Telekommunikatsiooni satelliidid asuvad tavaliselt geostatsionaarne orbiit(GEO). mis on ümmargune orbiit, mille kõrgus on 35 786 kilomeetrit Maa ekvaatorist ja järgib Maa pöörlemissuunda. GEO objektil on tiirlemisperiood, mis on võrdne selle pöörlemisperioodiga, nii et maapinnal olevatele vaatlejatele näib see paigal ja taevas kindlal positsioonil.

GEO satelliidid võimaldavad pidev suhtlemine , edastades raadiosageduslikke signaale statsionaarsed antennid. Need signaalid ei erine väga palju ringhäälingu edastamisel kasutatavatest signaalidest. maapealne televisioon ja nende sagedus on tavaliselt 3–50 korda kõrgem. Satelliidi vastuvõetud signaal võimendatakse ja edastatakse Maale tagasi, võimaldades sidet üksteisest tuhandete kilomeetrite kaugusel asuvate punktide vahel.

Eriline omadus, mis teeb geostatsionaarsed satelliididäärmiselt atraktiivne on nende võime teavet edastada. Releesignaali saavad antennid vastu võtta kõikjal satelliidi levialas, mis on võrreldav riigi, piirkonna, kontinendi või isegi terve poolkera suurusega. Satelliidi otseseks kasutajaks võib saada igaüks, kellel on väike 40-50 cm läbimõõduga antenn.

Geostatsionaarsel orbiidil töötav satelliit ei vaja mootorit ja tema viibimine Maa orbiidil võib kesta pikki aastaid. Õhukese ülemise atmosfääri hõõrdumine aeglustab seda lõpuks ja põhjustab selle vajumise madalamale ja lõpuks põlema madalamas atmosfääris.

Kui satelliit käivitatakse alates suur hulk kütus, liigub see kiiremini ja selle orbiidi raadius on suurem. Suur orbiit tähendab, et satelliidi nurkliikumine ümber Maa on aeglasem. Näiteks Maast 380 000 km kaugusel asuva Kuu tiirlemisperiood on 28 päeva.

Madala maa orbiidi (LEO) satelliidid, nagu , töötavad paljud teadus- ja vaatlussatelliidid palju madalamatel kõrgustel: nad tiirlevad ümber Maa umbes 90 minutiga mitmesaja kilomeetri kõrgusel.

Telekommunikatsiooni satelliidid võivad olla ka LEO peal, olles nähtavad igast kohast 10-20 minutit. Teabeedastuse järjepidevuse tagamiseks on sel juhul vajalik kümnete satelliitide kasutuselevõtt.

LEO telekommunikatsioonisüsteemid võivad vajada 48, 66, 77, 80 või isegi 288 satelliiti. vajalikke teenuseid. Mitmed neist süsteemidest on kasutusele võetud mobiilterminalide side pakkumiseks. Nad kasutavad suhteliselt madalad sagedused(1,5–2,5 GHz), mis on samas vahemikus kasutatavate sagedustega mobiilsidevõrgud GSM-iga. Asjaolu, et seda tüüpi satelliidid ei vaja kalleid saate- ja vastuvõtuseadmeid – nende jaoks on pluss: sel juhul pole satelliidi hoolikas jälgimine vajalik. Lisaks minimeerib madal kõrgus signaali edastamise aja viivitust ja nõuab side loomiseks vähem saatja võimsust.

Linnutee galaktika tähesüsteem, milles me elame, sisaldab Päikest ja veel kaheksat selle ümber tiirlevat planeeti. Esiteks on teadlased huvitatud Maale kõige lähemal asuvate planeetide uurimisest. Väga huvitavad on aga ka planeetide satelliidid. Mis on satelliit? Millised on nende tüübid? Miks on need teaduse jaoks nii huvitavad?

Mis on satelliit?

Satelliit on väike keha, mis pöörleb gravitatsiooni mõjul ümber planeedi. Praegu on meile teada 44 sellist taevakeha.

Ainult meie tähesüsteemi kahel esimesel planeedil, Veenusel ja Merkuuril, pole satelliite. Maal on üks satelliit (Kuu). "Punasel planeedil" (Marsil) on 2 taevakeha - Deimos ja Phobos. Meie tähesüsteemi suurimal planeedil Jupiteril on 16 satelliiti. Saturnil on 17, Uraanil 5 ja Neptuunil 2.

