Що станеться, якщо людство втратить всі штучні супутники? Ніїма прогрес показав локальну систему навігації Чи можуть супутники «загинути»

Шістдесят років тому на орбіту Землі було запущено перший штучний супутник. Сьогодні їх уже близько півтори тисячі. Ми звертаємося до їхніх послуг, коли користуємось навігатором у телефоні, знімаємо гроші у банкоматі або слухаємо прогноз погоди. На честь ювілею «Супутника-1» давайте замислимося, що сталося б, якби супутників раптом не стало, і про те, наскільки ймовірним є подібний сценарій.



Майже половина супутників на орбіті – це супутники зв'язку, вони передають сигнали супутникових телефонів, інтернету та радіо. Ними користуються в далеких від цивілізації районах, наприклад, в Антарктиді, де немає ні наземних станцій зв'язку, ні підводних кабелів. Крім того, супутникові телефони потрібні скрізь, де звичайна інфраструктура не працює: у морі, у районах стихійних лих та бойових дій.


Історія знає випадки перебоїв зі зв'язком через поломки супутників: в 1998 році через один PanAmSat, що зламався, перестали працювати 80-90% пейджерів. Щоправда, зараз, швидше за все, подібне повторитися не може: супутникові телефони використовуються лише в особливих випадках, а стільникові телефони та радіо працюють завдяки наземним станціям, звичайний телефонний зв'язок, як і інтернет, покладається на кабелі.



Якщо вивести з ладу всі супутники, то загрожують проблеми зі зв'язком у важкодоступних районах. «Коханці супутникового ТБ не зможуть дивитися передачі, стане набагато менш точною геолокація в кожному автомобілі. Пілотам теж доведеться непросто, але мають додаткові прилади. Перестануть оновлюватися Google Maps»,- Розповів Ілля Тагунов, розробник симулятора роботи супутників «Орбіта».


Справді, системи GPS/ГЛОНАСС зараз використовуються всіма, кому потрібно орієнтуватися на місцевості - від водіїв автомобілів до пілотів літаків та капітанів кораблів. Однак без супутників навігація, хоч і стане менш точною, не зламається зовсім: навігатори в мобільних телефонах та планшетах можуть визначати своє положення за сигналом стільникових станцій та Wi-Fi, у літаках є радіонавігація та інерційні системи, на кораблях – електронні карти. Зрештою все це якось їздило, літало і плавало і до появи супутникової навігації.



Однак навігаційні супутники дозволяють не лише відповідати на вічне запитання «Де я?». На борту кожного супутника знаходиться атомний годинник, так що супутники постійно передають точний час. Воно використовується в багатьох комп'ютерних системах: наприклад, оператори зв'язку синхронізують по них роботу стільникових вишок, а банки фіксують час операцій з GPS.


Теоретично без GPS все це має розсинхронізуватися, але це на практиці виявляється не так страшно. У 2016 році у 15 супутників GPS «збився» час – на цілих 13 мікросекунд. Помилку швидко усунули, і вона не мала помітних наслідків для звичайних користувачів, хоч і переполошила фахівців.


Крім того, без супутників стане менш точним прогноз погоди, припиниться не лише оновлення Google Maps та Яндекс. Карт, але й усілякий моніторинг Землі з космосу в принципі.

Чи можуть супутники «загинути»?

"Вбити" супутник можна, але дуже складно. Для них небезпечні сильні сонячні бурі, але поки що настільки сильних бур, щоб вистачило на всю супутникову флотилію, не було, хоча окремі супутники сонячна активність виводила з ладу. Так, геомагнітна буря 1989 року на тиждень вивела з ладу чотири навігаційні супутники.


«Протисупутникові ракети зараз розробляються (нещодавно свої випробування провів Китай), але знищити всі супутники, що діють, дуже дорого. Розробляються і супутники-камікадзе для знищення супутників, але це знову ж таки дуже дорого. Заблокувати сигнал супутника в точці можна, якщо поставити дуже сильну глушилку. По всій планеті заблокувати зв'язок не вийде»,– каже Тагунов.

Пройшов гру соло розбійником: почесний гном (+10% до магічної стійкості, можливість продажу трофеїв Горіму в Денерімі за 2-ою ціною). Клас злодій/вбивця/дуелянт
Важко було на початку гри до моменту відкриття 3-го рівня відходу в тінь. До цього моменту доводилося виймати супротивників за допомогою цибулі та добивати кинджалів.

Спочатку намагався виконувати найпростіші квести. Зразкове проходження після Лотерінга було таке:

Квести в Денерімі (усі, які дають досвід за мінімальних витрат сил)
Орзаммар (ключ від міста);
Фортеця вартових;
Кам'яна бранка;
Село притулок;
Стародавній храм (взяв там ельфійські рукавички);
Башта магів;
Редкліф;
Башта магів;
Орзаммар (дійшов до глибинних стежок);
Орзаммар завершив;
Печери, які ведуть до праху Андрасті;
Урна з прахом Андраст;
Редкліф – порятунок Ерла Еамона;
Ліс Бресілліан
Далі до смаку...

Боси: Огр у вежі (за допомогою бомб бій набагато спрощується), Ульдред (довелося повозитися, головне триматися до нього ближче, тоді він не використовує магію), демон ледарства (важливо підібрати тактику і перетворюватися на потрібну істоту залежно від того, в якій формі знаходиться демон), дракони: із драконами проблем не було: герой повинен триматися з боку, де може наносити бекстаби (це 4 або 8 годин). Коли дракон переміщається – герой переміщається між його лапами спиною до голови дракона, так щоб наносити удари в одну із задніх ніг. Архідемон помер протягом 6-8 хвилин, Матка в Орзаммарі (розстрілюється з лука), заражена королева павуків (мій найскладніший бій, половину здоров'я зняв їй пастками, решту - стрілами з лука, але, напевно, є більш красива тактика з використанням еліксирів).
Наголос у розвитку персонажа був зроблений у спритності. Хитрість підняв лише на 5 очок, щоб відкрити скіли. Наприкінці гри спритність персонажа 23-го левла зі шмотом була 100 з чимось одиниць, його захист становив майже 170 одиниць. Білі, жовті противники та мінібоси не могли потрапити по герою. У Брессиліанському лісі при виконанні квесту з отримання Джаггернаута компашки мерців падали протягом кількох хвилин, на повсталого з мертвих витрачалася 1 хвилина часу. У руках були кинджали із вкладеними рунами великого майстра. Руни вставлялися в кинджали в міру потреби: для породжень темряви, мерців та магів були куплені кинджали та зроблено свої сети. Але, як правило, у правій руці завжди був кинжал "Шип Троянди" на 3 слоти. Один слот завжди був зайнятий руною паралічу. У другій руці - "Кинжал ворона" з драконячої кістки на 3 слоти (в одному слоті руна ст. майстра бадьорості); хоннлітський шолом, броня: вбрання лиходія, рукавички рудої Дженні, високі черевики Кадаша, кільце: ключ від міста + живитель, намисто - щит заклинань +30 %, пояс Андруїла. З цим екіпіруванням герой переживав захоплення огра.
Основна тактика: вбиваємо магів (вмирають за лічені секунди), лучників (їх скіли – глушилки проходять). Не встигли всіх вбити - ідемо в тінь і по новій. Танки та звичайні мілішники безпечні, т.к. потрапити по герою вони не можуть. Найнебезпечніші противники у цій грі огри (на початку), павуки, тіньові вовки у Бресилліанському лісі. Тобто. ті, хто може змусити героя скиллом.
З магами теж немає проблем: збирається антимагічний сет: стародавня кольчуга гномів (+4 %) дає коваль у Редкліфі, стародавні ельфійські рукавички (+4 %) у стародавньому храмі, що веде до печери до праху Андрасті, антиванські чоботи (+4 %) у селі Притулок (після подарунка їх Зеврану їх можна зняти і одягнути своєму герою), ключ від міста в Орзаммарі (+4 %), антимагічний оберег (+30 %), два кинджали з трьома слотами (можна купити у Горіма в Денерімі ) - вкладаємо руни двеомірів на опір магії 10%, 8%, 8% і в другий кинжал 8%, 8%, 6%. Разом з урахуванням 10% гномів опірності магії виходить:
4+4+4+4+30+10+8+8+8+8+6+10 = 104% опору магії. Магія розбійнику не страшна.
Основні скіли, якими користувався: відхід у тінь, стани "брудна боротьба" та "подвійний удар", самобафи "Порив" і "Дуель", атакуючі скіли за площею "Змах 2-ма зброями" та "Обертання". Пасивки гойдалися на дві зброї в руках – 4. Навички вбивці – 4, дуелянта 3, умілий механік: 4, догляд у тінь – 4, гілка із брудною боротьбою – 3.
Приблизно з 16 левів розбійника практично всі вороги не викликали складнощів, гра була легкою та комфортною.
У процесі гри був куплений весь найкращий можливий шмот та зброя, руни великого майстра, компоненти для отрут, бальзами прискорення та захисту. Залишилось майже 500 золотих.

Наша Сонячна система містить 9 планет і у двох з них відсутні супутники.

Є гіпотеза, що ці планети спочатку були супутники, проте Сонце їх «примагнітило» під впливом сил тяжіння себе, і вони згоріли.

Крім двох зазначених планет, інші 7 мають супутники. Наша планета Земля має лише одне - це Місяць.

У 1877 році ми відкрили пару два супутники у планети Марс - це Деймос і Фобос, що перекладається як "Жах" і "Страх" відповідно. Дуже сильні для тих часів телескопи дозволили нам бачити їх, а з появою косимських станцій – побачити та сфотографувати набагато ближче. Деймос і Фобос являють собою деякі брили, які не мають круглої форми, поцятковані кратерами.

Планета Юпітер має кілька супутників, які називають Галлілеєвими: Європа, Каллісто, Йо та Ганімед. Розглянути їх можна навіть за допомогою бінокля. Каллісто та Ганімед мають такий самий розмір, як Меркурій.

Сатурн – це рекордсмен за кількістю «сусідів» – у нього їх 23 штуки! Один з них - Титан, за розмірами більше нашого Місяця вдвічі.

Планети Венера Меркурій немає супутників - лише вони самотньо обертаються у нескінченному космічному просторі.

Нинішні навігаційні системи досить добрі, але все ще не ідеальні. Ми розповімо про технології, які дозволять компенсувати недоліки супутникового геопозиціонування.

До супутникової навігації ми давно звикли. Вона вже міцно увійшла в наше життя і використовується повсюдно – починаючи з автомобільних навігаційних пристроїв до смартфонів. Визначивши ваше положення, система підкаже маршрут, а на карті буде видно всю оточуючу інфраструктуру. Здавалося б, майбутнє настало. Адже ще кілька десятків років тому таке й уявити було складно. Але ні: поточний розвиток технологій - це лише перший крок у порівнянні з новими горизонтами, які відкриваються за межами завтрашнього дня.

Перспективні розробки не скасовують супутникову навігацію як таку, але значно покращують її. Наприклад, у сучасних смартфонах вже використовується додаткова функція позиціонування по вежах стільникового зв'язку. Однак, супутниковий сигнал може повністю губитися в глухому лісі або всередині будівель. Нові розробки з нашого огляду дозволяють навігаційним приладам «орієнтуватися» на місцевості, навіть коли супутники не видно, і до того ж здатні позиціонувати значно точніше - аж до 2 см.
Втім, супутникові системи поки що таки необхідні - невипадково найбільші країни розгортають власні аналоги GPS та ГЛОНАСС.

ОРІЄНТУВАННЯ ЗА БАЗОВИМИ СТАНЦІЯМИ

Визначити місцезнаходження стільникового телефону можна і без супутників-за сигналами від вишок стільникового зв'язку оператора. Щоправда, точність при цьому значно нижча – від десятків метрів до кількох кілометрів у малонаселених районах, де базові станції розташовані далеко одна від одної.

