Текст уведомления здесь

Мир без спутников

Что будет, если все искусственные спутники Земли исчезнут, и может ли это случиться

Полвека назад на орбиту Земли был запущен первый искусственный спутник. Сегодня их уже около полутора тысяч. Мы обращаемся к их услугам, когда пользуемся навигатором в телефоне, снимаем деньги в банкомате или слушаем прогноз погоды. В день юбилея «Спутника-1» давайте задумаемся, что бы произошло, если бы спутников вдруг не стало, и о том, насколько вероятен подобный сценарий.
Добавить в закладки
Комментарии

Применение искусственных спутников Земли. По данным Union of Concerned Scientists

Почти половина спутников на орбите — это спутники связи, они передают сигналы спутниковых телефонов, интернета и радио. Ими пользуются в далеких от цивилизации районах, например в Антарктиде, где нет ни наземных станций связи, ни подводных кабелей. Кроме того, спутниковые телефоны нужны везде, где обычная инфраструктура не работает: в море, в районах стихийных бедствий и боевых действий.

История знает случаи перебоев со связью из-за поломок спутников: в 1998 году из-за одного сломавшегося PanAmSat перестали работать 80—90% пейджеров. Правда, сейчас, скорее всего, подобное повториться не может: спутниковые телефоны используются лишь в особых случаях, а сотовые телефоны и радио работают благодаря наземным станциям, обычная же телефонная связь, как и интернет, полагается на кабели.

Сеть подводных кабелей, которая связывает континенты. <>Интерактивная версия<> сделана компанией TeleGeography.

Сеть подводных кабелей, которая связывает континенты. <>Интерактивная версия<> сделана компанией TeleGeography.

Если вывести из строя все спутники, то нам грозят проблемы со связью в труднодоступных районах. «Любители спутникового ТВ не смогут смотреть передачи, станет гораздо менее точной геолокация в каждом автомобиле. Пилотам тоже придется непросто, но у них есть дополнительные приборы. Перестанут обновляться Google Maps», — рассказал «Чердаку» Илья Тагунов, разработчик симулятора работы спутников «Орбита».

Действительно, системы GPS/ГЛОНАСС сейчас используются всеми, кому нужно ориентироваться на местности, — от водителей автомобилей до пилотов самолетов и капитанов кораблей. Однако без спутников навигация, хоть и станет менее точной, не сломается совсем: навигаторы в мобильных телефонах и планшетах могут определять свое положение по сигналу сотовых станций и Wi-Fi, в самолетах есть радионавигация и инерциальные системы, на кораблях — электронные карты. В конце концов, все это как-то ездило, летало и плавало и до появления спутниковой навигации.

Аарон Парецки, сооcнователь компании Geoloqi, визуализировал все свои перемещения во время путешествия по Польше, записанные с помощью GPS-трекера. Иллюстрация: Aaron Parecki/Flickr

Аарон Парецки, сооcнователь компании Geoloqi, визуализировал все свои перемещения во время путешествия по Польше, записанные с помощью GPS-трекера. Иллюстрация: Aaron Parecki/Flickr

Однако навигационные спутники позволяют не только отвечать на вечный вопрос «Где я?». На борту каждого спутника находятся атомные часы, так что спутники постоянно передают точное время. Оно используется во множестве компьютерных систем: например, операторы связи синхронизируют по ним работу сотовых вышек, а банки фиксируют время операций по GPS.

Теоретически без GPS все это должно рассинхронизироваться, но и это на практике оказывается не так страшно. В 2016 году у 15 спутников GPS «сбилось» время — на целых 13 микросекунд. Ошибку быстро устранили, и она не имела заметных последствий для обычных пользователей, хотя и переполошила специалистов.

Кроме того, без спутников станет менее точным прогноз погоды, прекратится не только обновление Google Maps и Яндекс. Карт, но и всякого рода мониторинг Земли из космоса в принципе.

Могут ли спутники «погибнуть»?

«Убить» спутник можно, но очень сложно. Для них опасны сильные солнечные бури, но пока настолько сильных бурь, чтобы хватило на всю спутниковую флотилию, не было, хотя отдельные спутники солнечная активность выводила из строя. Так, геомагнитная буря 1989 года на неделю вывела из строя четыре навигационных спутника.

«Противоспутниковые ракеты сейчас разрабатываются (недавно свои испытания провел Китай), но уничтожить все действующие спутники очень дорого. Разрабатываются и спутники-камикадзе для уничтожения спутников, но это опять же очень дорого. Заблокировать сигнал спутника в конкретной точке можно, если поставить очень сильную глушилку. По всей планете заблокировать связь не получится», — говорит Тагунов.

Илья Тагунов — эксперт Олимпиады НТИ для школьников, профиль «Системы связи и дистанционного зондирования Земли».

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Химия by ThoiSoi

Увлекательная химия металлов и их соединений

В августе в издательстве АСТ вышла простая и красочная книга по химии известного научпоп-блогера ThoiSoi. Редакция «Чердака» публикует небольшой фрагмент книги, чтобы вы прочитали и поняли: о химии можно говорить понятно.
Добавить в закладки
Комментарии

Сверхпроводник, или высокотемпературная сверхпроводящая керамика, является сплавом оксидов иттрия, бария и меди в пропорциях YBa2Cu3O7-x и сокращенно называется YBCO. На фото хорошо видна поликристаллическая структура керамики. Именно от размера и формы этих кристаллов зависят свойства керамики, а также максимально возможный захват магнитного поля. Кстати, эта керамика довольно тяжелая, ее плотность сравнима с плотностью циркония (6,5 г/см3).

