Спутники Земли¶

Спутники Земли — естественные и искусственные объекты, вращающиеся вокруг планеты по орбитам под действием гравитации. Единственным естественным спутником является Луна. Искусственные спутники (ИСЗ) представляют собой космические аппараты, выводимые на околоземные орбиты с помощью ракет-носителей; к началу 2020-х годов на орбите Земли насчитывалось более 10 000 активных и неактивных искусственных объектов.

¶Естественные спутники

¶Луна

Луна — единственный естественный спутник Земли и пятый по величине спутник в Солнечной системе. Средний радиус — 1737,4 км, масса — 7,342 × 10²² кг (примерно 1/81 массы Земли). Среднее расстояние до Земли — 384 400 км, орбитальный период — 27,3 суток. Луна приближена к Земле гравитационным захватом и вращается синхронно, поэтому обращена к планете одной стороной.

¶Спутники других планет

Земля, согласно современным представлениям, не имеет других естественных спутников. Периодически сообщения о возможных «вторых лунах» — временных захваченных астероидах — появлялись в научной литературе, но подтверждённых долгоживущих спутников, кроме Луны, не обнаружено.

¶Искусственные спутники: история

Первый искусственный спутник Земли — «Спутник-1», запущенный СССР 4 октября 1957 года. Аппарат массой 83,6 кг вышел на эллиптическую орбиту с перигеем 215 км и апогеем 939 км и передавал на Землю радиосигнал в течение 21 суток.

Ключевые этапы освоения околоземного пространства:

¶Классификация искусственных спутников

По назначению ИСЗ делятся на несколько основных групп:

• Научные — для исследования космического пространства, Солнца, планет, гравитационного поля Земли («Прогноз», «Интеркосмос», «Спектр-РГ»).
• Геодезические — для уточнения формы и размеров Земли, определения координат пунктов («Космос»).
• Метеорологические — для наблюдения за атмосферой и прогноза погоды (серия «Метеор», «Электрон-Л»).
• Связи — для радио-, телевизионной и телефонной связи (серия «Молния», «Экспресс», «Ямал»).
• Навигационные — для определения координат и времени (российская система ГЛОНАСС, американская GPS, европейская Galileo, китайская BeiDou).
• Разведывательные и дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) — для съёмки поверхности, мониторинга («Ресурс», «Канопус», «Метеор-М»).
• Станции космической связи и ретрансляторы — для связи с дальними аппаратами («Радуга», «Горизонт»).

¶Орбиты искусственных спутников

По высоте и наклонению различают несколько типов околоземных орбит:

• Низкоорбитальные (LEO) — высота 160–2000 км. Находятся МКС (около 420 км), большинство спутников связи и ДЗЗ.
• Среднеорбитальные (MEO) — 2000–35 786 км. Находятся спутники навигационных систем ГЛОНАСС и GPS.
• Геостационарные (GEO) — высота около 35 786 км, орбитальный период равен сидерическому периоду вращения Земли (23 ч 56 мин). Спутник на такой орбите визуально неподвижен относительно поверхности планеты. На геостационарной орбите размещаются аппараты связи и метеорологические спутники.
• Высокоэллиптические (HEO) — вытянутые орбиты с большим апогеем, используются для связи в высоких широтах (серия «Молния»).

¶Современное состояние

К 2020-м годам на орбите Земли находилось свыше 10 000 активных спутников и значительное количество неактивных аппаратов и фрагментов. Крупнейшие национальные группировки: США (более 4000 активных аппаратов, включая констелляции Starlink и OneWeb), Россия, Китай, Европейский союз, Индия, Япония.

Российская орбитальная группировка включает спутники систем ГЛОНАСС, «Экспресс», «Метеор-М», «Ресурс-П», «Канопус-В», научные аппараты «Спектр-РГ» и «Луна-25» (2023).

¶Проблемы и перспективы

Рост числа спутников породил проблему космического мусора — неактивных аппаратов и фрагментов, создающих риск столкновений. По данным Роскосмоса и НАСА, на орбите отслеживается более 30 000 объектов размером свыше 10 см. Международные организации разрабатывают системы предотвращения столкновений и нормативы по выводу спутников с орбиты после завершения эксплуатации.

Развиваются новые направления: констелляции широкополосного спутникового интернета, космические солнечные электростанции, а также программы освоения Луны — российская программа «Луна» и международная станция «Лунные ворота» (Lunar Gateway).

¶Источники

• «Космонавтика России» — сборник статей о развитии отрасли.
• Каталог космических объектов ЦУП Роскосмоса.
• Ежегодные отчёты ООН о деятельности в области использования космического пространства в мирных целях.
• Справочник «Спутники Земли» — данные о параметрах орбит и назначении аппаратов.