Vệ tinh là gì? Ai là đã phát minh ra vệ tinh?

Vệ tinh là gì? Vệ tinh là bất kỳ một vật thể nào quay quanh một vật thể khác (được coi là vật thể chính của nó).

Định nghĩa vệ tinh là gì, trước hết chúng ta cần biết có hai loại vệ tinh: tự nhiên (chẳng hạn như mặt trăng quay quanh Trái đất) hoặc nhân tạo (chẳng hạn như Trạm vũ trụ quốc tế quay quanh Trái đất).

Vệ tinh tự nhiên

Một vệ tinh tự nhiên (hay vệ tinh thiên nhiên), có thể là bất kỳ 1 vật thể tự nhiên nào quay quanh 1 hành tinh hay tiểu hành tinh. . Kích thước của một vệ tinh thường nhỏ hơn thiên thể mà nó tiếp tục bao quanh. Chuyển động này là do lực hấp dẫn do trọng lực của vật lớn hơn tác dụng lên vật nhỏ hơn. Đó là lý do tại sao chúng bắt đầu hoạt động liên tục. Điều này cũng đúng đối với quỹ đạo của trái đất trong mối quan hệ với mặt trời.

Vệ tinh, như vậy, đồng hành cùng hành tinh trong quá trình dịch chuyển xung quanh ngôi sao mà nó lần lượt quay quanh quỹ đạo. Vệ tinh quen thuộc nhất với chúng ta là Mặt Trăng, mặc dù các hành tinh khác trong hệ mặt trời, như Sao Mộc, Sao Hỏa hay Sao Thổ, cũng có vệ tinh hoặc mặt trăng riêng.

Ví dụ:

• Trái Đất là một vệ tinh vì nó quay quanh mặt trời. Tương tự như vậy, Mặt Trăng là một vệ tinh vì nó quay quanh Trái Đất.
• Sao Thủy và Sao Kim hoàn toàn không có vệ tinh tự nhiên.
• Sao Diêm Vương có ít nhất 3 vệ tinh, gồm cả 1 vệ tinh đồng hành lớn được gọi là Charon.

Vệ tinh nhân tạo

Không giống như vệ tinh tự nhiên như mặt trăng, vệ tinh nhân tạo được tạo ra bởi con người. Đường đi của vệ tinh là một quỹ đạo, đôi khi có hình dạng của một vòng tròn. Quỹ đạo của nó có thể thấp, trung bình, hình elip hoặc địa tĩnh (theo tốc độ của Trái đất), tùy thuộc vào loại chức năng mà nó được dự định

Hầu hết mọi con tàu phóng từ Trái đất đều có thể được coi là một vệ tinh, vì nó đang quay quanh Trái đất hoặc Mặt trời.

Hàng nghìn vệ tinh nhân tạo hoặc nhân tạo quay quanh Trái đất. Một số chụp ảnh hành tinh giúp các nhà khí tượng học dự đoán thời tiết và theo dõi các cơn bão. Một số chụp ảnh các hành tinh khác, mặt trời, lỗ đen, vật chất tối hoặc các thiên hà xa xôi. Những bức hình này giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về hệ mặt trời và vũ trụ.

Vệ tinh nhân tạo có nhiều dạng, bao gồm cả kính thiên văn và tàu thăm dò. Chúng đi vào quỹ đạo xung quanh bầu khí quyển của Trái đất hoặc đi đến các hành tinh khác sau khi phóng qua tên lửa và ở lại bầu khí quyển trong một khoảng thời gian cụ thể trước khi quay trở lại Trái đất.

Sputnik 1 là vệ tinh nhân tạo đầu tiên do Liên Xô chế tạo và lần đầu phóng lên quỹ đạo vào năm 1957, mở đầu kỷ nguyên chinh phục vũ trụ của loài người.

Các bộ phận của một vệ tinh có gì?

Cấu tạo của một vệ tinh là gì? Kích thước, hình dáng như thế nào? Vệ tinh có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau và thực hiện nhiều chức năng khác nhau, nhưng chúng đều có một số điểm chung. 

• Tất cả chúng đều có khung và thân bằng kim loại hoặc composite.
• Tất cả chúng đều có một nguồn điện (thường là pin mặt trời) và pin để lưu trữ. Các tấm pin mặt trời tạo ra năng lượng bằng cách biến ánh sáng mặt trời thành điện năng. Hệ thống điện được giám sát liên tục và dữ liệu về nguồn điện cũng như tất cả các hệ thống khác trên tàu được gửi đến các trạm tại Trái đất dưới dạng tín hiệu đo từ xa.

Chức năng của vệ tinh là gì?

Các vệ tinh khác nhau về kích thước và độ phức tạp, đồng thời có các tính năng khác nhau làm cho chúng phù hợp với các chức năng khác nhau.

