СУПУТНИК ЗВ'ЯЗКУ

1. Орбіти.
2. Технічні засоби.
3. Супутники.
4. Наземні радіостанції.
5. Ракети-носії.
6. Стан і перспективи розвитку.
7. Економічні чинники і державне регулювання.

Наша взаимовыгодная связь https://banwar.org/

СУПУТНИК ЗВ'ЯЗКУ, космічний літальний апарат на навколоземній орбіті, який приймає радіосигнали електрозв'язку від наземних радіостанцій, підсилює їх і передає назад. Такі штучні супутники Землі служать ретрансляторами сигналів телевізійного мовлення, телефонного зв'язку та цифрової інформації для систем електрозв'язку глобального географічного масштабу. Див. також КОСМОСА ДОСЛІДЖЕННЯ І ВИКОРИСТАННЯ .

Орбіти.

Зв'язковий супутник може бути виведений на низьку навколоземну орбіту, на навколоземну орбіту проміжної висоти або на геостаціонарну орбіту, висота яких над поверхнею Землі становить (в порядку перерахування) близько 1000, 10 000 і 36 000 км. Орбіта першого типу проходить нижче двох радіаційних поясів Землі, другого типу - між ними, а третього - вище за них. Див. АТМОСФЕРА .

На геостаціонарній орбіті супутник робить один оборот навколо Землі рівно за добу. Оскільки за цей час Земля робить теж один оборот навколо своєї осі, супутник здається нерухомим на екваторі. Головна перевага геостаціонарної орбіти в тому, що антен наземних радіостанцій не потрібно відстежувати супутники, що рухаються по небу; потрібно лише наводити антену завжди в одну точку на протязі терміну служби супутника. Великим же її недоліком є ​​затримка приблизно на чверть секунди між передачею сигналу однієї наземної радіостанції і прийомом - інший, що виникає через великі відстані, які повинен проходити сигнал.

Головна перевага навколоземної орбіти меншої висоти в тому, що для виведення на неї потрібно менш потужний носій. Оскільки відстань від наземної радіостанції до супутника менше, обладнання супутника може бути менш потужним. Однак супутники на таких орбітах рухаються щодо наземних радіостанцій, тому для забезпечення безперервності охоплення необхідні стежать антени і не можна обійтися одним-єдиним супутником.

Технічні засоби.

Для супутникового зв'язку необхідні технічні засоби трьох видів: супутники, наземні радіостанції і ракети-носії для виведення на орбіту. Ці технічні засоби не однакові в залежності від типу орбіти, на яку виводиться зв'язковий супутник.

Супутники.

Зв'язковий супутник складається з ракетного блоку, що забезпечує харчування, управління польотом і контроль бортових систем, і блоку зв'язкового обладнання, призначення якого - прийом, посилення і ретрансляція сигналів з Землі. Багато зв'язкові супутники стабілізуються обертанням навколо однієї осі. Такий супутник, подібно гіроскопа, зберігає незмінною свою орієнтацію в просторі. Крім того, обертання сприяє підтримці рівномірного розподілу температури по всьому об'єму супутника. Застосовуються також супутники з тривісною стабілізацією, здійснюваної за допомогою маховиків (гіродінов) і ракетних двигунів малої тяги. Супутники з тривісною стабілізацією трохи складніше стабилизируемого обертанням, але їх сонячні батареї здатні виробляти більше електроенергії, а антени легше направити на наземні радіостанції. Сонячні батареї (див. батарея електроживлення ) Покривають всю поверхню обертових зв'язкових супутників або розташовуються на спеціальних розкладних панелях тривісна-стабилизируемого супутників і перетворять в електроенергію близько 20% енергії падаючого на них сонячного світла. Сонячні батареї невеликого супутника виробляють приблизно 1 кВт електроенергії, що відповідає потужності, споживаної десятьма 100-Вт електролампами. На більших супутниках 1990-х років сонячні батареї виробляли до 10 кВт.

Наземні радіостанції.

Наземні станції супутникової системи зв'язку передають радіосигнали на супутники і приймають сигнали від них. Супутниковий передавач 1990-х років передавав в середньому приблизно 20-40 Вт на один ретранслятор (пристрій, що приймає і передає радіосигнал). Це набагато більше потужності типового телефону стільникового зв'язку (0,5 Вт), але радіосигнал супутника повинен пройти відстань до 36 000 км і може містити до 1000 телефонних розмов. Тому приймальна система наземної радіостанції повинна бути в мільярд разів більш чутливою, ніж приймальна станція стільникового телефонного зв'язку, а це значить, що необхідні антени великих розмірів і приймачі з дуже низьким рівнем шуму. На зорі супутникового зв'язку наземні радіостанції забезпечувалися величезними антенами діаметром до 30 м. У 1990-х роках на наземних станціях використовувалися «антени дуже малого розкриття» (VSAT - very small aperture terminal) діаметром 1-2 м і більші антени діаметром 2-10 м; набули поширення також побутові телевізійні антени діаметром 45-60 см.

Ракети-носії.

Ракета-носій виводить супутник на задану навколоземну орбіту. За окремими винятками, майже всі ракети-носії зв'язкових супутників розроблялися на основі старих міжконтинентальних ракет (див. РАКЕТНЕ ЗБРОЯ ), Створених в 1950-х роках. Нові ракети-носії з'явилися в 1980-х роках. Першими носіями, які розроблялися не як балістичні ракети військового призначення, були американський багаторазовий повітряно-космічний апарат (MBKA) «Шаттл» і ракета «Аріан», розроблена Європейським космічним агентством. «Шаттл» призначався головним чином для обслуговування програми пілотованих космічних польотів НАСА, а ракета «Аріан» - в першу чергу для запуску зв'язкових супутників. Після того як в 1986 вибухнув MBKA «Челленджер», НАСА припинило комерційні запуски. В результаті до системи «Аріан» перейшла левова частка контрактів на запуски зв'язкових супутників. У 1990-х роках на комерційний ринок вийшли також китайська ракета «Великий похід» і російська - «Протон». Шлях «Великого походу» був відзначений аваріями; що стосується «Протона», то його номінальна надійність (95%) і велика маса супутника (4 т) віщували йому комерційний успіх.

