Реферат на тему Обзор инженерных решений, связанных с исследованием космоса

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3

РАЗДЕЛ 1. КОСМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ 5

РАЗДЕЛ 2. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ 10

ВЫВОДЫ 23

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 25

Введение:

Освоение и исследование космоса — одно из важнейших направлений научно-технической революции. Рассмотрение этого направления с технико-экономической точки зрения будет особенно интересно специалистам, разрабатывающим программы международного сотрудничества в экономической, научной и технологической областях.

В этом документе изложен ряд технических, экономических и научных требований к созданию ряда космических систем. В ней рассматриваются условия наблюдения природных форм из космоса и обсуждаются методы и средства дистанционного зондирования в изучении природных ресурсов и окружающей среды. Кроме того, представлена информация об использовании космических систем для решения других задач (связь, геодезия и т.д.).

Такие характеристики искусственных спутников Земли, как способность двигаться с большой скоростью и с регулярностью по широкому участку поверхности Земли в поле зрения, делают их эффективными при решении важных народнохозяйственных задач: определение координат (геодезия и навигация), передача информации (телевидение, радио, телефонная и телеграфная связь), наблюдение Земли (изучение природных ресурсов и окружающей среды), изучение и контроль процессов в атмосфере.

Особое практическое значение имеет перенос компонентов промышленных и технологических комплексов в космос, например, на орбиты искусственных спутников Земли или Луны. На Луне могут быть размещены опасные, горнодобывающие и энергоемкие формы производства. В космических условиях (невесомость, вакуум) можно будет производить крупные кристаллы, композитные материалы, уникальную оптику, сверхчистые химические и фармацевтические препараты и многое другое. Особое значение в ближайшем будущем будет иметь удаление с Земли опасных и перерабатываемых промышленных отходов. [1]

Технические характеристики ракетно-космических систем и успехи в создании радиоэлектронных и оптико-механических устройств позволяют приступить к решению конкретных задач уже в наше время. Особое значение здесь имеют задания, связанные с многомерным и комплексным изучением ресурсов и окружающей среды Земли. Это можно объяснить, по крайней мере, двумя важными сценариями. Первая связана с расширяющейся (а в последние годы увеличивающейся с угрожающей скоростью) экономической деятельностью человека на нашей планете, которая требует принудительной эксплуатации природных ресурсов, а вторая — с возрастающим воздействием человека и его промышленной деятельности на природную среду. Если раньше целью было минимальное воздействие на экосистемы планеты, т.е. не нарушать баланс природы, то теперь мы обязаны на основе всестороннего изучения биосферы изменить эти условия, но сохранить природную среду в состоянии, пригодном для комфортного проживания человека. Решать такие глобальные задачи возможно только с помощью космонавтики.

Заключение:

Рассмотренные в этой работе вопросы использования космической техники (как непосредственного, так и опосредованного) показывают тот большой вклад, который вносит космонавтика в различные сферы деятельности людей. Номенклатура задач, решаемых уже сегодня космическими системами, исключительно многообразна. Это и исследование природных ресурсов Земли, и охрана окружающей среды, и связь, и геодезия, и навигация, и метеорология, и др.

Особое значение в наши дни приобрело исследование природных ресурсов и окружающей среды с помощью космических систем, снабженных разнообразной аппаратурой дистанционных измерений из космоса. Этому направлению предстоит внести основополагающий вклад в народное хозяйство.

В решении этой важнейшей задачи большая роль принадлежит космическим системам исследования природных ресурсов и окружающей среды, которые взяли на вооружение достижения ракетно-космической техники, радиоэлектроники и вычислительной техники, в оптико-механической и оптико-электронной аппаратуре. Фотоаппаратура и различные виды телевизионных систем, ИК и СВЧ радиометры, поляриметры и спектрометры, скаттерометры и радиолокаторы бокового обзора, лидары (лазерные высотомеры) и радиовысотомеры, магнитометры и гравиметры и другие виды бортовой аппаратуры позволяют получить с космических орбит ценнейшую информацию о фауне и флоре нашей планеты и лучше понять закономерности геологического строения земной коры и размещения в ней полезных ископаемых.

