История создания первого в мире искусственного спутника Земли (ИСЗ). Основные типы ИСЗ. Метеорологическая система "Метеор". Научно-исследовательские, гражданские и военные спутники. Серия космических аппаратов "Космос". Услуги спутниковой связи в России.
Аннотация к работе
Первый образец спутника должен был послужить базой для разработки новых, более совершенных космических аппаратов, поэтому планировалось: · определение данных по тепловому режиму спутника, · торможению его в верхних слоях атмосферы и продолжительности обращения на орбите, · особенностей движения спутника относительно центра масс, · точности определения координат и параметров орбиты, · вопросам энергопитания бортового оборудования с использованием солнечных батарей. Искусственные спутники Земли различаются по своему назначению: исследовательские, спутники связи, метеорологические, навигационные (GPS, Глонас), спутники для мониторинга поверхности и разведки - это может быть оптическое наблюдение, фотографирование, контроль над стартом ракет, большими взрывами, массовыми загрязнениями, пожарами, температурными потоками в морях и океанах, и прочее. Спутники отличаются орбитами: есть спутники с круговой орбитой, с вытянутой эллиптической и геостационарные, последние кружатся строго над экватором на высоте 36 000 км. и на такой высоте период обращения равен ровно одним суткам, благодаря чему, такой спутник наблюдателю с Земли кажется неподвижным. Такие спутники очень удобны как ретрансляторы ТВ сигнала, потому как антенны направленные на такой спутник не надо регулярно ориентировать, один раз настроившись, антенна будет постоянно принимать сигнал. По высоте орбит спутники называются низкими и высокими, на низких орбитах спутники могут работать от нескольких суток до нескольких лет, потом входят в атмосферу и сгорают.В работе содержится материалы, в которых отражена борьба двух могучих держав за приоритет в космосе.
План
Оглавление
Введение
История создания первого в мире ИСЗ
Типы искусственных спутников Земли
Метеорологическая система "Метеор"
Научно-исследовательские спутники земли
Серия космических аппаратов "Космос"
Гражданские спутники
Военные спутники
Спутниковые системы связи
Зона покрытия и частотный диапазон
Услуги спутниковой связи в России
Столкновение спутников
Заключение
Используемая литература
Введение
Вселенная - это весь окружающий нас бесконечный и вечный мир. Часто вместо слова "вселенная" употребляют равнозначное ему слово "космос". Правда, иногда из понятия "космос", исключают Землю с ее атмосферой.
Человек всегда мечта взмыть в небо, как птица, подняться за облака и достигнуть Солнца. Наверное, поэтому в музее космонавтики, каждого входящего встречает скульптура Икара, который символизирует мечту человека о покорении воздуха.
Стремительное развитие космонавтики, успехи в изучении и исследовании околоземного и межпланетного космического пространства в огромной степени расширили наши представления о Солнце и Луне, о Марсе, Венере и других планетах. Очень результативным оказалось изучение верхних слоев атмосферы, ионосферы, магнитосферы. Вместе с тем выявилась весьма высокая эффективность использования околоземного космоса и космической техники в интересах многих наук о Земле.
У слова "спутник" появилось новое, совсем иное смысловое значение. В современном мире под этим понятием чаще всего имеется в виду космический объект. Ракетно-космическая отрасль насчитывает всего лишь более половины столетия, но по своему прогрессу, развитию и масштабу она превосходит многие науки, существующие уже тысячи лет.
Когда началась космическая эра человечества? Как выглядел первый искусственный спутник? Кто был у истоков его создания? Какие были искусственные спутники позже? Какие они сейчас? Изучению этих вопросов посвящена моя исследовательская работа. искусственный спутник земля
История создания первого в мире ИСЗ
Первая попытка поставить вопрос о создании ИСЗ была сделана в декабре 1953 г. при подготовке проекта постановления Совмина по ракете Р-7. Предлагалось: "Организовать в НИИ-88 научно-исследовательский отдел с задачей разработки проблемных заданий совместно с АН в области полета на высотах порядка 500 и более километров, а также разработки вопросов, связанных с созданием искусственного спутника Земли и изучением межпланетного пространства с помощью изделия".
