• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Smyckade LAGEOS -satelliter för att mäta jorden

    En skalenlig modell av en av de två LAGEOS-satelliterna. Kredit:NASA:s Goddard Space Flight Center

    Kan detta vara en av de vackraste satelliterna som någonsin gjorts? Det är faktiskt en av tvillingar, eftersom det finns två av dessa juvelförsedda sfärer som kretsar runt jorden.

    Och en av dem bär ett budskap för djupt in i framtiden, om det finns någon i närheten som kan tyda det (men mer om det senare).

    Space bling-tvillingarna är LAGEOS-satelliterna (LAGEOS står för LAser GEOdynamic Satellite). LAGEOS-1 lanserades av USA den 4 maj, 1976, och LAGEOS-2, gjord av den italienska rymdorganisationen, lanserades 1992.

    Så i år, den ursprungliga sfären på 60 cm – dess design går tillbaka till den tidiga rymdålderns sfäriska satelliter, som Sputnik, Vanguard och Echo – kommer att haka upp sig 41 år i omloppsbana. Det är en veteran inom rymdvetenskap.

    Insidan av varje satellit är en solid mässingscylinder, täckt av ett tjockt aluminiumskal översållat med 422 "juveler" gjorda av smält kiseldioxid, och fyra gjorda av germanium.

    Fused silica tillverkas utan de vanliga ingredienserna i vardagsglas, som lime och läsk. Den har en mycket högre smältpunkt och kommer inte att spricka från de extrema temperaturer som upplevs i omloppsbana.

    Ytan på LAGEOS är prickad med 426 prismor med kubhörn för att reflektera laserpulser som överförs från markstationer på jorden. Kredit:NASA:s Goddard Space Flight Center

    Detta är viktigt eftersom LAGEOS -satelliterna i huvudsak används som inerta reflektorer, av vilka lasrar kan studsas.

    Rymdlasrar

    De två satelliterna reser runt 6, 000 km från jorden i en cirkulär polär bana.

    Varje dag, 35 satellitlaseravståndsstationer över hela världen skickar laserpulser upp för att fånga upp LAGEOS-satelliterna. Två av dessa stationer ligger i Australien, vid Mt Stromlo i ACT och Yarragadee i WA. Mt Stromlo-anläggningen används också för att spåra rymdskräp.

    Processen fungerar så här. Ett teleskop sänder ut en laserstråle riktad mot satelliten, som träffar glasögonen och böjs tillbaka mot jorden, där teleskopet tar emot det.

    Hur lång tid det tar för tvåvägsresan anger hur långt borta satelliten är. När tiden är registrerad och korrigerad, vi vet avståndet till satelliten i det ögonblicket till centimeters noggrannhet.

    Förändringarna i detta avstånd över tiden relaterar till variationer i jordens gravitationsfält och rotation, samt miljöfaktorer i omloppsutrymmet.

    Laserstationer över hela världen. Kredit:International Laser Ranging Service

    LAGEOS-satelliterna (även om de är vackraste) är inte de enda målen för laseravståndsnätverket. Andra satelliter utrustade med retroreflektorer inkluderar den ryska BLITS (Ball Lens in Space) och ETALON 1 och 2, och de studentdrivna Starshine-satelliterna.

    Det finns också retroreflektorer på månen - vid Apollo 11, 14 och 15 landningsplatser, och på de ryska Lunokhod 1 och 2 rovers.

    Mätningarna koordineras och sprids av International Laser Ranging Service.

    Definiera jorden

    Informationen från LAGEOS 1 och 2 har bidragit till nya perspektiv på jorden, som tidigare projektforskaren David E. Smith förklarar:

    I dag, vi ser jorden som ett system, med planetens form, rotation, atmosfär, gravitationsfältet och kontinenternas rörelser alla anslutna. Vi tar det för givet nu, men LAGEOS hjälpte oss att komma fram till den utsikten.

    Reflekterande satelliter studsar tillbaka laserstrålar till jorden.

    Vi brukar tänka på jorden som en perfekt sfär, men fördelningen av massa inom den är faktiskt ganska klumpig, vilket betyder att gravitationskraften inte är jämnt fördelad.

    Variationer i satelliternas positioner har hjälpt forskare att exakt kartlägga denna fördelning för att öka vår kunskap om den osynliga geoiden under ytan.

    Geoiden är en representation av jorden om du tar bort påverkan från tidvatten- och atmosfäriska krafter och föreställer dig havsnivån där de skulle ligga enbart efter gravitationen.

    Ännu viktigare, de två LAGEOS-satelliterna definierar mittpunkten, baserat på jordens massacentrum, för International Terrestrial Reference System som används vid navigering.

    Ett annat syfte är att mäta hastigheten och riktningen för den tektoniska plattans rörelse, vilket orsakar kontinentaldrift.

    Meddelande till framtiden

    Båda LAGEOS-satelliterna är helt passiva utan instrument, och inget bränsle och batterier tar slut, vilket betyder att de kan bestå mänskligheten. Deras banor kan vara stabila i cirka 8,4 miljoner år, enligt den ursprungliga förutsägelsen.

    LAGEOS-1-plaketten. På toppen, siffrorna ett till tio skrivs i binär notation, och jorden visas i en krets kring solen. De tre nedre panelerna visar kartor över jorden vid olika epoker. Kredit:NASA:s Goddard Space Flight Center

    LAGEOS-1 är bärare av en av Carl Sagans tidsresande interspecialkommunikation.

    Han tänkte ut en design – ritad av Jon Lomberg som också arbetade med honom på Voyager Golden Records – som skildrar kontinentaldriften vid tre tidpunkter:för 268 miljoner år sedan när det bara fanns superkontinenten Pangea, 1976 när satelliten sköts upp, och en prognos 8,4 miljoner år in i framtiden. Kartorna är graverade på en tunn stålplåt som lindades runt cylinderkärnan i mässing.

    Du måste spräcka satelliten som ett ägg, fastän, för att komma till meddelandet.

    Det är just den sortens utomjordiska mysterieobjekt som science fiction-författare föreställer sig att falla till en planet och katalysera personliga och sociala avslöjanden, även när föremålet är ogenomträngligt.

    Vem vet vem eller vad som kan hitta det om 8,4 miljoner år, om det varar så länge. Kommer det att smälta vid återinträde, faller i havet obemärkt och sörjt, eller smäll in i det som återstår av Australien som Skylab, att ligga under stjärnorna i ytterligare några miljoner år?

    Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com