उपग्रह को कौन सा बल धारण करता है? उपग्रह कक्षा क्यों नहीं छोड़ते? पृथ्वी का अपूर्ण गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र

ऐसा लग सकता है कि पृथ्वी की कक्षा में उपग्रह इस दुनिया की सबसे सरल, सबसे परिचित और परिचित चीज़ हैं। आख़िरकार, चंद्रमा चार अरब वर्षों से अधिक समय से आकाश में लटका हुआ है और इसकी गतिविधियों में कुछ भी अलौकिक नहीं है। लेकिन अगर हम स्वयं उपग्रहों को पृथ्वी की कक्षा में प्रक्षेपित करते हैं, तो वे वहां केवल कुछ या दसियों वर्षों तक ही रहते हैं, और फिर वे वायुमंडल में फिर से प्रवेश करते हैं और या तो जल जाते हैं या समुद्र में और जमीन पर गिर जाते हैं।

इसके अलावा, यदि आप अन्य ग्रहों पर प्राकृतिक उपग्रहों को देखें, तो वे सभी पृथ्वी की परिक्रमा करने वाले मानव निर्मित उपग्रहों की तुलना में काफी लंबे समय तक चलते हैं। उदाहरण के लिए, अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) हर 90 मिनट में पृथ्वी की परिक्रमा करता है, जबकि हमारे चंद्रमा को ऐसा करने में लगभग एक महीने का समय लगता है। यहां तक ​​कि उपग्रह जो अपने ग्रहों के करीब हैं - जैसे कि बृहस्पति का आयो, जिसकी ज्वारीय ताकतें दुनिया को गर्म करती हैं और ज्वालामुखीय आपदाओं से इसे तोड़ देती हैं - अपनी कक्षाओं में स्थिर रहते हैं।

सौर मंडल के शेष जीवन के लिए आयो के बृहस्पति की कक्षा में बने रहने की उम्मीद है, लेकिन अगर कुछ नहीं किया गया तो आईएसएस 20 साल से कम समय तक अपनी कक्षा में रहेगा। यही हश्र पृथ्वी की निचली कक्षा में मौजूद लगभग सभी उपग्रहों पर लागू होता है: अगली सदी के आसपास आने तक, लगभग सभी मौजूदा उपग्रह पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश कर चुके होंगे और जल जाएंगे। सबसे बड़े (जैसे 431 टन वजन वाला आईएसएस) बड़े मलबे के रूप में ज़मीन और पानी में गिरेंगे।

ऐसा क्यों हो रहा है? इन उपग्रहों को आइंस्टीन, न्यूटन और केप्लर के नियमों की परवाह क्यों नहीं है और वे हर समय एक स्थिर कक्षा क्यों बनाए रखना नहीं चाहते हैं? यह पता चला है कि इस कक्षीय उथल-पुथल का कारण बनने वाले कई कारक हैं।

यह शायद सबसे महत्वपूर्ण प्रभाव है और यही कारण है कि पृथ्वी की निचली कक्षा में उपग्रह अस्थिर हैं। अन्य उपग्रह - जैसे भूस्थैतिक उपग्रह - भी कक्षा से बाहर गिर जाते हैं, लेकिन इतनी जल्दी नहीं। हम 100 किलोमीटर से ऊपर की हर चीज़ को "अंतरिक्ष" मानने के आदी हैं: कर्मन रेखा के ऊपर। लेकिन अंतरिक्ष की सीमा की कोई भी परिभाषा, जहां अंतरिक्ष शुरू होता है और ग्रह का वातावरण समाप्त होता है, दूर की कौड़ी होगी। वास्तव में, वायुमंडलीय कण बहुत दूर तक फैले हुए हैं, लेकिन उनका घनत्व कम होता जा रहा है। अंततः घनत्व गिर जाता है - एक माइक्रोग्राम प्रति घन सेंटीमीटर से नीचे, फिर एक नैनोग्राम, फिर एक पिकोग्राम - और फिर हम इसे तेजी से अंतरिक्ष कह सकते हैं। लेकिन वायुमंडलीय परमाणु हजारों किलोमीटर दूर मौजूद हो सकते हैं, और जब उपग्रह इन परमाणुओं से टकराते हैं, तो वे गति खो देते हैं और धीमा हो जाते हैं। इसलिए, पृथ्वी की निचली कक्षा में उपग्रह अस्थिर होते हैं।

सौर पवन कण

सूर्य लगातार उच्च-ऊर्जा कणों की एक धारा उत्सर्जित करता है, जिनमें ज्यादातर प्रोटॉन होते हैं, लेकिन इलेक्ट्रॉन और हीलियम नाभिक भी होते हैं, जो उनके सामने आने वाली हर चीज से टकराते हैं। ये टकराव, बदले में, जिन उपग्रहों से टकराते हैं उनकी गति को बदल देते हैं और धीरे-धीरे उन्हें धीमा कर देते हैं। पर्याप्त समय बीत जाने के बाद, कक्षाएँ बाधित होने लगती हैं। हालाँकि यह LEO डीऑर्बिट में उपग्रहों का मुख्य कारण नहीं है, यह दूर के उपग्रहों के लिए अधिक महत्वपूर्ण है क्योंकि वे करीब आते हैं और इसके साथ, वायुमंडलीय खिंचाव बढ़ता है।

पृथ्वी का अपूर्ण गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र

यदि पृथ्वी पर बुध या चंद्रमा जैसा वातावरण नहीं होता, तो क्या हमारे उपग्रह हमेशा कक्षा में रह पाते? भले ही हमने सौर हवा को हटा दिया हो। ऐसा इसलिए है क्योंकि पृथ्वी - सभी ग्रहों की तरह - एक बिंदु द्रव्यमान नहीं है, बल्कि परिवर्तनशील गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र वाली एक संरचना है। जब उपग्रह ग्रह की परिक्रमा करते हैं तो इस क्षेत्र और परिवर्तनों के परिणामस्वरूप ज्वारीय बल उन्हें प्रभावित करते हैं। और उपग्रह पृथ्वी के जितना करीब होगा, इन बलों का प्रभाव उतना ही अधिक होगा।

सौर मंडल के शेष भाग का गुरुत्वाकर्षण प्रभाव

जाहिर है, पृथ्वी पूरी तरह से पृथक प्रणाली नहीं है जिसमें उपग्रहों को प्रभावित करने वाला एकमात्र गुरुत्वाकर्षण बल पृथ्वी से ही आता है। नहीं, चंद्रमा, सूर्य और अन्य सभी ग्रह, धूमकेतु, क्षुद्रग्रह और अन्य गुरुत्वाकर्षण बलों के रूप में योगदान करते हैं जो कक्षाओं को अलग-अलग धकेलते हैं। भले ही पृथ्वी एक आदर्श बिंदु हो - मान लीजिए, एक गैर-घूमने वाले ब्लैक होल में ढह गई - बिना वायुमंडल के, और उपग्रह सौर हवा से 100% सुरक्षित थे, वे उपग्रह धीरे-धीरे पृथ्वी के केंद्र में सर्पिल होना शुरू कर देंगे। वे सूर्य की मौजूदगी से अधिक समय तक कक्षा में रहेंगे, लेकिन यह प्रणाली पूरी तरह से स्थिर भी नहीं होगी; उपग्रहों की कक्षाएँ अंततः बाधित हो जाएँगी।

सापेक्ष प्रभाव

न्यूटन के नियम - और केप्लरियन कक्षाएँ - एकमात्र चीजें नहीं हैं जो आकाशीय पिंडों की गति को निर्धारित करती हैं। वही बल जिसके कारण बुध की कक्षा प्रति शताब्दी अतिरिक्त 43" आगे बढ़ती है, गुरुत्वाकर्षण तरंगों के कारण कक्षाएँ बाधित हो जाती हैं। कमजोर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों (जैसे कि हम सौर मंडल में पाते हैं) और बड़ी दूरी के लिए इस व्यवधान की गति अविश्वसनीय रूप से कम है: पृथ्वी को सूर्य की ओर सर्पिल होने में 10,150 साल लगेंगे, और कक्षाओं में व्यवधान की डिग्री निकट-पृथ्वी उपग्रहों की संख्या इससे सैकड़ों-हजारों गुना कम है। लेकिन यह बल मौजूद है और सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत का एक अपरिहार्य परिणाम है, जो ग्रह के निकटतम उपग्रहों पर प्रभावी ढंग से प्रकट होता है।

यह सब न केवल हमारे द्वारा बनाए गए उपग्रहों को प्रभावित करता है, बल्कि उन प्राकृतिक उपग्रहों को भी प्रभावित करता है जिन्हें हम अन्य दुनिया की परिक्रमा करते हुए पाते हैं। उदाहरण के लिए, मंगल ग्रह का सबसे निकटतम चंद्रमा, फोबोस, ज्वारीय ताकतों से टूटकर लाल ग्रह के वायुमंडल में नीचे चला जाएगा। पृथ्वी के आकार का केवल 1/140वां वायुमंडल होने के बावजूद, मंगल का वायुमंडल बड़ा और फैला हुआ है, और इसके अलावा, मंगल को सौर हवा (पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के विपरीत) से कोई सुरक्षा नहीं है। इसलिए, लाखों वर्षों के बाद, फ़ोबोस ख़त्म हो जाएगा। ऐसा लग सकता है कि यह जल्द ही नहीं होगा, लेकिन यह उस समय के 1% से भी कम है जब सौर मंडल पहले से ही अस्तित्व में है।

