Zem má jednu prirodzenú družicu Mesiac. Od roku 1957 má aj umelé družice. Sú to telesá, ktoré vyrobili ľudia, a ktoré boli raketou vynesené na obežnú dráhu okolo Zeme.
Umelú družicu na oblohe vidíme často. Vyzerá ako hviezdička, ktorá sa pomaličky pohybuje. Celú oblohu nad nami prejde približne za 10 minút. Družice, ktoré vidím pohybovať sa takouto rýchlosťou, obiehajú nízko nad povrchom Zeme - napríklad len 250 km. V tej výške je ešte nejaký vzduch, aj keď oveľa redší, ako na povrchu Zeme. Družica sa trením o tento vzduch brzdí a veľmi pomaly stráca výšku. Čím viac klesá, tým hustejší je vzduch okolo nej, a tým viac ju brzdí. Po dlhej dobe sa zabrzdí tak, že začne padať na Zem. Trením o vzduch sa družica rozžeraví a rozpadne. Jej menšie časti zhoria, väčšie časti môžu aj dopadnúť na Zem. Iné družice obiehajú Zem vo väčšej výške, až niekoľko tisíc kilometrov nad zemským povrchom. V takej výške už nie je skoro vôbec žiadny vzduch, a preto družice nič nebrzdí. Môžu tam obiehať veľmi dlho.
Prečo družice obiehajú okolo Zeme a nespadnú?
Predstavte si, že z dela vystrelíte guľu. Keď ju vystrelíte malou rýchlosťou, dopadne na Zem. Ale keď bude jej rýchlosť dosť veľká (aspoň 8 km/s), už guľa nedopadne na Zem. Bude letieť stále dookola okolo Zeme. V skutočnosti družicu samozrejme nevystreľujú z dela, lebo by sa rozbila. Rýchlosť družici dodáva raketa. Tá na družicu nepôsobí takou veľkou silou ako delo, ale zato pôsobí oveľa dlhšie, a takto postupne zrýchľuje. Raketa družicu vynesie na obežnú dráhu, dodá jej potrebnú rýchlosť, a pritom ju nepoškodí.
Družica, v ktorej je ľudská posádka sa nazýva kozmická loď. Astronauti nepociťujú žiadnu tiaž, hovoríme, že sú v beztiažovom stave. Ako je to možné, keď sú stále v gravitačnom poli Zeme? Je to preto, že v gravitačnom poli voľne letia spolu s kozmickou loďou. Letia po takmer rovnakej obežnej dráhe. Preto sú od lode stále rovnako ďaleko, vznášajú sa pri nej, alebo v nej. Môžeme si to ľahko ukázať aj pokusom. Do stredu plastovej fľaše zavesíme na tenkú gumičku ťažší kus kovu, napríklad väčšiu maticu. (Matica musí byť taká ťažká, aby gumičku o kus predĺžila.) Zdvihnite fľašu do výšky a pustite ju na podlahu. Čo urobí matica? Gumička ju vytiahne hore. To ukazuje, že vo fľaši je počas voľného pádu beztiažový stav. Rovnako tak je beztiažový stav v kozmickej lodi, ktorá sa aj s astronautmi voľne pohybuje v gravitačnom poli Zeme.
Načo slúžia umelé družice
-
Meteorológovia potrebujú snímky z družíc na to, aby videli, kde sú mraky. Sledujú, kam marky postupujú, a podľa toho predpovedajú počasie.
Podľa snímkou z družíc tiež vedia, či sa z mora k pevnine neblíži hurikán - veľmi silný vietor s prudkým dažďom, ktorý v niektorých oblastiach spôsobuje veľké škody. (Hovorí sa mu tiež uragán, cyklón, alebo tajfún.) Keď zistia, kam hurikán mieri, môžu obyvateľov tej oblasti včas varovať.
