1965-yil 23-aprelda birinchi mahalliy aloqa sun’iy yo‘ldoshi “Molniya-1” yuqori elliptik orbitaga chiqarildi va bu mamlakatimizda sun’iy yo‘ldosh radioaloqa yo‘lga qo‘yilganidan dalolat berdi. Deyarli bir vaqtning o'zida birinchi tijorat aloqa sun'iy yo'ldoshi Intelsat-1 AQShda geostatsionar orbitaga chiqarildi.
Shunday qilib, radioaloqa diapazonini keskin oshirish g'oyasi Yer yuzasidan baland takrorlagichni joylashtirish orqali amalga oshirildi, bu keng hududning turli nuqtalarida joylashgan radiostansiyalarning bir vaqtning o'zida radio ko'rinishini ta'minlash imkonini berdi. Sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlarining (SS) afzalliklari yuqori o'tkazuvchanlik, global qamrov va yuqori sifatli kommunikatsiyalar.
SS tizimlarining konfiguratsiyasi sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshi (AES) turiga, aloqa turiga va er stantsiyalarining parametrlariga bog'liq. SS tizimlarini qurish uchun ular asosan ishlatiladi uch turdagi sun'iy yo'ldoshlar(9.1-rasm) - yuqori elliptik orbitada (HEO), geostatsionar orbitada (GEO) va past balandlikdagi orbitada (LEO). Sun'iy yo'ldoshning har bir turi o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega.
VEOga ega sunʼiy sunʼiy yoʻldoshga orbital davri 12 soat, egilish 63°, shimoliy yarim sharda apogey balandligi 40 ming km boʻlgan Molniya tipidagi mahalliy sunʼiy yoʻldoshlar misol boʻla oladi. Sun'iy yo'ldoshning apogey mintaqasida harakati sekinlashadi, radio ko'rish davomiyligi esa 6,.8 soatni tashkil qiladi. bu turdagi sun'iy yo'ldosh hisoblanadi katta o'lcham shimoliy yarim sharning ko'p qismini qamrab olgan xizmat ko'rsatish joylari. VEO ning kamchiliklari - asta-sekin harakatlanuvchi sun'iy yo'ldosh uchun antennalarni kuzatish va ularni kiruvchi sun'iy yo'ldoshdan ko'tarilayotgan yo'ldoshga yo'naltirish zarurati.
Noyob orbita GSO - sun'iy yo'ldoshning aylanish davri 24 soat bo'lgan, ekvator tekisligida yotgan, Yer yuzasidan 35875 km balandlikda joylashgan aylana orbitadir. Orbita Yerning aylanishi bilan sinxrondir, shuning uchun sun'iy yo'ldosh nisbatan statsionardir yer yuzasi. GSO ning afzalliklari: xizmat ko'rsatish maydoni er yuzasining uchdan bir qismini tashkil qiladi, uchta sun'iy yo'ldosh deyarli global aloqa uchun etarli, er stantsiyasi antennalari amalda kuzatuv tizimlarini talab qilmaydi. Biroq, shimoliy kengliklarda sun'iy yo'ldosh gorizontga nisbatan kichik burchaklarda ko'rinadi va qutb mintaqalarida umuman ko'rinmaydi.
Past balandlikdagi orbitalar tekisligi Yer yuzasidan taxminan 200..2000 km balandlikdagi ekvator tekisligiga (qutbli va kvazi qutbli orbitalar) moyil boʻladi. Yengil sun'iy yo'ldoshni past orbitaga chiqarish arzon ishga tushirgichlar yordamida amalga oshirilishi mumkin.
Sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshlari yordamida aloqa tizimini amalga oshirish printsipi 9.2-rasmda ko'rsatilgan. Bu erda a va b er stansiyalarini (ES) bildiradi, ular o'rtasida aloqa o'rnatiladi va to'g'ri chiziqlar a va b nuqtalarda Yer yuzasiga tegib, bu nuqtalarning gorizont chiziqlari hisoblanadi. Shuning uchun MN orbitasi bo'ylab harakatlanayotgan AES 1 sun'iy yo'ldoshini bir vaqtning o'zida a va b stansiyalardan orbita uchastkasi bo'ylab harakatlanayotganda kuzatish mumkin va. Shunday qilib, sun'iy yo'ldosh antenna tizimi tomonidan sun'iy yo'ldosh 1 yo'nalishi bo'yicha a nuqtada chiqariladigan elektromagnit tebranishlar sun'iy yo'ldoshning bortdagi radio uskunasi tomonidan qabul qilinishi mumkin va kuchaytirilgandan va chastota konvertatsiya qilingandan so'ng, ular tomonidan qabul qilinadigan Yerga yo'naltiriladi. b nuqtasida sun'iy yo'ldosh antennasi. GS antennalari har doim sun'iy yo'ldosh tomon yo'naltirilgan bo'lishi kerak. Shunday qilib, sun'iy yo'ldoshlarni harakatlantirganda, antennalar aylanib, sun'iy yo'ldoshning kosmosdagi harakatini doimiy ravishda "kuzatib turishi" kerak.
Bort uskunasiga ega radioaloqa tizimi chaqiriladi faol signal releyli tizim yoki faol sun'iy yo'ldoshli tizim.
Faol signal relesi vaqtida a va b nuqtalarda joylashgan ES o'rtasidagi dupleks aloqaning blok sxemasini ko'rib chiqamiz (9.3-rasm). Bu yerda ZS a stansiyasining M modulyatoriga C 1 xabari beriladi, buning natijasida tebranishlar f 1 tashuvchi chastotasi bilan modulyatsiyalanadi. Transmitter P dan keladigan bu tebranishlar A a1 antennasiga beriladi va sun'iy yo'ldosh tomon radiatsiya qilinadi va u erda takrorlagichning bort antennasi A tomonidan qabul qilinadi. Keyin f 1 chastotali tebranishlar ajratish filtriga (RF) beriladi, Pr 1 qabul qilgich tomonidan kuchaytiriladi, f 2 chastotasiga aylantiriladi va P 1 uzatgichga beriladi. Transmitterning chiqishidan f 2 chastotali tebranishlar RF orqali bortdagi A antennasiga etkazib beriladi va Yerga tarqaladi. Bu tebranishlarni A b2 antennasi ZS b stantsiyasi qabul qiladi, qabul qilgich (Pr) va detektorga (Det) beriladi, uning chiqishida C 1 xabari ta'kidlanadi. ES b dan ES a stantsiyasiga C 2 xabarni uzatish xuddi shunday tarzda f 3 chastotasida sodir bo'ladi va bort takrorlagichi f 3 tashuvchi chastotali tebranishlarni f 4 chastotali tebranishlarga aylantiradi.
Sun'iy yo'ldosh bortida radio uskunasi bo'lmagan xabarlarni uzatishning yana bir usulini taklif qilish mumkin. Bunday holda, A nuqtadan yuborilgan signallar sun'iy yo'ldosh 1 yuzasi tomonidan Yerga (shu jumladan b nuqtasi) oldindan kuchaytirilmasdan aks ettiriladi. Shuning uchun, b stantsiyasi tomonidan qabul qilingan signallar bort uskunalari mavjudligiga qaraganda ancha zaif bo'ladi. Passiv sun'iy yo'ldoshlar sifatida har xil shakldagi maxsus reflektorlar (sferik silindrlar, hajmli polihedralar va boshqalar shaklida) va Yerning tabiiy sun'iy yo'ldoshi Oydan foydalanish mumkin. Hozirgi texnologiya darajasi bilan bunday aloqa tizimlarining sig'imi ikki yoki uchta telefon xabaridan oshmaydi.
Agar AES 2 sun'iy yo'ldoshi m-n orbita bo'ylab (9.2-rasm) ZS a va ZS b stansiyalarining antennalari tomonidan bir vaqtning o'zida kuzatilmaydigan darajada past balandlikda harakat qilsa (orbita balandligi kesishish nuqtasidan pastda). ufq chiziqlari va ) va shuning uchun sun'iy yo'ldosh 2 dagi bort uskunasiga olingan signal darhol b stantsiyasiga uzatilishi mumkin emas. Bu holda tizimning ishlashi quyidagicha tuzilishi mumkin: 2-sun'iy yo'ldosh, a stantsiyasi ustida uchib, kuchaytirilgandan so'ng bot xotira uskunasiga beriladigan xabarlarni oladi (masalan, lentaga yozilgan). Keyin sun'iy yo'ldosh 2 b stansiya ustidan uchib o'tganda u bot uzatgichga ulanadi va a stansiyadan olingan ma'lumot uzatiladi. Transmitterni sun'iy yo'ldosh ushbu stansiyaning ko'rish zonasida paydo bo'lgan paytda sun'iy yo'ldosh tomonidan chiqarilgan maxsus buyruq signalini yuborish yoki sun'iy yo'ldoshning orbitadagi tezligi, uning balandligini hisobga oladigan bot dasturiy ta'minot qurilmasi yordamida yoqish mumkin. va stansiyalar orasidagi masofa. Bunday tizim xotira aloqa tizimi yoki kechiktirilgan rele tizimi deb ataladi. Orbital balandlikka va stansiyalar orasidagi masofaga qarab faol signal relesi bo'lgan tizim lahzali (kechiktirilmagan) signal releli tizim (real vaqt tizimi) va kechiktirilgan releli tizim sifatida amalga oshirilishi mumkin.
