Жасанды серіктердің қозғалысы - Бүгінгі таңда бірнеше мыңдаған жасанды серіктер Жерді айналуда. Зымырандардың көмегімен белгілі бір орбитаға шығарылған серіктер сол алған жылдамдығы есебінен орбиталар бойымен қозғалады. Жасанды серіктердің қозғалысы денелердің ауырлық күші әрекетінен қозғалуының маңызды әрі ерекше жағдайы болып табылады.
Денелердің ауырлық күшінің әрекетінен қозғалуының қарапайым түрі — денелердің Жер бетіне вертикаль бағытта нөлге тең бастапқы жылдамдыкпен еркін түсуі. Бұл кезде дене Жердің центріне қарай g еркін түсу үдеуімен қозғалады.
Егер дененің бастапқы жылдамдығы нөлден үлкен болса және Жер бетіне жанама бойымен бағытталса, онда дене қисық траектория бойымен қозғалады. Бастапқы жылдамдықтың белгілі бір мәнінде Жер бетіне жанама бойымен лақтырылған дене (атмосфера болмаған жағдайда), ауырлық күшінің әрекетінен Жерді айнала дөңгелек орбита бойымен қозғала алады.
Бүкіләлемдік тартылыс күші әрекетінен дененің дөңгелек орбита бойымен қозғалысы жүзеге асатын жылдамдық бірінші ғарыштық жылдамдық деп аталады.
Жерден ұшатын дене үшін бірінші ғарыштық жылдамдықты аныктайық. Ауырлық күшінің әрекетінен дене Жер айналасында радиусы R шеңбер бойымен қозғалсын. Бұл кездегі еркін түсу үдеуі центрге тартқыш үдеу болады, яғни [g = \frac {v^2}{R}] . Ал бұдан [v^2 = g \cdot R] немесе [v = \sqrt {g \cdot R}]
Бұл — бірінші ғарыштық жылдамдықтың формуласы. Жердің радиусын 6400 км, ал g = 9,8 м/c2 деп алып, осы жылдамдықты есептейік: [v = \sqrt {9,8 \cdot 6,4 \cdot 10^6 } = 7,9 \cdot 10^3]
Жердің жасанды серіктеріне мұндай жылдамдықты тек қуатты ғарыш зымырандары ғана бере алады.
Егер Жердің жасанды серігінің Жерден һ биіктігін ескермеуге болмаса, һ биіктіктегі еркін түсу үдеуі [g_h = G \cdot \frac{M}{(R+h)_2}] формуласымен анықталады.
Бұл жағдайда бірінші ғарыштық жылдамдықты есептеуге арналған [v = \sqrt {g \cdot R}] формула [v = \sqrt {G \cdot \frac{M}{(R+h)_2} \cdot (R+h)}] немесе [v = \sqrt {G \cdot \frac{M}{(R+h)}}] түріне ие болады.
[v = \sqrt {G \cdot \frac{M}{(R+h)}}] формула бойынша кез келген планета серігінің бірінші ғарыштың жылдамдығын есептеуге болады. Мұнда Жер радиусы мен массасы мәндерінің орнына берілген планетаның сәйкес шамаларының мәндері қойылады.
Параболалық траекторияға сәйкес келетін жылдамдық екінші ғарыштық жылдамдық деп аталады.
Жерден ұшатын дене үшін екінші ғарыштық жылдамдықтың мәнін қорытып шығармай аламыз: [v_2 = \sqrt {2 \cdot v_1}] Серік мұндай жылдамдықпен парабола бойымен қозғала отырып, Күннің немесе басқа планетаның жасанды серігіне айналады.
[v_1] мен [v_2] арасындағы аралық жылдамдық ( [v_1 < v < v_2] ) кезінде серік Жерді созылыңқы эллипс бойымен айнала қозғалады.