Эта задача рассматривалась в ОКБ не как разовая, а с расчетом на создание специального направления в развитии ракетостроения.
Первый образец спутника должен был послужить базой для разработки новых, более совершенных космических аппаратов, поэтому планировалось: · определение данных по тепловому режиму спутника, · торможению его в верхних слоях атмосферы и продолжительности обращения на орбите, · особенностей движения спутника относительно центра масс, · точности определения координат и параметров орбиты, · вопросам энергопитания бортового оборудования с использованием солнечных батарей.
И вот - СВЕРШИЛОСЬ! Ракета с первым ИСЗ стартовала 4 октября 1957 г. в 22 ч.28 мин. по московскому времени. Ракета-носитель (2-я ступень - блок "А", - Ред.) совершила 882 оборота и прекратила существование 2 декабря 1957 г., спутник - 1440 оборота и прекратил существование 4 января 1958 г. Простейший спутник ПС-1 представлял собой герметичный контейнер сферической формы диаметром 580мм. Его корпус состоял из двух полуоболочек со стыковочными шпангоутами, соединенных между собой 36 болтами. Герметичность стыка обеспечивалась резиновой прокладкой.
После сборки контейнер заполнялся осушенным азотом до давления 1,3 кг/см?. В верхней полуоболочке располагались две антенны, состоящие из двух штырей каждая (одна имела штыри длиной по 2,4м. другая - по 3,9м.) а также пружинный механизм, разводящий штыри на угол 35град. от продольной оси контейнера. Снаружи верхняя полуоболочка была покрыта защитным экраном. Внутри сферы располагался радиопередатчик, блок электропитания, состоящий из трех батарей серебряно-цинковых элементов, дистанционный переключатель, вентилятор системы терморегулирования, сдвоенное термореле и контрольные термо - и барореле.
Радиопередатчик мощностью 1Вт. периодически излучал сигналы длительностью 0,4 с. попеременно на волнах 7 и 15м. Длительность сигналов изменялась при повышении (выше 50град.) или понижении (ниже 0град.) температуры и при падении давления ниже 0,35 кгс/см2 за счет срабатывания одного из контрольных термо - или барореле. Температура в ПС-1 поддерживалась вентилятором, срабатывающим от сдвоенного термореле при температуре выше 23град. Источники энергопитания были рассчитаны на беспрерывную работу в течение двух недель. Общая масса ПС-1 составила 83,6кг. Система отделения спутника от ракеты обеспечивала сброс головного обтекателя и после разделения самостоятельный полет ПС-1. Сигналы в виде телеграфных посылок (знаменитое "бип-бип-бип"). В орбитальном полете проводились исследования плотности высоких слоев атмосферы, характера распространения радиоволн в ионосфере, отрабатывались вопросы наблюдения за космическим объектом с Земли.
Типы искусственных спутников Земли
Искусственные спутники Земли различаются по своему назначению: исследовательские, спутники связи, метеорологические, навигационные (GPS, Глонас), спутники для мониторинга поверхности и разведки - это может быть оптическое наблюдение, фотографирование, контроль над стартом ракет, большими взрывами, массовыми загрязнениями, пожарами, температурными потоками в морях и океанах, и прочее.
Спутники отличаются орбитами: есть спутники с круговой орбитой, с вытянутой эллиптической и геостационарные, последние кружатся строго над экватором на высоте 36 000 км. и на такой высоте период обращения равен ровно одним суткам, благодаря чему, такой спутник наблюдателю с Земли кажется неподвижным. Такие спутники очень удобны как ретрансляторы ТВ сигнала, потому как антенны направленные на такой спутник не надо регулярно ориентировать, один раз настроившись, антенна будет постоянно принимать сигнал.
На круговой орбите, проходящей через полюса Земли, спутник может постепенно "увидеть" всю поверхность Земли, со сравнительно небольшой высоты. Такие орбиты выгодны для разведки и фотографирования.