लेकिन बृहस्पति का निकटतम उपग्रह आयो नहीं है: यह मेटिस है, पौराणिक कथाओं के अनुसार ज़ीउस की पहली पत्नी। Io के करीब चार छोटे चंद्रमा हैं, जिनमें से मेटिस ग्रह के वायुमंडल से केवल 0.8 बृहस्पति त्रिज्या पर सबसे करीब है। बृहस्पति के मामले में, यह वायुमंडलीय बल या सौर हवा नहीं है जो कक्षाओं में व्यवधान के लिए जिम्मेदार हैं; 128,000 किलोमीटर की कक्षीय अर्ध-अक्ष के साथ, मेटिस प्रभावशाली ज्वारीय बलों का अनुभव करता है, जो बृहस्पति की ओर चंद्रमा के सर्पिल वंश के लिए जिम्मेदार हैं।

जब शक्तिशाली ज्वारीय शक्तियां हावी हो जाती हैं तो क्या होता है, इसके उदाहरण के तौर पर धूमकेतु शोमेकर-लेवी 9 और 1994 में बृहस्पति के साथ इसकी टक्कर, जब यह ज्वारीय बलों द्वारा पूरी तरह से टूट गया था। यह उन सभी उपग्रहों का भाग्य है जो अपने गृह संसार की ओर बढ़ते हैं।

इन सभी कारकों का संयोजन किसी भी उपग्रह को मौलिक रूप से अस्थिर बनाता है। पर्याप्त समय और अन्य स्थिरीकरण प्रभावों की अनुपस्थिति को देखते हुए, बिल्कुल सभी कक्षाएँ बाधित हो जाएंगी। आख़िरकार, सभी कक्षाएँ अस्थिर हैं, लेकिन कुछ दूसरों की तुलना में अधिक अस्थिर हैं।

"मनुष्य को पृथ्वी से ऊपर उठना चाहिए - वायुमंडल में और उससे परे - केवल इसी तरह से वह उस दुनिया को पूरी तरह से समझ पाएगा जिसमें वह रहता है।"

सुकरात ने यह अवलोकन मनुष्यों द्वारा पृथ्वी की कक्षा में किसी वस्तु को सफलतापूर्वक प्रक्षेपित करने से सदियों पहले किया था। फिर भी प्राचीन यूनानी दार्शनिक यह समझते थे कि अंतरिक्ष से दृश्य कितना मूल्यवान हो सकता है, हालाँकि उन्हें यह पता नहीं था कि इसे कैसे प्राप्त किया जाए।

इस अवधारणा - किसी वस्तु को "वायुमंडल में और उससे परे" कैसे प्रक्षेपित किया जाए - तब तक इंतजार करना पड़ा जब तक आइजैक न्यूटन ने 1729 में अपना प्रसिद्ध तोप का गोला विचार प्रयोग प्रकाशित नहीं किया। यह कुछ इस तरह दिखता है:

“कल्पना कीजिए कि आपने एक पहाड़ की चोटी पर एक तोप रखी और उसे क्षैतिज रूप से दागा। तोप का गोला कुछ समय के लिए पृथ्वी की सतह के समानांतर यात्रा करेगा, लेकिन अंततः गुरुत्वाकर्षण के आगे झुक जाएगा और पृथ्वी पर गिर जाएगा। अब कल्पना कीजिए कि आप एक तोप में बारूद डालते रहते हैं। अतिरिक्त विस्फोटों के साथ, कोर गिरने तक आगे और आगे यात्रा करेगा। सही मात्रा में बारूद मिलाएं और गेंद को सही त्वरण दें, और यह ग्रह के चारों ओर लगातार उड़ती रहेगी, हमेशा गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में गिरती रहेगी, लेकिन जमीन तक कभी नहीं पहुंचेगी।"

अक्टूबर 1957 में, सोवियत संघ ने अंततः पृथ्वी की कक्षा में जाने वाला पहला कृत्रिम उपग्रह स्पुतनिक 1 लॉन्च करके न्यूटन के अनुमान की पुष्टि की। इसने अंतरिक्ष दौड़ और वस्तुओं के कई प्रक्षेपणों की शुरुआत की, जिनका उद्देश्य पृथ्वी और सौर मंडल के अन्य ग्रहों के चारों ओर उड़ान भरना था। स्पुतनिक के प्रक्षेपण के बाद से, कई देशों, ज्यादातर संयुक्त राज्य अमेरिका, रूस और चीन ने 3,000 से अधिक उपग्रह अंतरिक्ष में लॉन्च किए हैं। इनमें से कुछ मानव निर्मित वस्तुएं, जैसे आईएसएस, बड़ी हैं। अन्य एक छोटी सी छाती में बिल्कुल फिट बैठते हैं। उपग्रहों की बदौलत हम मौसम का पूर्वानुमान प्राप्त करते हैं, टीवी देखते हैं, इंटरनेट सर्फ करते हैं और फोन कॉल करते हैं। यहां तक ​​कि वे उपग्रह भी जिनका संचालन हमें महसूस नहीं होता या दिखाई नहीं देता, सेना के लाभ के लिए उत्कृष्ट रूप से काम करते हैं।

बेशक, उपग्रहों को लॉन्च करने और संचालित करने से समस्याएं पैदा हुई हैं। आज, पृथ्वी की कक्षा में 1,000 से अधिक सक्रिय उपग्रहों के साथ, हमारा तत्काल अंतरिक्ष क्षेत्र व्यस्त समय के दौरान एक प्रमुख शहर की तुलना में अधिक व्यस्त है। इसमें निष्क्रिय उपकरण, परित्यक्त उपग्रह, हार्डवेयर के टुकड़े और विस्फोटों या टकरावों के टुकड़े जोड़ें जो उपयोगी उपकरणों के साथ आकाश को भर देते हैं। जिस कक्षीय मलबे के बारे में हम बात कर रहे हैं वह कई वर्षों में जमा हुआ है और वर्तमान में पृथ्वी का चक्कर लगा रहे उपग्रहों के साथ-साथ भविष्य के मानवयुक्त और मानवरहित प्रक्षेपणों के लिए एक गंभीर खतरा पैदा करता है।

इस लेख में, हम एक साधारण उपग्रह के गर्भ में चढ़ेंगे और उसकी आँखों में अपने ग्रह के ऐसे दृश्य देखेंगे जिनके बारे में सुकरात और न्यूटन ने सपने में भी नहीं सोचा होगा। लेकिन पहले, आइए इस पर करीब से नज़र डालें कि एक उपग्रह वास्तव में अन्य खगोलीय पिंडों से कैसे भिन्न है।

यह समझने के लिए कि उपग्रह इस तरह क्यों घूमते हैं, हमें अपने मित्र न्यूटन से मिलना चाहिए। उन्होंने सुझाव दिया कि ब्रह्मांड में किन्हीं दो वस्तुओं के बीच गुरुत्वाकर्षण बल मौजूद होता है। यदि यह बल मौजूद नहीं होता, तो ग्रह के पास उड़ने वाले उपग्रह एक ही गति से और एक ही दिशा में - एक सीधी रेखा में चलते रहेंगे। यह सीधी रेखा उपग्रह का जड़त्वीय पथ है, जो, हालांकि, ग्रह के केंद्र की ओर निर्देशित एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण आकर्षण द्वारा संतुलित है।

कभी-कभी किसी उपग्रह की कक्षा एक दीर्घवृत्त के रूप में दिखाई देती है, एक चपटा वृत्त जो दो बिंदुओं के चारों ओर घूमता है जिन्हें नाभि कहा जाता है। इस मामले में, गति के सभी समान नियम लागू होते हैं, सिवाय इसके कि ग्रह किसी एक नाभि पर स्थित होते हैं। परिणामस्वरूप, उपग्रह पर लगाया गया शुद्ध बल उसके पूरे पथ पर समान रूप से यात्रा नहीं करता है, और उपग्रह की गति लगातार बदलती रहती है। जब यह ग्रह के सबसे करीब होता है तो यह तेजी से चलता है - पेरिगी बिंदु पर (पेरीहेलियन के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए), और जब यह ग्रह से दूर होता है - अपोजी बिंदु पर धीमी गति से चलता है।

उपग्रह सभी आकृतियों और आकारों में आते हैं और विभिन्न प्रकार के कार्य करते हैं।

• मौसम उपग्रह मौसम विज्ञानियों को मौसम की भविष्यवाणी करने या यह देखने में मदद करते हैं कि किसी निश्चित समय पर क्या हो रहा है। जियोस्टेशनरी ऑपरेशनल एनवायर्नमेंटल सैटेलाइट (जीओईएस) एक अच्छा उदाहरण प्रदान करता है। इन उपग्रहों में आमतौर पर ऐसे कैमरे शामिल होते हैं जो पृथ्वी का मौसम दिखाते हैं।
• संचार उपग्रह टेलीफोन वार्तालापों को उपग्रह के माध्यम से प्रसारित करने की अनुमति देते हैं। संचार उपग्रह की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता ट्रांसपोंडर है - एक रेडियो जो एक आवृत्ति पर बातचीत प्राप्त करता है, फिर इसे बढ़ाता है और इसे दूसरी आवृत्ति पर पृथ्वी पर वापस भेजता है। एक उपग्रह में आमतौर पर सैकड़ों या हजारों ट्रांसपोंडर होते हैं। संचार उपग्रह आमतौर पर जियोसिंक्रोनस होते हैं (उस पर बाद में अधिक जानकारी)।
• टेलीविजन उपग्रह टेलीविजन संकेतों को एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक संचारित करते हैं (संचार उपग्रहों के समान)।
• किसी समय हबल स्पेस टेलीस्कोप जैसे वैज्ञानिक उपग्रह सभी प्रकार के वैज्ञानिक मिशनों को अंजाम देते थे। वे सूर्य के धब्बों से लेकर गामा किरणों तक हर चीज़ का निरीक्षण करते हैं।
• नेविगेशन उपग्रह विमानों को उड़ने और जहाजों को चलने में मदद करते हैं। जीपीएस NAVSTAR और ग्लोनास उपग्रह प्रमुख प्रतिनिधि हैं।
• बचाव उपग्रह संकट संकेतों पर प्रतिक्रिया करते हैं।
• पृथ्वी का अवलोकन करने वाले उपग्रह तापमान से लेकर बर्फ की चोटियों तक के बदलावों को रिकॉर्ड कर रहे हैं। सबसे प्रसिद्ध लैंडसैट श्रृंखला हैं।

सैन्य उपग्रह भी कक्षा में हैं, लेकिन उनका अधिकांश संचालन गुप्त रहता है। वे एन्क्रिप्टेड संदेशों को रिले कर सकते हैं, परमाणु हथियारों, दुश्मन की गतिविधियों की निगरानी कर सकते हैं, मिसाइल प्रक्षेपण की चेतावनी दे सकते हैं, भूमि रेडियो सुन सकते हैं, रडार सर्वेक्षण और मानचित्रण कर सकते हैं।

उपग्रहों का आविष्कार कब हुआ था?

