Satellit — definition, typer, historie og anvendelser

Lær alt om satellitter: definition, typer, historie og anvendelser — fra Sputnik til moderne kommunikation, navigation og forskning.

En satellit er et objekt, der kredser om et andet objekt. Satellitter i rummet kan være naturlige eller menneskeskabte. Månen er en naturlig satellit, der kredser i kredsløb om Jorden. De fleste menneskeskabte satellitter kredser også om Jorden, men nogle kredser også om andre planeter, solen eller månen. Satellitter anvendes til mange formål. Der findes vejrsatellitter, kommunikationssatellitter, navigationssatellitter, rekognosceringssatellitter, astronomisatellitter og mange andre slags satellitter. Arthur C. Clarke populariserede ideen om kommunikationssatellitter.

Typer af satellit og kredsløb

Satellitter klassificeres ofte efter formål og efter hvilken type kredsløb de befinder sig i. De mest almindelige kredsløbstyper er:

• LEO (Low Earth Orbit) – lave kredsløb, typisk 160–2.000 km over Jorden. Bruges til mange jordobservationer, visse kommunikationssystemer, Den Internationale Rumstation (rumstationer, f.eks.) og de fleste CubeSats.
• MEO (Medium Earth Orbit) – mellem 2.000 og ca. 35.786 km. Typisk orbit for navigationssatellitter som GPS, GLONASS og Galileo.
• GEO (Geostationary Orbit) – cirka 35.786 km over ækvator, hvor en satellits omløbstid svarer til Jordens rotation, så den fremstår stationær over et punkt på ækvator. Bruges især af kommunikationssatellitter og vejrsatellitter.
• HEO (High Earth Orbit) og særlige baner – højere eller elliptiske baner, inklusive polære baner og solsynkronbaner, som er nyttige til gentagne observationer af samme jordområde.

Valget af kredsløb afhænger af opgaven: observationer af Jordens overflade kræver ofte lave baner for høj opløsning, mens global kommunikation og meteorologi ofte benytter geostationære eller højere baner.

Historie

Verdens første kunstige satellit, Sputnik 1, blev opsendt af Sovjetunionen den 4. oktober 1957. Dette overraskede verden, og USA arbejdede hurtigt på at opsende deres egen satellit og startede dermed rumkapløbet. Sputnik 2 blev opsendt den 3. november 1957 og bragte den første levende passager i kredsløb, en hund ved navn Laika. USA opsendte deres første satellit, kaldet Explorer 1, den 31. januar 1958. Det Forenede Kongerige opsendte sin første satellit i 1962.

Siden de første opsendelser er teknologien udviklet markant. Mellem 1960'erne og 1990'erne blev satellitter centrale for kommunikation, vejrvarsling, militær overvågning og videnskabelig udforskning. Store projekter som rumstationer er ofte blevet opsendt i dele og samlet i kredsløb. Der er også sket et skifte mod miniaturisering: små satellitter og konstellationer af hundredevis eller tusindvis af små satellitter (f.eks. til bredbåndskommunikation) er blevet almindelige.

Vigtige milepæle efter Sputnik inkluderer den første menneskelige rumflyvning (Yuri Gagarin, 1961), opsendelsen af rumteleskoper og sonder til andre planeter samt etableringen af globale navigationssystemer.

Anvendelser

Satellitter bruges i dag til et meget bredt spektrum af opgaver, bl.a.:

• Kommunikation: Telefon, TV, internet og militær kommunikation via kommunikationssatellitter.
• Navigations- og positionsservices: Systemer som GPS, Galileo og GLONASS styret af navigationssatellitter.
• Vejr- og miljøovervågning: Meteorologiske satellitter giver data om skyer, temperatur, havstrømme og klima.
• Jordobservation og fjernmåling: Landbrug, skovbrug, kartografi, katastrofeberedskab og overvågning af naturressourcer.
• Videnskab og astronomi: Rumteleskoper og sondersystemer til at studere Universet, Solen og planeter.
• Efterretning og rekognoscering: Satellitter til optisk og radarbilleddannelse og signalspejling.
• Rumstationer og menneskelig rumfart: Infrastruktur til længerevarende ophold og forskning i rummet.

Hvordan en satellit er bygget

En typisk menneskeskabt satellit består af to hoveddele: selve rumfartøjets konstruktion (satellitbussen) og nyttelasten (payload), som udfører missionens opgave (kamera, antenner, sensorer osv.). Andre vigtige systemer inkluderer:

• Strømforsyning: Solpaneler og batterier.
• Kommunikation: Antenner og radiosystemer til at sende data til og modtage kommandoer fra Jorden.
• Attitudekontrol: Systemer (hjul, raketdyser) til at stabilisere og peje satellitten.
• Propulsion: Motorer til kurskorrektion og eventuel de-orbitering.
• Termisk styring: For at holde instrumenter inden for driftstemperaturer.

Opsendelse, levetid og rumaffald

Satellitter opsendes med affyringskøretøjer og kan indsættes i deres ønskede baner enten direkte eller via mellemstationer. Levetiden varierer fra få år for små CubeSats til årtier for store geostationære satellitter eller rumstationer, der kan vedligeholdes. Når en satellit når slutningen af sin operationelle levetid, planlægges den ofte til kontrolleret de-orbitering, flytning til en "graveyard"-bane eller passiv deaktivering.

