Einstein in sateliti asovne dilatacije stabilizacija satelitov uporaba
Einstein in sateliti
- časovne dilatacije -stabilizacija satelitov
uporaba i. t. d……
- pomembna je koordinacija - atomske ure (natančnost 10^-12 s) - sinhronizacija z int. atomskim časom
-1977 problemi s prvimi GPS sateliti (kljub natančnim uram) Po 20 dneh 1/1000 s začele prehitevat -problem časovne dilatacije ( časovne raztegnitve ) → še en eksperimentalni dokaz za Einsteinovo teorijo
Posebna r. teorija -Inercialni sistem (v katerem je ura) ki • se premika s hitrostjo ~12. 000 km/s -Upoštevati je treba formulo: -napaka 8 ns (v enem dnevu) r = 0, 83 * 10^-8 %
Splošna r. teorija -Upoštevamo gravitacijski popravek Popravek izniči r = 5, 28*10^-8%
Sagnac efekt -Zemlja se vrti → opazovalec na ekvatorju ima v = 500 m/s -v odvisen od položaja opazovalca(proti polom → 0 m/s -zapleten način računanja -upoštevamo le pri zelo natančnih lokalizacijskih sistemih
Celotna napaka in popravek Napaka r. teorije znaša r = (5, 28%0, 83%)*10^-8 =4, 45% * 10 ^-8 Δx = Δr* c = 4, 45*10 ^-10 s * c = 0, 13 m (v eni sekundi) v 1 dan → 11 km -Popravek: spremenimo frekvenčni takt na atomski uri (primer: iz 10. 23 Mhz na 10. 229999995443 Mhz “računamo tako, kot da bi bila frequ 10. 23 Mhz) -izognemo se komplicirani elektroniki
Nerelativistični problem: prenos podatkov preko atmosfere -c = 1/ √(εεoηηo) -Signali EM valov se upočasnijo pri vstopu v ionosfero (odvisnost : 1/frek^2 → čim manjša frek tem večja upočasnitev -rešitev : DVOFREKVENČNI POSTOPEK -(Uporaba le v vojaških sat. V navadnih telek. sat. upoštevajo določene standarde pri programaciji)
2. del: STABILIZACIJA SATELITOV
Pomen -Stabilizacija je pomembna za komunikacijo (zemlja – satelit, satelit-satelit) -prvi sat. so uporabljali ravne antene (primer sputnik spodaj) -Izkoristek anten je bil zelo slab
-Danes se uporabljajo usmerjene antene - Pogoj za to je dobra stabilizacija sistema - V tem poglavju bom predstavil 4 načine
1. Stabilizacija preko zemeljskega magnetnega polja -Na satelit se pritrdi magnet -Sat. Se zasuče kot kompas v smeri zemlje -Efektivna metoda za primerjavo z maso magneta
2. Stabilizacija preko gravitacijskega gradienta -Na gibljivem drogu pritrjena masa (učinek gravitacije zasuče sat. -Problem: Velikost in gibljiva komponenta(predstavlja določen risiko)
3. Stabilizacija preko rotacije -Telo , ki rotira je manj občutljivo na zunanje vplive -Sat. zarotiramo (z reaktivnimi pogoni) in anteno postavimo v smer rotacijske osi → antena vedno usmerjena v isto točko vesolja -Problem: v obhodu orbite le enkrat kaže na zemljo –Rešitev: Elipsaste orbit (slika)
4. Triosna rotacijska stabilizacija -Antena vedno kaže v smer zemlje →maks. izkoristek anten -deluje na principu ohranitve vrtilne količine -V sat. so vgrajena 3 kolesa (postavljeni vsak v svojo os) “ zeleno na sliki”
-Problem: uporabljajo se ležaji v katerih je mazivo. Le to pa v brezzračnem prostoru hitro izgubi svoje lastnosti -Rešitev: Alternativa za ležaje je magnetno upravljanje koles brez trenja. → potrebna kompliciran elektronika “večja možnost za okvaro” Kljub problemom , se je ta način še najbolj etabliral -Vidimo , da je v tehnologiji vesoljske plovbe potrebna še marsikatera inovacija , ki bo pripeljala do še bolj zanesljivih sistemov.
Hvala za pozornost
- Slides: 19