Mesterséges égitestek

A mûhold alapvetôen és eredendôen kommunikációs eszköz. Arra találták ki, hogy a világ számtalan jelenségérôl gyûjtsön és továbbítson információt, a távoli csillagoktól az utcán haladó autó rendszámáig. Amúgy mellékesen pedig, mint kiderült, arra is jó, hogy átjátszóállomásként vegye a Föld egyik pontjáról kiinduló rádióadást, felerôsítse, majd adóként tovább sugározza a Földnek egy másik helyére. Ezen a felismerésen alapul a mûholdas adattovábbítás, a mûholdas mûsorszórás és a mûholdas telefonálás.A mûhold, akárcsak az igazi, a Föld körül kering, idôrôl idôre visszatérve ugyanarra a helyre. Egészen pontosan, mindig egy hajszálnyit közelebb érkezik vissza a Földhöz, mert lassul, de ezt most figyelmen kívül hagyhatjuk. Az út, amit megtesz, a pályája, amit az alakja, az a szög, amit az egyenlítô síkjával bezár és a magassága jellemez. Ezeket a paramétereket aszerint választják meg, hogy mi a mûhold feladata. A legtöbb mesterséges égitestet körpályára helyezik, de elôfordul ellipszis alakú is. Az, hogy a mûhold mennyi idô alatt kerüli meg a Földet, a repülési magasságtól függ, akárcsak az, hogy a Földnek mekkora része látható róla egyszerre. Attól függôen, hogy milyen szöget zár be a mûhold pályája az Egyenlítô síkjával, halad el a mûhold az északi, illetve a déli félteke egyes részei fölött. Vannak pontosan az Egyenlítô fölött repülô mûholdak is.Geostacionárius (GEO) egyenlítôi pályáról akkor beszélünk, ha a mûhold azon a különleges magasságon kering, ahol a Földdel együtt halad, mindig állni látszik ugyanazon pont felett. Ez a távolság mintegy 5,6-szerese a Föld sugarának, tehát 35800 kilométer körül van. GEO mûholdak a világûri közvetlen tévéadók és a nagy sávszélességû internetsugárzók. Vannak különféle megfigyelô mûholdak – például kémholdak –, amelyek szintén geostacionárius pályán keringenek a Föld körül.Alacsony pályánA legfeljebb kétezer kilométer körüli magasságban keringô mûholdakra azt mondja a szakirodalom, hogy alacsony a pályájuk. A pályára állítása során minden mûhold alacsonyan kezdi, ide juttatják föl rakétával, és saját hajtómûve emeli a kijelölt magasságba. Elônye az alacsony pályának, hogy közelebb van a Földhöz, innen a mûhold mûszereivel, fényképezôgépével jobban meg tudja figyelni, mi történik a felszínen, és a vele való rádiós kapcsolattartás viszonylag kis energiát igényel. Alatta van ez a pálya a nagy energiájú részecskékkel zsúfolt Van Allen-gyûrûnek is. A rádiójel gyorsabban eléri, és onnan is gyorsabban jut a Földre, mint a magasabb pályán lévô mûholdról, ezért az alacsony pályára állított mesterséges égitest jól használható a kommunikációban.Közepes magasságú pályaTízezer kilométer magasság és az alacsony és a geostacionárius pályák elônyeinek-hátrányainak kiegyenlítôdése jellemzi a közepes pályamagasságot. Általában navigációs és kommunikációs mûholdak kerülnek ide. Az amerikai navigációs rendszer, a Navstar Global Positioning System (GPS), az orosz globális navigációs rendszer és az Odyssey privát amerikai kommunikációs program egyaránt a közepes magasságú pályára állítja mûholdjait. Poláris pálya az, amikor a mûhold elhalad az Északi- és a Déli-sark fölött. A legtöbb poláris mûhold alacsony pályán halad. Az amerikai nemzeti óceán- és atmoszféraigazgatás két poláris mûholdja folyamatosan mér, és hatóránként jelent a Földre bárhol foghatóan idôjárási adatokat.Energia- és térellátásA mûholdnak ahhoz, hogy kapcsolatot tudjon tartani a Földdel, teljesíteni tudja a feladatát, energiára van szüksége. Ezt általában a Naptól kapja, és fényelemekkel alakítja át villanyárammá. A Hubble ûrteleszkópot egy kétszázkilencven négyzetméteres, öt és fél kilowattos, a Global Positioning System mûholdjait 4,6 négyzetméteres, hétszáz wattos naperômû szolgálja ki.Mára szinte megteltek a Föld körül azok a sávok, ahol a legjobb pályák vannak. A fent lévô mûholdakról részletek a http://www.SatcoDX1 .com honlapon találhatók, magyarul is. Amikor új mûholdat helyeznek pályára, pontosan ki kell számolni, hogy hova kerüljön ebben a tülekedésben, rádióadása hol nem fogja zavarni a már pályán lévôket, és viszont, azok hol nem fogják ôt zavarni. Amikor egy mûhold befejezte küldetését, lelassítják, míg csak be nem ér a sûrûbb légtérbe, és el nem ég. Sajnos vannak pályák és mûholdak, amelyeknél ez nem történik meg maradéktalanul, szétesnek, és egyes részeik becsapódnak a Földbe. Szerencsére baleset ebbôl még nem következett be.Egy kis történelemA Szputnyik 1. volt az elsô mûhold, amit sikerült pályára állítani. 1957. október negyedikén lôtték fel, elliptikus pályára, aminek a legnagyobb távolsága kilencszázötven, a legkisebb kétszázhuszonöt kilométer a Földtôl. Az elsô szputnyik huszonegy napig sugározta adását, ami egy egyszerû „bip-bip”-bôl állt, majd lelassulva 1958. január 4-én a Föld sûrû légterébe lépve elégett. Az elsô élôlényt, a Lajka kutyát is a Szovjetunióból állították Föld körüli pályára 1957. november 3-án. Néhány napig utazott a Szputnyik 2. fedélzetén, aztán elaltatták, mielôtt elfogyott volna a levegôje.Az Amerikai Egyesült Államok elsô mûholdja, az Explorer 1. 1958. január 31-én állt elliptikus pályára. Föld-közeli pontja háromszázhatvan, a legtávolabbi pedig kétezer-ötszáz kilométer magasságban volt. James Van Allen az általa a Földre sugárzott jeleket elemezve jutott arra a következtetésre, hogy létezik a Föld körül egy kettôs gyûrû nagy energiájú részecskékbôl, pontosabban elektronokból és protonokból. Ez a Van Allen sugáröv. Az 1960. augusztus 10-én felbocsátott megfigyelô mûhold, a Discoverer 13. volt az elsô, amelynek visszatérô részegysége is volt. Kidobott egy kapszulát, amit meg is találtak a haditengerészek. Azóta is rendszeresen dobnak le mûholdak exponált filmtekercseket.