Ballongsatellitt

Echo 2 var den største ballongsatellitten med en diameter på 41 m

En ballongsatellitt er en kunstig jordssatellitt som etter å ha nådd sin bane bringes til sin tiltenkte størrelse ved gassfylling. For dette formålet er det tilstrekkelig med små mengder gass, som allerede er i ballonghylsteret ved start og utvides til et stort volum på grunn av vakuum i rommet.

Ballongsatellittenes storhetstid var mellom 1960 og 1975. På den ene siden ble de brukt til passiv radiokommunikasjon, på den andre siden på grunn av deres store lysstyrke var de et godt høykvalitetsmål for geodetiske formål (storskala stjernetriangulering ).

Ballonsatellitter Echo-1 og Echo-2

Den første slike raketten var Echo 1 , som ble sjøsatt 12. august 1960 av USA på en 1600 km høy bane . Den hadde opprinnelig en sfærisk form på 30 meter med et metallbelagt tynt plastskall laget av Mylar og ble brukt til å teste "passive" kommunikasjonssatellitter og som en geodetisk satellitt. Dets internasjonale COSPAR- nummer var 6000901 (9. start på 1960, første komponent).

En av de første radioforbindelsene var allerede vellykket over en avstand på nesten 4000 km (mellom østkysten av USA og California ). Da Echo-1 brant opp i 1968, hadde dens pågående banemåling med satellittkameraer på noen titalls bakkestasjoner forbedret kunnskapen om den eksakte jordfiguren med nesten en faktor 10 (til noen få meter).

Etterfølgeren var det tilsvarende konstruerte Echo 2 med en diameter på 41 meter (1964 til ca. 1970). Den sirklet rundt 400 km lavere og ikke lenger med en banehelling på 47 ° som Echo-1, men på en tilnærmet polar bane med en gjennomsnittlig tilbøyelighet på 81 °. Dette gjorde radioforbindelser og målinger mulig selv ved høyere breddegrader . I tillegg til 30-50 profesjonelle bakkestasjoner, rundt 200 amatørastronomer i såkalte moonwatch stasjoner over hele verden har bidratt til de ekko bane bestemmelser for analyse av baneforstyrrelser og jordens gravitasjonsfelt , som har bidratt omkring halvparten av de vektede observasjoner.

Den radiotekniske suksessen til Echo-1 ble gitt, men det "passive prinsippet" ( refleksjon av radiobølger på ballonghuden ) ble snart erstattet av aktive systemer for kommunikasjonsteknologi . Spesielt bør Telstar 1 (1962) og Intelsat I (1965) nevnes her. I tillegg til et interkontinentalt utvekslet TV-program, kunne de samtidig kringkaste flere hundre lydkanaler .

Rekkevidde av radiobølger, synlighet

Hvor langt en satellitt er synlig i så stor høyde kan enkelt beregnes med Pythagoras teorem . Det viser seg at den stiger eller setter seg i en 1500 km høy sirkelbane når den er 4600 km horisontal avstand . Den radio horisont er vanligvis større, svinger den verdien med lagdeling av jordens atmosfære .

Så hvis to radiostasjoner er 9000 km fra hverandre og satellittbanen går mellom dem, kan de motta gjensidig refleksjon hvis radiobølgene er tilstrekkelig sterke.

Imidlertid er den optiske synligheten lavere enn for radiobølger fordi

  1. satellitten må være opplyst av solen
  2. observatøren trenger en mørk sky (dvs. må være i skyggen av den jord på sin skumring eller natt side ).
  3. Lysstyrken til en kule avhenger også av vinkelen mellom forekomsten av lys og observatøren - se månens faser , og
  4. avtar kraftig nær horisonten fordi den atmosfæriske utryddelsen svelger opptil 90% av lyset.

