Umělá družice

Satelit Iridium první generace

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 se jako zvláštní podkategorie rozeznávají družice stacionární, polární a heliosynchronní.

Druhy družic

Umělé družice amerického Národního úřadu pro letectví a kosmonautiku zkoumající Zemi

Umělé družice se rozdělují do kategorií zejména právě podle centrálního tělesa, kolem něhož se pohybují, tedy např. umělé družice Země, umělé družice Měsíce, umělé družice Marsu atd. 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.

Družice podle účelu

Jiné dělení vychází z hlavního účelu umělých družic, podle kterého je lze 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 potravinová pomoc, aby se zabránilo hladu. Také je vidět nadměrné kácení lesů a pralesů nebo jejich odumírání v důsledku špatného ovzduší. Navíc se takto dají objevit ložiska důležitých nerostů.
  • Vojenské a špionážní družice - lze zjistit věci, které by chtěly jiné státy utajit; raketové základny, vojenská zařízení, přesuny 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

Družice podle konstrukce a hmotnosti

Na tuto kapitolu jsou přesměrována hesla minidružice a minisatelit.
  • klasická - řádově tuny, mnohaúčelové, servisovatelné. manévrovatelné: Schopné přesunů mezi orbitami.
  • minisatelit - stovky kg až i jen jednotky kilo; jednoúčelové, neservisovatelné, jednotky kusů.
  • mikrosatelit - kilogramy nebo jen gramy; jednoúčelové, jednorázové. Může jít i jen o pouhé desky tištěných spojů, typicky s drátovou anténou. Vyrobené v sériích desítek až desetitisíců kusů, tedy s uplatněním úspor z rozsahu. Vypouštěny v kaskádovitě, ne rovnou z nosiče: v balících mnoha kusů, teprve z nich mechanicky uvolňovány. Počítá se se ztrátovostí, se statistikou životnosti: Povolené ztráty. Kritizovány jako zdroj kosmického smetí: I vyprázdněný balík.[ujasnit] Viz Starlink a školní satelity.

Oběžné dráhy

Rozdělení podle výšky oběžné dráhy:

  • GEO (geostacionární oběžná dráha Geostationary Earth Orbit) nehybné vzhledem k zemskému povrchu, výška 36 000 km
  • MEO (střední oběžná dráha) s oběhem 4–6× denně, ve výškách 1200 – 35 286 km nad zemským povrchem
  • LEO (nízká oběžná dráha) s dobou oběhu 80–130 minut, ve výšce 200–1200 km nad zemí

Poloha družice

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 , což je úhel mezi rovinou rovníku a severní polorovinou dráhy
  • rektascenze , 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 , 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 dráhy a excentricita .

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

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 kosmické 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
StátRok startuKosmodromNosná raketaDružice
Sovětský svaz
(resp. dnes Rusko)
1957
(1992)
Bajkonur
(Pleseck)
Sputnik
(Sojuz U)
Sputnik 1
(Kosmos 2175)
Spojené státy1958Cape CanaveralJuno I (Jupiter-C)Explorer 1
Francie1965HammaguirDiamant AAsterix
Japonsko1970KagošimaLambda 4SÓsumi
Čína1970Ťiou-čchuanČchang Čeng CZ-1Tung-fang-chung 1
Spojené království1971WoomeraBlack ArrowProspero X-3
Indie1980ŠríharikotaSLV-03Rohini
Izrael1988PalmachimŠavitOfek-1
Ukrajina[pozn. 1]1991
(1995)
PleseckCyklon 3Strela 3
(Sič 1)
Írán2009SemnánSafir 2Omid 1
Severní Korea2012SohaeUnha-3Kwangmyŏngsŏng-3
Jižní Korea2013Naro Space CenterNaro-1STSAT-2C
Nový Zéland2018Rocket Lab Launch ComplexElectronCubeSat

