5 labi zināmas tehnoloģijas, kas nepastāvētu bez kosmosa izpētes

2024 Autors: Malcolm Clapton | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 04:04

Promo

Katru reizi, kad maināt TV kanālu vai ierakstāt adresi navigatorā, tas notiek, pateicoties kosmosa izpētei un lidojumiem uz citām planētām. Kopā ar mums pastāstīsim, kādi notikumi mūsu dzīvē ir ienākuši no astronautikas.

1. Satelīta TV

Satelīttelevīzijas vēsture aizsākās 1962. gada 10. jūlijā: tad NASA palaida orbītā pirmo sakaru satelītu Telstar - 1 … Nākamajā dienā ar viņa palīdzību ASV tika veikta pirmā satelīta pārraide. Telstar-1 lidoja eliptiskā orbītā un vienā orbītā ap planētu deva nepārtrauktu signālu 20 minūtes – tikai 2 stundas 37 minūtes. Viņš varētu nodrošināt vienu TV pārraidi vai 60 tālruņa zvanus.

PSRS šāda veida satelītu sauca "Zibens-1": kosmosā viņš pirmo reizi devās 1964. gadā, un pirmā televīzijas pārraide notika 1965. gadā. Padomju satelīts nodrošināja sakarus starp Maskavu un Vladivostoku.

Tajā pašā gadā ASV apļveida orbītā palaida ģeostacionāru satelītu. Intelsat - 1 (Agrais putns): Tas ļāva signālu uzturēt ilgāk. Divus gadus vēlāk PSRS izdevās palielināt apraides laiku: valsts izveidoja savu satelītu tīklu "Orbīta" - ierīces pēc kārtas pārraidīja signālu.

Sākumā satelīti tika izmantoti tikai profesionālā vidē, bet pamazām tie kļuva pieejami visiem cilvēkiem. Piemēram, ASV “šķīvjus” sāka aktīvi uzstādīt astoņdesmitajos gados: signāls pēc tam netika kodēts un lietotāji varēja bez maksas skatīties jebkuru noķerto kanālu. 1994. gadā satelīti jau nodrošināja ne tikai analogo, bet arī digitālo apraidi - no tā palielinājās kanālu skaits.

Mūsdienās vairāk nekā 44 miljoni ģimeņu Krievijā izmanto maksas televīziju, ievērojama daļa no tām saņem signālu caur satelītu. Galvenais šāda veida savienojuma popularitātes noslēpums ir pieejamība: tas ļauj skatīties daudzus kanālus jebkurā vietā, pat attālā ciematā. Tas viss, pateicoties kosmosa tehnoloģijām: pakalpojumu sniedzējs nosūta radio signālus uz satelītu, un no turienes tie izplatās atpakaļ uz Zemi.

Signālu var uztvert gandrīz jebkur, tikai nepieciešama šķīvju antena. Tas uztver signālu no kosmosa, pārvērš to un nosūta uz satelīta uztvērēju, kas to atkodē, pārvēršot attēlā un skaņā.

Neparastā satelītantena forma nav izdomāta dizaina dēļ – ieliekums palīdz efektīvāk uztvert signālu. Tas atstarojas no "plāksnes" sieniņām un, pateicoties izvirzītajām malām, nonāk konstrukcijas centrā, kur tiek novietota uztverošā ierīce-aploksne - tas ļauj iegūt daudz informācijas labā kvalitātē.

Tagad satelītu iespējas var izmantot TV operatori. Piemēram, satelīttelevīziju skatās vairāk nekā 12 miljoni mājsaimniecību. Lai pārraidītu signālu uz dažādiem Krievijas reģioniem, operators izmanto trīs satelītu jaudu.

2. Satelīta internets

Pēc Rosstat datiem, aptuveni 74% Krievijas iedzīvotāju mūsdienās ir nodrošināti ar ātrgaitas internetu. Tas ir labs rādītājs, bet drīzāk tas attiecas tikai uz pilsētu teritorijām. Ārpus tās, piemēram, vasarnīcās gan fiksēto, gan mobilo sakaru operatoru pārklājums, īpaši pīķa stundās, strauji krītas un rodas sakaru problēmas. Šādās situācijās kosmosa inovācija – satelītinternets – glābj.

Ilgu laiku pastāvēja mīts, ka šāda veida signāla pārraide nespēj nodrošināt stabilu ātrgaitas internetu. Faktiski satelītu operatori Krievijā jau "pārsteidz" signālu līdz 200 Mbit / s. Un tarifi satelīta internetam no Tricolor ar ātrumu līdz 100 Mbps (ar to pietiek, lai skatītos video Full HD un 4K) jau ir pieejami no Kaļiņingradas līdz Irkutskai.

Jaunākie pētījumi liecina, ka satelītinternets galvenokārt tiek izmantots darbam un saziņai sociālajos tīklos. Pieprasījums pēc šī "kosmosa pakalpojuma" ir koncentrēts galvenokārt privāto lietotāju vidū un īpaši spēcīgi audzis piespiedu pašizolācijas periodā.

Zemas orbītas satelīti (Starlink, ONEWEB) un to iespējas ir kļuvuši par modernāko un apspriestāko tehnoloģisko jaunumu satelītinterneta segmentā. Elona Maska korporācija jau ir nākusi klajā ar vairākiem paziņojumiem par gaidāmo revolūciju augsto tehnoloģiju tirgū. Lielākā daļa ekspertu sliecas uzskatīt, ka šis projekts līdz šim ir piedzīvojumiem bagāts.