वैज्ञानिक क्लार्क को नहीं समझ पाए - 4 अक्टूबर 1957 तक। तब सोवियत संघ ने पहला कृत्रिम उपग्रह स्पुतनिक 1 पृथ्वी की कक्षा में प्रक्षेपित किया। स्पुतनिक का व्यास 58 सेंटीमीटर, वजन 83 किलोग्राम और गेंद के आकार का था। हालाँकि यह एक उल्लेखनीय उपलब्धि थी, स्पुतनिक की सामग्री आज के मानकों से विरल थी:

• थर्मामीटर
• बैटरी
• रेडियो ट्रांसमीटर
• नाइट्रोजन गैस जिसे उपग्रह के अंदर दबाया गया था

स्पुतनिक के बाहर, चार व्हिप एंटेना वर्तमान मानक (27 मेगाहर्ट्ज) के ऊपर और नीचे शॉर्टवेव आवृत्तियों पर प्रसारित होते हैं। पृथ्वी पर ट्रैकिंग स्टेशनों ने रेडियो सिग्नल उठाया और पुष्टि की कि छोटा उपग्रह प्रक्षेपण से बच गया और सफलतापूर्वक हमारे ग्रह के चारों ओर घूम रहा है। एक महीने बाद, सोवियत संघ ने स्पुतनिक 2 को कक्षा में लॉन्च किया। कैप्सूल के अंदर लाइका नामक कुत्ता था।

दिसंबर 1957 में, अपने शीत युद्ध के विरोधियों के साथ तालमेल बनाए रखने के लिए बेताब, अमेरिकी वैज्ञानिकों ने वैनगार्ड ग्रह की कक्षा में एक उपग्रह स्थापित करने का प्रयास किया। दुर्भाग्य से, रॉकेट उड़ान भरते समय दुर्घटनाग्रस्त हो गया और जल गया। इसके तुरंत बाद, 31 जनवरी, 1958 को, संयुक्त राज्य अमेरिका ने अमेरिकी रॉकेट के साथ एक्सप्लोरर 1 उपग्रह को लॉन्च करने की वर्नर वॉन ब्रौन की योजना को अपनाकर सोवियत सफलता को दोहराया। लाल पत्थर। एक्सप्लोरर 1 में कॉस्मिक किरणों का पता लगाने के लिए उपकरण थे और आयोवा विश्वविद्यालय के जेम्स वान एलन के एक प्रयोग में पता चला कि अपेक्षा से कहीं कम कॉस्मिक किरणें थीं। इससे पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में फंसे आवेशित कणों से भरे दो टोरॉयडल ज़ोन (अंततः वान एलन के नाम पर) की खोज हुई।

इन सफलताओं से प्रोत्साहित होकर, 1960 के दशक में कई कंपनियों ने उपग्रहों का विकास और प्रक्षेपण शुरू किया। उनमें से एक स्टार इंजीनियर हेरोल्ड रोसेन के साथ ह्यूजेस एयरक्राफ्ट था। रोसेन ने उस टीम का नेतृत्व किया जिसने क्लार्क के विचार को लागू किया - एक संचार उपग्रह को पृथ्वी की कक्षा में इस तरह से स्थापित किया गया कि यह रेडियो तरंगों को एक स्थान से दूसरे स्थान तक उछाल सके। 1961 में, नासा ने ह्यूजेस को उपग्रहों की सिनकॉम (तुल्यकालिक संचार) श्रृंखला बनाने का ठेका दिया। जुलाई 1963 में, रोसेन और उनके सहयोगियों ने सिनकॉम-2 को अंतरिक्ष में विस्फोट करते हुए और एक कठिन भू-समकालिक कक्षा में प्रवेश करते हुए देखा। राष्ट्रपति कैनेडी ने अफ़्रीका में नाइजीरिया के प्रधान मंत्री से बात करने के लिए नई प्रणाली का उपयोग किया। जल्द ही Syncom-3 ने भी उड़ान भरी, जो वास्तव में एक टेलीविजन सिग्नल प्रसारित कर सकता था।

उपग्रहों का युग शुरू हो गया है।

उपग्रह और अंतरिक्ष मलबे में क्या अंतर है?

स्पुतनिक और एक्सप्लोरर जैसी मानव निर्मित वस्तुओं को भी उपग्रहों के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है क्योंकि वे चंद्रमा की तरह एक ग्रह की परिक्रमा करते हैं। दुर्भाग्य से, मानव गतिविधि के परिणामस्वरूप पृथ्वी की कक्षा में भारी मात्रा में मलबा आ गया है। ये सभी टुकड़े और मलबा बड़े रॉकेट की तरह व्यवहार करते हैं - ग्रह के चारों ओर एक गोलाकार या अण्डाकार पथ में तेज़ गति से घूमते हैं। परिभाषा की सख्त व्याख्या में, ऐसी प्रत्येक वस्तु को एक उपग्रह के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। लेकिन खगोलशास्त्री आम तौर पर उपग्रहों को वे वस्तुएं मानते हैं जो उपयोगी कार्य करते हैं। धातु के स्क्रैप और अन्य कबाड़ कक्षीय मलबे की श्रेणी में आते हैं।

कक्षीय मलबा कई स्रोतों से आता है:

• एक रॉकेट विस्फोट जो सबसे अधिक कबाड़ पैदा करता है।
• अंतरिक्ष यात्री ने अपना हाथ ढीला कर दिया - यदि कोई अंतरिक्ष यात्री अंतरिक्ष में किसी चीज़ की मरम्मत कर रहा है और रिंच चूक जाता है, तो वह हमेशा के लिए खो जाता है। कुंजी कक्षा में जाती है और लगभग 10 किमी/सेकेंड की गति से उड़ती है। यदि यह किसी व्यक्ति या उपग्रह से टकराता है, तो परिणाम विनाशकारी हो सकते हैं। आईएसएस जैसी बड़ी वस्तुएं अंतरिक्ष मलबे के लिए एक बड़ा लक्ष्य हैं।
• त्याग दी गई वस्तुएँ. लॉन्च कंटेनरों के हिस्से, कैमरा लेंस कैप, इत्यादि।

नासा ने अंतरिक्ष मलबे के साथ टकराव के दीर्घकालिक प्रभावों का अध्ययन करने के लिए एलडीईएफ नामक एक विशेष उपग्रह लॉन्च किया है। छह वर्षों में, उपग्रह के उपकरणों ने लगभग 20,000 प्रभाव दर्ज किए, जिनमें से कुछ सूक्ष्म उल्कापिंडों के कारण और अन्य कक्षीय मलबे के कारण हुए। नासा के वैज्ञानिक एलडीईएफ डेटा का विश्लेषण करना जारी रखते हैं। लेकिन जापान के पास पहले से ही अंतरिक्ष मलबे को पकड़ने के लिए एक विशाल जाल है।

एक नियमित उपग्रह के अंदर क्या होता है?

