ΤΟ ΔΙΑΣΤΗΜΑ, ένας ανεξερεύνητος, άγνωστος κόσμος…

 της μαθήτριας Φωτιάδου Αφροδίτης (τμήμα Β4 / σχολ.έτος 2010-2011)

Ο άνθρωπος πάντα ονειρευόταν να πετάξει σε άλλα ουράνια σώματα και να δώσει απάντηση σε πολλά ερωτήματα για τη γέννηση και την πορεία του ηλιακού μας συστήματος. Η σύγχρονη επιστήμη και η εξέλιξη του τεχνικού πολιτισμού του έδωσαν αυτή τη δυνατότητα, δηλαδή να πετάξει στο διάστημα! Έτσι, άρχισαν να δημιουργούνται υπερβολικά φιλόδοξοι στόχοι αλλά παρ’ όλα αυτά πραγματοποιήσιμοι. Σαν πρώτος στόχος έρευνας ήταν η Σελήνη που θεωρήθηκε και σαν αφετηρία μεγαλύτερης διείσδυσης στο διαπλανητικό χώρο. Η εξερεύνηση της Σελήνης ήταν η συνέχεια των παλαιότερων εξερευνήσεων των απρόσιτων ακόμα περιοχών της γης, όπως η Ανταρκτική και η Αρκτική. Το ταξίδι προς τη Σελήνη και γενικά οι έρευνες προς τον εξωγήινο χώρο είχαν σαν σκοπό την επιστημονική έρευνα και δραστηριότητα και κατ’ επέκταση το
όφελος της ανθρωπότητας. Ένα μέσο με το οποίο μπορούν οι επιστήμονες να εξερευνήσουν το διάστημα είναι οι δορυφόροι.


Η εξερεύνηση του διαστήματος και οι τεχνητοί δορυφόροι

Οι τεχνητοί δορυφόροι είναι ανθρώπινα κατασκευάσματα που μπαίνουν σε τροχιά γύρω από τη γη για σκοπούς πρακτικούς και επιστημονικούς. Ο πρώτος τεχνητός δορυφόρος ( Σπούτνικ Νο1) εκτοξεύτηκε στις 4 Οκτωβρίου του έτους 1957από την ΕΣΣΔ και η μάζα του ήταν 85 κιλά.  Ο πρώτος Αμερικανικός δορυφόρος εκτοξεύτηκε στις 1 Φεβρουαρίου 1958. Στη συνέχεια και άλλες χώρες έστειλαν δορυφόρους στο διάστημα.


   Σήμερα, μετά από αυτές τις εκτοξεύσεις δορυφόρων στο διάστημα από πολλές και διάφορες χώρες, μπορούμε να πούμε ότι γύρω από τη γη περιστρέφονται περίπου 1500. Η εκτόξευση των δορυφόρων αυτών είναι αποτέλεσμα των επιτευγμάτων της πυραυλικής, την ηλεκτρονικών, της τεχνολογίας των Η/Υ, της ουράνιας μηχανής και άλλων τομέων της επιστήμης και της σύγχρονης τεχνολογίας. Οι δορυφόροι διακρίνονται σε δυο μεγάλες κατηγορίες: στους επιστημονικούς και στου δορυφόρους εφαρμοσμένης τεχνολογίας.

Οι επιστημονικοί δορυφόροι χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της γης, των πλανητών και των άλλων σωμάτων του διαστημικού χώρου Είναι γενικά δορυφόροι για παρατηρήσεις μεγάλης σπουδαιότητας στην επιστήμη αναφορικά με τα ουράνια σώματα. Τους δορυφόρους εφαρμοσμένης τεχνολογίας τους χωρίζουμε πάλι σε δορυφόρους τηλεπικοινωνιακούς, μετεωρολογικούς, δορυφόρους ναυσιπλοΐας, καθώς και δορυφόρους που δίνουν στοιχεία για τα αποθέματα διαφόρων υλικών της γης.
   Οι δορυφόροι που μεταφέρουν αστροναύτες και μεγάλο πλήθος πολύπλοκων συσκευών παρακολούθησης και μέτρησης λέγονται επανδρωμένοι δορυφόροι. Οι δορυφόροι που κινούνται κοντά στον Ισημερινό λέγονται ισημερινοί και κινούνται με την ταχύτητα και τη διεύθυνση της γης. Στον παρατηρητή που βρίσκεται στην επιφάνεια της γης φαίνονται ακίνητοι. Ενώνουν δηλαδή τηλεπικοινωνιακά τόπους μεγάλων χιλιομετρικών αποστάσεων,
έως και 15.000 χλμ.). Τηλεπικοινωνιακός σταθμός στην Ελλάδα που έχει επαφή με τηλεπικοινωνιακό δορυφόρο υπάρχει στις Θερμοπύλες.