Як працює ця система? Перший метод дозволяє з'ясувати. якою базовою станцією зараз обслуговується мобільний телефон, і дуже приблизно визначає місцезнаходження абонента. Точність цього способу залежить від кількості базових станцій та радіоумов. У другому випадку вимірюється час проходження сигналу до кількох базових станцій, але це потребує оснащення мережі додатковим і дорогим устаткуванням.

Обидва методи використовуються операторами стільникового зв'язку і дозволяють «моніторити» місцезнаходження дитини або відстежувати пересування друзів на карті за їх згодою.

РАДІОПОЗИЦІОНУВАННЯ

Супутникова навігація не відрізняється високою точністю, до того ж вона може бути недоступною. Нові розробки покликані підвищити точність позиціонування та вміють визначати розташування навіть за відсутності сигналів від супутника.

Система супутникової навігації працює за наступним принципом: із супутника передається радіосигнал, в якому повідомляються точний час та поточне розташування космічного апарату. Даний сигнал надходить на приймач, а той, у свою чергу, знаючи точний час передачі сигналу і період, за який сигнал досяг приймача, може обчислити відстань до супутника. Зробивши це з сигналами від кількох супутників, що знаходяться в різних точках, приймач може досить точно визначити своє місцезнаходження. Цей метод простий і надійний, хоч і не без деяких застережень.

Сенс методу, який пропонують фахівці компанії Loсata, приблизно такий самий, тільки замість супутників тут передбачається використання мережі радіомаяків. Якась технологія, подробиць про яку поки немає, дозволяє цим маякам синхронізувати час з точністю до наносекунди та передавати сигнал про своє знаходження. Завдяки цьому приймач зможе обчислювати своє місцезнаходження ще точніше. Переваги системи полягають у тому, що сигнал наземних маяків досить сильний для того, щоб проникати навіть крізь досить товсті стіни будівель, а крім того, точність розташування навіть у закритому приміщенні складе всього пару сантиметрів.

Більшості людей така точність, швидше за все, не знадобиться, проте автомобіль, обладнаний подібною системою, зможе не тільки визначити своє місцезнаходження – також можна буде отримати, наприклад, інформацію про відстань до смуги зустрічного руху, до найближчих транспортних засобів тощо. , завдяки чому рух стане безпечнішим.

Багато можливостей відкриває здатність Loсata працювати в закритих приміщеннях. Наприклад, якщо йдеться про магазин, то смартфон, який підтримує стандарт Loсata, зможе довести вас не тільки до торгової точки, але і вказати в ній конкретне місце.


Navigation via Signals of Opportunity (NAVSOP), завдяки використанню радіохвиль різних діапазонів, зможе функціонувати в таких умовах, в яких робота GPS утруднена або зовсім неможлива, наприклад, у лісі, всередині будівель і навіть під землею. Також дана система здатна працювати в найвідданіших точках планети, наприклад в Антарктиці та Арктиці, за рахунок використання радіосигналу супутників, що обертаються на низькій навколоземній та геостаціонарній орбітах.

Розробники NAVSOP вважають основною перевагою свого продукту те, що розгортання системи та її функціонування не потребує створення додаткової інфраструктури. ПЗ, задіяне в NAVSOP, є самонавчальним, завдяки чому нові джерела сигналів оперативно додаються до існуючої бази даних. При цьому як такі джерела можуть бути використані навіть сигнали установок для встановлення радіоперешкод або придушення сигналів GPS.

Доктор Ремсі Фарагер - співробітник компанії-розробника BAE Systems - пояснює, що для початку роботи системи NAVSOP, тобто визначення початкового розташування, і її початкового навчання сигнал GPS все ж таки потрібний, проте обов'язковою умовою це не є. Загалом, згідно з планами розробників, дана система повинна використовуватися в парі з GPS: технології доповнюватимуть одна одну і замінятимуть у тому випадку, якщо робота однієї з них виявиться неможливою.