सभी उपग्रहों में एक ऊर्जा स्रोत (आमतौर पर सौर पैनल) और बैटरी होती हैं। सौर पैनल सरणियाँ बैटरी को चार्ज करने की अनुमति देती हैं। नवीनतम उपग्रहों में ईंधन सेल भी शामिल हैं। उपग्रह ऊर्जा बहुत महंगी और बेहद सीमित है। परमाणु ऊर्जा कोशिकाओं का उपयोग आमतौर पर अन्य ग्रहों पर अंतरिक्ष जांच भेजने के लिए किया जाता है।

सभी उपग्रहों में विभिन्न प्रणालियों को नियंत्रित और मॉनिटर करने के लिए एक ऑन-बोर्ड कंप्यूटर होता है। हर किसी के पास एक रेडियो और एक एंटीना है। कम से कम, अधिकांश उपग्रहों में एक रेडियो ट्रांसमीटर और एक रेडियो रिसीवर होता है ताकि ग्राउंड क्रू उपग्रह की स्थिति के बारे में पूछताछ और निगरानी कर सके। कई उपग्रह कक्षा बदलने से लेकर कंप्यूटर सिस्टम को पुन: प्रोग्राम करने तक कई अलग-अलग चीजों की अनुमति देते हैं।

जैसा कि आप उम्मीद कर सकते हैं, इन सभी प्रणालियों को एक साथ रखना कोई आसान काम नहीं है। इसमें वर्षों लग जाते हैं. यह सब मिशन लक्ष्य को परिभाषित करने से शुरू होता है। इसके मापदंडों को निर्धारित करने से इंजीनियरों को आवश्यक उपकरण इकट्ठा करने और उन्हें सही क्रम में स्थापित करने की अनुमति मिलती है। एक बार विनिर्देशों (और बजट) को मंजूरी मिल जाने के बाद, उपग्रह संयोजन शुरू हो जाता है। यह एक साफ कमरे, एक रोगाणुहीन वातावरण में होता है जो वांछित तापमान और आर्द्रता बनाए रखता है और विकास और संयोजन के दौरान उपग्रह की सुरक्षा करता है।

कृत्रिम उपग्रह आमतौर पर ऑर्डर पर बनाए जाते हैं। कुछ कंपनियों ने मॉड्यूलर उपग्रह विकसित किए हैं, यानी ऐसी संरचनाएं जिनकी असेंबली विशिष्टताओं के अनुसार अतिरिक्त तत्वों को स्थापित करने की अनुमति देती है। उदाहरण के लिए, बोइंग 601 उपग्रहों में दो बुनियादी मॉड्यूल थे - प्रणोदन उपप्रणाली, इलेक्ट्रॉनिक्स और बैटरी के परिवहन के लिए एक चेसिस; और उपकरण भंडारण के लिए छत्ते की अलमारियों का एक सेट। यह मॉड्यूलरिटी इंजीनियरों को खरोंच के बजाय रिक्त स्थान से उपग्रहों को इकट्ठा करने की अनुमति देती है।

उपग्रहों को कक्षा में कैसे प्रक्षेपित किया जाता है?

अधिकांश उपग्रह प्रक्षेपणों में, रॉकेट को सीधे ऊपर प्रक्षेपित किया जाता है, जो इसे घने वातावरण में तेजी से आगे बढ़ने और ईंधन की खपत को कम करने की अनुमति देता है। रॉकेट के उड़ान भरने के बाद, रॉकेट का नियंत्रण तंत्र वांछित पिच को प्राप्त करने के लिए रॉकेट के नोजल में आवश्यक समायोजन की गणना करने के लिए जड़त्वीय मार्गदर्शन प्रणाली का उपयोग करता है।

रॉकेट के पतली हवा में प्रवेश करने के बाद, लगभग 193 किलोमीटर की ऊंचाई पर, नेविगेशन प्रणाली छोटे रॉकेट छोड़ती है, जो रॉकेट को क्षैतिज स्थिति में पलटने के लिए पर्याप्त है। इसके बाद सैटेलाइट को छोड़ा जाता है. छोटे रॉकेट फिर से दागे जाते हैं और रॉकेट और उपग्रह के बीच की दूरी में अंतर प्रदान करते हैं।

कक्षीय गति और ऊंचाई

पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से पूरी तरह बचने और अंतरिक्ष में उड़ान भरने के लिए रॉकेट को 40,320 किलोमीटर प्रति घंटे की गति तक पहुंचना होगा। अंतरिक्ष की गति एक उपग्रह की कक्षा में आवश्यक गति से कहीं अधिक है। वे पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से बच नहीं पाते, बल्कि संतुलन की स्थिति में रहते हैं। कक्षीय गति गुरुत्वाकर्षण खिंचाव और उपग्रह की जड़त्वीय गति के बीच संतुलन बनाए रखने के लिए आवश्यक गति है। 242 किलोमीटर की ऊंचाई पर यह लगभग 27,359 किलोमीटर प्रति घंटा है। गुरुत्वाकर्षण के बिना, जड़ता उपग्रह को अंतरिक्ष में ले जाएगी। गुरुत्वाकर्षण के साथ भी, यदि कोई उपग्रह बहुत तेजी से चलता है, तो उसे अंतरिक्ष में ले जाया जाएगा। यदि उपग्रह बहुत धीमी गति से चलता है, तो गुरुत्वाकर्षण उसे वापस पृथ्वी की ओर खींच लेगा।

किसी उपग्रह की कक्षीय गति पृथ्वी से उसकी ऊँचाई पर निर्भर करती है। पृथ्वी के जितना करीब, गति उतनी ही तेज। 200 किलोमीटर की ऊंचाई पर, कक्षीय गति 27,400 किलोमीटर प्रति घंटा है। 35,786 किलोमीटर की ऊंचाई पर कक्षा बनाए रखने के लिए, उपग्रह को 11,300 किलोमीटर प्रति घंटे की गति से यात्रा करनी होगी। यह कक्षीय गति उपग्रह को हर 24 घंटे में एक उड़ान भरने की अनुमति देती है। चूँकि पृथ्वी भी 24 घंटे घूमती है, उपग्रह 35,786 किलोमीटर की ऊँचाई पर पृथ्वी की सतह के सापेक्ष एक निश्चित स्थिति में है। इस स्थिति को भूस्थैतिक कहा जाता है। भूस्थैतिक कक्षा मौसम और संचार उपग्रहों के लिए आदर्श है।

सामान्य तौर पर, कक्षा जितनी ऊंची होगी, उपग्रह उतने ही लंबे समय तक वहां रह सकता है। कम ऊंचाई पर उपग्रह पृथ्वी के वायुमंडल में होता है, जिससे खिंचाव पैदा होता है। उच्च ऊंचाई पर वस्तुतः कोई प्रतिरोध नहीं होता है, और उपग्रह, चंद्रमा की तरह, सदियों तक कक्षा में रह सकता है।

उपग्रहों के प्रकार

ध्रुवीय-परिक्रमा करने वाले उपग्रह भी प्रत्येक क्रांति के साथ ध्रुवों को पार करते हैं, हालाँकि उनकी कक्षाएँ कम अण्डाकार होती हैं। जब पृथ्वी घूमती है तो ध्रुवीय कक्षाएँ अंतरिक्ष में स्थिर रहती हैं। परिणामस्वरूप, पृथ्वी का अधिकांश भाग ध्रुवीय कक्षा में उपग्रह के नीचे से गुजरता है। चूँकि ध्रुवीय कक्षाएँ ग्रह का उत्कृष्ट कवरेज प्रदान करती हैं, इसलिए उनका उपयोग मानचित्रण और फोटोग्राफी के लिए किया जाता है। पूर्वानुमानकर्ता ध्रुवीय उपग्रहों के वैश्विक नेटवर्क पर भी भरोसा करते हैं जो हर 12 घंटे में हमारी दुनिया का चक्कर लगाते हैं।

आप उपग्रहों को पृथ्वी की सतह से उनकी ऊँचाई के आधार पर भी वर्गीकृत कर सकते हैं। इस योजना के आधार पर, तीन श्रेणियां हैं:

• निम्न पृथ्वी कक्षा (LEO) - LEO उपग्रह पृथ्वी से 180 से 2000 किलोमीटर ऊपर अंतरिक्ष के एक क्षेत्र पर कब्जा करते हैं। पृथ्वी की सतह के करीब परिक्रमा करने वाले उपग्रह अवलोकन, सैन्य उद्देश्यों और मौसम की जानकारी एकत्र करने के लिए आदर्श हैं।
• मीडियम अर्थ ऑर्बिट (MEO) - ये उपग्रह पृथ्वी से 2,000 से 36,000 किमी ऊपर उड़ान भरते हैं। जीपीएस नेविगेशन उपग्रह इस ऊंचाई पर अच्छा काम करते हैं। अनुमानित कक्षीय गति 13,900 किमी/घंटा है।
• भूस्थैतिक (जियोसिंक्रोनस) कक्षा - भूस्थैतिक उपग्रह 36,000 किमी से अधिक की ऊंचाई पर और ग्रह के समान घूर्णन गति पर पृथ्वी की परिक्रमा करते हैं। इसलिए, इस कक्षा में उपग्रह हमेशा पृथ्वी पर एक ही स्थान की ओर स्थित होते हैं। कई भूस्थैतिक उपग्रह भूमध्य रेखा के साथ उड़ान भरते हैं, जिससे अंतरिक्ष के इस क्षेत्र में कई ट्रैफिक जाम पैदा हो गए हैं। कई सौ टेलीविजन, संचार और मौसम उपग्रह भूस्थैतिक कक्षा का उपयोग करते हैं।

अंततः, कोई उपग्रहों के बारे में इस अर्थ में सोच सकता है कि वे "कहाँ खोजते हैं।" पिछले कुछ दशकों में अंतरिक्ष में भेजे गए अधिकांश पिंड पृथ्वी की ओर देख रहे हैं। इन उपग्रहों में कैमरे और उपकरण हैं जो प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य में हमारी दुनिया को देख सकते हैं, जिससे हम अपने ग्रह के पराबैंगनी और अवरक्त रंगों के शानदार दृश्यों का आनंद ले सकते हैं। कम उपग्रह अंतरिक्ष की ओर अपना ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, जहां वे सितारों, ग्रहों और आकाशगंगाओं का निरीक्षण करते हैं, और क्षुद्रग्रहों और धूमकेतु जैसी वस्तुओं को स्कैन करते हैं जो पृथ्वी से टकरा सकते हैं।

ज्ञात उपग्रह

हालाँकि, कक्षा के असली नायक हैं। आइये जानते हैं उन्हें.