Ποιοι είναι οι τύποι δορυφόρων και πως λειτουργούν

Μπορούμε να διακρίνουμε τρεις τύπους δορυφόρων:
1)    Τους μη επανδρωμένους ( επιστημονικοί και τεχνολογίας) που ελέγχονται από τη γη ή από συσκευές ελέγχου που βρίσκονται πάνω στο δορυφόρο.
2)    Τους επανδρωμένους δορυφόρους.
3)    Τους επανδρωμένους τροχιακούς σταθμούς. Ο προσδιορισμός της θέσης του δορυφόρου όπως και ο προσανατολισμός του εξαρτάται από το σκοπό που εξυπηρετεί. Αν δηλαδή πρόκειται για παρατήρηση της γης, έχει στραμμένα τα διάφορα όργανα προς την επιφάνεια της γης. Αν  παρατήρηση αφορά τον ήλιο ή άλλα ουράνια σώματα έχει διαφορετικό προσανατολισμό και διαφορετική θέση.
     Η ενέργεια που χρειάζονται τα διάφορα όργανα των δορυφόρων λαμβάνεται από ηλιακούς συσσωρευτές που βρίσκονται πάνω στο δορυφόρο. Τα πτερύγια των συσσωρευτών αυτών παίρνουν θέση πάντοτε κάθετη προς τις ηλιακές ακτίνες.

    Πολλοί δορυφόροι είναι εξοπλισμένοι με πυραυλικούς κινητήρες που ενεργοποιούνται για λίγο με εντολή από τη γη, όταν το κέντρο που παρακολουθεί τις κινήσεις του κρίνει σκόπιμη την αλλαγή θέσης ή την αύξηση της ταχύτητάς τους. Μ’ αυτόν τον τρόπο δορυφόροι μη επανδρωμένοι που εκτοξεύονται αρχικά γύρω από τη γη, με εντολές από το κέντρο, παίρνουν άλλη θέση τροχιάς, σεληνιακή ή διαστημική. Η παρακολούθηση των τεχνητών δορυφόρων γίνεται από ειδικούς σταθμούς οπτικά με τη βοήθεια ηλεκτρονικών οργάνων ή με ραδιοφωνική επικοινωνία ή ακόμα με ακτίνες λέιζερ.
    Οι τηλεπικοινωνιακοί δορυφόροι κάνουν λήψεις, ενισχύουν και εκπέμπουν σήματα τηλεόρασης και ενισχύουν τα σήματα ραδιοτηλεφωνικών και τηλεγραφικών επικοινωνιών ανάμεσα σε σταθμούς που απέχουν χιλιάδες χιλιόμετρα μεταξύ τους. Γι’ αυτό παίζουν σπουδαίο ρόλο στις επικοινωνίες των μεγάλων αστικών κέντρων της υδρογείου. Η χρήση των δορυφόρων υπόσχεται πάρα πολλά πέρα από τις επικοινωνίες και την επιστημονική παρατήρηση. Στην παγκόσμια επίσης οικονομία οι δορυφόροι είναι σοβαροί παράγοντες γιατί δίνουν πολύτιμες πληροφορίες για τη γεωλογία, την αλιεία, τη δασοπονία, την παρακολούθηση της ρύπανσης κ.ά.