Эти исследования, дополненные астрофизическими и планетологическими исследованиями в космосе, наряду с решением злободневных хозяйственных задач дают возможность подойти к решению фундаментальных проблем преобразования природы на нашей планете.

Велико значение дальнейшего развития и совершенствования всех видов связи (радио, телефонной, телеграфной, телевизионной). Сегодня этот процесс носит глобальный характер, и здесь все большее значение приобретает связь на основе космических систем. То же можно сказать о навигационных системах. Развитие метеорологии благодаря космической технике вступило в принципиально новую фазу, когда начато глубочайшее изучение тонких механизмов и первопричин породообразующих процессов.

Фрагмент текста работы:

РАЗДЕЛ 1. КОСМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ

Использование космических технологий значительно повысило эффективность систем связи, позволив соединить все уголки земного шара и распространить наиболее выгодные короткие волны, на которых может функционировать телевидение м.в Дальняя радиосвязь с помощью обычных радиостанций может осуществляться в относительно неинформативном диапазоне радиоволн длиной двести десять м.в Этот диапазон, например, составляет возможны примерно тысячи одновременных разговоров. Недостаточно Короткие радиоволны длиной от 10 м до 2 см гораздо полезнее, но прямолинейность распространения этих волн (без задержки ионосферой) делает невозможным их использование для глобальной радиосвязи с помощью обычных наземных радиопередатчиков. Кроме того, даже в диапазоне, используемом наземными транспортными средствами, радиосигналы, многократно отраженные от ионосферы и Земли, подвержены заметным изменениям из-за атмосферных условий, и поэтому не могут создавать высококачественную связь. Довольно распространенной ситуацией является полное отключение связи на несколько дней во время так называемых магнитных бурь, вызванных солнечной активностью. Все это ограничивает качество и надежность глобальной радиосвязи.

Запуск спутников с Земли открыл новые возможности для повышения качества, эффективности и надежности связи. Из-за большого количества удаленных точек в зоне прямой радиовидимости спутники могут объединять их в космические сети связи. В этом случае полезные короткие волны используются для прямой видимости спутника с наземных точек, обеспечивая надежную и экономичную передачу больших объемов информации на большие расстояния. [2]

Использование искусственных спутников Земли в системах связи основано на ретрансляции сигналов с наземной станции передачи на приемную станцию с помощью отражающей поверхности или спутникового оборудования. В первом случае реле называется пассивным, во втором — активным. При пассивной ретрансляции используется большая площадь отражающей поверхности спутника, и часть энергии падающих на нее радиоволн рассеивается, а принимаемая с земли радиостанция ретранслируется спутником Пассивный спутник передает сигнал без задержки (в реальном времени), т.е. Обеспечьте немедленную эстафету.

Такие спутники характеризуются простотой и низкой стоимостью. Они могут представлять собой тонкостенные надувные оболочки, не содержащие сложного специального оборудования. Они надежны в эксплуатации и могут служить долгое время. Управлять своей работой очень просто. Еще одним преимуществом является возможность одновременной и независимой ретрансляции через спутник практически неограниченного количества сигналов от совершенно разных систем связи, соединяющих разные точки

По системе пассивной ретрансляции работали американские спутники серии Echo. Тонкостенные оболочки из металлизированной синтетической пленки имели сферическую форму с диаметром Эхо-1 на высоте 30 м и Эхо-2 на высоте 40 м. Экспериментальная эксплуатация этих спутников показала, что связь на их основе недостаточно эффективна. Это происходит в основном из-за слишком сильного затухания сигнала. В связи с этим требуется высокая мощность передающей станции (около 10 МВт) и очень высокая приемная чувствительность наземного оборудования. Это определяет сложность и высокую стоимость наземных станций и, соответственно, всей системы космической связи, несмотря на относительно низкую стоимость самого спутника. Кроме того, слабый сигнал, отраженный от земли, вызывает значительные шумы и помехи, что снижает качество связи. Все это потребовало отказаться от создания оперативной системы связи, основанной на использовании пассивных космических ретрансляторов в настоящее время.