Жердің алғашқы жасанды серігі 1957 жылдың 4 қарашасында ұшырылған болатын. Ол жұлдыздардың арасында жылдам қозғалып бара жатқан кішкене жұлдыз сияқты еді. Бүгінгі таңда жасанды серіктердің көмегімен көптеген пайдалы жұмыстар атқарылады, мысалы, Жер төңірегі кеңістігіндегі ғылыми зерттеулер, астрономиялық бақылаулар, байланыс (радио, теледидар), ауа райын болжау, Жердің табиғи қорларын зерттеу және т.б.
Планетааралық станциялар Марс пен Шолпанды, Меркурий мен Юпитерді зерттеді. Қазіргі кезде бір станцияның көмегімен бірнеше планеталарды зерттеу жүзеге асырыла бастады.
Қазіргі кезде Жерден 36000 км қашықтықтағы экваторлық орбитаға жаңа байланыс серіктері ұшырылады. Мұндай серіктердің Жерді айналу периоды 24 сағатка тең, яғни серік әр уақытта Жер бетінің белгілі бір нүктесінің үстінде болады. Мұндай серіктер телекоммуникацияда (телефондық байланыс, теледидар), дөл уақытты анықтау қызметінде кеңінен қолданылып отыр.
Жердің жасанды серігі (ЖЖС) — Жер төңірегіндегі орбитаға шығарылып, әр түрлі ғылыми және қолданбалы мәселелерді шешуге арналған ғарыштық аппарат. Дүние жүзіндегі ең тұңғыш ЖЖС КСРО-да 1957 жылы 4 қазанда ұшырылды. 1958 жылы 1 ақпанда орбитаға тұңғыш америкалық ЖЖС — “Эксплорер-1” шығарылды. Кейінірек өз ЖЖС-терін басқа елдер: 26.11.1965 — Франция (“А-1” серігі), 11.2.1970 — Жапония (“Осуми”), 24.4. 1970 — Қытай (“4 айна-1”), 28.10.1971 — Ұлыбритания (“Просперо”), 18.7.1980 — Үндістан (“Рохини”) ұшыра бастады. Канада, Франция, Италия, Ұлыбритания, т.б. елдерде жасалған кейбір серіктер 1962 жылдан бастап америкалық тасығыш ракеталардың көмегімен ұшырылды. Кеңестік тасығыш ракеталардың көмегімен Үндістан, Франция, Чехословакия, т.б. елдердің ЖЖС-тері орбитаға шығарылды. ЖЖС-ті тасығыш ракетаның көмегімен орбитаға шығару үшін оған бірінші ғарыштық жылдамдыққа тең (қ. [Ғарыштық Жылдамдықтар|Ғарыштық жылдамдықтар) немесе одан артық (бірақ 1,4 еседен асып кетпейтін) жылдамдық берілуі тиіс. ЖЖС-тің ұшуының төменгі биіктігі (орбитаның перигейінде) 140 — 150 км (атмосферада жылдам тежелуден сақтану үшін), жоғарғы биіктігі (орбитаның апогейінде) бірнеше жүздеген мың км-ге дейін. ЖЖС-тің жерді бір айналып шығу уақыты оның ұшу орбитасының орташа биіктігіне байланысты және 1,5 сағаттан бірнеше тәулікке созылады. Экватор жазықтығына жақын жатқан экваторлық орбитаға шығарылған ЖЖС экваториалдық ЖЖС, ал Жердің полюстері маңынан өтетін полярлық (немесе поляр маңындағы) орбитадағы ЖЖС полярлық ЖЖС деп аталады. Жер бетінен 35800 км қашықтықтағы экваториалдық орбитаға шығарылып, Жердің айналу бағытымен қозғалатын ЖЖС Жер бетінің бір нүктесінің үстінде “қалқып” тұрады (геостационарлық орбита). Мұндай ЖЖС-тер стационарлық деп аталады. ЖЖС-тердің ерекше типіне ғарыштық кемелер және герметикалық кабинасында адам