Ποικιλία δορυφόρων…

1. Επιστημονικοί δορυφόροι.  Είναι μια σειρά δορυφόρων για παρατηρήσεις γύρω από τον ήλιο, της ηλιακής δραστηριότητας των διαφόρων ηλιακών φαινομένων για τη μελέτη των ακτινοβολιών, ακτίνων χ, α και γ. Επίσης είναι δορυφόροι σε διάφορες τροχιές σαν γεωφυσικά παρατηρητήρια με πλήθος άλλων αποστολών μελέτης των κοσμικών σωματιδίων και μετεωριτών. Οι επιστημονικοί δορυφόροι ερευνούν την πυκνότητα φορτισμένων σωματιδίων στην ιονόσφαιρα και την επίδρασή τους στη μετάδοση των ραδιοκυμάτων, τη σύνθεση της ζώνης ακτινοβολίας Βαν Αλλεν, την κοσμική ακτινοβολία και την  έκτασή της, το μαγνητικό πεδίο της γης, την ακτινοβολία βραχέων κυμάτων από τ’ άστρα και τον ήλιο, τη μελέτη της τροπόσφαιρας και την κατανομή των νεφών, καθώς και τον σχηματισμό τους στην ατμόσφαιρα. Οι δορυφόροι αυτοί είχαν διάφορα ονόματα κατά καιρούς. Στους Σοβιετικούς είχαν την ονομασία «Κόσμος», στους Αμερικανούς έχουμε τη σειρά Πήγασος 1, OSO1 και πολλοί άλλοι. Η σειρά των δορυφόρων αυτών έχουν προετοιμάσει το έδαφος για την αποστολή των επανδρωμένων διαστημοπλοίων. Ο αριθμός των δορυφόρων αυτών έφτασε τους 1400.
   

2. Δορυφόροι επικοινωνιών.  Τα μικροκύματα στις τηλεπικοινωνίες με τη βοήθεια των δορυφόρων γίνονται τρομερά αποτελεσματικά στη μετάδοση μηνυμάτων που μεταδίδονται σ’ ευθεία γραμμή όπως το φως. Έτσι θα χρειαζόταν πύργοι πολύ υψηλοί για τη μετάδοση σημάτων σε σχετικά μικρή απόσταση. Οι δορυφόροι αυτοί που διακρίνονται σε παθητικούς και ενεργητικούς, παίρνουν τα σήματα και τα ανακλούν (παθητικοί) ή μετά τη λήψη των σημάτων τα ενισχύουν (ενεργητικοί) και πολλές φορές μεταβάλλουν και τη συχνότητα για την αποφυγή παρασίτων και τα ξαναστέλνουν στη γη σε μεγάλες αποστάσεις από το σημείο εκπομπής των σημάτων. Από την οικογένεια αυτή των δορυφόρων γνωστοί είναι οι: «Ηχώ», «Σκουόρ», «Μολνιγια ΙΑ», «Κουριέ», οι«Ρίλεη Τετλάρ», «Κόσματ», «Σίνγκομ 3». Σήμερα η χρήση των δορυφόρων επικοινωνούν για την εξυπηρέτηση κρατών μεταξύ των ηπείρων είναι κάτι το σύνηθες και η εξέλιξή τους είναι αλματώδης. Μ’ αυτούς γίνεται η μετάδοση αθλητικών αγώνων σ’ όλο τον κόσμο ή άλλων γεγονότων παγκοσμίου ενδιαφέροντος.      
 

3. Μετεωρολογικοί δορυφόροι.  Ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα του ανθρώπου πριν από μερικές δεκαετίες ήταν και το πρόβλημα της πρόβλεψης του καιρού. Ο καιρός έχει άμεση σχέση με την επιβίωση του ανθρώπου και γενικά με την οικονομική του πρόοδο. Για την πρόγνωση του καιρού παλιότερα έγιναν πολλές μετεωρολογικές μελέτες με όργανα όμως που ήταν εγκατεστημένα στη γη και έφτασαν να έχουν επιτυχία στις προγνώσεις κατά 85%, ο καιρός όμως επηρεάζεται από πολλούς αστάθμητους παράγοντες.
   Σήμερα γίνονται προβλέψεις για 48 ώρες με προοπτική να γίνονται προβλέψεις με σημαντικό ποσοστό επιτυχίας για 15 μέρες. Πιο σημαντικοί τύποι διαφόρων της κατηγορίας είναι η σειρά «Τίρος» και «Νίμπους». Οι μετεωρολόγοι επιστήμονες με τους δορυφόρους «Τίπος» των ΗΠΑ και «Μεκόρ» της Ρωσίας ένωσαν τις προσπάθειές τους σ’ ένα κοινό μετεωρολογικό δίκτυο υπό την αιγίδα της Παγκόσμιας Μετεωρολογικής Οργάνωσης(Ο.Μ.Μ.).