3. GPS navigators

Lūgt mākslīgajam intelektam atrast ceļu uz jebkuru pilsētas, valsts vai pasaules punktu un izveidot optimālu maršrutu šobrīd šķiet tik pamatuzdevums, ka bez tā ir grūti iedomāties dzīvi. Bet, ja ne konkurence starp valstīm kosmosā un ieroči, cilvēkiem, iespējams, joprojām būs jāatrod veids, kā apiet karti.

Ideja par satelītu navigācijas sistēmu radās 50. gadu beigās Amerikas Savienotajās Valstīs pēc Padomju Savienības darbības uzsākšanas. Sputnik-1 … Amerikāņu zinātnieki pamanīja radiosignāla frekvences atkarību no satelīta stāvokļa debesīs: objektam tuvojoties, tas pieauga, attālinoties – samazinājās. Tajā brīdī kļuva skaidrs, ka pēc satelīta pozīcijas var noteikt ķermeņa ātrumu un koordinātas uz Zemes un otrādi. Un tā sākās tehnoloģiju attīstība.

Navigācijas sistēmas izveide sākotnēji bija tīri militārs projekts: tai vajadzēja aizsargāt Amerikas robežas no padomju iejaukšanās. 60. gadu vidū tehnoloģiju pārbaudīja ASV Jūras spēku pētniecības laboratorija: tika izveidoti un palaisti seši LEO satelīti. Laika noteikšana - viņi riņķoja ap stabiem, un signālu no tiem uztvēra zemūdenes.

70. gadu sākumā ASV Aizsardzības ministrija jau nodarbojās ar izstrādi, un 1978. gadā orbītā izlidoja pirmais navigācijas sistēmas satelīts. NAVSTAR (vēlāk saukts par GPS). Kopumā tika palaisti 24 satelīti - viss objektu klāsts kosmosā parādījās 1993. gadā, komplekss savus uzdevumus sāka pildīt pilnībā 1994. gada martā, bet 2000. gada maijā ASV atvēra piekļuvi GPS citām valstīm.

Tagad jebkura persona var izmantot satelītu navigācijas sistēmu. Tas ir atrodams viedtālruņos, viedpulksteņos, planšetdatoros, klēpjdatoros un citās ierīcēs. Turklāt viņa palīdz strādāt kartogrāfiem, mērniekiem, glābējiem un citiem speciālistiem.

4. Ģeolokācijas pakalpojumi

GPS sniedza mums ne tikai iespēju meklēt un izveidot ātrus maršrutus. Satelīta ģeogrāfiskās atrašanās vietas noteikšanas tehnoloģiju viedtālruņos izmantojam ikdienā: lai pievienotu tagu Instagram, atrastu lidmašīnas biļeti vai dotos virtuālā ceļojumā, piemēram, uz Eiropu. Tas viss ir iespējams, pateicoties sīkrīkā iebūvētajai inerciālajai navigācijas sistēmai (INS), kas sastāv no žiroskopiem (rotācijas sensoriem) un akselerometriem (kustības sensoriem). 1950. gados tā tika izstrādāta, lai kontrolētu lidmašīnas un raķetes: sistēma ļauj nepārtraukti uzraudzīt ķermeņa atrašanās vietu, nosakot tā stāvokli, ātrumu un orientāciju kosmosā.

Pirmā INS varētu aizņemt visu lidmašīnas kabīni. Tagad tie ir tik niecīgi, ka tos var redzēt tikai mikroskopā. Viedtālrunī sistēma ļauj ne tikai uzraudzīt atrašanās vietu, bet arī mainīt ekrāna orientāciju - bez tā nebūtu iespējams skatīties filmas mobilajā telefonā pilnā izšķirtspējā. Vēl viens noderīgs ģeogrāfiskās atrašanās vietas noteikšanas pakalpojums ir viedtālruņa meklēšana. Tas ļauj atrast un ātri atgriezt pazaudētu sīkrīku, lai izvairītos no iebrucēju personas datu zādzības.

5. Bezvadu ierīces

Auto putekļu sūcēji, blenderi, urbji un citas ar akumulatoru darbināmas iekārtas ir viena kosmosa kuģa attāli radinieki. Tās vēsture aizsākās 1961. gadā, kad NASA vērsās pie Black & Decker ar neparastu pasūtījumu.

Ekspedīcijai uz Mēnesi astronautiem bija nepieciešami instrumenti, kas darbojas bez savienojuma ar tīklu: akumulatoru ierīces jau tolaik pastāvēja, tās ražoja Black & Decker. Taču ar vienkāršu bezvadu tehnoloģiju kosmosa lidojumam nepietika: tai bija jāstrādā spēcīgi, efektīvi un ārkārtīgi sarežģītos apstākļos.

Rezultātā pēc daudzu dažādu testu veikšanas uzņēmums Black & Decker izveidoja bezvada akmeņu urbjmašīnu Mēness augsnes urbšanai un ieguvei. Un tās izstrādes laikā viņi nāca klajā ar vairākiem citiem projektiem, kuru pamatā ir šī tehnoloģija un vienkāršoja cilvēku dzīvi uz Zemes, jo īpaši kompaktu rokas putekļu sūcēju un precīzus (t.i., augstas precizitātes) medicīnas instrumentus.

Citām bezvadu ierīcēm, piemēram, austiņām, pelēm vai viedtālruņiem, arī nav nepieciešams kabelis, lai uztvertu signālu, taču tās darbojas, izmantojot citu tehnoloģiju. Jebkurā gadījumā kosmosa izpēte nav tikai zinātnes sasniegums un valsts prestižs. Tam ir tieša ietekme uz mūsu ikdienas aktivitātēm – no emuāru rakstīšanas līdz ģimenes kopā sanākšanām pie televizora.