Вытянутые эллиптические орбиты позволяют сразу увидеть практически целое полушарие Земли, такие орбиты хороши для метеорологических спутников.
По высоте орбит спутники называются низкими и высокими, на низких орбитах спутники могут работать от нескольких суток до нескольких лет, потом входят в атмосферу и сгорают. Спутники на высоких орбитах могут кружиться вокруг Земли много-много лет.
Метеорологическая система "Метеор"
Погода интересует всех - и работников сельского хозяйства, и авиаторов, и лесоводов - да и нас с вами, когда мы утром собираемся выходить из дому. Но если нам в повседневной жизни достаточно знания погоды на сегодняшний день (брать или не брать зонтик?), то специалистам в различных областях нужны долгосрочные прогнозы, которые позволяли бы определять стратегию и тактику дальнейшей работы. Уверенное же предсказание погоды на длительный срок требует создания теории общей циркуляции атмосферы, для чего необходимы систематические метеорологические наблюдения по всей поверхности планеты.
В настоящее время на Земле действует около 10 тыс. метеостанций, но они не могут дать информацию с огромных просторов океанов, их мало в труднодоступных районах суши, в Арктике и Антарктиде, поэтому почти
80% планеты остаются "белым пятном" для метеорологов. Точнее, оставались, пока на помощь ученым не пришла космическая техника.
Только метеорологический спутник, оснащенный специальной аппаратурой, с высоты своей орбиты может дать информацию о погоде на всей планете. Но само по себе получение спутником такой информации еще не решает задачу - эти сведения должны оперативно обрабатываться и передаваться на Землю для их использования.
Впервые метеорологические наблюдения из космоса в Советском Союзе проводились с борта искусственного спутника Земли "Космос-144", запущенного 28 февраля 1967 года. Через два месяца начала функционировать экспериментальная система "Метеор" в составе ИСЗ "Космос-154" и "Космос-156". С 1969 года метеорологические спутники стали называться так же, как и система в целом, - "Метеор".
Метеор-2
Конструктивно спутники этой серии состоят из двух герметичных отсеков. В одном из них - приборном, находящемся в нижней части спутника, расположена аппаратура для метеонаблюдений. В другом (энергоаппаратном) размещены основные служебные системы: радиотелеметрическая, приборы системы терморегулирования, химические батареи системы электропитания. На этом отсеке установлены снаружи большие плоские панели солнечных батарей (СБ), которые раскрываются после отделения спутника от ракеты-носителя. В отличие от СБ, которые обычно жестко закрепляются на корпусе спутника или автоматической межпланетной станции, панели солнечных систем "Метеоров" - подвижные, они могут поворачиваться так, чтобы Солнце постоянно освещало чувствительные элементы батарей (за исключением, конечно, тех периодов времени, когда весь спутник находится в тени Земли). Такая поворотная система и большая площадь этих батарей в сочетании с химическими буферными батареями позволяют обеспечивать энергопитание всей аппаратуры в различных режимах в течение многих месяцев.
С помощью ТВ-аппаратуры проводятся наблюдения облачного покрова на дневной стороне Земли. Съемку ведут две камеры, одна из которых снимает правую, а другая - левую сторону полосы вдоль трассы спутника. Ширина полосы захвата ТВ-камерами - около 1000 км.
ИК-аппаратура используется для наблюдений облачности в основном на ночной стороне. Она настроена на регистрацию теплового излучения облаков или поверхности Земли. Диапазон, в котором работает ИК-аппаратура (8-12 мк), позволяет проводить наблюдения, как на ночной, так и на дневной стороне планеты. При наблюдении охватывается полоса шириной также около 1000 км.
Снимки, полученные с помощью ТВ - и ИК-аппаратуры, позволяют выявлять такие особенности структуры облачных образований, которые недоступны наблюдениям с наземных метеостанций, а совместная ТВ - и ИК-информация позволяет более надежно оценивать синоптическую обстановку и характер развития атмосферных процессов.