   Οι πληροφορίες των δορυφόρων αυτών μεταδίδονται σε τρία παγκόσμια μετεωρολογικά κέντρα: τη Μόσχα, τη Μελβούρνη και την Ουάσιγκτον. Στα κέντρα αυτά ηλεκτρονικοί εγκέφαλοι επεξεργάζονται τα στοιχεία και κατόπιν τα μεταδίδουν σε διάφορα περιφερειακά κέντρα. Με μια παρουσίαση του πλανήτη μας δυο φορές την ημέρα από διάφορες πλευρές εξασφαλίζει στους μετεωρολόγους μια συνεχή σειρά εικόνων της ατμόσφαιρας και τα σωστά συμπεράσματα για την εμφάνιση κυκλώνων, καταιγίδων και άλλων φυσικών φαινομένων. Επίσης είναι σημαντική η συμβολή των Μετεωρολογικών Δορυφόρων με τα τέλεια όργανα που διαθέτουν για τη μετεωρολογική χωρογράφηση των πλουτοπαραγωγικών πηγών καθώς και των αποθεμάτων του υπεδάφους σε πρώτες ύλες και νερό.

    Οι μετεωρολογικοί δορυφόροι κάνουν και ένα πλήθος άλλων παρατηρήσεων, όπως για την κίνηση και τη μορφή των ηπείρων, των παγετώνων, τη γέννηση των κυκλώνων και θυελλών. Οι τεχνητοί δορυφόροι έχουν κάνει θαύματα, όχι μόνο στη μελέτη της επιφάνειας της γης αλλά και κάτω από αυτήν με θερμικές, βαρομετρικές, μαγνητικές και άλλες παρατηρήσεις.

4. Δορυφόροι τροχιακοί σταθμοί.  Είναι τεράστιοι δορυφόροι που έχουν διαμορφωθεί σε παρατηρητήρια και σε διαστημικά αστεροσκοπεία επειδή είναι εξοπλισμένοι με εργαστήρια για διάφορες αποστολές. Είναι διαστημικές εξέδρες με πλήθος διαστημικών οργάνων για παρατηρήσεις και πειραματισμούς στον τομέα της μεταλλειολογίας, βιολογίας, φυσικής και σε πολλούς άλλους τομείς. Έχουν το πλεονέκτημα της ανθρώπινης παρουσίας και λεπτομερούς παρατήρησης. Στις εξέδρες αυτές οι αποστολές αστροναυτών διαδέχονται η μία την άλλη. Η εναλλαγή αυτή γίνεται με μικρότερα διαστημόπλοια τα οποία συνδέονται ή αποσυνδέονται με την εξέδρα. Για την παραμονή τους στην εξέδρα και την απομάκρυνσή τους από αυτήν καθώς και τη διάρκεια των πειραμάτων και την πρωτοβουλία των κινήσεων την έχουν οι αστροναύτες. Με τις φωτογραφίες που παίρνουν από τους τροχιακούς αυτούς σταθμούς για κάποια ορισμένη περιοχή με υπέρυθρες ακτίνες, μπορούν να μελετηθούν δενδροφυτεύσεις οπωρώνων, η φυσιολογική ανάπτυξη των δένδρων, οι διάφορες ασθένειες αυτών, η ωρίμανση των καρπών κ.α. Διαστημικές εξέδρες του είδους αυτού είναι ο τύπος «Σαλιούτ» στα πειράματα των Ρώσων. Οι Αμερικανοί έχουν κατασκευάσει τον τύπο «Κολούμπια» που απογειώνεται σαν αεροπλάνο, εκτελεί την αποστολή του στο διάστημα, επανέρχεται και προσγειώνεται στον προκαθορισμένο χώρο.

5. Στρατιωτικοί δορυφόροι.  Είναι δορυφόροι εξοπλισμένοι με πλήθος οργάνων που έχουν την ικανότητα να παρακολουθούν και να φωτογραφίζουν κάθε αλλαγή που συμβαίνει πάνω στην επιφάνεια της γης σ’ έναν ορισμένο τόπο η περιοχή, που έχει βέβαια σχέση με νέες στρατιωτικές εγκαταστάσεις. Επίσης παρακολουθούν τις τηλεπικοινωνίες και τους σταθμούς ραντάρ των αντιπάλων, την εγκατάσταση βαλλιστικών πυραύλων, την πλοήγηση υποβρυχίων και άλλων περιπτώσεων στρατιωτικού ενδιαφέροντος.

6. Ηλιακοί συσσωρευτές.  Ένα από τα προβλήματα των τεχνιτών δορυφόρων ήταν και η διαρκής τροφοδότηση με ηλεκτρική ενέργεια των διάφορων οργάνων. Τη λύση έδωσαν οι ηλιακοί συσσωρευτές που μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική.