Ćwiczenie do Tematu 2 - Instrukcje dla nauczyciela

Systemy satelitarne - orbity satelitarne

Cele:

Satelita obserwujący Ziemię to sztuczny latający obiekt, orbitujący nad planetą (np. Ziemią) w naukowych, komercyjnych lub militarnych celach. Istnieją dwa rodzaje orbit: geostacjonarne oraz synchroniczne ze Słońcem (bliskie płaszczyźnie biegunowej).

Komentarz dydaktyczny:

• W tym ćwiczeniu uczeń zapoznaje się z różnymi satelitami. Ćwiczenie uczy różnic pomiędzy dwoma orbitami satelitarnymi, ich zastosowaniami oraz różnymi typami satelit.
• Najważniejsze jest aby student zrozumiał różnicę pomiędzy zastosowaniami orbit geostacjonarnych i synchronicznych ze Słońcem oraz żeby zastosowania satelit w codziennym życiu były jasne.

Rozwiązanie do ćwiczenia "Satelity":

1. Nazwij obydwie orbity przedstawione na rysunku powyżej.
   

   

   Ziemia i najważniejsze orbity.
   
2. Wyjaśnij czemu satelita może latać nad Ziemią nie wykorzystując żadnej energii.
   • Gdy satelita orbituje poza atmosferą nie napotyka oporu powietrza, dlatego też zgodnie z prawem bezwładności, prędkość satelity jest stała a sam satelita może krążyć wokół Ziemi przez wiele lat.
   • W przypadku orbit geostacjonarnych na wysokości 36 000 km, czas pełnego obiegu wokół Ziemi dla satelity wynosi dokładnie 24 godziny (tak samo jak czas obrotu Ziemi wokół własnej osi). Na tej wysokości satelita znajdujący się nad równikiem będzie sprawiał wrażenie "zawieszonego" w jednym miejscu nad powierzchnią Ziemi.
   • Satelita, gdy tylko opuści swoją stałą orbitę, zaczyna wytracać prędkość. Takie nie działające satelity zaśmiecają pozostałe orbity.
3. Satelity znajdujące się na "czerwonej" orbicie znajdują wiele cywilnych zastosowań. Wymień kilku satelitów wraz z ich zastosowaniami oraz wyjaśnij jak mogą oni wpłynąć na Twoje życie, zarówno w sposób pozytywny jak i negatywny.
   • Przykładami satelit znajdujących się na orbitach geostacjonarnych są Meteosat, GOES, GMS, GOMS, KALPANA, oraz INSAT.
   • Zastosowania: prognozowanie pogody, telekomunikacja, nadawanie, itp.
   • Wpływ na nasze życie oraz efekty: (+) prognozy pogody w wiadomościach telewizyjnych i radiowych są nieodzowną częścią naszej codzienności.
   • (-) stare i uszkodzone satelity zaśmiecają pozostałe orbity i zagrażają satelitom działającym.
4. Dlaczego satelity na "niebieskiej" orbicie są takie ważne w obserwacjach Ziemi?
   • Dostarczają informacji o bardzo rozległych obszarach Ziemi na conajmniej 30 lat wstecz.
   • Cały czas obserwują Ziemię i przesyłają dane do naziemnych stacji odbiorczych.
   • Pomagają monitorować stan środowiska naturalnego oraz zmiany na powierzchni Ziemi (od planowania przestrzennego aż po analizę kondycji roślinności, w zależności od rozdzielczości przestrzennej).
   • Satelity tego typu mają liczne zastosowania np. monitorowanie klęsk żywiołowych, kartowanie, dostarczają danych do cyfrowych modeli terenu, stanowią źródło materiałów kartograficznych na potrzeby rolnictwa, w zarządzaniu infrastrukturą drogową itp.
   • Można łatwo porównywać zmiany na pozyskanych zdjęciach, ponieważ satelita obrazuje dane miejsce na Ziemi zawsze w tym samym czasie lokalnym (jest zsynchronizowany ze Słońcem).
5. Przypisz poniższe satelity do właściwych orbit: Landsat, KALPANA, IRS, Meteosat, INSAT, Radarsat, SPOT, GMS, QuickBird, GOES, ERS, GOMS, Envisat, Ikonos, NOAA.