Актинометрическая аппаратура регистрирует потоки радиации, уходящей от Земли, в диапазонах 0,3 - 3 мк, 3-30 мк и 8 - 12 мк. При этом "осматривается" полоса шириной около 2500 км. Эти наблюдения позволяют рассчитывать тепловой "бюджет" нашей планеты, определять температуру поверхности суши и океанов, устанавливать границы ледяного покрова, рассчитывать содержание влаги в атмосфере.
За один оборот вокруг Земли спутник получает ТВ - и ИК-информацию с территории около 8% и о радиационных потоках - с 20% поверхности земного шара. Система из двух спутников, находящихся на круговых околополярных орбитах высотой 625-630 км, плоскости которых пересекаются под углом около 95°, дает в течение суток информацию с половины Земли, при этом каждый из районов планеты наблюдается с интервалом в 6 часов.
В Советском Союзе создана наземная система сбора, обработки и распространения метеоинформации. Для обеспечения оперативного ее использования на наземных пунктах, естественно, применяются электронно-вычислительные машины.
Научно-исследовательские спутники земли
Первые полеты спутников привели к открытию новых, неизвестных до тех пор науке радиационных поясов Земли. Это - две зоны, наполненные интенсивными потоками заряженных частиц, весьма сложные как по своей природе, так и по строению. Естественно, они привлекали к себе самое пристальное внимание ученых, вызвали у них большой интерес.
Для комплексного изучения вновь открытых образований потребовалось создание специальной космической системы из нескольких спутников, выводимых на существенно различные орбиты. Первая такая система была создана 30 января 1964 года, когда на орбиты ИСЗ одной ракетой-носителем были выведены сразу две научные станции - "Электрон-1" и "Электрон-2", разработанные КБ С.П. Королева. Высота орбиты в апогее первого из них составила 7100 км, второго - 68 200 км. Спутники должны были проводить одновременно изучение внутреннего и внешнего радиационных поясов и связанных с ними физических явлений.
Выведение сразу двух спутников на разные орбиты технически сложная задача. Трудности состоят в том, что отделение первого ИСЗ должно производиться во время работы последней ступени ракеты-носителя, продолжающей полет и после отделения. При этом возникающие после этой операции возмущения не должны повлиять на работу системы управления и точность выведения второго спутника, а сам он не должен попасть под огненные струи работающего двигателя. Эти проблемы были решены: конструкторы создали специальную реактивную систему, которая могла отделить "Электрон-1" со строго заданной скоростью и практически без всяких возмущений.
Внешне "Электрон-1" и "Электрон-2" отличаются друг от друга. Так, если солнечные батареи второго жестко закреплены на внешней поверхности корпуса, то у первого их панели крепятся на штангах и во время выведения находятся в сложенном положении, раскрываясь лишь после отделения ИСЗ. Основная аппаратура спутников размещена внутри герметичных корпусов. Снаружи, кроме солнечных батарей, находятся антенны, часть научной аппаратуры, датчики солнечной ориентации и вращающиеся жалюзи системы терморегулирования.
Электрон-1
Как уже говорилось, основной задачей спутников было изучение радиационных поясов Земли. Для этого на обоих ИСЗ была установлена идентичная научная аппаратура для измерения электронов и протонов различных энергий. Полученные данные позволили ученым нарисовать пространственную картину поясов.
Частицы, обладающие незначительной энергией, не могут проникать внутрь корпуса, поэтому на его наружной поверхности для их регистрации были установлены детекторы излучений. Регистрация частиц еще меньших энергий на "Электроне-2" производилась так называемым сферическим анализатором, позволявшим "улавливать" частицы, начиная от ста электрон-вольт (для сравнения скажем, что внутренняя аппаратура ИСЗ регистрировала электроны, обладающие энергией свыше 2 млн. электрон-вольт, протоны с энергией больше 30 млн. электрон-вольт и фотоны с энергией больше 50 килоэлектронвольт). На спутнике "Электрон-1" частицы малых энергий регистрировались специальным счетчиком в комбинации с ускорительной трубкой.