-
Vojaci a politici sa z obrázkov z družíc dozvedia veci, ktoré by iné štáty chceli utajiť. Zistia tak napríklad, kde má ich nepriateľ raketové základne, koľko má rakiet, kde má aké vojenské zariadenie, koľko m á vojakov, či presúva svoje vojská k hranici a podobne. Moderné prístroje na družiciach už dokážu na Zemi rozlíšiť aj jednotlivého človeka. Okrem toho môžu vojenské družice aj odpočúvať rádiové vlny, cez ktoré nepriateľ komunikuje. Takéto družice nazývame špionážne alebo spravodajské. Sú pre nás všetkých veľmi cenné, lebo vďaka nim je nemožné aby sa niektorý štát nepozorovane pripravoval na vojnu.
-
Na snímkoch z družíc je vidieť, aká bude úroda rôznych plodín. Podľa toho sa už napríklad dopredu môže pripraviť potravinová pomoc pre oblasti, ktorým hrozí hlad. Zistíme podľa nich, kde ľudia nadmerne rúbu lesy, alebo kde lesy odumierajú v dôsledku znečisteného ovzdušia. Na družicových snímkoch sa dajú objaviť aj niektoré ložiská dôležitých nerastov.
-
Spojovacie družice prenášajú rozhlasové a televízne programy aj telefónne hovory na veľké vzdialenosti. Rádiové vlny, ktoré sú potrebné na takýto prenos, sa môžu šíriť len priamočiaro ako svetlo. Preto ich nemôžeme posielať priamo z vysielača v Európe do prijímača v Amerike. Pomáhame si tak, že ich vyšleme k družici. Družica ich príme a hneď zase svojim vysielačom vyšle na druhý svetadiel. Družice môžu prenášať stotisíc telefónnych hovorov súčasne. Preto dnes nie je problém zatelefonovať na ktorýkoľvek svetadiel, alebo na loď na mori.
Čím je družica vyššie, tým dlhšie trvá, kým obehne Zem. Spojovacie družice sa často vypúšťajú tak vysoko, aby obehli Zem raz za 24 hodín. Potom zdanlivo visia nad jedným miestom Zeme. Ľudia na Zemi si namieria svoje antény na túto družicu, aby mohli prijímať jej televízny signál. Antény sa otáčajú spolu so Zemou, a pritom stále mieria na družicu.
-
GPS (Global Position System) Pomocou družíc môžu kapitáni lodí a lietadiel presne určiť, na ktorom mieste na Zemi sa nachádzajú. Ich prístroj prijíma zvláštne vysielanie z družice, ktorá sa nazýva navigačná. Podľa tohto vysielania prístroj vypočíta zemepisné súradnice, na ktorých sa nachádza. GPS sa už využíva aj na súši - v automobiloch, v mobilných telefónoch.
-
Niektoré družice obsahujú vedecké prístroje, ktoré poznávajú blízky aj vzdialený vesmír. Napríklad ďalekohľad umiestnený na družici vidí oveľa lepšie než rovnaký na Zemi. Je to preto, že mu neprekáža atmosféra Zeme.
Zopakujte si:
1. Čo je to umelá družica Zeme?2. Prečo družica obieha okolo Zeme a nespadne?
3. Na čo sa využívajú umelé družice Zeme?
Použitá literatúra:
Fyzika 9 pre základné školy a viacročné gymnázia, Martin MacháčekZdroje obrazkov:
http://www.puzzlehry.cz/puzzle-vesm%C3%ADr-puzzle.htmlhttp://www.wired.com/2009/10/darpa-looks-to-send-the-internet-into-orbit/
http://hn.ihned.cz/c1-20300700-ani-orkan-ani-tornado-nejsou-v-cesku-nijak-vyjimecne
http://www.quarkology.com/12-physics/92-space/92C-orbits.html
http://www.lidovky.cz/dostal-cloveka-do-vesmiru-zemrel-konstrukter-raket-soldatenkov-px3-/lide.aspx?c=A130813_200149_lide_jzl
http://www.sciencebuzz.org/buzz-tags/earth-buzz?page=8
http://electronics.howstuffworks.com/satellite-tv1.htm
http://www.nrcan.gc.ca/earth-sciences/geomatics/satellite-imagery-air-photos/satellite-imagery-products/educational-resources/9283
http://copter.ardupilot.com/wiki/common-gps-how-it-works/