Como funcionam os satélites?

O Google Earth oferece a você a oportunidade de visitar qualquer lugar na Terra, mas o que a maioria das pessoas faz? Olhe para a sua própria casa. Na verdade, o Google Earth não mostra apenas imagens de alta resolução; Como Scrooge em um dos seus fantasmas, você é praticamente jogado lá, como você pode testemunhar pedestres e tráfego ao vivo! Mas como o Google Earth consegue esse feito?

Com satélites!

O que é um satélite?

A palavra satélite não descreve necessariamente uma caixa mecânica que flua através do espaço com painéis solares ligados a ambos os lados. Em termos mais gerais, um satélite é qualquer objeto baseado em espaço que orbita um planeta. Por exemplo, a lua é um satélite natural, enquanto os satélites lançados para propagar comunicação e navegar são artificiais, satélites artificiais.

Para colocar um satélite em uma órbita estável em torno da Terra, ele precisa superar a atração gravitacional da Terra e a resistência do ar em sua atmosfera mais baixa. A velocidade em que escapa dessa atração é a velocidade de escape, que é de cerca de 7 milhas por segundo. Mesmo depois de escapar da Terra, a tendência de um satélite em permanecer em sua órbita é contestada pela constante atração da terra da Terra.

Sua velocidade linear o empurra para fora, enquanto a gravidade o puxa para dentro do planeta. O satélite eventualmente se instala em uma órbita quando essas forças são equilibradas.

A velocidade para manter um satélite em órbita é muito maior, e é conhecida como a velocidade orbital, que é de cerca de 17,000 milhas por hora.

Os satélites vêm em dois tipos:

1. Polar: esses satélites se deslocam sobre os pólos e monitoram a Terra enquanto roda continuamente abaixo deles, de modo que eventualmente toda a Terra está sujeita ao seu escrutínio, pois permanecem no mesmo lugar.
2. Geossíncrono ou geoestacionário: estes sãoanexadosa um local específico, pois sua rotação é sincronizada com a rotação da Terra. Estes são usados ​​para monitorar ou se comunicar com os receptores em um local específico.

Anatomia de um satélite

Controle de atitude

• Os satélites devem tomar medidas precisas de seu lugar em órbita sem oscilar. É por isso que eles são regularmente estabilizados, o que é chamado de controle de atitude.
• O movimento giroscópico é utilizado para estabilizar a posição das câmeras de um satélite e sua orientação no espaço em relação ao objeto que está em órbita.
• Sem estabilização, um satélite pode desviar-se do seu caminho para o espaço ou para a Terra, proporcionando resultados imprecisos e tornando-o pouco confiável.
• Os giroscópios rotam até 6.000 RPM para estabilização de três eixos e cerca de 60-70 RPM para um satélite cilíndrico estabilizado por rotação.

Corpo ou Ônibus

O corpo de um satélite abriga o equipamento científico necessário que possui. Ele é projetado especificamente para carregá-los com segurança no espaço. Os engenheiros devem considerar uma série de objetivos diferentes ao projetar e desenvolver o corpo.

• A camada externa o protege de partículas espaciais ou micrometeoritos flutuando no espaço.
• Materiais anti-radiação que o protegem das radiações UV nocivas do Sol.
• O satélite deve manter uma temperatura confortável para o bom funcionamento e deve conduzir calor longe de seu equipamento.
• Estruturas para suportar e conectar materiais.
• Outro fator importante é a economia. Seu desenvolvimento deve ser econômico, como em, custo-efetivo em relação a suas despesas, longevidade e peso.

Comunicação

Os circuitos responsáveis ​​pela comunicação são conhecidos como transponders do satélite. Um satélite comunica por transmitir ou receber sinais.

Transmissor

O transmissor é uma combinação de vários circuitos individuais.

1. Fonte de alimentação: para fornecer energia constante a todos os circuitos de um transmissor para o seu funcionamento.
2. Oscilador: o circuito dos osciladores gera um sinal de radiofrequência, que é uma onda senoidal de amplitude constante. Esta onda é conhecida como transportadora, já que é combinada com a informação a ser transmitida e literalmente a carrega sobre si mesma.
3. Modulador: este circuito combina a operadora com a informação a ser transmitida variando algum parâmetro do portador, como sua amplitude ou freqüência.
4. Amplificador: os satélites também usam amplificadores para amplificar um sinal enfraquecido e retransmitir para outros satélites.
5. Antena: Finalmente, este sinal amplificado é passado para a antena, que usa refletores para vomitar e irradiar o sinal como ondas de rádio em direção ao receptor.

