Спутники Земли
Геостационарные спутники (геостационары)
Главной особенностью геостационарных спутников является то, что их угловая скорость совпадает с угловой скоростью вращения Земли и потому для наблюдателя с Земли их положение на небе остается постоянным(3).
Для того чтобы спутник постоянно "висел" в одной точке над горизонтом, его забрасывают на орбиту высотой около 36 тыс. км в плоскости экватора. Именно на таком расстоянии период его обращения вокруг Земли совпадает с периодом ее обращения вокруг своей оси. Оттуда спутник может видеть до трети территории Земли в пределах от 760 северной до 760 южной широты. Таким образом, всего три спутника, разнесенные на 1200 экваториальной геостационарной орбиты, могут "освещать" весь земной шар за исключением полярных зон.
Геостационарные спутники запускаются на орбиту, которая лежит в плоскости экватора Земли4. Но эта плоскость не совпадает с плоскостью вращения Земли вокруг Солнца и с плоскостью орбиты Луны (См. Рис.2). Солнце и Луна, каждые по-своему воздействуют своим притяжением на спутник, который начинает смещаться с экваториальной плоскости. Тут в силу вступает еще асимметрия гравитационного поля самой Земли (из-за ее отличия от шара), силы радиации солнечного ветра, который "подгоняет" спутник, когда он движется от Солнца (к Востоку) и тормозит, при движении спутника в направлении Солнца (от Запада).
В общем, спутника многие силы пытаются свести с предназначенной орбиты. И несмотря на установленные на нем корректирующие двигатели, он хотя и на немного, но отклоняется от заданной орбиты, что с Земли видится как будто он подобно кривому велосипедному колесу выписывает "восьмерки". Маленькие, в пределах 2-3 -х угловых градусов, но со временем, если не корректировать его полет размер восьмерки может достигнуть и 10 градусов (ориентировочно – градус в год).
Вот поэтому и движется большая наземная антенна, вычерчивая вслед за спутником восьмерки, поскольку диаметр луча большой наземной антенны не превышает одного градуса.
Свойство спутников находиться постоянно в одной точке и видеть большие территории позволяет с их помощью соединять линиями связи удаленные пункты, например, спутники, висящие над Атлантическим океаном, видят и Америку и Европу, а спутник, находящийся над Индией, обеспечивает соединение линиями связи Москвы с Дальним Востоком. Таким же образом Япония соединяется с Америкой. Три спутника ИНМАРСАТ обеспечивают связью все корабли, бороздящие Атлантический, Тихий и Индийский океаны.
Если мы посмотрим, чем занимаются геостационары, выяснится, что, они обеспечивают, как правило, "прозрачную" ретрансляцию приходящего сигнала: принял пришедший с Земли сигнал, перетащил в другой частотный диапазон, и после усиления "сбросил" его вниз в том же или другом антенном луче. Это может быть сигналом телевизионной ретрансляции, или групповым каналом связи и передачи данных. И никакой сложной обработки, коммутации или маршрутизации - усложнение электронной системы ведет к меньшей надежности спутника, долженствующего работать много лет в очень тяжелых окружающих условиях.
Конечно, количество действующих геостационаров гораздо больше теоретически необходимых трех. Во-первых, для увеличения мощности сигнала диаграмме направленности спутниковых антенн придают очертания материка или участвующих в проекте государств. То есть их излучение попадает только на выбранные территории на Земле. Специалисты по антеннам научились делать такие антенные системы, которые могут на расстояниях в 40 тысяч километров вычерчивать,например, контур Японских островов.
Во-вторых, спутниковые ретрансляторы имеют ограниченные полосы пропускания, поэтому общее число каналов связи одного спутника не так уж велико. Даже при полной загрузке приемо- передающих пар (иначе - стволов или транспондеров, которых обычно бывает от 6 до 64 с полосой пропускания от 32 МГц до 72 МГц каждый) самый современный спутник связи может потенциально обеспечить не более 8 тыс. стандартных телефонных каналов по 64 кбит/с, а при максимально допустимом сжатии до 2,4 кбит/с - около 200 тыс. каналов. Часть из них, как правило, занята служебными задачами, поэтому современный геостационар может обеспечить лишь 10-15 тыс.телефонных каналов общего пользования, что с учетом стандартов на качество связи соответствует 40-60 тысячам абонентов. Что-то вроде одной районной АТС в Москве. Маловато. В результате число геостационаров сейчас таково, что каждое свободное место на орбите стало предметом крупной торговли и квотирования.
Немного больше о технологиях >>>
Молекулы-русалки
Эта история начинается с
одного из многочисленных увлечений Бенджамина Франклина, выдающегося
американского ученого и респектабельного дипломата. Будучи в 1774 году в
Европе, где он улаживал очередной конфликт между Англией и Североамериканскими
Штатами, Франклин в свободное вр ...
О вращении электрона
Как
известно [1], основанием для введения в физику квантовых постулатов в начале XX
века послужило абсолютное несоответствие результатов ряда фундаментальных
экспериментальных открытий в области микромира устоявшимся воззрениям на
предполагаемые свойства объектов микромира. А и ...