Et voksende problem er rumaffald: ikke-fungerende satellitter, udtjente rakettrin og fragmenter fra sammenstød kan udgøre risiko for operationelle missioner. Internationale retningslinjer og tekniske tiltag søger at begrænse affaldet og øge evnen til at fjerne eller mindske fragmentering.

Lovgivning og samarbejde

Rummet er reguleret gennem internationale aftaler, samarbejde mellem rumagenturer og nationale myndigheder. Mange missioner drives af statslige rumorganisationer, private selskaber og internationale konsortier. Fælles standarder, delegering af orbiterettigheder og ansvar ved kollisioner er vigtige emner i nutidig rumpolitik.

Siden de første opsendelser er tusindvis af satellitter blevet sendt op i kredsløb om Jorden. Nogle satellitter, især rumstationer, er blevet opsendt i dele og samlet i kredsløb. Fremtidens udvikling peger mod flere småsatellitter, større konstellationer for global dækning og bedre metoder til at håndtere rumaffald og forlænge satellitters brugstid.

Satellitter i kredsløb nu

Kunstige satellitter kommer fra mere end 50 lande og har brugt ti nationers opsendelseskapacitet til at opsende satellitter. Nogle få hundrede satellitter fungerer i øjeblikket, men tusindvis af ubrugte satellitter og satellitfragmenter kredser rundt om Jorden som rumaffald. Den største satellit er den internationale rumstation, som blev sat sammen af flere forskellige lande (bl.a. NASA, ESA, JAXA og RKA). Den har normalt en besætning på seks astronauter eller kosmonauter, der bor om bord. Den er permanent beboet, men besætningen skifter. Hubble-rumteleskopet er blevet repareret og opdateret af astronauter i rummet flere gange.

Der findes også menneskeskabte satellitter, der kredser om noget andet end Jorden. Mars Reconnaissance Orbiter er en af dem, der kredser om Mars. Cassini-Huygens kredsede om Saturn. Venus Express, der drives af ESA, kredser om Venus. To GRAIL-satellitter kredsede om månen indtil december 2012. Flere satellitter har kredset om Solen i årevis, og der kommer en til i 2019.

Menneskeskabte satellitter har flere forskellige anvendelsesområder:

• Videnskabelig undersøgelse
• Jordobservation - herunder vejrprognoser og sporing af storme og forurening
• Kommunikation - herunder satellit-tv og telefonopkald
• Navigation - herunder det globale positioneringssystem (GPS)
• Militær - herunder rekognosceringsfotografering og kommunikation (atomvåben er ikke tilladt i rummet)

En animation, der viser GPS-satellitternes baner i mellemlangt kredsløb om Jorden.


ESTCube-1 blev lavet til videnskabelige undersøgelser.

Orbits

De fleste menneskeskabte satellitter befinder sig i et lavt kredsløb om jorden (LEO) eller et geostationært kredsløb. For at forblive i kredsløb skal satellittens sideløbende hastighed balancere tyngdekraften for at forblive i kredsløb. Satellitter i lavt kredsløb befinder sig ofte mindre end tusind kilometer over jorden. Tæt på Jorden, i LEO, skal satellitterne bevæge sig hurtigere for at forblive i kredsløb. Lave kredsløb fungerer godt for satellitter, der tager billeder af Jorden. Mange har opgaver, der kræver en høj banehældning (de svinger over og under ækvator), så de kan kommunikere eller se på andre områder. Det er lettere at placere en satellit i lavt kredsløb om Jorden, men satellitten ser ud til at bevæge sig, når den ses fra Jorden. Det betyder, at en parabolantenne (en type antenne) altid skal være i bevægelse for at kunne sende eller modtage kommunikation med den pågældende satellit.

Mellemstor bane fungerer godt for GPS-satellitter - modtagere på Jorden bruger satellittens skiftende position og præcise tid (og en type antenne, der ikke behøver at være rettet) til at finde ud af, hvor på Jorden modtageren befinder sig. Men konstant skiftende positioner fungerer ikke for satellit-tv og andre typer satellitter, der sender og modtager mange oplysninger. De skal være i geostationær kredsløb.

En satellit i en geostationær bane bevæger sig rundt om Jorden lige så hurtigt som Jorden drejer rundt, så fra jorden ser det ud som om den er stationær (ikke bevæger sig). For at bevæge sig på denne måde skal satellitten være lige over ækvator og 35 786 km over jorden.

En satellit i en geostationær bane.

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvad er en satellit?

Spørgsmål: Hvad bruges satellitter til?

Spørgsmål: Hvornår blev den første kunstige satellit opsendt?

Spørgsmål: Hvem var den første levende passager, der blev sendt i kredsløb?

Spørgsmål: Hvornår opsendte USA sin første satellit?

Spørgsmål: Hvornår opsendte Det Forenede Kongerige sin første satellit?

Spørgsmål: Hvor mange satellitter er blevet opsendt siden da?

Søg efter bogstav