Спутник Vanguard 1: 60 лет космической солнечной энергии

Воскресенье, 01 Апреля 2018
Спутник Vanguard 1: 60 лет космической солнечной энергии

17 марта 1958 года американский спутник Vanguard 1 вышел на орбиту, став четвертым спутником, когда-либо сделавшим это, и первым, который использовал солнечную энергию. Vanguard 1 был достаточно мал, чтобы удержать его в одной руке - 1,5 кг и 16 см в диаметре, с антенными антеннами 76 см (30 дюймов) поперек.

В целом у Vanguard 1 было 6 кремниевых солнечных элементов, которые генерировали около 1 Вт в целом. Для сравнения, мощность типичной современной солнечной фотоэлектрической системы в несколько тысяч раз больше, а глобальная солнечная мощность в сотни миллиардов раз больше.

Для чего первые спутники использовали электричество? Прежде всего, для отправки радиосигналов на Землю. Первым спутником, который когда-либо выходил на орбиту, был советский спутник Спутник 1 , который достиг орбиты за 6 месяцев до Vanguard 1 и транслировал радиосигналы на частотах 20 МГц и 40 МГц.

Эти радиосигналы могут быть обнаружены на Земле даже радиолюбителями.

Такая радиосвязь была односторонней. Ранние спутники не могли получать сообщения с Земли и были ,по существу, батареей, радиопередатчиком и антенной.

Второй и третий спутники, советский Спутник 2 и американский Explorer 1 , также использовали батареи для подачи радиосигналов, которые длились несколько дольше (у Explorer 1 был режим пониженной мощности, который продолжался 105 дней).

У Vanguard 1, однако , было два радиопередатчика . Один передатчик (на 108 МГц) питался от батареи, которой хватило на 20 дней.

Второй передатчик (на несколько более высокой радиочастоте, 108,3 МГц) работал за счет солнечных батарей и транслировался более шести лет, прежде чем замолчать.

Vanguard 1 был по существу прототипом спутника, тестовым образцом, чтобы сделать будущие спутники более надежными. Единственным научным оборудованием, кроме радиопередатчиков, были два термистора, которые измеряли изменение температуры тела спутника при переходе от теневой на солнечную сторону Земли и обратно. Однако, поскольку Vanguard 1передавал свой сигнал более шести лет, ученые постепенно накопили достаточно данных для получения новой информации о форме Земли. Ранее было известно, что Земля не была идеальной сферой и была сплющена на полюсах. Еще Ньютон предсказал это. Затем в 1887 году было подтверждение, когда команда, возглавляемая Александром Росс Кларком, измерила, что радиус Земли был на 21 км больше или на 0,3% больше на экваторе, чем на полюсах. Измерения Vanguard 1 доказали, что Земля немного «грушевидной формы» - асимметричная между северным и южным полушариями.

Зонды и космические полеты были одной из первых сфер применения солнечной энергии. Фотовольтаические ячейки в то время были невероятно дорогими и плохо работали, но в космосе солнечная энергия имела явные преимущества.

Например, для сжигания требуется, чтобы топливо и кислород (или другой окислитель) поднимались с Земли в резервуарах.

Например, в ракетных двигателях Сатурна V, которые посылали людей на Луну, были резервуары с жидким водородом и жидким кислородом. Не перезаряжаемые батареи не могли обеспечить мощность долгое время без большого количества «химического топлива». Но в космосе, над облаками, солнечная энергия была более или менее постоянной все время. Поэтому можно было обходиться без топлива.

Сегодня на Международной космической станции имеется 84 кВт солнечных панелей, которые полностью обеспечивают ее работу,включая системы жизнеобеспечения для 6 членов экипажа, средств связи и научного оборудования. Аккумуляторные батареи обеспечивают питание в течение 35 из каждых 90 минут, когда станция находится в тени Земли.

Vanguard 1 уже не подает сигнал, но продолжает вращаться вокруг Земли и сегодня на высоте от 600 до 4000 км, вращаясь вокруг Земли примерно каждые 2 часа.

Теперь это самый старый объект, который все еще находятся в космосе. Спутник 1 и Спутник 2 снова вошли в атмосферу примерно через год после запуска, а Explorer 1 - в 1970 году.

Vanguard 1 находится на очень стабильной орбите и пробудет там еще 180 лет, считают в NASA.

Следите за новостями в социальных сетях:

Спасибо, я уже в группе