Більшість супутників намагаються напхати електронікою: камерами, антенами, комп’ютерами, сонячними батареями. У LAGEOS-1, запущеного США ще 1976 року, немає майже нічого з цього. Він не фотографує Землю, не приймає команди, не передає радіосигнал і навіть не має джерела живлення.
Це лише важка металева куля діаметром 60 сантиметрів, поверхня якої вкрита сотнями скляних відбивачів. Але через пів століття вона все ще потрібна вченим і, ймовірно, кружлятиме навколо Землі ще мільйони років. Її закинули так високо, що повітря, яке гальмує інші супутники, там майже немає.
Усередині немає навіть батареї
LAGEOS розшифровується як Laser Geodynamics Satellite, «супутник лазерної геодинаміки». Простіше кажучи, це супутник, за допомогою якого лазером стежать, як рухається і змінюється сама Земля. Його запустили 4 травня 1976 року з бази Ванденберг у Каліфорнії.
Попри досить скромні розміри апарат важить близько 400 кілограмів. На поверхні кулі розташовані 426 відбивачів. Це маленькі скляні призми, і через них куля здаля схожа на величезний м’яч для гольфу.
На цьому обладнання практично закінчується.
LAGEOS не потрібно вмикати, заряджати чи оновлювати. Якщо й через багато десятиліть наземна станція зможе знайти його і послати достатньо потужний лазерний імпульс, супутник відповість так само, як сьогодні.
Що він тоді взагалі робить
Сам апарат майже нічого не робить. Працюють люди та обладнання на Землі.
Наземна станція посилає короткий лазерний імпульс у бік супутника. Промінь потрапляє на відбивачі й повертається майже туди, звідки прийшов.
Залишається виміряти час подорожі світла туди й назад. Оскільки швидкість світла відома, можна дуже точно обчислити відстань до LAGEOS.
Сучасні вимірювання дозволяють визначити її з точністю до кількох міліметрів.
Одне вимірювання показує лише відстань до кулі цієї секунди. Але як вимірювати за кулею, яка сама мчить орбітою? Куля не прив’язана до жодного материка. Де вона опиниться щохвилини, розраховують заздалегідь, і цей розрахунок уточнюють за вимірами десятків станцій по всьому світу. Тому вона слугує спільною точкою відліку одразу для всіх.
Якщо роками спостерігати супутник із різних точок Землі, стає видно, як відносно одна одної переміщуються самі наземні станції.
А разом із ними й материки.
Що дізналися про Землю і до чого тут навігатор у телефоні
Континенти рухаються всього на кілька сантиметрів на рік. У звичайному житті таке переміщення неможливо помітити, але виміри за LAGEOS його вловлюють.
Так вдалося виміряти, як повзуть материки і як зсуваються краї величезної тріщини в землі, наприклад відомого розлому Сан-Андреас у Каліфорнії.
Ще за орбітою LAGEOS помітили, що Земля обертається не зовсім рівномірно.
1992 року на орбіту вийшла друга така сама куля, LAGEOS-2. Її побудували в Італії, а в космос доставив американський шатл Columbia. Друга літає під іншим кутом до екватора, і разом їх значно частіше видно з наземних станцій. За двома кулями LAGEOS вивіряють спільну для всієї планети сітку координат, і навігатор у вашому телефоні рахує координати GPS саме за нею.
А 2004 року за цими двома кулями перевірили одне з найдивніших передбачень Ейнштейна. Обертаючись, Земля трохи тягне за собою навколишній простір, і від цього орбіти супутників потроху зсуваються. Виміряний зсув збігся з розрахунком.
Чому вона така важка й кругла
Для звичайного супутника діаметром лише 60 сантиметрів маса 400 кілограмів здається надмірною. Тут усе навпаки, адже що менше на LAGEOS діють сторонні сили, то краще.
На будь-який супутник тиснуть сторонні сили: слабкий тиск сонячного світла, залишки повітря, магнітне поле Землі.
Тому конструктори зробили LAGEOS маленьким, щільним і важким. Усередині міститься латунне осердя, а ззовні його закривають дві алюмінієві половинки. Цілком з алюмінію куля вийшла б занадто легкою, а цілком із латуні виявилася б занадто важкою для ракети.
У неї дуже велика маса порівняно з площею поверхні, і зрушити її зі шляху слабким тиском світла чи повітря значно складніше, ніж легкий апарат. А матеріали підібрали так, щоб магнітне поле Землі впливало на кулю якнайслабше.
Кулеподібна форма теж зручна. Неважливо, яким боком супутник повернувся до Землі, відбивачі розподілені майже по всій поверхні.
Вийшла не стільки космічна машина, скільки дуже стабільна летюча точка відліку.
Чому вона не впаде через кілька десятиліть
Багато супутників працюють на висотах у кілька сотень кілометрів. Там зберігаються вкрай розріджені залишки атмосфери, які потроху гальмують апарат. Орбіта знижується, і зрештою супутник входить у щільні шари атмосфери.
LAGEOS відправили набагато вище, приблизно на 5900 кілометрів над поверхнею Землі.
Тут атмосферне гальмування мізерно мале. Орбіту спеціально обрали так, щоб вона залишалася стабільною надзвичайно довго.
NASA наводить орієнтовну оцінку: LAGEOS може повернутися до Землі приблизно через 8,4 мільйона років.
Строк, звісно, приблизний, але супутник переживе майже все, що побудувала людина.
Усередині лежить лист тим, хто його колись знайде
Усередині LAGEOS містяться дві невеликі пластини з нержавіючої сталі з посланням у майбутнє, його придумав астроном Карл Саган.
На них зображені числа від 1 до 10, записані двійковим кодом, Земля на орбіті навколо Сонця (так зрозуміло, що час на картах рахують обертами Землі, тобто роками) і три карти Землі.
Перша показує Землю близько 270 мільйонів років тому, коли всі материки були зібрані в одну сушу. Друга показує Землю часів запуску LAGEOS. Третя показує, де опиняться континенти через 8,4 мільйона років. На ній південь Каліфорнії вже відплив від Америки в Тихий океан, а сам супутник падає назад на Землю.
Задум доволі красивий. Якщо хтось колись знайде апарат, положення материків допоможе зрозуміти, наскільки далеко ця мить від 1976 року.
Чи є в LAGEOS строк служби
У звичному сенсі майже ні.
Поки відбивачі залишаються цілими і наземні лазери здатні дістати до супутника, ним можна користуватися. Його й тепер щодня ловить мережа з понад 35 станцій по всьому світу. Є така станція і в Києві, у Голосієві, при Головній астрономічній обсерваторії. Лише за 2022 рік вона «спіймала» лазером LAGEOS та його близнюка 90 разів.
Довговічність йому забезпечила простота. Щоб спостерігати рух цілої планети, інженери відправили в космос важку дзеркальну кулю і зробили її настільки простою, що ламатися в ній практично нічому.
Коментарі
Поки що немає коментарів. Будьте першим!