Satelliitide tüübid

Kõik satelliidid on jagatud kahte tüüpi - looduslikud ja tehislikud.

Tehislikud – inimeste loodud taevakehad, mis avavad võimaluse vaadelda ja uurida planeeti, aga ka muid astronoomilisi objekte. Need on vajalikud kaartide joonistamiseks, ilmaennustuste tegemiseks ja signaalide edastamiseks raadios. Maa suurim inimese loodud "kaasreisija" on (ISS). Kunstlikke satelliite ei leidu ainult meie planeedil. Veenuse ja Marsi ümber tiirleb enam kui 10 sellist taevakeha.

Mis on looduslik satelliit? Need on looduse enda loodud. Nende päritolu on teadlastes alati tõelist huvi äratanud. On mitmeid teooriaid, kuid keskendume ametlikele versioonidele.

Iga planeedi lähedal on kogunenud kosmilist tolmu ja gaase. Planeet tõmbab ligi taevakehi, kes lendavad selle lähedale. Sellise interaktsiooni tulemusena tekivad satelliidid. Samuti on olemas teooria, mille kohaselt eraldatakse planeediga kokkupõrketest kosmilistest kehadest killud, mis omandavad seejärel sfäärilise kuju. Selle oletuse kohaselt on meie planeedi fragment olemas. Seda kinnitab maapealse ja kuu keemilise koostise sarnasus.

Satelliidi orbiidid

Orbiite on 3 tüüpi.

Polaartasand on planeedi ekvaatoritasapinna suhtes täisnurga all.

Kaldorbiidi trajektoori nihutatakse ekvaatoritasapinna suhtes alla 90 0 nurga.

Ekvatoriaaltasand (nimetatakse ka geostatsionaarseks) asub samanimelisel tasapinnal, mööda oma trajektoori liigub taevakeha planeedi pöörde kiirusega ümber oma telje.

Samuti jagunevad satelliitide orbiidid nende kuju järgi kaheks põhitüüp- ümmargune ja elliptiline. Ringikujulisel orbiidil liigub taevakeha ühel planeedi tasapinnal konstantse kaugusega planeedi pinnast. Kui satelliit liigub elliptilisel orbiidil, muutub see vahemaa ühe orbiidi perioodi jooksul.

Päikesesüsteemi planeetide looduslikud satelliidid: huvitavad faktid

Saturni kuul Titanil on oma tihe atmosfäär. Selle pinnal on järved, mis sisaldavad vedelaid süsivesinike ühendeid.

Pärast NSVL-i ja USA-d saatsid satelliite Prantsusmaa (1965), Austraalia (1967), Jaapan (1970), Hiina (1970) ja Suurbritannia (1971).

Rakendamine põhineb rahvusvahelisel teadus- ja tehnilisel koostööl. Näiteks NSV Liidule sõbralikud riigid saatsid Nõukogude kosmosesadamadest satelliite. Mõned Kanadas, Prantsusmaal ja Itaalias toodetud satelliidid on USA väljatöötatud kanderakettide abil orbiidile saadetud alates 1962. aastast.

Mis on kosmiline keha, mis pöörleb orbiidil ümber konkreetse planeedi? Päritolu järgi on need looduslikud ja kunstlikud. Maailma üldsus pakub erilist huvi looduslikud satelliidid planeedid, sest need varjavad endiselt palju saladusi ja enamik neist ootab veel avastamist. Nende uurimiseks on projekte, millel on era-, riiklik ja globaalne tähtsus. Tehissatelliidid võimaldavad lahendada rakenduslikke ja teaduslikke probleeme nii üksiku planeedi kui ka kogu avakosmose mastaabis.

Miks on vaja näiteks New Yorgist Moskvasse telesignaali edastamiseks mingi aparaat kaugele kosmosesse saata? Vastus sellele küsimusele on väga lihtne: Maa on sfääriline. Raadiolained, millel kujul elektromagnetilised vibratsioonid Heli, pilt ja isegi arvutiandmed edastatakse ja liiguvad sirgjooneliselt. Nad ei saa ümber Maa liikuda ega läbida selle paksust. Ükskõik kuhu maakerale me raadiolaineid saadame, lähevad need paratamatult meie planeedilt kosmosesse. Tõsi, osa raadiolainetest peegeldub ionosfäärilt – Maad ümbritsevalt spetsiaalselt kihilt, justkui peeglist. See peegeldub ja langeb uuesti planeedi pinnale, sadade ja tuhandete kilomeetrite kaugusel saatjast. Sellel nähtusel põhineb kaugraadioside. Seetõttu saame tavalise ressiiveri abil kuulda raadiosaateid Ameerikast või Hiinast.

Kuid probleem on selles, et selliste lainete abil (neid nimetatakse lühikesteks, keskmisteks ja pikkadeks) on võimatu edastada ei telepilti ega kõrge kvaliteediga heli, ega ka suurt hulka andmeid. Ülekandmiseks TV signaal või kvaliteetne muusika vaja on spetsiaalseid raadiolaineid kõrge sagedus kõhklust. Neid nimetatakse ultralühikeseks. Ultralühilained ei peegeldu ionosfäärist ja lähevad vabalt avakosmosesse. Kuidas saame tagada, et telepildi ülilühilainetel saab edastada pikki vahemaid? Õige! Peame püüdma laineid kosmoses ja suunama need tagasi Maale. Kohale, kus vastuvõtja asub. Selleks on sidesatelliidid. Lihtsamalt öeldes on sidesatelliit kosmoses rippuvate raadiolainete peegel. Satelliit ripub nii kõrgel, et selle jaoks on üksteisest kaugel asuvad linnad, näiteks London ja Istanbul, ühe pilguga “nähtavad”. Raadiolained võivad satelliidilt vabalt liikuda mõlemasse linna, ilma et tekiks takistusi. Ja lained liiguvad vabalt ka nendest pealinnadest (ja paljudest teistest paikadest Maal) satelliidile. Satelliit aitab raadiosignaalil "hüppada" üle kumeruse maakera.

Mõnes mõttes sarnaneb sidesatelliit kõrgete teletornidega. Lõppude lõpuks, mida kõrgem on torn, seda kaugemale saab raadiosignaali edastada. Kui teletorni tipp on vaateväljas, saate sealt telesaateid oma teleris vastu võtta. Kuid niipea, kui sõidate edasi, kaob torn horisondi taha (ehk Maa kõvera taha Nüüd ei jõua raadiolained teie telerini). Satelliit on kümneid tuhandeid kilomeetreid kõrgem kui kõrgeim torn. Seetõttu suudab see oma laineid samaaegselt edastada suurele osale maakerast.

Siiski on satelliidi ja torni vahel märkimisväärne erinevus. Kui teletorn seisab ühel kohal, siis peab satelliit lendama tohutu kiirusega (üle 8 kilomeetri sekundis!) ümber Maa. Muidu ta lihtsalt kukub. Need on füüsika seadused. Kuidas tagada, et see oleks nagu teletorni tipp alati samas kohas? Maa pinda vaatlevad või tiirlevad kosmoselaevad satelliidid ei lenda kuigi kõrgel – ligikaudu 200–300 kilomeetri kõrgusel. Heal selgel ööl on neid näha isegi Maalt. Hele punkt ilmus horisondi kohale, lendas üle taeva ja kadus mõne minuti pärast uuesti silmapiiri taha. Ja kuigi punkt Maal, kus vaatleja seisab, ja ka satelliit pöörlevad ümber Maa telje, ületab kosmoseaparaat maapinna. Ta lendab kiiremini, kui Maa pöörleb.

Selleks, et satelliit viibiks pidevalt ühes ja samas taevapunktis, tuleb see välja saata väga kõrgele. Siis osutub orbiit – tee, mida see kirjeldab ümber meie planeedi – väga pikaks. Satelliidi tiirlemisaeg ja maapinna mis tahes punkti tiirlemisaeg ümber planeedi telje muutuvad samaks. Teaduslikult öeldes on satelliidi ja planeedi pinna nurkkiirus võrdne.