Движение частиц в радиационных поясах определяется, прежде всего, магнитным полем Земли, поэтому сведения о поясах должны дополнять данные и о магнитных полях. Для регистрации полей на "Электроне-2" установили 2 магнитометра различной чувствительности. Один из них мерил слабые магнитные поля, другой, менее чувствительный, измерял достаточно интенсивное магнитное поле.
На спутниках были установлены и масс-спектрометры для изучения химического состава верхних слоев атмосферы. "Электрон-1" был оснащен приборами, регистрирующими микрометеоры и рентгеновское излучение Солнца, а на "Электроне-2", который выходил за пределы магнитного поля Земли, разместили приборы для изучения космических лучей. Кроме того, на этих ИСЗ регистрировались идущие из космоса радиоволны с длиной 200 и 400 м, для которых земная атмосфера непреодолимая преграда.
Исследования, начатые первыми "Электронами", были продолжены на спутниках "Электрон-3" и "Электрон-4", появившихся в космосе 11 июля 1964 года.
В потоке космических лучей, которыми пронизано мировое пространство, имеются частицы (протоны и атомные ядра элементов), обладающие такими энергиями - в сотни тысяч и даже миллиарды миллиардов электрон-вольт, которые не могут быть получены на Земле даже на самых мощных ускорителях. И конечно, для ученых очень заманчивой была идея послать в космос приборы, способные регистрировать такие сверхэнергичные частицы. Изучение природы частиц, их взаимных связей и превращений - основная задача новой науки физики элементарных частиц, которая ищет наиболее элементарные "кирпичики" материи.
Внутри герметичного корпуса станции была размещена научная аппаратура, электро - и радиооборудование, аппаратура системы индикации станции в пространстве, агрегаты системы терморегулирования и телеметрическая аппаратура. Корпус "Протона-1" с внешней стороны был закрыт теплоизоляцией. Снаружи к нему крепились раскрывающиеся панели солнечных батарей, чувствительные датчики системы индикации станции в пространстве, антенны, газовые сопла и баллоны системы демпфирования (выбор колебаний объекта).
На станции была установлена уникальная научная аппаратура для изучения солнечных космических лучей и их радиационной опасности, для исследования энергетического спектра и химического состава частиц первичных космических лучей, взаимодействия космических частиц сверхвысоких энергий, определения абсолютной интенсивности и энергетического спектра электронов галактического происхождения и гамма-лучей Галактики.
На "Протоне-1" впервые непосредственно был измерен энергетический спектр первичных частиц космических лучей до энергий в 100000 млрд. электрон-вольт, были получены неожиданные результаты об аномально большой интенсивности потоков электронов высокой энергии (в сотни миллионов электрон-вольт в окрестностях Земли). Любопытно и то, что до запуска этой станции совместными усилиями советских и зарубежных ученых было зарегистрировано в первичных космических лучах всего несколько ядер с зарядом порядка 40 единиц.
Запуск "Протона-2", осуществленный 2 ноября 1965 года, прежде всего, преследовал цель проверки и уточнения тех новых и во многом неожиданных результатов, которые были получены на первой станции. Дальнейшие исследования были продолжены "Протоном-3" и "Протоном-4".
Серия космических аппаратов "Космос"
Серия космических аппаратов Космос - название советских и российских ИСЗ различного назначения и разных программ, не оглашаемых по соображениям секретности и вследствие неудач. Первый запуск состоялся 16 марта 1962 года. Всего с 1962 было запущено свыше 2,5 тысячи спутников. Некоторые спутники запускались одновременно. Выполняли военные, технологические, научные, медицинские и прочие испытания и исследования. Запускались как с Байконура, так и с Плесецка, до конца 80-х годов запускались также и с космодрома Капустин Яр, планируется запускать их и из Амурской области. Иногда название "Космос" присваивалось аппаратам, которые в других случаях по соответствующим программам имели собственные названия, например, при испытаниях и полетах в беспилотном варианте корабля "Союз" разных вариантов, лунно-облетного корабля Л1/"Зонд", прототипа лунно-орбитального корабля ЛОК лунно-посадочного экспедиционного комплекса Л3, транспортного корабля-модуля ТКС, уменьшенного прототипа орбитального самолета-космоплана многоразовой системы "Спираль", одной неудачной орбитальной станции серии ДОС ("Салют"), а также межпланетных станций, у которых отказывал разгонный блок, вследствие чего они оставались на низкой орбите.