Запуск - це момент найбільшого ризику протягом терміну служби зв'язкового супутника. Загальна ймовірність благополучного запуску становить близько 90% (для конкретних ракет-носіїв вона змінюється в межах від 70 до 95%). Таким чином, в середньому 10% всіх запусків виявляються невдалими і закінчуються втратою супутника.

Стан і перспективи розвитку.

З кінця 1990-х років компанія «Комсат» (Communications Satellite), що здійснює запуски зв'язкових супутників в США, виявилася перед перспективою найсильнішої конкуренції з боку громадських телефонних систем. Справа в тому, що волоконно-оптичний телефонний кабель забезпечує високу якість сигналу, не вносить затримки часу і приблизно дорівнює за витратами супутникам (див. волоконної оптики ). Стало ясно, що з часом такі кабелі для прямого зв'язку (без переприемов) вимагатимуть менших витрат, ніж супутники. Однак компанія «Комсат», зона дії супутників якої охоплює океани, вважала, що для мовної передачі телевізійного сигналу, мовного сигналу і цифрових даних супутники більше підходять, ніж кабельний зв'язок, якщо не брати до уваги великих міст. Крім того, супутниковий зв'язок представляється більш економічною, ніж кабельна, при обслуговуванні нечисленних розкиданих користувачів, наприклад телефонних абонентів в сільській місцевості.

У 1976 міністерство ВМС США ініціювало серію запусків зв'язкових супутників «Марісат» для обслуговування морських суден (див. ВІЙСЬКОВО-КОСМІЧНА ДІЯЛЬНІСТЬ ), І це привело до створення Міжнародної організації морського супутникового зв'язку «Інмарсат», яка почала діяти в 1982 році Коли організація «Інмарсат» запустила більш потужні супутники, у них знайшлися і сухопутні користувачі у віддалених областях. Виник ринок мобільного супутникового зв'язку - з рухомими сухопутними об'єктами. До кінця 1990-х років він був освоєний. Компанія «Америкен мобіл сателлайт» (AMSC) запустила геостаціонарній супутник мобільного зв'язку для обслуговування абонентів Північної Америки. Компанія «Ірідіум» до кінця 20 ст. створила мережу з 20 супутників на низьких навколоземних орбітах, яка забезпечувала б стільниковий мобільний зв'язок на суші в масштабах всієї земної кулі, а також запустити супутники того ж призначення на орбіти проміжної висоти.

Економічні чинники і державне регулювання.

Розвиток супутникового зв'язку визначається в першу чергу економічними чинниками, хоча важливу роль відіграє і політика. Спочатку головною сферою застосування зв'язкових супутників представлялася мовний зв'язок, потім упор стали робити на телебачення, а до кінця 20 ст. почала бурхливо розвиватися передача цифрових даних.

Початковим великим економічним стимулом розвитку супутникового зв'язку стало те, що супутники могли забезпечувати пряму (без переприемов) трансокеанський зв'язок при значно менших витратах, ніж коаксіальні підводні кабелі, прокладені в 1950-1960-х роках. Різниця у витратах тоді була більш ніж десятиразової, але вона зникла в кінці 20 ст. Оскільки кабель вносить меншу затримку часу, він більше підходить для мовної (телефонної) зв'язку. В кінці 1990-х років по волоконно-оптичному кабелю можна було передавати майже всі трансокеанські телефонні сигнали.

В кінці 1970-х років почався вибухоподібний зростання кабельного телебачення з супутниковою ретрансляцією. До кінця 20 ст. більшість населення земної кулі отримало можливість прийому численних телевізійних каналів, адресно надаються компаніями кабельного телебачення, які самі приймають їх через космічні ретранслятори компаній супутникового зв'язку. Вся супутниковий зв'язок, без урахування супутників «Інтелсат», майже на дві третини використовувалася для телевізійного мовлення.

В кінці 1970-х років почали також виникати приватні супутникові мережі, цілком обслуговують одну компанію. Завдяки появі «антен дуже малого розкриття» VSAT компанії отримали можливість встановлювати зв'язок між усіма своїми офісами за допомогою антен діаметром 3-6 м. Такі мережі використовувалися головним чином для обміну цифровими даними. Навіть телефонні розмови, як правило, передавалися в цифровій формі. За допомогою антен VSAT і більшого діаметру в 1970-х роках забезпечувалася телефонний зв'язок з селищами на Алясці. У 1990-х роках супутники вперше були застосовані для «сільської» телефонії в усьому світі. У деяких експериментах супутникова ретрансляція виконувала функції протяжних телефонних ліній, а стільниковий - функції місцевих шлейфів.

Ще в середині 19 ст. був створений Міжнародний союз електрозв'язку (МСЕ) для стандартизації телеграфної техніки. В кінці 20 ст. він став грати роль міжнародного центру стандартів і координації за всіма видами електрозв'язку. Користування певними частотами і орбітальним положенням для супутникового зв'язку вимагає координації через МСЕ з усіма іншими зацікавленими сторонами в галузі електрозв'язку. Велика кількість геостаціонарних супутників призвело до порушень духу регламентацій МСЕ. В кінці 20 ст. метод справедливого і забезпеченого правовою санкцією виділення орбітальних положень і частот ще не був знайдений. Див. також РАДІО І ТЕЛЕБАЧЕННЯ .