Kokias paslaptis atskleidžia dirbtiniai Žemės palydovai?

Šiuo metu aplink Mėlynąją planetą sukasi daugiau nei 3000 dirbtinių palydovų (sutrumpintai DŽP). Dalis šių sudėtingų kosminių mašinų jau neatlieka savo funkcijų ir virto vadinamosiomis kosmoso šiukšlėmis. O štai kiti kasdien stebi žmonių pasaulį iš aukštybių ir padeda keliautojams rasti kelionės tikslą, metereologams prognozuoti orus, o kariuomenei pasirūpinti šalių saugumu bei atlikti daugybę kitų sudėtingų darbų. Daugelis kasdien naudojamės palydoviniais duomenimis apie tai nesusimąstydami. Visgi ne visi žinome, kaip šie aparatai veikia ir yra pakeliami į beorę erdvę.

Cargo,Spaceship,On,Orbit,Of,Planet,Earth.,Expedition,On,Iss Skirtingos rūšys – skirtingi tikslai

Žemė iš kosmoso stebima jau daugiau nei 70 metų. Per palyginti neilgą istoriją DŽP itin patobulėjo, o jų skaičius kasmet vis didėja. Mokslininkai skaičiuoja, kad veikia tik apie trečdalį šiuo metu aplink mūsų planetą besisukančių kosminių aparatų. Visgi jų užtenka, kad mokslininkai ir paprasti žmonės vos per minutę galėtų gauti milžiniškus kiekius palydovinių duomenų. Daugeliui vis dar atrodo, kad palydoviniai duomenys susiję tik su televizija, globalia padėties nustatymo sistema (GPS) ar šnipinėjimu. Tačiau iš tiesų kiekvienas kada nors į kosmosą pakeltas palydovas buvo ir yra reikalingas. Beje, esama ne vienos jų rūšies. Pagal jas galima išsiaiškinti ir DŽP funkcijas. Bene dažniausiai naudojami geostacionarūs palydovai skrieja maždaug 35 000–36 000 km aukštyje. Jie būna susieti su tam tikru Žemės paviršiaus tašku bei sukasi tokiu pat greičiu kaip ir planeta. Jų pagrindinė užduotis nuolat stebėti vieną konkrečią Žemės teritoriją. Geostacionarūs palydovai dažnai naudojami meteorologijoje, nes informaciją jie teikia labai dažnai – kas 5–15 min. Tad analizuojant nuotraukas galima matyti, kaip dienos eigoje tam tikroje teritorijoje keičiasi debesuotumas, Žemės paviršiaus temperatūra ir kiti parametrai. Vadinamieji poliniai palydovai skrieja aplink Žemę kartą per parą kirsdami Šiaurės ar Pietų polius. Šie palydovai skrenda gerokai žemiau – apie 800 km aukštyje. Todėl jų renkami duomenys leidžia nustatyti vietovių ar konkrečių objektų pokyčius, kartais net chemines savybes, atlikti sudėtingus kraštovaizdžio ir gamtos tyrimus. Būtent jie padeda atskleisti, koks milžiniškas mūsų planetai yra klimato kaitos poveikis. Beje, nuo 2014 m. daugelis palydovinių duomenų laisvai prieinami visiems, kurie turi internetą. Iki tol itin didelės skiriamosios gebos (apie 30 cm ir mažiau) DŽP duomenys buvo laikomi karine paslaptimi.

Leido pažinti pasaulį?

Pirmieji palydovai į Žemės orbitą paleisti 6-jame dešimtmetyje. Per ilgą jų naudojimo laiką įranga nuolat tobulinama, keičiasi Žemės paviršiaus skenavimo metodai, didėja vaizdų rezoliucija bei palydovių duomenų skiriamoji geba. Pirmieji palydovai tiesiog fiksuodavo Žemės paviršiaus vaizdus – darydavo planetos nuotraukas. Tokią funkciją kone visi palydovai atlieka ir dabar, tačiau šiuolaikiniame pasaulyje DPŽ leidžia nuveikti gerokai daugiau. Nauji palydovai gali veikti infraraudonųjų spindulių ir mikrobangų spektruose, todėl gaunami ne tik vaizdai, bet ir išsamūs duomenys apie skirtingus atmosferos veiksnius. Apdorojus didelius duomenų kiekius galima greitai sužinoti, kaip formuojasi debesų masyvai, koks numatomas ar esamas kritulių kiekis, vėjo greitis ir kita. Specialūs jutikliai leidžia lazeriu išmatuoti reljefo aukštį. Tad sužinoma, kaip keičiasi ledynai ar kalnai, koks bangų aukštis. Iki atsirandant šioms technologijoms ištirti kokią nors Žemės vietovę buvo galima tik surengus brangiai kainuojančią ir neretai žmonių sveikatai ar gyvybei pavojingą ekspediciją. O štai dabar be didelių pastangų mokslininkai, patogiai įsitaisę prie kompiuterio, gali stebėti, kaip išsiveržia ugnikalniai ar tirpsta ledynai. Taip geriau pažįstame tuos pasaulio kampelius, kurių nebūtų įmanoma ištirti. Išsamūs palydoviniai duomenys leidžia stebėti milžiniškus pasėlių laukus ir nustatyti augalų būklę, drėgmės lygį. Nutikus nelaimei taip pat tinkamai veikti padeda palydoviniai duomenys. Jūroje išsiliejus naftai ar teršalams dabar galima greitai tai pastebėti ir nustatyti pažeisto ploto ribas. DPŽ naudojami kilus miškų gaisrams. Kiekvienas iš mūsų dalelę šių duomenų pasiimame stebėdami iš kitos šalies keliaujančią siuntą ar net ieškodami artimiausios kavinės, restorano, stovėjimo aikštelės.