Geostatsionar orbita - ekvator tekisligida (i=0) va Yer yuzasidan uzoqda, taxminan 36000 km masofada joylashgan aylana orbita alohida qiziqish uyg'otadi. Agar sun'iy yo'ldoshning bunday orbitadagi harakat yo'nalishi Yerning aylanish yo'nalishiga to'g'ri keladigan bo'lsa, sun'iy yo'ldosh yerdagi kuzatuvchiga (geostatsionar sun'iy yo'ldosh) nisbatan harakatsiz bo'ladi. Ushbu xususiyat, shuningdek, sun'iy yo'ldoshning Yerdan juda uzoq masofada joylashganligi geostatsionar sun'iy yo'ldosh orqali aloqa qilishning quyidagi muhim afzalliklariga olib keladi: birinchidan, qo'zg'almas antenna tizimlari yordamida signallarni uzatish va qabul qilish mumkin bo'ladi (ya'ni mobilga qaraganda sodda va arzonroq) va ikkinchidan, er yuzasining taxminan uchdan biriga teng bo'lgan hududda kechayu kunduz uzluksiz aloqani amalga oshirish. Biroq, geostatsionar sun'iy yo'ldosh orqali 75º ... 78º dan yuqori kengliklarda joylashgan qutbli hududlar bilan aloqa qilish qiyin, chunki bu er usti qabul qiluvchilarining kirishidagi shovqinni sezilarli darajada oshiradi.
Mamlakatimizda “Kamalak” va “Gorizont” kabi aloqa sun’iy yo‘ldoshlari geostatsionar orbitaga chiqarildi.
Sun'iy yo'ldoshlar boshqa orbitalarda (geostatsionar emas) harakat qilganda, sun'iy yo'ldoshlar erdagi kuzatuvchiga nisbatan harakatlanadi. Bunday holda, harakatlanuvchi sun'iy yo'ldoshga antennani kuzatish va yo'naltirishni ta'minlash uchun mobil antenna qurilmalari va maxsus jihozlar kerak. Tegishli orbitalarni tanlagan mobil sun'iy yo'ldoshli aloqa tizimlari har qanday hudud bilan aloqani ta'minlash imkonini beradi. globus, shu jumladan qutblilar bilan. Mobil sun'iy yo'ldoshlardan foydalanganda a va b nuqtalarida joylashgan stansiyalar o'rtasidagi aloqa (9.2-rasm) faqat sun'iy yo'ldoshning orbita qismi bo'ylab harakatlanayotgan vaqtida amalga oshirilishi mumkin.
Nisbatan past orbitalarda uzoq muddatli uzluksiz aloqani ta'minlash faqat sun'iy yo'ldoshlar sonining ko'payishi bilan mumkin (9.4a-rasm) Bu holda har bir er stantsiyasida ikkita antenna (A 1 va A 2) o'rnatilishi kerak, ular o'zaro aloqa zonasida joylashgan sun'iy yo'ldoshlardan biri, masalan, sun'iy yo'ldosh 1 yordamida signallarni uzatish va qabul qilish. Sun'iy yo'ldosh 1 bu zonani tark etganda, aloqa A 2 antennalari yordamida sun'iy yo'ldosh 2 orqali amalga oshiriladi. Sun'iy yo'ldosh 2 zonadan chiqqanda signallarni uzatish va qabul qilish sun'iy yo'ldosh 3 va ushbu sun'iy yo'ldoshga yo'naltirilgan A 1 antennalari va boshqalar orqali amalga oshirilishi kerak. a va b stansiyalari o'rtasida uzluksiz aloqani olish uchun qo'shni sun'iy yo'ldoshlar orasidagi masofa zonadan kamroq bo'lishi kerak. Ushbu usul bilan sun'iy yo'ldoshlar soni aloqa nuqtalari va orbital parametrlar orasidagi masofaga bog'liq.
Sun'iy yo'ldoshlardan foydalanganda signallarni nafaqat bitta, balki bir nechta sun'iy yo'ldoshlar orqali ham uzatish mumkin. Bundan tashqari, past orbitalar bo'lsa, er stantsiyalarida signallarni uzluksiz uzatish uchun ikkita antenna bo'lishi kerak.
9.4, b-rasmda bitta past orbita bo'ylab soat yo'nalishi bo'yicha harakatlanuvchi sun'iy yo'ldoshlar ko'rsatilgan, ularning bir qismi mn yoy shaklida ko'rsatilgan. A stantsiyasidan A 1 antennasi orqali signal sun'iy yo'ldosh 4 ga kiradi va sun'iy yo'ldosh 3, sun'iy yo'ldosh 2, sun'iy yo'ldosh 1 orqali b stantsiyasining A 1 qabul qiluvchi antennasiga uzatiladi. Shunday qilib, bu holda signalni uzatish uchun A 1 antennalari va sun'iy yo'ldosh 4 - sun'iy yo'ldosh 1 o'z ichiga olgan orbital segment ishlatiladi. Sun'iy yo'ldosh 4 gorizont chizig'ining chap tomonida joylashgan zonani tark etganda, signal A 2 antennalari va sun'iy yo'ldosh 5 - sun'iy yo'ldosh 2 bo'lgan segment orqali uzatiladi va qabul qilinadi. Keyin signallarni uzatish va qabul qilish A 1 antennalari va AES 6 - AES 3 va hokazo sun'iy yo'ldoshlardan tashkil topgan segment tomonidan amalga oshiriladi.