Компанія BAE Systems орієнтована на оборонні розробки, тому не дивно, що система NAVSOP створюється насамперед для військового застосування. Наприклад, вона може допомогти солдатам, які ведуть бойові дії у складних міських умовах або у віддалених районах земної кулі, або застосовуватися для забезпечення безпеки безпілотників, оскільки використання NAVSOP дозволить апаратам захиститись від впливу на їх навігаційні системи.

ГІБРИДНІ СИСТЕМИ

Гібридні системи позиціонування здатні не тільки визначати місцезнаходження за допомогою GPS-супутників, але й орієнтуватися на місцевості іншими радіосигналами, а також за допомогою гіроскопів і акселерометрів.

В основному збройні сили та транспортні компанії застосовують для навігації систему GPS. Однак не кожен замислюється про наслідки можливої ​​ситуації, при якій супутники GPS через будь-які причини вийдуть з ладу або просто перестануть бути доступними. І якщо для водія на дорозі втрата сигналу спричинить лише деякі незручності, з якими можна буде впоратися, то для військових це означатиме неможливість оперативно орієнтуватися на місцевості, що в багатьох випадках визначить поразку.

Саме через цю причину багато наукових організацій зараз ведуть роботу над системами навігації, які зможуть працювати автономно, без використання будь-яких зовнішніх сигналів. Так, вчені з університету Мічігану розробили TIMU (тимчасово-інерційну навігаційну однокристальну систему), яка вміє визначати місце розташування в умовах тимчасової відсутності доступу до сигналів GPS. Навігатор виконаний у вигляді чіпа, розміри якої менше монети, і містить у собі три акселерометри, три гіроскопи і схему надточних годинників.

Дані, отримані з датчиків системи, дозволяють досить точно визначити положення транспортного засобу, яке почало рухатися з точки з відомими координатами. Усі датчики чіпа займають об'єм 10 мм3, розташовуючись у тривимірному просторі. Чіп складається із шести шарів, товщина кожного з яких становить приблизно 50 мікрон (що відповідає товщині людського волосся). Кожен із шарів має свою функцію, а всі функції у комплексі забезпечують роботу системи навігації TIMU. Структура шарів і конструкція, що їх об'єднує, виготовлені з чистого кварцу. Цей матеріал має відмінну міцність, а також низькі температурні коефіцієнти, що робить його ідеальною основою дня об'єднання в єдине ціле декількох складних пристроїв.


Сучасні пристрої позиціонування, що вбудовуються в планшети, смартфони та навігатори, погано працюють не тільки всередині будівель, але й просто в умовах щільної забудови або в лісі. Ситуація може змінитись завдяки виходу навігаційного чіпа Broadcom ВСМ 4752, який буде доступний вже найближчим часом. З його допомогою високої точності позиціонування можна буде домогтися навіть усередині будівель, причому не тільки в горизонтальній, а й у вертикальній площинах. Це дозволить дізнатися, наприклад, на якому поверсі ви зараз перебуваєте. Подібних результатів вдається досягти за рахунок суміщення даних, отриманих від багатьох різних датчиків, а також завдяки підтримці великої кількості протоколів бездротового зв'язку.

Чіп Broadcom ВСМ4752 підтримує зв'язок одночасно з чотирма навігаційними системами: ГЛОНАСС, GPS, SBAS та QZSS. Це дозволяє отримувати дані із 59 навігаційних супутників. Як додаткові навігаційні точки використовуються сигнали вишок стільникового зв'язку. У приміщеннях чіпа допомагають орієнтуватися сигнали мереж Wi-Fi, Bluetooth, NFC та 4G. Ще більшої точності вертикального та горизонтального позиціонування дозволяють досягти гіроскоп, акселерометр, магнітометр, висотомір та лічильник кроків.

Щоправда, щоб скористатися всіма перевагами навігації всередині будівель, потрібне ще й відповідне програмне забезпечення, а також карти. Прогрес у цьому напрямі вже спостерігається: компанія Google в рамках сервісів Street View і Google Maps, що належать їй, сьогодні дає можливість подивитися «нутрощі» деяких будівель. Таким чином, використовуючи пристрій, обладнаний чіпом Broadcom ВСМ4752 і що має можливість працювати з Google Maps, можна буде не мати проблем із знаходженням ліфта або кабінету в цих будівлях.