• Tất cả vệ tinh đều có một máy tính tích hợp để điều khiển và giám sát các hệ thống khác nhau.
• Tất cả đều có hệ thống radio và ăng-ten để gửi và nhận thông tin, thường xuyên đến và đi từ Trái đất. Nhiều vệ tinh có thể được điều khiển theo nhiều cách khác nhau từ mặt đất để làm bất cứ điều gì từ thay đổi quỹ đạo đến lập trình lại hệ thống máy tính.
• Tất cả chúng đều có hệ thống kiểm soát thái độ. ACS giữ cho vệ tinh luôn hướng đúng hướng.
• Nhiều vệ tinh của NASA mang theo máy ảnh và cảm biến khoa học. Đôi khi những công cụ này hướng về phía Trái đất để thu thập thông tin về đất đai, không khí và nước của nó. Những lần khác, họ hướng về không gian để thu thập dữ liệu từ hệ mặt trời và vũ trụ.

Vệ tinh nhân tạo thường không được sản xuất hàng loạt; chúng được xây dựng tùy chỉnh để thực hiện các chức năng dự kiến ​​của chúng.

Làm thế nào để vệ tinh quay quanh Trái đất?

Hầu hết các vệ tinh được phóng lên vũ trụ trên tên lửa. Một vệ tinh quay quanh Trái đất khi tốc độ của nó được cân bằng bởi lực hút của Trái đất. Nếu không có sự cân bằng này, vệ tinh sẽ bay theo đường thẳng vào không gian hoặc rơi trở lại Trái đất. Các vệ tinh quay quanh Trái đất ở các độ cao khác nhau, tốc độ khác nhau và dọc theo các con đường khác nhau.

Hai loại quỹ đạo phổ biến nhất là “địa tĩnh” và “cực“.

• Một vệ tinh địa tĩnh di chuyển từ Tây sang Đông qua đường xích đạo. Nó chuyển động theo cùng một hướng và cùng tốc độ Trái đất đang quay. Từ Trái đất, một vệ tinh địa tĩnh trông giống như nó đang đứng yên vì nó luôn ở trên cùng một vị trí.
• Các vệ tinh quay quanh cực di chuyển theo hướng Bắc Nam từ cực này sang cực khác. Khi Trái đất quay bên dưới, các vệ tinh này có thể quét toàn bộ địa cầu, từng dải một.

Các loại vệ tinh

Vệ tinh là gì? Vệ tinh có đủ hình dạng và kích cỡ và đóng nhiều vai trò khác nhau.