1. लैंडसैट उपग्रह 1970 के दशक की शुरुआत से पृथ्वी की तस्वीरें ले रहे हैं, और उनके पास पृथ्वी की सतह का अवलोकन करने का रिकॉर्ड है। लैंडसैट-1, जिसे एक समय में ईआरटीएस (अर्थ रिसोर्सेज टेक्नोलॉजी सैटेलाइट) के नाम से जाना जाता था, 23 जुलाई 1972 को लॉन्च किया गया था। इसमें दो मुख्य उपकरण थे: एक कैमरा और एक मल्टीस्पेक्ट्रल स्कैनर, जो ह्यूजेस एयरक्राफ्ट कंपनी द्वारा निर्मित था और हरे, लाल और दो इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रा में डेटा रिकॉर्ड करने में सक्षम था। उपग्रह ने इतनी भव्य छवियां बनाईं और इसे इतना सफल माना गया कि इसके बाद एक पूरी श्रृंखला का अनुसरण किया गया। नासा ने आखिरी लैंडसैट-8 फरवरी 2013 में लॉन्च किया था। यह वाहन दो पृथ्वी-अवलोकन सेंसर, ऑपरेशनल लैंड इमेजर और थर्मल इन्फ्रारेड सेंसर ले गया, जो तटीय क्षेत्रों, ध्रुवीय बर्फ, द्वीपों और महाद्वीपों की मल्टीस्पेक्ट्रल छवियां एकत्र करता है।
2. जियोस्टेशनरी ऑपरेशनल एनवायर्नमेंटल सैटेलाइट (जीओईएस) भूस्थैतिक कक्षा में पृथ्वी का चक्कर लगाते हैं, प्रत्येक दुनिया के एक निश्चित हिस्से के लिए जिम्मेदार है। यह उपग्रहों को वायुमंडल की बारीकी से निगरानी करने और मौसम की स्थिति में बदलाव का पता लगाने की अनुमति देता है जो बवंडर, तूफान, बाढ़ और बिजली तूफान का कारण बन सकता है। उपग्रहों का उपयोग वर्षा और बर्फ संचय का अनुमान लगाने, बर्फ के आवरण की सीमा को मापने और समुद्र और झील की बर्फ की गति को ट्रैक करने के लिए भी किया जाता है। 1974 के बाद से, 15 GOES उपग्रहों को कक्षा में प्रक्षेपित किया गया है, लेकिन केवल दो उपग्रह, GOES पश्चिम और GOES पूर्व, किसी भी समय मौसम की निगरानी करते हैं।
3. जेसन-1 और जेसन-2 ने पृथ्वी के महासागरों के दीर्घकालिक विश्लेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। नासा ने नासा/सीएनईएस टोपेक्स/पोसीडॉन उपग्रह को बदलने के लिए दिसंबर 2001 में जेसन-1 लॉन्च किया, जो 1992 से पृथ्वी के ऊपर काम कर रहा था। लगभग तेरह वर्षों तक, जेसन-1 ने पृथ्वी के 95% से अधिक बर्फ-मुक्त महासागरों में समुद्र के स्तर, हवा की गति और लहरों की ऊंचाई को मापा। नासा ने 3 जुलाई 2013 को आधिकारिक तौर पर जेसन-1 को सेवानिवृत्त कर दिया। जेसन-2 ने 2008 में कक्षा में प्रवेश किया। इसमें उच्च परिशुद्धता वाले उपकरण थे जिससे उपग्रह से समुद्र की सतह तक की दूरी को कई सेंटीमीटर की सटीकता के साथ मापना संभव हो गया। ये डेटा, समुद्र विज्ञानियों के लिए उनके मूल्य के अलावा, वैश्विक जलवायु पैटर्न के व्यवहार में व्यापक अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।

उपग्रहों की लागत कितनी है?

ऐसी जटिल मशीन के निर्माण के लिए बहुत सारे संसाधनों की आवश्यकता होती है, इसलिए ऐतिहासिक रूप से केवल गहरी जेब वाली सरकारी एजेंसियां ​​​​और निगम ही उपग्रह व्यवसाय में प्रवेश कर सकते हैं। एक उपग्रह की अधिकांश लागत उपकरण - ट्रांसपोंडर, कंप्यूटर और कैमरे में होती है। एक सामान्य मौसम उपग्रह की लागत लगभग $290 मिलियन होती है। एक जासूसी उपग्रह की लागत 100 मिलियन डॉलर अधिक होगी। इसमें उपग्रहों के रखरखाव और मरम्मत की लागत भी जोड़ें। कंपनियों को सैटेलाइट बैंडविड्थ के लिए उसी तरह भुगतान करना होगा जैसे फोन मालिक सेलुलर सेवा के लिए भुगतान करते हैं। कभी-कभी इसकी लागत प्रति वर्ष $1.5 मिलियन से अधिक होती है।

एक अन्य महत्वपूर्ण कारक स्टार्टअप लागत है। एक उपग्रह को अंतरिक्ष में प्रक्षेपित करने में उपकरण के आधार पर 10 से 400 मिलियन डॉलर तक का खर्च आ सकता है। पेगासस एक्सएल रॉकेट 13.5 मिलियन डॉलर में 443 किलोग्राम वजन उठाकर पृथ्वी की निचली कक्षा में ले जा सकता है। भारी उपग्रह प्रक्षेपित करने के लिए अधिक लिफ्ट की आवश्यकता होगी। एरियन 5G रॉकेट 165 मिलियन डॉलर में 18,000 किलोग्राम के उपग्रह को निचली कक्षा में लॉन्च कर सकता है।

उपग्रहों के निर्माण, प्रक्षेपण और संचालन से जुड़ी लागत और जोखिमों के बावजूद, कुछ कंपनियां इसके आसपास संपूर्ण व्यवसाय बनाने में कामयाब रही हैं। उदाहरण के लिए, बोइंग। कंपनी ने 2012 में लगभग 10 उपग्रहों को अंतरिक्ष में पहुंचाया और सात वर्षों से अधिक समय तक ऑर्डर प्राप्त किए, जिससे लगभग 32 बिलियन डॉलर का राजस्व प्राप्त हुआ।

उपग्रहों का भविष्य

दूसरा उपाय उपग्रहों के आकार और जटिलता को कम करना है। कैल्टेक और स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक 1999 से एक नए प्रकार के क्यूबसैट पर काम कर रहे हैं, जो 10-सेंटीमीटर किनारे वाले बिल्डिंग ब्लॉक्स पर आधारित है। प्रत्येक क्यूब में तैयार घटक होते हैं और दक्षता बढ़ाने और तनाव कम करने के लिए इसे अन्य क्यूब्स के साथ जोड़ा जा सकता है। डिज़ाइन को मानकीकृत करके और प्रत्येक उपग्रह के निर्माण की लागत को कम करके, एक क्यूबसैट की लागत कम से कम $100,000 हो सकती है।

अप्रैल 2013 में, नासा ने वाणिज्यिक स्मार्टफ़ोन द्वारा संचालित तीन क्यूबसैट के साथ इस सरल सिद्धांत का परीक्षण करने का निर्णय लिया। लक्ष्य सूक्ष्म उपग्रहों को थोड़े समय के लिए कक्षा में स्थापित करना और उनके फोन से कुछ तस्वीरें लेना था। एजेंसी अब ऐसे उपग्रहों का एक व्यापक नेटवर्क तैनात करने की योजना बना रही है।

चाहे बड़े हों या छोटे, भविष्य के उपग्रहों को ग्राउंड स्टेशनों के साथ प्रभावी ढंग से संचार करने में सक्षम होना चाहिए। ऐतिहासिक रूप से, नासा रेडियो फ्रीक्वेंसी संचार पर निर्भर था, लेकिन अधिक बिजली की मांग उभरने के कारण आरएफ अपनी सीमा तक पहुंच गया। इस बाधा को दूर करने के लिए नासा के वैज्ञानिक रेडियो तरंगों के बजाय लेजर का उपयोग करके दो-तरफ़ा संचार प्रणाली विकसित कर रहे हैं। 18 अक्टूबर 2013 को, वैज्ञानिकों ने चंद्रमा से पृथ्वी पर (384,633 किलोमीटर की दूरी पर) डेटा संचारित करने के लिए पहली बार एक लेजर किरण चलाई और 622 मेगाबिट प्रति सेकंड की रिकॉर्ड संचरण गति हासिल की।

किसी उपग्रह को निचली-पृथ्वी की कक्षा में प्रक्षेपित करने के लिए, उसे पहली ब्रह्मांडीय गति के बराबर या अंतिम से थोड़ी अधिक प्रारंभिक गति देना आवश्यक है। ऐसा तुरंत नहीं बल्कि धीरे-धीरे होता है. उपग्रह ले जाने वाला मल्टी-स्टेज रॉकेट सुचारू रूप से गति पकड़ लेता है। जब इसकी उड़ान गति गणना मूल्य तक पहुंच जाती है, तो उपग्रह रॉकेट से अलग हो जाता है और कक्षा में अपनी मुक्त गति शुरू कर देता है। कक्षा का आकार उसे दी गई प्रारंभिक गति और उसकी दिशा पर निर्भर करता है: इसके आयाम और विलक्षणता।

यदि पर्यावरण और चंद्रमा और सूर्य के परेशान करने वाले आकर्षणों से कोई प्रतिरोध नहीं होता, और पृथ्वी का आकार गोलाकार होता, तो उपग्रह की कक्षा में कोई बदलाव नहीं होता, और उपग्रह स्वयं हमेशा के लिए इसके साथ चलता रहेगा। हालाँकि, वास्तव में, प्रत्येक उपग्रह की कक्षा विभिन्न कारणों से बदलती रहती है।