КОНКУРЕНТИ GPS І ГЛОНАСС

Супутникова навігація має свої переваги - наприклад, покриття навіть у важкодоступних і малонаселених районах. Невипадково у двох існуючих глобальних систем позиціонування, американської GPS та російської ГЛОНАСС, з'являються суперники.

Galileo: європейська альтернатива

Galileo - це спільна розробка Європейського космічного агентства та Євросоюзу. Galileo є частиною проекту «Трансєвропейські мережі», спрямованого на вирішення навігаційних та геодезичних завдань. Запуск цього проекту заплановано на 2016 рік. Саме тоді на орбіту Землі будуть виведені всі 27 операційних та три резервні супутники. Частина Galileo, що знаходиться в космосі, буде обслуговуватися за допомогою наземної інфраструктури: трьох центрів управління і безлічі станцій, що передають і приймають.

Сучасні супутникові системи не мають доступу до Galileo. Саме за рахунок продажу ліцензій виробникам різних приймачів, розробники планують фінансувати проект. Варто зазначити, що Galileo створювалася з мирною метою, але ухвалена в 2008 році резолюція Євросоюзу «Значення космосу для безпеки Європи» допускає використання супутникових сигналів для деяких військових операцій (які проводяться в рамках політики безпеки у світі).

Крім того, на базі Galileo планується надавати п'ять різних сервісів із різним рівнем точності:

  • ВІДКРИТА СПІЛЬНА СЛУЖБА призначена для цивільних навігаційних пристроїв. Повідомляється, що вона буде безкоштовною та доступною всім.
  • СЛУЖБА ПІДВИЩЕНОЇ НАДІЙНОСТІ використовуватиметься для авіації та суднової навігації.
  • КОМЕРЦІЙНА СЛУЖБА (кодований сигнал, що забезпечує підвищену точність визначення місцезнаходження) надаватиметься на платній основі зацікавленим користувачам.
  • УРЯДНА СЛУЖБА, високоточна та надійна, буде надана лише обмеженому колу абонентів. Доступ отримають берегова охорона, поліція, антикризові та військові штаби.
  • ПОШУКНО-РЯТУВАЛЬНА СЛУЖБА покликана замінити вже існуючу систему КОСПАС, забезпечивши більш впевнений прийом сигналу.

Beidou: китайський «довгобуд»

Супутникова навігаційна система Beidou - китайський конкурент GPS та ГЛОНАСС. Раніше ця служба надавала послуги навігації, обміну текстовими повідомленнями та служби точного часу виключно на території Китаю. У 2000 році на орбіту було виведено перші три супутники, які забезпечували функціонування системи. А у грудні минулого року на території всього Азіатсько-Тихоокеанського регіону Beidou вступила до комерційної експлуатації як регіональна система позиціонування.

Точність визначення місцезнаходження завдяки висновку додаткових супутників (тепер їх 16) досягла запланованих десяти метрів. Згідно з чинним планом, до 2020 року Beidou має запрацювати на повну міць і стати повноцінною глобальною навігаційною системою. При цьому космічний сегмент буде сформовано з п'яти супутників на геостаціонарній орбіті та тридцяти – на середній земній орбіті. Додаткова функція Beidou, що відрізняє її від GPS - це можливість системи обмінюватися між собою невеликими текстовими повідомленнями.

Рен Четки, представник керівництва Beidou, повідомив, що вихід навігаційної системи на зовнішній ринок принесе Китаю 400 млрд юанів (тобто понад $60 млрд) прибутку за рахунок надання послуг у галузі метеорології, транспортної навігації та телекомунікацій.

Однак фінансовий зиск - це далеко не головна причина розгортання Китаєм власної навігаційної системи. Основна ідея полягає в тому, що збройні сили Китаю, як і збройні сили Росії чи країн Євросоюзу, не хочуть покладатися на використання підконтрольної Вашингтону системи позиціонування GPS, яка може стати недоступною для них у разі міжнародного конфлікту чи іншої надзвичайної ситуації.

Відновлення даних