Umělá družice

Umělé družice pocházejí z více než 50 zemí a k jejich vypuštění bylo využito kapacit deseti států. V současné době funguje několik stovek družic, ale tisíce nepoužívaných družic a jejich fragmentů obíhají kolem Země jako kosmický odpad. Největší družicí je Mezinárodní vesmírná stanice, kterou sestavilo několik různých zemí (včetně organizací NASA, ESA, JAXA a RKA). Na její palubě obvykle žije posádka šesti astronautů nebo kosmonautů. Je trvale obsazena, ale posádka se mění. Hubbleův vesmírný dalekohled byl několikrát opravován a aktualizován astronauty ve vesmíru.

Existují také umělé družice, které obíhají kolem něčeho jiného než Země. Jedním z nich je Mars Reconnaissance Orbiter, který obíhá kolem Marsu. Cassini-Huygens obíhá kolem Saturnu. Venus Express, provozovaný ESA, obíhal kolem Venuše. Dvě družice GRAIL obíhaly do prosince 2012 kolem Měsíce. Několik družic již několik let obíhá kolem Slunce a v roce 2019 k nim přibude další.

Umělé družice mají několik hlavních využití:

• Vědecké zkoumání
• Pozorování Země - včetně předpovědi počasí a sledování bouří a znečištění.
• Komunikace - včetně satelitní televize a telefonních hovorů
• Navigace - včetně globálního polohového systému (GPS)
• vojenské - včetně průzkumné fotografie a komunikace (jaderné zbraně nejsou ve vesmíru povoleny).

Většina umělých družic se nachází na nízké oběžné dráze Země (LEO) nebo na geostacionární dráze. Aby se družice udržela na oběžné dráze, musí její boční rychlost vyrovnávat gravitační sílu. Družice na nízké oběžné dráze se často nacházejí ve výšce menší než tisíc kilometrů nad zemí. V blízkosti Země, na LEO, se družice musí pohybovat rychleji, aby se udržely na oběžné dráze. Nízké oběžné dráhy se dobře hodí pro družice, které pořizují snímky Země. Mnoho z nich vykonává práci, která vyžaduje vysoký sklon oběžné dráhy (kmitají nad rovníkem a pod ním), takže mohou komunikovat nebo se dívat do jiných oblastí. Je snazší umístit družici na nízkou oběžnou dráhu, ale při pohledu ze Země se zdá, že se družice pohybuje. To znamená, že satelitní anténa (typ antény) se musí neustále pohybovat, aby bylo možné vysílat nebo přijímat komunikaci s danou družicí.

Střední oběžná dráha funguje dobře pro družice GPS - přijímače na Zemi využívají měnící se polohu družice a přesný čas (a typ antény, která nemusí být nasměrována) k tomu, aby zjistily, kde na Zemi se přijímač nachází. Neustále se měnící poloha však nefunguje pro satelitní televizi a další typy satelitů, které vysílají a přijímají velké množství informací. Ty musí být na geostacionární dráze.

Družice na geostacionární dráze se pohybuje kolem Země stejně rychle, jako se Země otáčí, takže ze Země vypadá, jako by byla nehybná (nepohybuje se). Aby se družice mohla takto pohybovat, musí být přímo nad rovníkem a ve výšce 35 786 km (22 236 mil) nad zemí.

• Přírodní družice