उपग्रह की कक्षा को बदलने वाला मुख्य बल ब्रेकिंग है, जो उस दुर्लभ माध्यम के प्रतिरोध के कारण होता है जिसके माध्यम से उपग्रह उड़ता है। आइए देखें कि इसका उनके आंदोलन पर क्या प्रभाव पड़ता है। चूँकि उपग्रह की कक्षा आमतौर पर अण्डाकार होती है, इसलिए पृथ्वी से इसकी दूरी समय-समय पर बदलती रहती है। यह उपभू की ओर घटता जाता है और अपभू पर अधिकतम दूरी तक पहुँच जाता है। ऊंचाई बढ़ने के साथ पृथ्वी के वायुमंडल का घनत्व तेजी से घटता है, और इसलिए उपग्रह को पेरिगी के पास सबसे बड़े प्रतिरोध का सामना करना पड़ता है। इस पर काबू पाने के लिए गतिज ऊर्जा का कुछ हिस्सा खर्च करने के बाद, यद्यपि छोटा, प्रतिरोध, उपग्रह अब अपनी पिछली ऊंचाई तक नहीं बढ़ सकता है, और इसका चरम धीरे-धीरे कम हो जाता है। उपभू में भी कमी होती है, लेकिन अपभू में कमी की तुलना में बहुत धीमी गति से। इस प्रकार, कक्षा का आकार और उसकी विलक्षणता धीरे-धीरे कम हो जाती है: अण्डाकार कक्षा एक गोलाकार कक्षा की ओर बढ़ती है। उपग्रह धीरे-धीरे घुमावदार सर्पिल में पृथ्वी के चारों ओर घूमता है और अंततः पृथ्वी के वायुमंडल की घनी परतों में अपना अस्तित्व समाप्त कर लेता है, एक उल्का पिंड की तरह गर्म और वाष्पित हो जाता है। यदि यह आकार में बड़ा हो तो यह पृथ्वी की सतह तक पहुंच सकता है।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि किसी उपग्रह को ब्रेक लगाने से उसकी गति कम नहीं होती है, बल्कि, इसके विपरीत, यह बढ़ जाती है। आइए कुछ सरल गणनाएँ करें।

केपलर के तीसरे नियम से यह निष्कर्ष निकलता है

जहां C एक स्थिरांक है, M पृथ्वी का द्रव्यमान है, m उपग्रह का द्रव्यमान है, P इसकी परिक्रमण अवधि है और a कक्षा की अर्धप्रमुख धुरी है। नजरअंदाज कर दिया

पृथ्वी के द्रव्यमान की तुलना में उपग्रह के द्रव्यमान से, हम प्राप्त करते हैं

गणना की सरलता के लिए, आइए मान लें कि उपग्रह की कक्षा गोलाकार है। स्थिर गति υ से चलते हुए, उपग्रह पूर्ण क्रांति के लिए अपनी कक्षा में υ Р = 2 πа की दूरी तय करता है, जहां से Р = 2πa/υ। इस मान P को सूत्र (9.1) में प्रतिस्थापित करने और परिवर्तन करने पर, हम पाते हैं

इसलिए, जैसे-जैसे कक्षा का आकार घटता है, उपग्रह v की गति बढ़ती है: संभावित ऊर्जा में तेजी से कमी के कारण उपग्रह की गतिज ऊर्जा बढ़ती है।

दूसरा बल जो उपग्रह की कक्षा का आकार बदलता है वह है सौर विकिरण का दबाव, यानी प्रकाश और कणिका प्रवाह (सौर हवा)। छोटे उपग्रहों पर इस बल का व्यावहारिक रूप से कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, लेकिन पेजोस जैसे उपग्रहों के लिए यह बहुत महत्वपूर्ण है। लॉन्च के समय पेजोस की कक्षा गोलाकार थी, लेकिन दो साल बाद यह बहुत लम्बी अण्डाकार हो गई।

उपग्रह की गति पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से भी प्रभावित होती है, क्योंकि उपग्रह कुछ विद्युत आवेश प्राप्त कर सकता है और जब यह चुंबकीय क्षेत्र में चलता है, तो प्रक्षेप पथ में परिवर्तन होना चाहिए।

हालाँकि, ये सभी ताकतें परेशान करने वाली हैं। उपग्रह को उसकी कक्षा में बनाए रखने वाला मुख्य बल गुरुत्वाकर्षण बल है। और यहाँ हमें कुछ विशिष्टताओं का सामना करना पड़ता है। हम जानते हैं कि अक्षीय घूर्णन के परिणामस्वरूप, पृथ्वी का आकार गोलाकार से भिन्न होता है और पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बिल्कुल पृथ्वी के केंद्र की ओर निर्देशित नहीं होता है। यह बहुत दूर की वस्तुओं को प्रभावित नहीं करता है, लेकिन पृथ्वी के करीब स्थित एक उपग्रह पृथ्वी के पास "भूमध्यरेखीय उभार" की उपस्थिति पर प्रतिक्रिया करता है। इसकी कक्षा का तल धीरे-धीरे लेकिन काफी नियमित रूप से पृथ्वी के घूर्णन अक्ष के चारों ओर घूमता है। एक सप्ताह तक किए गए अवलोकनों से यह घटना स्पष्ट रूप से दिखाई देती है। ये सभी कक्षीय परिवर्तन अत्यधिक वैज्ञानिक रुचि के हैं, और इसलिए कृत्रिम उपग्रहों की गति पर व्यवस्थित अवलोकन किए जाते हैं।

जैसा कि आप जानते हैं, भूस्थैतिक उपग्रह पृथ्वी के ऊपर एक ही बिंदु पर गतिहीन रूप से लटके रहते हैं। वे गिरते क्यों नहीं? उस ऊंचाई पर कोई गुरुत्वाकर्षण बल नहीं है?

उत्तर

एक भूस्थिर कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह एक उपकरण है जो ग्रह के चारों ओर पूर्वी दिशा में (उसी दिशा में जिस दिशा में पृथ्वी घूमती है) एक गोलाकार भूमध्यरेखीय कक्षा में घूमती है, जिसकी क्रांति अवधि पृथ्वी के स्वयं के घूर्णन की अवधि के बराबर होती है।

इस प्रकार, यदि हम पृथ्वी से किसी भूस्थैतिक उपग्रह को देखें, तो हम उसे उसी स्थान पर गतिहीन लटका हुआ देखेंगे। इस गतिहीनता और लगभग 36,000 किमी की ऊँचाई के कारण, जहाँ से पृथ्वी की लगभग आधी सतह दिखाई देती है, टेलीविजन, रेडियो और संचार के लिए रिले उपग्रहों को भूस्थैतिक कक्षा में रखा जाता है।

इस तथ्य से कि एक भूस्थैतिक उपग्रह लगातार पृथ्वी की सतह पर एक ही बिंदु पर लटका रहता है, कुछ लोग गलत निष्कर्ष निकालते हैं कि भूस्थैतिक उपग्रह पृथ्वी की ओर गुरुत्वाकर्षण बल से प्रभावित नहीं होता है, गुरुत्वाकर्षण बल एक निश्चित दूरी पर गायब हो जाता है पृथ्वी, यानी वे न्यूटन का ही खंडन करते हैं। बेशक ये सच नहीं है. भूस्थैतिक कक्षा में उपग्रहों के प्रक्षेपण की गणना न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम के अनुसार सटीक रूप से की जाती है।

भूस्थैतिक उपग्रह, अन्य सभी उपग्रहों की तरह, वास्तव में पृथ्वी पर गिरते हैं, लेकिन इसकी सतह तक नहीं पहुँच पाते हैं। उन पर पृथ्वी के प्रति आकर्षण बल (गुरुत्वाकर्षण बल) द्वारा कार्य किया जाता है, जो इसके केंद्र की ओर निर्देशित होता है, और विपरीत दिशा में, पृथ्वी को प्रतिकर्षित करने वाला एक केन्द्रापसारक बल (जड़ता बल) उपग्रह पर कार्य करता है, जो एक दूसरे को संतुलित करता है - उपग्रह पृथ्वी से दूर नहीं उड़ता और न ही उस पर गिरता है ठीक उसी प्रकार जैसे रस्सी पर घूमी हुई बाल्टी अपनी कक्षा में ही रहती है।

यदि उपग्रह बिल्कुल भी गति नहीं करता, तो वह पृथ्वी की ओर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में पृथ्वी पर गिर जाता, लेकिन उपग्रह भूस्थैतिक (जियोस्टेशनरी) सहित गति करते हैं - पृथ्वी के घूर्णन के कोणीय वेग के बराबर कोणीय वेग के साथ, यानी एक क्रांति प्रति दिन, और निचली कक्षाओं में उपग्रहों का कोणीय वेग अधिक होता है, यानी वे प्रति दिन पृथ्वी के चारों ओर कई चक्कर लगाने का प्रबंधन करते हैं)। कक्षा में सीधे प्रवेश के दौरान पृथ्वी की सतह के समानांतर उपग्रह को प्रदान की जाने वाली रैखिक गति अपेक्षाकृत बड़ी होती है (पृथ्वी की निचली कक्षा में - 8 किलोमीटर प्रति सेकंड, भूस्थैतिक कक्षा में - 3 किलोमीटर प्रति सेकंड)। यदि पृथ्वी न होती तो उपग्रह सीधी रेखा में इतनी गति से उड़ता, लेकिन पृथ्वी की उपस्थिति उपग्रह को गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में उस पर गिरने के लिए मजबूर करती है, जिससे प्रक्षेप पथ पृथ्वी की ओर झुक जाता है, लेकिन सतह की पृथ्वी चपटी नहीं, घुमावदार है। जैसे ही उपग्रह पृथ्वी की सतह के करीब आता है, पृथ्वी की सतह उपग्रह के नीचे से दूर चली जाती है और इस प्रकार, उपग्रह लगातार एक ही ऊंचाई पर रहता है, एक बंद प्रक्षेपवक्र के साथ आगे बढ़ता है। उपग्रह हर समय गिरता है, लेकिन गिर नहीं सकता।

तो, सभी कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह पृथ्वी पर गिरते हैं, लेकिन एक बंद प्रक्षेपवक्र के साथ। उपग्रह भी सभी गिरते पिंडों की तरह भारहीनता की स्थिति में होते हैं (यदि किसी गगनचुंबी इमारत में लिफ्ट टूट जाती है और स्वतंत्र रूप से गिरने लगती है, तो अंदर के लोग भी भारहीनता की स्थिति में होंगे)। आईएसएस के अंदर अंतरिक्ष यात्री भारहीनता में हैं, इसलिए नहीं कि पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बल कक्षा में कार्य नहीं करता है (यह लगभग पृथ्वी की सतह के समान ही है), बल्कि इसलिए कि आईएसएस स्वतंत्र रूप से पृथ्वी पर गिरता है - एक दिशा में बंद वृत्ताकार प्रक्षेपवक्र.