Likevel, selv for presise formål med satellittgeodesi, er det ikke noe problem å observere et rakett som Echo 1 ned til 20 ° høyde - noe som tilsvarer en avstand på 2900 km. Derfor kan teoretisk avstand mellom overvåkingspunkter på over 5000 km legges bro, og i praksis minst 3-400 km.

Artiklene om Echo 1 , PAGEOS og verdensnettverket tilbyr ytterligere informasjon om den visuelle eller fotografiske observasjonen av lyse satellitter og ballonger og deres geodetiske bruk .

Flere ballongsatellitter

Air Density Explorer

Utforsker 24

For å undersøke tettheten til den høye atmosfæren ble fem satellitter fra Explorer- serien designet som ballonger (Explorer 9, 19, 24 og 39 samt DAD-B). Mens luftmotstanden til ballongsatellittene var et problem når den ble brukt som kommunikasjonssatellitt, var det til og med ønskelig her. På grunn av den lave massen og den høye luftmotstanden, kunne tettheten til den høye atmosfæren lett måles ved å måle endringen i bane for disse satellittene over lengre tid.

PAGEOS

PAGEOS satellitt i hangaren

PAGEOS ble startet spesielt for den såkalte globale nettverk av satellitt geodesi , som rundt 20 heltidsobservasjonsteam var på farten hele verden frem til 1973 . Med de velprøvde, helelektroniske BC-4- kameraene (1: 3 / brennvidde 30 eller 45 cm) tok de inn totalt 3000 brukbare fotoplater på 46 bakkestasjoner , hvorfra stasjonene kunne beregnes tredimensjonalt til et gjennomsnitt på 4 m. Koordinator for disse kampanjene var Hellmut Schmid fra ETH Zurich .

Den satellitt geodesi med Echo 1 og 2, på den annen side, møtte alle forventninger, ikke bare for de planlagte to til tre år, men i nesten 10 år. Derfor lanserte NASA den 30 meter lange ballongen kalt PAGEOS. Navnet står for "PAssiver GEOdätischer Satellit" på tysk og engelsk - ekko GEOS , en vellykket aktiv (elektronisk) satellitt fra 1965 .

Verdensnettverket hadde tre stasjoner i Europa : Catania på Sicilia, Hohenpeissenberg i Bayern og Tromsø i Nord-Norge. For å supplere det rene retningsnettet var det nødvendig med presise rutemålinger, som ble målt på fire kontinenter - og også over hele Europa - med nøyaktigheter på 0,5 mm per km.

Verdensnettverket gjorde det nå mulig for første gang å beregne det «geodetiske datoen» ( geosentrisk posisjon for landmålesystemene) på forskjellige kontinenter til noen få meter og å gjensidig transformere dem . På begynnelsen av 1970-tallet var det også mulig å beregne pålitelige verdier for nesten 100 koeffisienter av jordens gravitasjonsfelt ( sfærisk funksjonsutvikling opp til grad og orden 12-15).

PASCOMSAT og Gridsphere

OV1-8 PASCOMSAT

For å løse problemet med høyt drag med passive ballongkommunikasjonssatellitter , lanserte United States Air Force en serie eksperimentelle satellitter som besto av trådnett som reflekterte radiobølger og formet til en sfærisk form av en ballong. Ballongens materiale ble valgt slik at den sublimerte seg under påvirkning av UV-stråling fra solen . Dermed oppløste ballongen seg i bane på kort tid, og etterlot seg et sfærisk trådnett som reflekterte radiobølgene like godt som en ekte ballongsatellitt, men bare hadde en brøkdel av luftmotstanden. Selv om denne teknologien fungerte, var det ingen operativ bruk, ettersom aktive kommunikasjonssatellitter hadde vist seg å være betydelig kraftigere, slik at det ikke ble bygget flere passive modeller.

Se også

weblenker

Individuelle bevis

  1. ↑ National Museum of the United States Air Force Grid-Sphere Passive Communications Satellite ( Memento fra 14. desember 2013 i Internet Archive )