Receptor

O receptor intercepta a onda EM transmitida e extrai a informação dentro dela para ser usada. O receptor consiste em circuitos que refletem os circuitos individuais de um transmissor.

1. Antena: a antena converge as ondas de rádio através de um refletor. As ondas são convergidas pelos focos, passando por torções e voltas para finalmente chegar aos circuitos onde são processados.
2. Amplificador: À medida que o sinal viaja através de um meio, parte de sua energia é atenuada, razão pela qual é amplificada novamente no final do receptor.
3. Sintonizador: o receptor recebe vários sinais em uma variedade de freqüências de diferentes transmissores. Um sintonizador é usado para ouvir um sinal particular que você quer ouvir.
4. Detectar: ​​O receptor entãodesmodulao sinal ou extrai a informação necessária do sinal da operadora.
5. Amplificador: a informação é amplificada novamente no final para fortalecê-la e garantir que seja entregue com potência suficiente.

Fonte de energia

Um satélite precisa operar 365 dias por ano, 24/7, girando e coletando dados. A fonte de energia mais prontamente disponível é o Sol, mas mesmo o Sol é rastreado pela Terra durante os eclipses. T seu é por isso que as células solares são acompanhadas por baterias de alto desempenho.

Sistemas de comando e controle

Este é o cérebro do satélite e inclui o sistema de rastreamento, telemetria e controle (TT & C), que monitora e controla todos os parâmetros do satélite, armazena e analisa todos os dados e rege sua comunicação com um ou mais satélites.

Os dados consistem em informações científicas ou sinais de telecomunicações, bem como a posição do satélite e informações de saúde.

Como se comunica?

A comunicação não necessariamente deve ocorrer no espectro do Rádio. O controle remoto da TV se comunica com o set set box com ondas de infravermelho, enquanto os telefones se comunicam com microondas. A seleção de uma porção particular do espectro eletromagnético depende de muitos fatores, como o tamanho das antenas, a distância entre os dois dispositivos participantes e os obstáculos entre eles.

As ondas sofrem um fenômeno chamado difração, o que os torna desviados e viajam em torno de um obstáculo. A difração só pode ocorrer se o comprimento de onda de uma onda for comparável ao tamanho do obstáculo. Os grandes comprimentos de onda das ondas de rádio permitem que sejam facilmente difratados em torno de edifícios e montanhas.

As ondas de rádio transmitidas por satélites também são refletidas pelas partículas carregadas da ionosfera. Isso é extremamente útil quando dois satélites na Terra precisam se comunicar, mas não estão diretamente na linha devido à curvatura da Terra. A antena transmissora projeta as ondas em ângulos de incidência particulares, de modo que são refletidas pela ionosfera na direção do receptor.

Os satélites também podem se comunicar com a ajuda de um satélite espacial. Os satélites pendurados no espaço se comportam como um espelho, desviando sinais na direção do satélite que o recebe. Os satélites espaciais não apenas refletem sinais, mas amplificam e re-transmitem, pois estão enfraquecidos devido à constante dissipação no meio e à absorção pela atmosfera.

Largura de Banda e Transmissão

O espectro de rádio compreende uma gama de freqüências nas quais a informação pode viajar. No entanto, a comunicação ocorre apenas em frequências específicas estabelecidas pela União Internacional de Telecomunicações, com sede em Genebra, na Suíça. As frequências são agrupadas para formar largura de banda. Eles podem ser sinais de banda estreita (kHz), que são usados ​​para serviços limitados, como paginação e comunicação de dados baixos, ou sinais de banda larga (MHz), que são usados ​​para comunicação avançada, como transmissão de vídeo.

A transmissão de uma estação na Terra para um satélite no espaço é chamada de uplink. O satélite, em seguida, amplifica-o e reencaminha esse sinal –em uma freqüência diferente – devolta à Terra para um ou mais receptores. Isso é chamado de downlink. A área coberta pela radiação na Terra é chamada de pegada.

Os satélites são dispositivos extremamente úteis que nos ajudam a compreender a incompreensível geografia do nosso planeta. Embora os satélites tenham tido uma má reputação, já que eles permitem que corporações de publicidade gigantes e gigantes de segurança nos mantenham sob vigilância constante e desrespeite nossa privacidade, eles ainda nos conectam para pessoas em todo o mundo através do nosso telefone ou telas de computador e ajudam Nós alcançamos essas pessoas navegando-nos uma vez por vez.

Referências:

1. Spacesim
2. Universidade Estadual de Oregon
3. Universidade de Delaware
4. A Administração Nacional de Aeronáutica e do Espaço (NASA)