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]
ZeměRokDružiceDružic na oběžné dráze 2010/2011[5]
(aktivních i neaktivních)
Sovětský svazSovětský svaz Sovětský svaz
(RuskoRusko Rusko)
1957
(1992)
Sputnik 1
(Kosmos 2175)
1437
USAUSA USA1958Explorer 11099
KanadaKanada Kanada1962Alouette 10032
Spojené královstvíSpojené království Spojené království1962Ariel 10029
ItálieItálie Itálie1964San Marco 10017
FrancieFrancie Francie1965Astérix0049
AustrálieAustrálie Austrálie1967WRESAT0011
NěmeckoNěmecko Německo1969Azur0042
JaponskoJaponsko Japonsko1970Ósumi0126
ČínaČína Čína1970Tung-fang-chung 10111
PolskoPolsko Polsko1973Kopernik 50000001
NizozemskoNizozemsko Nizozemsko1974ANS0005
ŠpanělskoŠpanělsko Španělsko1974Intasat0009
IndieIndie Indie1975Árjabhata0045
IndonésieIndonésie Indonésie1976Palapa A10010
ČeskoslovenskoČeskoslovensko Československo1978Magion 10005
BulharskoBulharsko Bulharsko1981Bolgaria 13000001
BrazílieBrazílie Brazílie1985Brasilsat A10011
MexikoMexiko Mexiko1985Morelos 10007
ŠvédskoŠvédsko Švédsko1986Viking0011
IzraelIzrael Izrael1988Ofek-100010
LucemburskoLucembursko Lucembursko1988Astra 1A0015
ArgentinaArgentina Argentina1990Lusat0010
PákistánPákistán Pákistán1990Badr-10005
Jižní KoreaJižní Korea Jižní Korea1992Kitsat A0012
PortugalskoPortugalsko Portugalsko1993PoSAT-10001
ThajskoThajsko Thajsko1993Thaicom 10006
TureckoTurecko Turecko1994Turksat 1B0005
UkrajinaUkrajina Ukrajina1995Sič-10006
ChileChile Chile1995FASat-Alfa0001
MalajsieMalajsie Malajsie1996MEASAT0004
NorskoNorsko Norsko1997Thor 20003
FilipínyFilipíny Filipíny1997Mabuhay 10002
EgyptEgypt Egypt1998Nilesat 1010003
SingapurSingapur Singapur1998ST-10003
Tchaj-wanTchaj-wan Tchaj-wan1999ROCSAT-10009
DánskoDánsko Dánsko1999Ørsted0004
Jižní AfrikaJižní Afrika Jižní Afrika1999SUNSAT0002
Saúdská ArábieSaúdská Arábie Saúdská Arábie2000Saudisat 1A0012
Spojené arabské emirátySpojené arabské emiráty Spojené arabské emiráty2000Thuraya 10003
MarokoMaroko Maroko2001Maroc-Tubsat0001
AlžírskoAlžírsko Alžírsko2002Alsat 10001
ŘeckoŘecko Řecko2003Hellas Sat 20002
KyprKypr Kypr2003Hellas Sat 20002
NigérieNigérie Nigérie2003Nigeriasat 10004
ÍránÍrán Írán2005Sina-10004
KazachstánKazachstán Kazachstán2006KazSat 10002
BěloruskoBělorusko Bělorusko2006BelKA0001
KolumbieKolumbie Kolumbie2007Libertad 10001
MauriciusMauricius Mauricius2007Rascom-QAF 10002
VietnamVietnam Vietnam2008VINASAT-10001
VenezuelaVenezuela Venezuela2008Venesat-10001
ŠvýcarskoŠvýcarsko Švýcarsko2009SwissCube-10001
MaďarskoMaďarsko Maďarsko2012MaSat-1
PolskoPolsko Polsko2012PW-Sat
RumunskoRumunsko Rumunsko2012Goliat
BěloruskoBělorusko Bělorusko2012BKA (BelKA-2)
Severní KoreaSeverní Korea Severní Korea2012Kwangmyŏngsŏng-3 Unit 2
ÁzerbájdžánÁzerbájdžán Ázerbájdžán2013Azerspace
RakouskoRakousko Rakousko2013TUGSAT-1/UniBRITE
BermudyBermudy Bermudy2013Bermudasat 1
EkvádorEkvádor Ekvádor2013NEE-01 Pegaso
EstonskoEstonsko Estonsko2013ESTCube-1
KatarKatar Katar2013Es'hailSat1
PeruPeru Peru2013PUCPSAT-1
BolívieBolívie Bolívie2013TKSat-1
LotyšskoLotyšsko Lotyšsko2014LituanicaSAT-1 a LitSat-1
BelgieBelgie Belgie2014QB50P1 a QB50P2
UruguayUruguay Uruguay2014Antelsat
IrákIrák Irák2014Tigrisat
TurkmenistánTurkmenistán Turkmenistán2015TurkmenAlem52E/MonacoSAT
LaosLaos Laos2015Laosat-1
FinskoFinsko Finsko2017Aalto-2
BangladéšBangladéš Bangladéš2017BRAC Onnesha
GhanaGhana Ghana2017GhanaSat-1
MongolskoMongolsko Mongolsko2017Mazaalai
LitvaLitva Litva2017Venta-1
SlovenskoSlovensko Slovensko2017skCUBE
AngolaAngola Angola2017AngoSat-1
Nový ZélandNový Zéland Nový Zéland2018Humanity Star
KostarikaKostarika Kostarika2018Proyecto Irazú
KeňaKeňa Keňa20181KUNS-PF
BhútánBhútán Bhútán2018BHUTAN-1
JordánskoJordánsko Jordánsko2018JY1-SAT
NepálNepál Nepál2019NepaliSat-1
RwandaRwanda Rwanda2019RWASat-1
SúdánSúdán Súdán2019SRSS-1
EtiopieEtiopie Etiopie2019ETRSS-1
GuatemalaGuatemala Guatemala2020Quetzal-1
SlovinskoSlovinsko Slovinsko2020TRISAT/NEMO-HD
MonakoMonako Monako2020OSM-1 Cicero

