25.05.2016

40 лет спутник Лагеос обеспечивает фундаментальные основы спутниковой навигации

4 мая 1976 года космическим агентством НАСА был запущен спутник Лагеос (LAGEOS - Laser Geodynamic Satellite) в форме пушечного ядра, который обогатил науку о Земле. Этот небольшой пассивный спутник помог ученым измерить движение тектонических плит Земли, зафиксировать неравномерности во вращении планеты, «взвесить» Землю, отследить мельчайшие изменения положения ее центра масс, а также разработать ранние модели гравитационного поля.

В настоящее время спутник Лагеос входит в созвездие спутников, помогающих уточнять и поддерживать земную систему координат, которая связывает навигационные системы по всему миру и служит фундаментальной основой для межпланетной навигации космических аппаратов.

Спутник ЛАГЕОС

Спутник весом около 400 кг является пассивным, без бортовых датчиков, электроники и без каких-либо движущихся частей. Спутник состоит из латунного ядра, покрытого алюминиевой оболочкой, на которой размещены 426 лазерных отражателей. Лагеос движется по стабильной круговой средневысокой орбите около 5900 километров. На такой высоте спутник испытывает незначительные сопротивления атмосферы и наблюдается наземными станциями на разных континентах одновременно.

За эти годы 183 лазерных станции во всем мире делали измерения Лагеоса, и множество станций продолжают работать с ним. Наземная станция посылает лазерный импульс, который отражается от одного из отражательных элементов спутника. Отражённый луч принимается станцией, и вычисляется точное время движения луча до Лагеоса и обратно. По времени вычисляется расстояние между спутником и станцией. Этот метод называется лазерной дальнометрией. Имея достаточный набор измерений в течение долгого времени, учёные определили абсолютные положения станций относительно центра масс Земли. На основе этих данных отслеживаются самые незначительные изменения положений станций относительно друг друга, и, таким образом, фиксируется движение земной коры.

Спутниковая лазерная дальнометрия начала развиваться в 60-х годах прошлого столетия, задолго до запуска космического аппарата Лагеос. Первые измерения имели точность порядка одного метра. Лагеос позволил достичь точности менее 1см – это уровень, необходимый для обнаружения тектонического движения литосферных плит. Точность современных измерений улучшилась в десятки раз.

Точные измерения позволили также обнаружить небольшие неравномерности вращения Земли, вызванные движением масс в атмосфере и океане и изменением оси вращения планеты. Зафиксированные малые возмущения орбиты спутника легли в основу ранних моделей гравитационного поля Земли. Спутник был также использован для обнаружения послеледниковой отдачи земной коры в тех регионах, где Земля была сплющена древними ледяными щитами в районе Гудзонова залива, Финляндии и Скандинавии.

Почти идентичный космический аппарат Лагеос-2 (LAGEOS-2), был запущен в 1992 году совместно итальянским космическим агентством и НАСА. Этот спутник движется по дополняющей орбите, а вместе с Лагеос-1 они позволяют проводить более широкий спектр исследований. Два спутника Лагеос имеют уникальную задачу по определению положения центра масс Земли.


Российские лазерные станции проводят измерения обоих аппаратов Лагеос-1 и -2. Специалисты информационно-аналитического центра ФГУП ЦНИИмаш в режиме регулярной оперативной службы осуществляют сбор, обработку и анализ измерений, полученных глобальной сетью лазерных станций, и ежедневно выдают в международные службы результаты оценок, которые соответствуют высоким требованиям качества и используются в глобальной оценке параметров вращения Земли. ИАЦ КВНО уже более 20 лет является ассоциированным центром анализа международной службы лазерной дальнометрии ILRS и международной службы вращения Земли IERS.


Не смотря на 40-летний юбилей, учёные ожидают, что космические аппараты Лагеос будут вращаться вокруг Земли в течение миллионов лет. Предполагая это, разработчики поместили внутрь спутника стальную пластину с выгравированным на ней письмом нашим потомкам. Пластина разделена на три части. На одной части изображена карта Земли 268 миллионов лет назад, когда континенты были объединены, вторая часть содержит современную карту Земли, и последняя часть посвящена строению нашей планеты через 8,4 млн. лет, когда спутник по расчётам учёных должен упасть на Землю.

Послание ЛАГЕОС

Источник: по материалам СМИ


Возврат к списку