Гражданские спутники
Научные спутники серии "Космос" разных программ предусматривают изучение концентрации заряженных частиц, корпускулярных потоков, распространения радиоволн, радиационного пояса Земли, космических лучей, магнитного поля Земли, излучения Солнца, метеорного вещества, облачных систем в атмосфере Земли и т.д.
Технологические спутники серии "Космос" помогают решать технические задачи, связанные с космическими полетами (стыковка на орбите, вхождение космического летательного аппарата в атмосферу, воздействие факторов космического пространства, вопросы ориентации, жизнеобеспечения, защиты от излучений), а также отрабатывать части конструкции и бортовых систем космических аппаратов.
Военные спутники
Для того чтобы скрыть назначение военных советских (российских) разведывательных космических аппаратов "Зенит", являвшихся беспилотными вариантами корабля типа "Восток" с дополнительной аппаратурой и запущенных в период между 1961 и 1994 годами, все такие спутники запускали под порядковыми названиями "Космос". За 33-летний период было запущено более пятисот "Зенитов", что делает их самым многочисленным типом спутников подобного класса в истории космических полетов.
Спутниковые системы связи
Технология будущего
Спутниковая связь - это вид радиосвязи, использующий искусственные спутники в качестве ретрансляторов. Она осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и передвижными. Терминал VSAT состоит из спутниковой антенны, модема и приемопередатчика. Работа системы осуществляется через связь центра управления и спутника-ретранслятора. VSAT - технология, позволяющая организовать систему, независимую от наземных каналов связи.
Идея такой связи принадлежит английскому ученому Артуру Кларку, который еще в 1945 году предложил создать системы спутников связи на геостационарных орбитах, но не запатентовал это изобретение, так как считал, что реализовать подобное на практике невозможно. Однако уже в 1950-х его идеи начали воплощаться в жизнь - СССР запустил первый искусственный спутник с радиоаппаратурой на борту. А в 1965 году появился первый настоящий спутник связи "Молния-1". В то же самое время американцы создали первый прототип VSAT, экспериментируя с сетью спутниковой телефонной связи на Аляске. В то время самая компактная спутниковая станция имела антенну диаметром 9 м и стоила полмиллиона долларов.
Возможности первых спутников были более чем скромными, но с тех пор прошло много времени и технологии шагнули далеко вперед. Спутниковая связь развивается и становится все более доступной. Последние достижения в этой области говорят об огромном потенциале в расширении пропускной способности каналов передачи. Будущее систем спутниковой связи за широкополосными широковещательными приложениями и спутниковыми системами подвижной связи.
Безграничные возможности
Главное преимущество спутниковой связи - возможность осуществлять связь в любой точке мира, даже в самых отдаленных от цивилизации местах. Для российских условий это особенно актуально, ведь в нашей стране телекоммуникационные сети развиты далеко не повсеместно. Такие услуги связи просто незаменимы для организаций, занимающихся геологоразведкой, на буровых станциях, в нефтедобывающих отраслях промышленности. Первыми оценили преимущества спутниковой связи медиахолдинги и лишь потом - госструктуры и крупные корпорации.
Причина такой востребованности понятна - посредством спутниковой связи можно быстро сформировать обширную сетевую инфраструктуру, которая не будет зависеть от наземных каналов связи.
Двухсторонний спутниковый интернет, телефония, корпоративная спутниковая сеть, мобильная спутниковая связь, видео-конференц-связь, аудио-конференц-связь, передача данных различного объема, спутниковые каналы связи - вот далеко не полный список возможностей спутниковой связи.