Sellest võib väga selgelt aru saada lihtne näide. Kui näiteks pöörleva ratta külge kinnitada kaks plastiliinist kuuli – üks ratta välisküljele, teine ​​siseküljele, teljele lähemale, siis märkad, et velje juures olevat palli kantakse suur kiirus ja keskuse lähedal asuv vaevu liigub. Kuid üksteise suhtes on nad liikumatud ja asuvad samal joonel. Neil on sama nurkkiirus. Teljel olev pall on Maa pind. Ratta välisküljel olev pall on orbiidil pöörlev sidesatelliit.

Orbiiti, mis võimaldab satelliidil liikumatult maapinna kohal rippuda, nimetatakse geostatsionaarseks. See on ringikujuline ja kulgeb ligikaudu Maa ekvaatori kohal - joonest, mis eraldab põhjapoolkera lõunaosast. Just selliselt 35–40 tuhande kilomeetri kaugusel asuvalt satelliidilt saame “antennidel” telesaateid, mis hakkasid meie riigi kodudes vähehaaval kasvama.

Telekommunikatsioonisatelliidid paigutatakse tavaliselt geostatsionaarsele orbiidile (GEO). mis on ümmargune orbiit, mille kõrgus on 35 786 kilomeetrit Maa ekvaatorist ja järgib Maa pöörlemissuunda. GEO objektil on tiirlemisperiood, mis on võrdne selle pöörlemisperioodiga, nii et maapinnal olevatele vaatlejatele näib see paigal ja taevas kindlal positsioonil.

GEO satelliidid võimaldavad pidevat suhtlust, edastades fikseeritud antennidelt raadiosagedussignaale. Need signaalid ei erine kuigi palju maapealses televisiooniedastuses kasutatavatest signaalidest ja on tavaliselt 3–50 korda kõrgema sagedusega. Satelliidi vastuvõetud signaal võimendatakse ja edastatakse Maale tagasi, võimaldades sidet üksteisest tuhandete kilomeetrite kaugusel asuvate punktide vahel.

Eriline omadus, mis muudab geostatsionaarsed satelliidid äärmiselt atraktiivseks, on nende võime teavet edastada. Releesignaali saavad antennid vastu võtta kõikjal satelliidi levialas, mis on võrreldav riigi, piirkonna, kontinendi või isegi terve poolkera suurusega. Satelliidi otseseks kasutajaks võib saada igaüks, kellel on väike 40-50 cm läbimõõduga antenn.

Geostatsionaarsel orbiidil töötav satelliit ei vaja mootorit ja tema viibimine Maa orbiidil võib kesta pikki aastaid. Õhukese ülemise atmosfääri hõõrdumine aeglustab seda lõpuks ja põhjustab selle vajumise madalamale ja lõpuks põlema madalamas atmosfääris.

Kui satelliit saadetakse orbiidile suurema kütusega, liigub see kiiremini ja selle orbiidi raadius on suurem. Suur orbiit tähendab, et satelliidi nurkliikumine ümber Maa on aeglasem. Näiteks Maast 380 000 km kaugusel asuva Kuu tiirlemisperiood on 28 päeva.

Madala maa orbiidi (LEO) satelliidid, nagu , töötavad paljud teadus- ja vaatlussatelliidid palju madalamatel kõrgustel: nad tiirlevad ümber Maa umbes 90 minutiga mitmesaja kilomeetri kõrgusel.

Telekommunikatsiooni satelliidid võivad olla ka LEO peal, olles nähtavad igast kohast 10-20 minutit. Teabeedastuse järjepidevuse tagamiseks on sel juhul vajalik kümnete satelliitide kasutuselevõtt.

LEO telekommunikatsioonisüsteemid võivad vajalike teenuste osutamiseks vajada 48, 66, 77, 80 või isegi 288 satelliiti. Mitmed neist süsteemidest on kasutusele võetud mobiilterminalide side pakkumiseks. Nad kasutavad suhteliselt madalaid sagedusi (1,5-2,5 GHz), mis on samas vahemikus GSM-mobiilsidevõrkudes kasutatavate sagedustega. Asjaolu, et seda tüüpi satelliidid ei vaja kalleid saate- ja vastuvõtuseadmeid, on nende jaoks plussiks: sel juhul pole satelliidi hoolikas jälgimine vajalik. Lisaks minimeerib madal kõrgus signaali edastamise aja viivitust ja nõuab side loomiseks vähem saatja võimsust.