Dėl DŽP Lietuva tampa kosmine valstybe

Dirbtiniai Žemės palydovai atlieka begalę funkcijų, prie kurių esame taip pripratę, kad net nesusimąstome, o iš kur atkeliavo to parko, į kurį norime nuvykti lankydamiesi svečioje šalyje, nuotraukos ir koordinatės. Visgi DŽP reikšmingą misiją atlieka ne tik nuolat stebėdami Žemės planetą, tačiau ir dairydamiesi po kosmosą. Didžiausias aplink planetą skriejantis DŽP – Tarptautinė kosminė stotis. Būtent joje nuolat būna žmonių. Iš nuosekliai sujungtų cilindro formos modulių, laboratorijų ir didžiulių saulės baterijų sudaryta kosminė stotis namais buvo tapusi jau daugiau nei 250 kosmonautų. Šiame išskirtiniame DŽP atliekami sudėtingi moksliniai tyrimai ir stengiamasi atskleisti kosmoso paslaptis bei nuosekliai ištirti tai, kaip gyvenimas beorėje erdvėje veikia žmogaus kūną. Tačiau nemažai naudos ir žinių teikia ne tik tokie didžiuliai aparatai kaip Tarptautinė kosminė stotis. Aplik Žemės planetą nuolat sukasi ir mažučiai DŽP, vadinami mažaisiais palydovais. Juos sėkmingai kuria ir lietuviai. Šių metų pradžioje į kosmosą pakilo keturi mūsų šalyje sukurti palydovai. Juos į beorę erdvę iškėlė JAV verslininkas Elonas Muskas ir jo kosmoso bendrovė „SpaceX“. Mažieji palydovai naudoja vadinamąsias Saulės bures. Tai itin pažangi kosmoso technologija. Prie kosminio aparato primontuojamos burės iš specialios šviesą atspindinčios medžiagos, nuo kurios atšoka iš Saulės atkeliaujantys fotonai. Šios dalelės turi judesio momentą, kuris leidžia aparatui judėti be degalų. Mokslininkai tiki, kad ateityje būtent tokios Saulės burės leis ištyrinėti kosmoso platybes, mat taps įmanoma erdvėlaivius nukreipti pageidaujama linkme neeikvojant variklių galios ir kitų atsargų. Iš Floridos į kosmosą kartu su raketa „Falcon9“ pakilusių mažųjų lietuviškų palydovų užduotys yra komercinės. Visgi juos sukūrę mokslininkai tikisi, kad duomenys apie Saulės burių veikimą taps naudingi atliekant tyrimus. Mažuosius DŽP kurianti įmonė „NanoAvionics“ pernai paleido jau 15 palydovų. Tad galima drąsiai sakyti, kad Lietuva yra kosmoso klubo narė, nors nė vienas lietuvis dar nebuvo kosmose.

Šiek tiek DŽP istorijos:

Pirmasis apie aparatus, kartojančius Mėnulio sukimąsi, dar XIX a. prabilo fantastikos rašytojas Edvardas Everetas Heilas. Jis įsivaizdavo žmogaus sukurtą Žemės palydovą kaip iš plytų sumūrytą sferą.

Po 10 metų dirbtinio Žemės palydovo idėja sušmėžavo ir mokslinės fantastikos klasiko Žiulio Verno knygoje „The Begum‘s Fortune“.

1903 m. rusų mokslininkas Konstantinas Ciolkovskis moksliškai aprašė palydovo paleidimo galimybes naudojant daugiapakopes raketas.

Po 25 m. slovėnų inžinierius Hermanas Potočnikas aprašė žmogaus galimybes nuolat gyventi kosminėje stotyje bei kitas raketos prasiskverbimo į kosmosą detales.

1945 m. britų mokslinės fantastikos rašytojas Arthuras C. Clarke‘as detaliai nupasakojo palydovų panaudojimo ryšių sistemoje galimybes.

Pirmasis palydovas „Sputnik-1“ į orbitą paleistas 1957 m. spalio 4-ąją. Tai buvo 58 cm skersmens rutulys su keturiomis radijo antenomis, skleidusiomis radijo signalus. Jis pateikė duomenis apie Žemės atmosferos storį ir sluoksnius, o jo skleistus radijo signalus, kol išseko siųstuvo baterija, galėjo pagauti ir radijo mėgėjai.

Po mėnesio nuo pirmtako misijos pradžios „Sputnik-2“ į kosmosą iškėlė pirmą gyvūną – kalytę Laiką.

JAV pirmąjį palydovą į orbitą iškėlė 1958 m. viduryje. Tuomet „Sputnik-1“, baigęs 92 dienų misiją ir apskriejęs Žemę 1350 kartų, baigė trumpą, bet itin svarbią kosmoso užkariautojo karjerą – paliko savo orbitą ir sudegė atmosferoje.