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

viz Záblesk družice

Odkazy

Poznámky

  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

  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. 
  5. SATCAT Boxscore [online]. celestrak.com [cit. 2008-03-05]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2023-02-25. 
  6. Na oběžné dráze se srazily dvě družice. Redakce kal. České noviny.cz [online]. 2009-02-12 [cit. 2009-02-12]. Dostupné online. 

Související články

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Flag of Canada (Pantone).svg
Flag of Canada introduced in 1965, using Pantone colors. This design replaced the Canadian Red Ensign design.
Flag of Australia (converted).svg

Flag of Australia, when congruence with this colour chart is required (i.e. when a "less bright" version is needed).

See Flag of Australia.svg for main file information.
Flag of Indonesia.svg
bendera Indonesia
Flag of the Czech Republic.svg
Vlajka České republiky. Podoba státní vlajky České republiky je definována zákonem České národní rady č. 3/1993 Sb., o státních symbolech České republiky, přijatým 17. prosince 1992 a který nabyl účinnosti 1. ledna 1993, kdy rozdělením České a Slovenské Federativní republiky vznikla samostatná Česká republika. Vlajka je popsána v § 4 takto: „Státní vlajka České republiky se skládá z horního pruhu bílého a dolního pruhu červeného, mezi něž je vsunut žerďový modrý klín do poloviny délky vlajky. Poměr šířky k její délce je 2 : 3.“
Flag of Portugal (alternate).svg
Flag of Portugal, created by Columbano Bordalo Pinheiro (1857-1929), officially adopted by Portuguese government in June 30th 1911 (in use since about November 1910).
Flag of Thailand.svg
The national flag of Kingdom of Thailand since September 2017; there are total of 3 colours:
  • Red represents the blood spilt to protect Thailand’s independence and often more simply described as representing the nation.
  • White represents the religion of Buddhism, the predominant religion of the nation
  • Blue represents the monarchy of the nation, which is recognised as the centre of Thai hearts.
Flag of Chile.svg
Při zobrazení tohoto souboru lze snadno přidat orámování
Flag of Malaysia.svg
Flag of Malaysia – Jalur Gemilang (Stripes of Glory)
Flag of South Africa.svg