भूस्थैतिक कक्षा क्या है? यह एक गोलाकार क्षेत्र है, जो पृथ्वी के भूमध्य रेखा के ऊपर स्थित है, जिसके साथ एक कृत्रिम उपग्रह अपनी धुरी के चारों ओर ग्रह के घूमने के कोणीय वेग से घूमता है। यह क्षैतिज समन्वय प्रणाली में अपनी दिशा नहीं बदलता है, बल्कि आकाश में गतिहीन लटका रहता है। जियोस्टेशनरी अर्थ ऑर्बिट (जीईओ) एक प्रकार का जियोसिंक्रोनस क्षेत्र है और इसका उपयोग संचार, टेलीविजन प्रसारण और अन्य उपग्रहों को स्थापित करने के लिए किया जाता है।

कृत्रिम उपकरणों का उपयोग करने का विचार

भूस्थैतिक कक्षा की अवधारणा रूसी आविष्कारक के.ई. त्सोल्कोव्स्की द्वारा शुरू की गई थी। अपने कार्यों में, उन्होंने कक्षीय स्टेशनों की सहायता से अंतरिक्ष को आबाद करने का प्रस्ताव रखा। विदेशी वैज्ञानिकों ने भी ब्रह्मांडीय क्षेत्रों के कार्य का वर्णन किया, उदाहरण के लिए, जी. ओबर्थ। वह व्यक्ति जिसने संचार के लिए कक्षा का उपयोग करने की अवधारणा विकसित की, वह आर्थर सी. क्लार्क है। 1945 में, उन्होंने वायरलेस वर्ल्ड पत्रिका में एक लेख प्रकाशित किया, जहाँ उन्होंने भूस्थैतिक क्षेत्र के फायदों का वर्णन किया। इस क्षेत्र में उनके सक्रिय कार्य के लिए, वैज्ञानिक के सम्मान में, कक्षा को उसका दूसरा नाम - "क्लार्क बेल्ट" मिला। कई सिद्धांतकारों ने उच्च गुणवत्ता वाले संचार को लागू करने की समस्या के बारे में सोचा है। इस प्रकार, 1928 में हरमन पोटोचनिक ने यह विचार व्यक्त किया कि भूस्थैतिक उपग्रहों का उपयोग कैसे किया जा सकता है।

"क्लार्क बेल्ट" की विशेषताएं

किसी कक्षा को भूस्थिर कहलाने के लिए, उसे कई मापदंडों को पूरा करना होगा:

1. जियोसिंक्रोनी। इस विशेषता में एक ऐसा क्षेत्र शामिल है जिसकी अवधि पृथ्वी की घूर्णन अवधि के अनुरूप है। एक भू-तुल्यकालिक उपग्रह ग्रह के चारों ओर अपनी कक्षा एक नाक्षत्र दिन में पूरी करता है, जो 23 घंटे, 56 मिनट और 4 सेकंड है। पृथ्वी को एक निश्चित स्थान में एक चक्कर पूरा करने में उतना ही समय लगता है।

2. किसी उपग्रह को एक निश्चित बिंदु पर बनाए रखने के लिए, भूस्थैतिक कक्षा शून्य झुकाव के साथ गोलाकार होनी चाहिए। एक अण्डाकार क्षेत्र के परिणामस्वरूप या तो पूर्व या पश्चिम में विस्थापन होगा, क्योंकि यान अपनी कक्षा में कुछ बिंदुओं पर अलग-अलग गति से चलता है।

3. अंतरिक्ष तंत्र का "मँडरा बिंदु" भूमध्य रेखा पर होना चाहिए।

4. भूस्थैतिक कक्षा में उपग्रहों का स्थान ऐसा होना चाहिए कि संचार के लिए इच्छित आवृत्तियों की छोटी संख्या के कारण रिसेप्शन और ट्रांसमिशन के दौरान विभिन्न उपकरणों की आवृत्तियों का ओवरलैप न हो, साथ ही उनकी टक्कर से बचा जा सके।

5. अंतरिक्ष तंत्र की स्थिर स्थिति बनाए रखने के लिए पर्याप्त मात्रा में ईंधन।

उपग्रह की भूस्थैतिक कक्षा इस मायने में अद्वितीय है कि केवल इसके मापदंडों को मिलाकर ही उपकरण स्थिर रह सकता है। एक अन्य विशेषता अंतरिक्ष क्षेत्र में स्थित उपग्रहों से पृथ्वी को सत्रह डिग्री के कोण पर देखने की क्षमता है। प्रत्येक उपकरण कक्षीय सतह के लगभग एक-तिहाई हिस्से पर कब्जा कर लेता है, इसलिए तीन तंत्र लगभग पूरे ग्रह को कवर करने में सक्षम हैं।

कृत्रिम उपग्रह

कई देशों और कंपनियों द्वारा उपग्रह लॉन्च किए गए हैं। दुनिया का पहला कृत्रिम उपकरण यूएसएसआर में बनाया गया था और 4 अक्टूबर, 1957 को अंतरिक्ष में उड़ाया गया था। इसे स्पुतनिक 1 नाम दिया गया. 1958 में, संयुक्त राज्य अमेरिका ने दूसरा अंतरिक्ष यान, एक्सप्लोरर 1 लॉन्च किया। पहला उपग्रह, जिसे 1964 में NASA द्वारा लॉन्च किया गया था, का नाम Syncom-3 था। कृत्रिम उपकरण अधिकतर गैर-वापसी योग्य होते हैं, लेकिन ऐसे भी होते हैं जो आंशिक रूप से या पूरी तरह से वापस कर दिए जाते हैं। इनका उपयोग वैज्ञानिक अनुसंधान करने और विभिन्न समस्याओं को हल करने के लिए किया जाता है। तो, सैन्य, अनुसंधान, नेविगेशन उपग्रह और अन्य हैं। विश्वविद्यालय के कर्मचारियों या रेडियो शौकीनों द्वारा बनाए गए उपकरण भी लॉन्च किए गए हैं।

"स्थायी बिंदु"

भूस्थैतिक उपग्रह समुद्र तल से 35,786 किलोमीटर की ऊंचाई पर स्थित हैं। यह ऊंचाई एक कक्षीय अवधि प्रदान करती है जो तारों के सापेक्ष पृथ्वी की घूर्णन अवधि से मेल खाती है। कृत्रिम यान गतिहीन है, इसलिए भूस्थैतिक कक्षा में इसके स्थान को "स्थायी बिंदु" कहा जाता है। होवरिंग निरंतर दीर्घकालिक संचार सुनिश्चित करता है, एक बार उन्मुख होने पर एंटीना हमेशा वांछित उपग्रह पर इंगित किया जाएगा।

आंदोलन

जियोट्रांसफर फ़ील्ड का उपयोग करके उपग्रहों को कम ऊंचाई वाली कक्षा से भूस्थैतिक कक्षा में स्थानांतरित किया जा सकता है। उत्तरार्द्ध एक अण्डाकार पथ है जिसमें कम ऊंचाई पर एक बिंदु होता है और ऊंचाई पर एक शिखर होता है जो भूस्थैतिक सर्कल के करीब होता है। एक उपग्रह जो आगे के संचालन के लिए अनुपयुक्त हो गया है उसे GEO से 200-300 किलोमीटर ऊपर स्थित निपटान कक्षा में भेजा जाता है।

भूस्थैतिक कक्षा की ऊंचाई

किसी दिए गए क्षेत्र में एक उपग्रह पृथ्वी से एक निश्चित दूरी बनाए रखता है, न तो पृथ्वी के करीब आता है और न ही दूर जाता है। यह हमेशा भूमध्य रेखा पर किसी बिंदु से ऊपर स्थित होता है। इन विशेषताओं के आधार पर, यह निष्कर्ष निकलता है कि गुरुत्वाकर्षण बल और केन्द्रापसारक बल एक दूसरे को संतुलित करते हैं। भूस्थैतिक कक्षा की ऊंचाई की गणना शास्त्रीय यांत्रिकी पर आधारित विधियों का उपयोग करके की जाती है। इस मामले में, गुरुत्वाकर्षण और केन्द्रापसारक बलों के पत्राचार को ध्यान में रखा जाता है। पहली मात्रा का मान न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है। केन्द्रापसारक बल संकेतक की गणना उपग्रह के द्रव्यमान को अभिकेन्द्रीय त्वरण से गुणा करके की जाती है। गुरुत्वाकर्षण और जड़त्व द्रव्यमान की समानता के परिणाम से यह निष्कर्ष निकलता है कि कक्षीय ऊंचाई उपग्रह के द्रव्यमान पर निर्भर नहीं करती है। इसलिए, भूस्थैतिक कक्षा केवल उस ऊंचाई से निर्धारित होती है जिस पर केन्द्रापसारक बल परिमाण में बराबर होता है और एक निश्चित ऊंचाई पर पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण द्वारा बनाए गए गुरुत्वाकर्षण बल की दिशा के विपरीत होता है।