Однако при всем развитии технология все же имеет и свои недостатки. Один из ключевых минусов системы - задержка распространения сигнала. Это особенно критично в телефонной связи и других приложениях real-time. Следует также отметить, что на качество спутниковой связи оказывают влияние и атмосферные явления.
Свести эти недостатки к минимуму можно посредством приобретения действительно качественного оборудования (как правило - производства США) и грамотной профессиональной настройки.
Спутниковые системы связи
Существует несколько вариантов организации спутниковой связи, у каждого из которых есть свои специфические сферы применения. Классификация современных систем связи, прежде всего, основывается на типе абонентского терминала. Последние, в свою очередь, подразделяются на терминалы фиксированной службы спутниковой связи (ФСС) и на терминалы подвижной службы спутниковой связи (ПСС). К самым распространенным терминалам первого типа относятся VSAT-станции или системы VSAT (Very Small Aperture Terminal - терминал с очень маленькой апертурой). Это станция спутниковой связи с антенной диаметром 0,9-2,4 м, предназначенная для передачи данных и голосового трафика по каналам спутниковой связи. VSAT терминалы - наилучший способ организации связи там, где инфраструктура развита слабо - например, в местах добычи нефти и газа.
Среди терминалов второго типа шире всего распространены абонентские спутниковые "трубки" систем Iridium и Globalstar. Системы подвижной спутниковой связи разрабатывались для организации связи между мобильными объектами, то есть находящимися в движении. В частности - для организации морской, воздушной, автомобильной и железнодорожной спутниковой связи.
Зона покрытия и частотный диапазон
Канал связи, устанавливаемый между спутником и станцией, характеризуется в первую очередь частотным диапазоном. Существует несколько частотных диапазонов: С-диапазон (6 ГГЦ / 4 ГГЦ);
Ku-диапазон (14 ГГЦ / 11 ГГЦ);
Ka-диапазон (30 ГГЦ / 20 ГГЦ).
С-диапазон, как правило, используется для организации средне - и высокоскоростных магистральных каналов. Он наименее всего подвержен влиянию атмосферы Земли.
Использование Ka-диапазона в фиксированной спутниковой службе дает возможность применения антенн с диаметром менее 75 см и организации высокоскоростных спутниковых каналов (до 10-15 Мб/с) на одного абонента. Появление этого диапазона дало мощный стимул развитию спутниковой связи и значительно расширило сферу ее применения за счет снижения стоимости технологии.
Услуги спутниковой связи в России
Российский рынок спутниковой связи и вещания развивается очень динамично и растет, как минимум, на 15% в год. Наибольшие показатели роста демонстрирует сегмент фиксированной спутниковой связи - около 15%, в основном за счет VSAT-сетей. Потребители российского рынка VSAT - это государственные учреждения, крупные корпорации с большой сетью филиалов, средний и малый бизнес, а также частные пользователи.
В России всего два владельца спутников - ФГУП "Космические системы" и "Газпром космическая связь". "Космические системы" входит в десятку крупнейших спутниковых операторов мира по объему орбитально-частотного ресурса. Ему принадлежит самая большая в России спутниковая группировка, а зоны обслуживания спутников, расположенных на орбите в точках от 14? з. д. до 140? в. д., охватывают всю территорию России, страны СНГ, Европы, Ближний Восток, Африку, Азиатско-Тихоокеанский регион, Северную и Южную Америку, Австралию. "Газпром космические системы", дочернее предприятие ОАО "Газпром", осуществляет космическую деятельность в области создания и эксплуатации телекоммуникационных и геоинформационных космических систем. Компанией создана система спутниковой связи и телевидения "Ямал", которая включает в себя орбитальную группировку спутников связи и наземную космическую инфраструктуру. В настоящее время ведутся работы по развитию системы спутниковой связи и телевидения "Ямал".