• Vệ tinh vũ trụ: các vệ tinh được dùng để quan sát các hành tinh xa xôi, các thiên hà và các vật thể ngoài vũ trụ khác.
• Vệ tinh thông tin: các vệ tinh nhân tạo nằm trong không gian dùng cho các mục đích viễn thông sử dụng sóng radio ở tần số vi ba. cho phép các cuộc trò chuyện điện thoại và dữ liệu được chuyển tiếp qua vệ tinh. Các vệ tinh thông tin liên lạc điển hình bao gồm Telstar và Intelsat. Tính năng quan trọng nhất của vệ tinh thông tin liên lạc chính là ở bộ phát đáp – một đài phát cuộc trò chuyện ở một tần số, sau đó khuếch đại nó và truyền lại về Trái đất ở một tần số khác. Một vệ tinh thường chứa hàng trăm hoặc hàng nghìn bộ phát đáp. Các vệ tinh thông tin liên lạc thường là không đồng bộ địa lý (sẽ nói thêm về điều đó ở phần sau).
• Vệ tinh quan sát Trái Đất: Trả lời câu hỏi vệ tinh là gì? Các vệ tinh được thiết kế đặc biệt để quan sát Trái Đất từ quỹ đạo, tương tự như các vệ tinh trinh sát nhưng được dùng cho các mục đích phi quân sự như kiểm tra môi trường, thời tiết, lập bản đồ, v.v.
• Vệ tinh thời tiết: mục đích chính là để quan sát thời tiết và/hay khí hậu của Trái Đất, giúp các nhà khí tượng học dự đoán thời tiết hoặc xem những gì đang xảy ra vào lúc này. Vệ tinh Môi trường Hoạt động Địa tĩnh (GOES) là một ví dụ điển hình. Các vệ tinh này thường chứa các camera có thể quay lại các bức ảnh về thời tiết của Trái đất, từ các vị trí địa tĩnh cố định hoặc từ các quỹ đạo địa cực.
• Vệ tinh khoa học: như Kính viễn vọng Không gian Hubble, thực hiện tất cả các loại sứ mệnh khoa học.
• Vệ tinh dẫn đường giúp tàu và máy bay định hướng. Nổi tiếng nhất là các vệ tinh GPS NAVSTAR.
• Các vệ tinh cứu hộ phản hồi lại các tín hiệu báo động vô tuyến (đọc trang này để biết thêm chi tiết).
• Vệ tinh hoa tiêu (navigation satellite): các vệ tinh sử dụng các tín hiệu radio được truyền đi theo đúng chu kỳ cho phép các bộ thu sóng di động trên mặt đất xác định chính xác được vị trí của chúng. Sự quang đãng (không có vật cản) của đường truyền và thu tín hiệu giữa vệ tinh (nguồn phát) và máy thu trên mặt đất tích hợp với những cải tiến mới về điện tử học cho phép hệ thống vệ tinh hoa tiêu đo đạc khoảng cách với độ chính xác khoảng một vài mét.
• Vệ tinh tiêu diệt/Vũ khí chống vệ tinh: các vệ tinh được thiết kế để tiêu diệt các vệ tinh “đối phương”, các vũ khí và các mục tiêu bay trên quỹ đạo khác. Một số vệ tinh này được trang bị đạn động lực, một số khác sử dụng năng lượng và/hay các vũ khí hạt nhân để phá huỷ các vệ tinh, ICBMs, MIRVs. Cả Hoa Kỳ và Liên bang Xô viết đều có các vệ tinh này. Các đường dẫn bàn luận về các “Vệ tinh tiêu diệt”, ASATS (Vệ tinh chống vệ tinh) gồm USSR Tests ASAT weapon và ASAT Test.
• Vệ tinh quân sự: những vệ tinh quan sát Trái Đất hay vệ tinh truyền thông được triển khai cho các ứng dụng quân sự hay tình báo. Các ứng dụng có thể bao gồm chuyển tiếp thông tin liên lạc được mã hóa, giám sát hạt nhân, quan sát chuyển động của kẻ thù, cảnh báo sớm các vụ phóng tên lửa, nghe trộm các liên kết vô tuyến trên mặt đất , hình ảnh radar và chụp ảnh (sử dụng những kính thiên văn lớn để chụp ảnh các khu vực quân sự thú vị). Chúng ta hiện không biết nhiều về năng lực thực sự của các vệ tinh này vì các chính phủ điều hành chúng thường giữ tuyệt đối bí mật về thông tin cho các vệ tinh loại này.
• Vệ tinh năng lượng Mặt Trời: các vệ tinh được đề xuất là sẽ bay trên quỹ đạo Trái Đất tầm cao sử dụng cách truyền năng lượng viba để chiếu năng lượng mặt trời tới những antenna cực lớn trên mặt đất, nơi nó có thể được dùng để thay thế cho những nguồn năng lượng quy ước thông thường.
• Trạm vũ trụ: các cơ cấu do con người chế tạo, được thiết kế để con người sống được trong vũ trụ. Một trạm vũ trụ được phân biệt với những tàu vũ trụ ở điểm nó không có động cơ đầy chính hay các thiết bị hạ cánh — thay vào đó, người ta dùng các thiết bị khác để vận chuyển lên và xuống trạm. Các trạm vũ trụ được thiết kế để có thể duy trì sự sống trong một khoảng thời gian trung bình trên quỹ đạo, các khoảng thời gian có thể là tuần, tháng, hay thậm chí là năm.
• Vệ tinh thu nhỏ: các vệ tinh có trọng lượng và kích thước nhỏ hơn thông thường. Những tiêu chí xếp hạng mới để đánh giá các vệ tinh đó: tiểu vệ tinh (500–200 kg), vệ tinh siêu nhỏ (dưới 200 kg), vệ tinh cỡ nano (dưới 10 kg), vệ tinh cỡ pico (dưới 1 kg) và vệ tinh cỡ femto (dưới 100 g).
• Vệ tinh sinh học: các vệ tinh có mang các tổ chức sinh vật sống, nói chung là cho mục đích thực nghiệm khoa học.

Vậy chuyện gì xảy ra nếu vệ tinh ngưng hoạt động?

Trên thực tế, nhiều vệ tinh cũ và đã ngưng hoạt động vẫn trôi nổi trong không gian. Sự tồn tại của chúng có thể gây ra các vụ va chạm với vệ tinh đang hoạt động khác.

Điển hình là vụ vô tình va chạm lần đầu tiên trong lịch sử hàng không vũ trụ vào ngày 10/2/2009 giữa một vệ tinh liên lạc của Mỹ và một vệ tinh quân sự của Nga. Vụ va chạm kinh hoàng với tốc độ cao của 2 vệ tinh tạo ra hàng trăm nghìn mảnh vỡ, biến thành mối đe dọa tới hàng ngàn vệ tinh khác bay xung quanh Trái Đất.

Thực ra, khi ngừng hoạt động, vệ tinh di chuyển ở tầm thấp, bên dưới một độ cao xác định, sẽ được lập trình để đưa về Trái Đất và tự động đốt cháy trong vòng 25 năm. Đối với vệ tinh ở vị trí tầm cao, chúng sẽ tiếp tục được đẩy lên các quỹ đạo hơn nữa.