अभिकेन्द्रीय त्वरण की गणना के सूत्र से, आप कोणीय वेग ज्ञात कर सकते हैं। भूस्थैतिक कक्षा की त्रिज्या भी इस सूत्र द्वारा या भूकेन्द्रित गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक को कोणीय वेग के वर्ग से विभाजित करके निर्धारित की जाती है। यह 42,164 किलोमीटर लंबा है। पृथ्वी की भूमध्यरेखीय त्रिज्या को ध्यान में रखते हुए, हमें 35,786 किलोमीटर के बराबर ऊँचाई प्राप्त होती है।

गणना दूसरे तरीके से की जा सकती है, इस कथन के आधार पर कि कक्षीय ऊंचाई, जो पृथ्वी के केंद्र से दूरी है, उपग्रह के कोणीय वेग के साथ ग्रह की घूर्णन गति के साथ मेल खाती है, एक रैखिक को जन्म देती है वेग जो किसी दी गई ऊंचाई पर पहले ब्रह्मांडीय वेग के बराबर है।

भूस्थैतिक कक्षा में गति. लंबाई

इस सूचक की गणना कोणीय वेग को क्षेत्र त्रिज्या से गुणा करके की जाती है। कक्षा में गति का मान 3.07 किलोमीटर प्रति सेकंड है, जो निकट-पृथ्वी पथ पर पहली ब्रह्मांडीय गति से बहुत कम है। दर को कम करने के लिए कक्षीय त्रिज्या को छह गुना से अधिक बढ़ाना आवश्यक है। लंबाई की गणना संख्या पाई और त्रिज्या को दो से गुणा करके की जाती है। यह 264924 किलोमीटर है। उपग्रहों के "स्थायी बिंदु" की गणना करते समय संकेतक को ध्यान में रखा जाता है।

शक्तियों का प्रभाव

कक्षा के पैरामीटर जिसके साथ कृत्रिम तंत्र घूमता है, गुरुत्वाकर्षण चंद्र-सौर गड़बड़ी, पृथ्वी के क्षेत्र की अमानवीयता और भूमध्य रेखा की अण्डाकारता के प्रभाव में बदल सकता है। क्षेत्र का परिवर्तन इस प्रकार की घटनाओं में व्यक्त किया जाता है:

1. उपग्रह का कक्षा में अपनी स्थिति से स्थिर संतुलन के बिंदुओं की ओर विस्थापन, जिन्हें भूस्थैतिक कक्षा में संभावित छिद्र कहा जाता है।
2. भूमध्य रेखा पर क्षेत्र के झुकाव का कोण एक निश्चित गति से बढ़ता है और हर 26 साल और 5 महीने में एक बार 15 डिग्री तक पहुंचता है।

उपग्रह को वांछित "स्थायी बिंदु" पर रखने के लिए, यह एक प्रणोदन प्रणाली से सुसज्जित है, जिसे हर 10-15 दिनों में कई बार चालू किया जाता है। इस प्रकार, कक्षीय झुकाव में वृद्धि की भरपाई के लिए, "उत्तर-दक्षिण" सुधार का उपयोग किया जाता है, और क्षेत्र के साथ बहाव की भरपाई के लिए, "पश्चिम-पूर्व" सुधार का उपयोग किया जाता है। अपने पूरे जीवन काल में उपग्रह के पथ को विनियमित करने के लिए, बोर्ड पर ईंधन की एक बड़ी आपूर्ति की आवश्यकता होती है।

प्रणोदन प्रणाली

उपकरण का चुनाव उपग्रह की व्यक्तिगत तकनीकी विशेषताओं द्वारा निर्धारित किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक रासायनिक रॉकेट इंजन में विस्थापन ईंधन की आपूर्ति होती है और यह लंबे समय से संग्रहित उच्च-उबलते घटकों (डायनाइट्रोजन टेट्रोक्साइड, अनसिमेट्रिकल डाइमिथाइलहाइड्रेज़िन) पर काम करता है। प्लाज्मा उपकरणों में काफी कम जोर होता है, लेकिन लंबे समय तक संचालन के कारण, जिसे एक ही आंदोलन के लिए दसियों मिनट में मापा जाता है, वे बोर्ड पर खपत होने वाले ईंधन की मात्रा को काफी कम कर सकते हैं। इस प्रकार की प्रणोदन प्रणाली का उपयोग उपग्रह को किसी अन्य कक्षीय स्थिति में ले जाने के लिए किया जाता है। डिवाइस के सेवा जीवन में मुख्य सीमित कारक भूस्थैतिक कक्षा में ईंधन की आपूर्ति है।

कृत्रिम क्षेत्र के नुकसान

भूस्थैतिक उपग्रहों के साथ संपर्क में एक महत्वपूर्ण कमी सिग्नल प्रसार में बड़ी देरी है। इस प्रकार, 300 हजार किलोमीटर प्रति सेकंड की प्रकाश की गति और 35,786 किलोमीटर की कक्षीय ऊंचाई पर, पृथ्वी-उपग्रह किरण की गति में लगभग 0.12 सेकंड लगते हैं, और पृथ्वी-उपग्रह-पृथ्वी किरण की गति में 0.24 सेकंड लगते हैं। स्थलीय सेवाओं के उपकरण और केबल ट्रांसमिशन सिस्टम में सिग्नल देरी को ध्यान में रखते हुए, "स्रोत-उपग्रह-रिसीवर" सिग्नल की कुल देरी लगभग 2-4 सेकंड तक पहुंच जाती है। यह संकेतक टेलीफोनी के लिए कक्षा में उपकरणों के उपयोग को काफी जटिल बनाता है और वास्तविक समय प्रणालियों में उपग्रह संचार का उपयोग करना असंभव बनाता है।

एक और नुकसान उच्च अक्षांशों से भूस्थैतिक कक्षा की अदृश्यता है, जो आर्कटिक और अंटार्कटिक क्षेत्रों में संचार और टेलीविजन प्रसारण में हस्तक्षेप करता है। ऐसी स्थितियों में जहां सूर्य और संचारण उपग्रह प्राप्त करने वाले एंटीना के अनुरूप होते हैं, सिग्नल में कमी होती है, और कभी-कभी पूर्ण अनुपस्थिति भी होती है। भूस्थैतिक कक्षाओं में उपग्रह की गतिहीनता के कारण यह घटना विशेष रूप से स्पष्ट रूप से प्रकट होती है।

डॉपलर प्रभाव

इस घटना में ट्रांसमीटर और रिसीवर के पारस्परिक आंदोलन के साथ विद्युत चुम्बकीय कंपन की आवृत्तियों में परिवर्तन शामिल है। यह घटना समय के साथ दूरी में बदलाव के साथ-साथ कक्षा में कृत्रिम वाहनों की आवाजाही से व्यक्त होती है। इसका प्रभाव उपग्रह की वाहक आवृत्ति की कम स्थिरता के रूप में प्रकट होता है, जो ऑनबोर्ड पुनरावर्तक और पृथ्वी स्टेशन की आवृत्ति की हार्डवेयर अस्थिरता में जोड़ा जाता है, जो संकेतों के स्वागत को जटिल बनाता है। डॉपलर प्रभाव मॉड्यूलेटिंग कंपन की आवृत्ति में बदलाव में योगदान देता है, जिसे नियंत्रित नहीं किया जा सकता है। ऐसे मामले में जब संचार उपग्रहों और प्रत्यक्ष टेलीविजन प्रसारण का उपयोग कक्षा में किया जाता है, तो यह घटना व्यावहारिक रूप से समाप्त हो जाती है, अर्थात, प्राप्त बिंदु पर सिग्नल स्तर में कोई बदलाव नहीं होता है।

विश्व में भूस्थैतिक क्षेत्रों के प्रति दृष्टिकोण

अंतरिक्ष कक्षा के जन्म ने कई प्रश्न और अंतर्राष्ट्रीय कानूनी समस्याएं पैदा की हैं। कई समितियाँ, विशेष रूप से संयुक्त राष्ट्र, उनके समाधान में शामिल हैं। भूमध्य रेखा पर स्थित कुछ देशों ने अपने क्षेत्र के ऊपर स्थित अंतरिक्ष क्षेत्र के हिस्से तक अपनी संप्रभुता के विस्तार का दावा किया। राज्यों ने कहा कि भूस्थिर कक्षा एक भौतिक कारक है जो ग्रह के अस्तित्व से जुड़ा है और पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र पर निर्भर करता है, इसलिए क्षेत्र खंड उनके देशों के क्षेत्र का विस्तार हैं। लेकिन ऐसे दावों को खारिज कर दिया गया, क्योंकि दुनिया में बाहरी अंतरिक्ष के गैर-विनियोजन का सिद्धांत है। कक्षाओं और उपग्रहों के संचालन से संबंधित सभी समस्याओं का समाधान वैश्विक स्तर पर किया जाता है।