Сегодня в России несколько значимых операторов VSAT-сетей, которые обслуживают около 80 000 VSAT-станций.33% таких терминалов находится в Центральном федеральном округе, по 13% - в Сибирском и Уральском федеральных округах, 11% - в Дальневосточном и по 5-8% - в остальных федеральных округах.
Столкновение спутников
Почти 60 лет назад "Спутник-1" был единственным на орбите рукотворным объектом. Однако сейчас таких объектов множество. В настоящий момент в космосе находится, по некоторым оценкам, 200-300 тыс. объектов разного размера общей массой до 5 тыс. тонн. Такое большое количество объектов приведет и уже приводит к их столкновению на орбите.
Первый случай столкновения двух искусственных спутников в космосе был зафиксирован 10 февраля 2009 года. Произошло это событие в тот момент, когда российский спутник "Космос-2251" столкнулся с американским аппаратом Iridium 33. "Космос-2251" представлял собой российский военный спутник связи. Он был запущен еще в 1993 году. Спустя два года после запуска он был выведен из эксплуатации. Iridium 33 был действующим спутником, который использовался в системе спутниковой телефонной связи Iridium. Столкновение произошло над территорией России, над полуостровом Таймыр, на высоте 788,6 км. "Космос-2251" весил около 1 тонны, а Iridium 33 - около 600 кг. Их скорость была равна и составляла 7470 м/с. В результате встречи оба спутника полностью разрушились. Образовалось 600 фрагментов.
Еще одна похожая история произошла также с российским спутником BLITS. Он представлял собой наноспутник массой около 7,5 кг. BLITS предназначался для научных целей. Он должен был помочь в решении задач в области геофизики, геодинамики и теории относительности. Аппарат был запущен 17 сентября 2009 года. Спустя четыре года его пребывания в космосе, 22 января 2013 года, произошло ЧП. Его орбита неожиданно изменилась. Некоторые специалисты предположили, что спутник столкнулся с небольшим фрагментом китайского аппарата "Фэнъюнь-1С", который был сбит в результате испытания китайского противоспутникового оружия 11 января 2007 года. Этой точки зрения придерживается технический менеджер программ в Центре космических стандартов и инноваций Т. С. Келсо. Другие ученые считают, что виновником столкновения является не обломок "Фэнъюнь-1С", а фрагмент другого аппарата. был первым и единственным эквадорским спутником. Однако по роковой случайности именно он недавно столкнулся с фрагментом другого аппарата. NEE-01 Pegaso был изготовлен в формате CUBESAT. Он представлял собой миниатюрный спутник размером 100x100?100 мм. Его масса составляла 1,2 кг. Спутник был выведен на орбиту ракетой-носителем "Великий поход - 2Д", стартовавшей с космодрома Цзюцюань 26 апреля 2013 года.23 мая 2013 года (с момента старта не прошел даже месяц) спутник столкнулся с объектом 15890, который представлял собой фрагмент разгонного блока ракеты-носителя "Циклон-3". Эта советская ракета был запущен еще в 1985 году. Изза неконтролируемого вращения связь с NEE-01 Pegaso оказалась невозможной. До 28 августа 2013 года специалисты пытались восстановить с ним связь, но попытки оказались безуспешными. Предполагается, что спутник сойдет с орбиты не ранее 2023 года.
NEE-01 Pegaso
Вывод
Данная работа раскрывает условия создания первого искусственного спутника Земли и всех последующих. В работе содержится материалы, в которых отражена борьба двух могучих держав за приоритет в космосе. Показана дань уважения народов мира нашим ученым, которые стали первопроходцами в освоении космического пространства. В заключении хотелось бы отметить, что работая с Интернет - ресурсами я понял, что в настоящее время мы не ограничены в изучении интересующего нас материала, главное уметь его анализировать. Эта работа расширила мой кругозор и теперь мое желание получить техническое образование полностью утвердилось, ведь это так интерестно!
Список литературы
1. В.П. Глушко “Космонавтика”. 2012 г.
2. Талызин Н.В. "Спутники связи - Земля и Вселенная".
3. Академия наук "Космос-Земля" Изд. "Наука", Москва 2010г.