Впервые эту керамику получили в университете Алабамы в Хантсвилле, США, в 1987 году и в Университете Хьюстона. Уникальность этой керамики заключается в том, что она становится сверхпроводником, а точнее — теряет все электрическое сопротивление при довольно высоких по меркам физиков температурах –184 °С.

Для демонстрации свойств этого предмета проведем опыт. Сначала возьмем маленький кусочек керамики и положим сверху кусочек пенопласта и мощный неодимовый магнит. Далее охладим сверхпроводник до температуры жидкого азота –196 °С. После того как керамика охладилась, вытаскиваем кусочек пенопласта из-под магнита. И что же мы видим? Магнит начал левитировать над сверхпроводником и даже крутиться! То же самое мы можем проделать с большим куском сверхпроводника и большим неодимовым магнитом. Эффект левитации обусловлен тем, что при охлаждении до критической температуры керамика становится сверхпроводником, а также идеальным диамагнетиком. Это значит, что она может отталкивать любое магнитное поле, а также создавать свое собственное при нахождении вблизи сильного магнитного поля. Это явление называется эффектом Мейсснера.

[ ... ]
Читать полностью

Холодный электронный взгляд

Нобелевскую премию 2017 года по химии дали за криоэлектронную микроскопию

Нобелевская премия 2017 года в области химии достается трем ученым из Швейцарии, США и Великобритании. Жак Дюбоше, Йоахим Франк и Ричард Хендерсон получат награду за «разработку метода криоэлектронной микроскопии для определения структуры молекул с высоким разрешением в растворе». «Чердак» разбирается, что это за метод и чем он так заинтересовал Нобелевский комитет.
Добавить в закладки
Комментарии

Что такое криоэлектронная микроскопия

С начала XX века ученые пытались понять, как устроены «кирпичики» жизни — белки, ДНК и РНК, и пытались найти подходящие инструменты для их изучения. Такими инструментами стали рентгеновская кристаллография и ЯМР-спектроскопия: с их помощью получили множество моделей биологических молекул для самых разных целей. Но у этих методов есть свои ограничения: к примеру, для кристаллографии, как видно из названия, нужны хорошо организованные кристаллы, которые далеко не всегда можно получить.

В 60-х годах XX века люди начали пытаться смотреть на биологические объекты с помощью электронного микроскопа (это такой микроскоп, в котором вместо светового потока, как в обычном оптическом микроскопе, используется пучок электронов). Причем смотрели и в Москве: первые работы такого рода в Москве публиковал член-корреспондент АН СССР Николай Киселев. Но получалось не очень: электронный микроскоп не справлялся с «живой» материей.

«Основная проблема в электронной микроскопии в чем? Чтобы электроны свободно летели в колонне электронного микроскопа, нужен вакуум. Без вакуума они далеко не улетят. В вакуум вы не можете поместить какой-то биологический объект без обработки, потому что он очень влажный, весь вакуум сразу же испортится», — объясняет профессор РАН, доцент кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова Ольга Соколова. [ ... ]

Читать полностью

Измерения на грани фантастики

Нобелевская премия по физике 2017 года ушла за детекцию гравитационных волн

Нобелевскую премию по физике 2017 года с формулировкой «за решающий вклад в детектор LIGO и за наблюдение гравитационных волн» вручили трем американским физикам. Половина премии досталась Райнеру Вайссу из Массачусетского технологического института и по четверти — Кипу Торну и Барри Бэришу из Калифорнийского технологического института. Вайсс занимался разработкой детекторов гравитационных волн, Кип Торн — один из главных теоретиков этой области и инициатор проекта LIGO по поиску гравитационных волн, а Бэриш — первый руководитель и основатель LIGO.
Добавить в закладки
Комментарии

Как и многие другие истории в физике, о гравитационных волнах начинают рассказывать с Альберта Эйнштейна. Именно он предсказал (хотя поначалу собирался утверждать совершенно обратное!), что массивные, движущиеся с ускорением тела так возмущают ткань пространства-времени вокруг себя, что запускают гравитационные волны, то есть пространство вокруг этих объектов физически сжимается и разжимается, а со временем эти колебания разбегаются по всей Вселенной, как разбегаются круги по воде от брошенного камня.

Как поймать гравитационную волну?

За десятки лет измерений поймать, то есть достоверно зафиксировать гравитационные волны пытались многие физики, но впервые это получилось только 14 сентября 2015 года. Это было измерение на пределе доступной человечеству точности, возможно, самый тонкий эксперимент современной науки. Гравитационная волна, запущенная слиянием двух черных дыр в миллиарде с лишним световых лет от нас привела к тому, что четырехкилометровые плечи гравитационных телескопов коллаборации LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, или лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория) сжимались и разжимались на какие-то исчезающие доли от характерных размеров атомов, что было зафиксировано с помощью сверхточной оптики. Событие абсолютно циклопических, вселенских масштабов вызвало на Земле крошечный, еле заметный отзвук.

Так выглядела первая «пойманная» детекторами LIGO гравитационная волна / Иллюстрация: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences
Так выглядела первая «пойманная» детекторами LIGO гравитационная волна / Иллюстрация: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

[ ... ]
Читать полностью