Sateliti #4: Kako deluje satelit?
16. 9. 2014  •  Tehnologija

Ko je satelit v orbiti, ga moramo usmeriti v pravo smer, vzpostaviti z njim komunikacijo, preveriti, če je dobro prestal izstrelitev in če vse deluje kot mora. Sateliti so zato opremljeni z določenimi napravami, ki omogočajo njegovo osnovno delovanje. Vsak od njih pa ima nato še dodatne senzorje, ki so odvisni od satelitove misije. Tokrat si oglejmo osnovne komponente, ki so skupne (skoraj) vsem satelitom.


Slika 1: Komunikacija s satelitom Vir: Wikipedia.

Vsak satelit potrebuje sprejemno in oddajno anteno, da lahko komunicira z Zemljo. Sprejemna antena omogoča sprejemanje navodil in ukazov z Zemlje. To zvezo imenujemo telekomanda. Ukazi se največkrat nanašajo na delovanje raketnih motorjev in drugih naprav za spreminjanje tirnice in lege satelita. Tirnica satelita pove, po kateri poti satelit potuje okoli Zemlje, lega satelita pa, v katero smer je satelit na tej poti obrnjen.
Telekomanda in telemetrija sta komunikaciji med satelitom in sprejemno postajo na Zemlji. Podatki se v elektronski obliki prenašajo s pomočjo radarskega valovanja.
S pomočjo telekomande upravljamo tudi s koristnim tovorom na satelitu, ko na primer vključimo in izključimo različne senzorje na satelitu za opazovanje Zemlje. Ukazi se lahko izvršijo takoj ali pa kasneje.
Koristni tovor na satelitu so tiste naprave, s katerimi satelit opravlja svojo misijo, ki je običajno znanstveni ali tehnološki eksperiment.
Satelit z oddajno anteno na Zemljo pošilja telemetrijske podatke. Med telemetrijske podatke spadata potrjevanje sprejetih ukazov ter poročilo o njihovi izvršitvi. Sem spadajo tudi izmerjene vrednosti različnih senzorjev na satelitu. To so v prvi vrsti podatki o temperaturi na različnih mestih satelita, razpoložljiva moč iz izvora energije (sončnih celic ali baterije) ter koliko energije različni porabniki trenutno porabljajo. Med telemetrijske podatke so vključeni tudi podatki iz različnih navigacijskih senzorjev: senzorjev Sonca, Zemlje ali določenih izbranih zvezd (Batagelj, 2013). Pogosto imajo sateliti še dodatno oddajno anteno, s katero pošiljajo na Zemljo podatke, ki jih zaznajo senzorji koristnega tovora.

Slika 2: Radijska zveza za telekomando in telemetrijo. Po Batagelj, 2013.

Oskrba z energijo
Drugi bistveni del satelita je oskrba z energijo. Tako kot računalniki na Zemlji ne delajo brez elektrike, jo potrebuje tudi satelit. Ker pa je satelit daleč proč in brez vsake fizične povezave do drugih naprav, mora imeti lasten vir energije. Praviloma so sodobni sateliti opremljeni s (polprevodniškimi) sončnimi celicami, ki pretvarjajo sončno svetlobo v električno energijo. Sodobne celice dosegajo 20-odstotni izkoristek. V svoji orbiti je satelit nekaj časa na svetlobi, takrat prejema električno energijo iz sončnih celic. Dober del poti pa je v Zemljini senci. Brez svetlobe sončne celice ne morejo ustvarjati električne energije, zato v tem času satelit uporablja energijo iz baterij, ki tako zagotavljajo stalnost napajanja naprav na satelitu. Ko pride satelit iz sence nazaj na svetlo, se baterija ponovno polni. Sončne celice so pritrjene na zunanje ogrodje satelita, lahko pa se nahajajo tudi na dodatnih pritrjenih ploščah. Te plošče se obračajo proti Soncu, da lahko zajamejo kar največ sončne svetlobe.
Izkoristek pomeni, koliko prejete količine (energije, svetlobe, toplote) naprava uspešno pretvarja v drugo željeno obliko (elektriko, toploto, gibanje). Sončna celica, ki ima 20-odstotni izkoristek, od 100 prejetih "paketov" svetlobe uspešno pretvori 20 teh "paketov" v električno energijo.

Slika 3: Sončne celice in antene na satelitu. Vir: Wikipedia.

Uravnavanje lege
Sistem za uravnavanje lege poskrbi, da je satelit pravilno orientiran v prostoru. Pomembno je, da so npr. senzorji za opazovanje Zemlje obrnjeni proti Zemlji, prav tako antene za pošiljanje podatkov na Zemljo. Za pravilno usmerjenost satelita poskrbimo z giroskopi, pospeškomeri, magnetometri in sistemi za vizualno navigacijo (senzorji Sonca, obzorja ali sledilci zvezd). Giroskop je vrtavka, ki je vrtljiva okoli treh med seboj pravokotnih osi. Vrteči giroskop se upira spremembam smeri gibanja in se uporablja kot senzor zasuka. Pospeškomer je senzor za merjenje pospeška in težnosti glede na premikanje in obračanje. Uporablja se tudi v pametnih telefonih za zaznavanje orientacije telefona in stabilizacijo slike. Magnetometer meri smer in moč Zemljinega magnetnega polja.
Spoznali smo, da je za uspešno delovanje satelita ključno, da lahko z njim komuniciramo in ga upravljamo z Zemlje, da ima dovolj energije za opravljanje svojih nalog ter da je pravilno usmerjen. Usmerjenost satelita je še posebej pomembna pri satelitih za opazovanje Zemlje. Več o tem pa prihodnjič.

Ana Urbas

Vir: lso.fe.uni-lj.si, en.wikipedia.org


Povezane novice
Sateliti #1: Predstavitev
Sateliti #2: Zakaj in kako sateliti krožijo okrog Zemlje?
Zaskrbljujoče taljenje na Antarktiki
Sateliti #3: Izstrelitev satelita v orbito
Žetvena Superluna in redek Superlunin mrk


sl
Copyright © 2010-2018 - TikTakTest TM ®.