Vlajka Jihoafrické republiky

Used color: National flag | South African Government and Pantone Color Picker

     zelená rendered as RGB 000 119 073Pantone 3415 C
     žlutá rendered as RGB 255 184 028Pantone 1235 C
     červená rendered as RGB 224 060 049Pantone 179 C
     modrá rendered as RGB 000 020 137Pantone Reflex Blue C
     bílá rendered as RGB 255 255 255
     černá rendered as RGB 000 000 000
Flag of Iran.svg
Flag of Iran. The tricolor flag was introduced in 1906, but after the Islamic Revolution of 1979 the Arabic words 'Allahu akbar' ('God is great'), written in the Kufic script of the Qur'an and repeated 22 times, were added to the red and green strips where they border the white central strip and in the middle is the emblem of Iran (which is a stylized Persian alphabet of the Arabic word Allah ("God")).
The official ISIRI standard (translation at FotW) gives two slightly different methods of construction for the flag: a compass-and-straightedge construction used for File:Flag of Iran (official).svg, and a "simplified" construction sheet with rational numbers used for this file.
Flag of Ecuador.svg
Made by author of Xramp, first uploaded by Denelson83 as Flag of Ecuador.svg, modifications by Husunqu.
Flag of Bolivia.svg

Bolivijská vlajka

Flag of Bolivia*
country Template:I18n/Republic of Bolivia
used by Bolivia
from 1851
until Present
created by Government of Bolivia
format 15:22
shape rectangular
colours červená, žlutá, zelená

flag has 3 horizontal stripes

other characteristics A horizontal tricolor of red, yellow and green.
Flag of Belgium.svg

Belgická vlajka

This is the national flag of Belgium, according to the Official Guide to Belgian Protocol. It has a 13:15 aspect ratio, though it is rarely seen in this ratio.

Its colours are defined as Pantone black, Pantone yellow 115, and Pantone red 032; also given as CMYK 0,0,0,100; 0,8.5,79,0; and 0,94,87,0.
Flag of Finland.svg
Finská vlajka
Flag of Angola.svg
Vlajka Angoly
Flag of Rwanda.svg
Flag of Rwanda. The flag ratio is 2:3 with the stripes being 2:1:1. Colors are the following officially: Pantone 299 C 2X (blue), RAL 6029 (green), RAL 1023 (yellow) and RAL 1003 (golden yellow). (As of 03/08/2010, the only color used is the Pantone 299 C, which is from here. The rest of the colors are RAL shades from here.)
Flag of Ethiopia.svg
Vlajka Etiopie
Flag of Guatemala.svg
The flag of Guatemala, official since 1871.
Slovenia Flag.svg
Autor: Professorsolo2015, Licence: CC BY-SA 4.0
Flag of Slovenia
Iridium Satellite.jpg
Autor: Cliff, Licence: CC BY 2.0

This satellite is the heart of a space-based communications system called Iridium. Conceived, designed, and built by Motorola, the Iridium system provides wireless, mobile communications through a network of 66 satellites in polar, low-Earth orbits. Inaugurated in November 1998, under the auspices of Iridium LLC, this complex space system allowed callers using hand-held mobile phones and pagers to communicate anywhere in the world--a first in the history of telephony.

[1]
Flag of Laos.svg
Flag of Laos
Draha druzice2.jpg
(c) Zh, CC BY-SA 3.0
Trajectory of a satellite, description in Czech