өмір сүретін орбиталық стансалар жатады. Халықаралық келісімге сәйкес, егер ғарыштық аппарат Жерді кем дегенде бір рет айналып ұшса, ол ЖЖС деп аталады. Бұл шарт сақталмаған жағдайда ғарыштық аппарат баллистикалық траектория бойымен өлшеулер жүргізген зондылау ракетасы болып саналады және ЖЖС ретінде тіркелмейді. Орбитаға шығар кезінде ЖЖС-тен бөлініп қалатын тасығыш ракетаның соңғы сатылары, бас бөлігіндегі ауа ақтырғыш, т.б. қосалқы орбиталық нысандар болып есептеледі; бұл нысандар Жер төңірегіндегі орбитамен қозғалады; олар бірқатар жағдайларда ғыл. мақсат үшін бақыланатын нысан қызметін атқарғанымен, әдетте, оларды ЖЖС деп атамайды. ЖЖС-тер көмегі арқылы шешілетін мәселелерге байланысты олар ғыл.-зерт. ЖЖС-тері және қолданбалы ЖЖС-тер болып бөлінеді. Егер ЖЖС-те радиотаратқыштар, қандай да бір өлшеуіш аппаратура, жарық сигналдарын беретін импульстық шамдар, т.б. орнатылса оны активті ЖЖС деп атайды. Аталған жабдықтардың ешқайсысы жоқ, тек кейбір ғыл. мәселелерді шешу үшін жерден бақыланатындары (мұндай ЖЖС-тер қатарына диаметрі бірнеше ондаған м-ге жететін ЖЖС-баллондар жатады) пассивті деп аталады. ұылыми-зерттеу ЖЖС-тері Жерді, басқа аспан денелерін, ғарыштық кеңістікті зерттеуге, ғарыштық кеңістікте биологиялық, т.б. зерттеулер жүргізу үшін қызмет атқарады. ЖЖС-тің бортында орналастырылған аппаратура, сондай-ақ, ЖЖС-ті жер бетіндегі станциялардан бақылау астрономиялық, геодезиялық, биологиялық, геофизикалық және арнайы зерттеулер жүргізуге мүмкіндік береді. ұыл.-зерт. ЖЖС-теріне алғашқы кеңестік “Электрон”, “Протон”, “Космос” сериялы ЖЖС-тер, америкалық “Авангард”, “Эксплорер”, “ОГО”, “ОСО”, “ОАО” (геофизикалық, күндік, астрономиялық обсерваториялар) сериялы ЖЖС-тер; ағылшын ЖЖС-і — “Ариэль”, француз ЖЖС-і — “Диадем”, т.б. жатады. Байланыс орнатуға арналған ЖЖС-тер (кеңестік — “Экран”, америкалық — “Синком”, “Интелсат” ЖЖС-і), метеорологиялық ЖЖС-тер (кеңестік “Космос”, “Метеф” сериялы ЖЖС-тер, америкалық “Тирос”, “ЭССА”, “Нимбус”), Жер ресурстарын зерттеуге арналған ЖЖС-тер (америкалық “Лэндсат және “АЭМ”), навигациялық ЖЖС-тер, (кеңестік “Космос — 1000”, америкалық “Транзит”), техникалық мақсаттарға арналған ЖЖС-тер (ғарыштық жағдайдың материалдарға әсерін зерттеуге, борттық жүйелерді сынауға арналған), әскери ЖЖС-тер, т.б. қолданбалы ЖЖС-тер болып саналады. Кейбір ЖЖС-терге ғыл. зерттеулерді де және қолданбалы мәселелерді де шешуге мүмкіндік беретін аппаратура орнатылады. ЖЖС көмегімен шешілетін ғылыми және қолданбалы мәселелердің әр түрлі болуына байланысты олардың пішіндері, массалары, құрылымдық сұлбалары, борттық құрал-жабдықтарының құрамы әр түрлі болып жасалады. Мыс., кішігірім ЖЖС-тің массасы (“ЭРС” сериялы) — бар жоғы 0,7 кг; кеңестік “Протон — 4” ЖЖС-інің массасы 17 т. [1]
