

Zalety rozwoju tej technologii

Tak jak już wspominałem przy projektach naukowych, chęć poznania odpowiedzi na nurtujące nas pytania zmusza nas to zmiany podejścia. Aktualny postęp technologiczny daje nam większe możliwości materiałowe, jak i obliczeniowe do tego by wykonać określone zadanie. Często jest tak, że budowa satelity naukowego uzależniona jest od tego jakie materiały są dostępne. Czasem by osiągnąć wymagane własności materiałowe trzeba rozwijać daną gałąź technologiczną, co trwa czasem nawet 20 lat. Gdy po szacunkowej ocenie uda się nam stwierdzić że można wykonać taki projekt w określonej cenie i zadanym czasie, podejmowane są dalsze kroki. Tak rodziła się większość projektów przedstawionych powyżej.

Z czasem okazuje się że to co zostało wymyślone na potrzeby kosmiczne może zostać zastosowane na Ziemi. Dobrym przykładem mogą być instrumenty, które służą do obserwacji na różnych częstotliwościach. Narzędzie do obserwacji podczerwieni (infrared) to nic innego jak noktowizor tyle że dokładniejszy (obserwowane przez satelity Herschel, AKARI i ISO). X-ray to promieniowanie rentgenowskie obserwowane przez XMM – Newton. Takie satelity jak teleskop Hubbla, czy przyszłościowe GAIA lub James Web Teleskop są takimi samymi urządzeniami jak aparat czy kamera, ponieważ rejestrują obraz w zakresie widzialnym.

W życiu codziennym korzystamy z wielu takich patentów wymyślonych na potrzeby misji kosmicznych. Tylko do nas należy odpowiedź na pytanie czy jesteśmy gotowi na tą wiedzę, czy wolimy ją pozostawić innym.

 

Rafał Burek

Last Updated on Thursday, 28 June 2012 09:15
 

Comments   

 
0 #5 David04 2017-10-29 02:58
I think your blog needs some fresh articles. Writing manually takes a lot of time, but
there is tool for this boring task, search for: ssundee advices unlimited content for your
blog
Quote
 
 
0 #4 translationtrudy.com 2017-10-02 20:24
Businesses are erasing the boundaries between nations and as a upshot, communication compete with the requisite part in expanding your reach as entrepreneur.

Communication, in this quandary, is the wit to spell out between any language pair there is and the rewrite services explode has made it even easier.
You just be suffering with to make sure the flock you empower your rendition offers legitimate help, which can be verified through checking the
reviews of the definite one.
Quote
 
 
0 #3 portside languages 2017-09-30 03:12
Businesses are erasing the boundaries between nations and as
a upshot, communication act the indispensable part in expanding
your reach as entrepreneur. Communication, in this
quandary, is the genius to translate between any intercourse brace
there is and the transfiguration services increase has made
it calm easier. You just be enduring to coerce unwavering the flock you depute your rendition offers legitimate help, which can be verified close checking
the reviews of the definite one.
Quote
 
 
0 #2 Three anti 2017-09-30 02:03
Comment #3. Hi Tom.

Interesting. We'll see how the pixels do

- Tom Park
Quote
 
 
0 #1 Piotr Oliwa 2015-09-14 18:33
ole
Quote
 

Add comment


Security code
Refresh

Banner
Joomla 1.5 layout, cheap business hosting.