9.4-rasm. Ko'p sun'iy yo'ldoshli aloqa tizimi
Past balandlikdagi orbitalarda harakatlanadigan sun'iy yo'ldoshlardan foydalanish er stantsiyalarining jihozlarini soddalashtiradi, chunki er antennalarining kuchayishini, transmitterlarning kuchini kamaytirish va vaziyatga qaraganda bir oz yuqori ekvivalent shovqin haroratiga ega bo'lgan qabul qiluvchilar bilan ishlash mumkin. geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar. Biroq, bu holda sun'iy yo'ldoshlar soni ortib boradi va ularning orbital harakatini nazorat qilish talab etiladi.
Bir nechta sun'iy yo'ldoshlardan signallarni uzatish uchun boshqa foydalanish holati 9.4c-rasmda ko'rsatilgan. Bunday holda, bir xil orbitada harakatlanuvchi sun'iy yo'ldoshlar guruhidan biridan, masalan, 4-sun'iy yo'ldoshdan, "a" stantsiyasining A 1 tomonidan chiqarilgan signal geostatsionar sun'iy yo'ldosh d ga uzatiladi va keyin stansiyaning A antennasi tomonidan qabul qilinadi. "b". Sun'iy yo'ldosh 4 gorizont chizig'ining chap tomonida joylashgan hududni tark etganda, "a" stansiyasi va d sun'iy yo'ldoshi o'rtasidagi uzluksiz aloqa A 2 antenna va sun'iy yo'ldosh 5, so'ngra A 1 va sun'iy yo'ldosh 6 orqali va hokazo orqali amalga oshiriladi. "B" stantsiyasida bu holda shaharning sun'iy yo'ldoshiga yo'naltirilgan faqat bitta antenna bo'lishi kifoya qiladi.
Sun'iy yo'ldoshni Yer yuzasida katta maydondan kuzatish mumkin bo'lganligi sababli, bitta umumiy sun'iy yo'ldosh orqali bir nechta sun'iy yo'ldoshlar o'rtasida aloqa o'rnatish mumkin. Bunday holda, sun'iy yo'ldosh ko'plab er stantsiyalari uchun "mavjud", shuning uchun tizim bir nechta kirish (MA) tizimi deb ataladi. MD tizimlarida stansiyalar o'rtasida aylana aloqasi (xabarlarni bir stantsiyadan bir nechta stantsiyaga uzatish) va sun'iy yo'ldoshda joylashgan bitta umumiy bort takrorlagichidan foydalangan holda barcha sun'iy yo'ldoshlar o'rtasida bir vaqtning o'zida dupleks aloqa tashkil etilishi mumkin. MD bilan sun'iy yo'ldoshlar orqali aloqa tizimi sun'iy yo'ldoshlar orqali o'zaro aloqa zonasida joylashgan va bir-biri bilan aloqa qilish yoki bitta stantsiyani har qanday kombinatsiyadagi bir nechta stantsiyalar bilan aloqa qilish uchun sun'iy yo'ldoshda umumiy takrorlagichdan foydalanadigan bir nechta er stantsiyalaridan iborat (9.5-rasm). . E'tibor bering, MD bilan tizimda bir vaqtning o'zida aloqa barcha stantsiyalar bilan emas, balki faqat bir guruh stantsiyalar bilan ham tashkil etilishi mumkin. Bunday holda, tor radiatsiya naqshlari (yuqori daromad) bo'lgan bort antennalaridan foydalanish tavsiya etiladi. Bunday antennalar Yerdan boshqariladi va kerakli stansiyalar guruhiga yo'naltirilishi mumkin. Ushbu tizimning yana bir versiyasi - bort uskunasini er yuzidagi ma'lum nuqtalarga qat'iy yo'nalishga ega bo'lgan u yoki bu bort antennasiga o'tkazish. MD tizimining er stansiyalari o'rtasida sun'iy yo'ldoshlar orqali tashkil etilgan aloqa kanallarini ikki guruhga bo'lish mumkin:
- faqat ma'lum er stansiyalari orasidagi aloqa uchun mo'ljallangan doimiy (statsionar) kanallar;
- doimiy bo'lmagan (bo'sh) kanallar, iste'molchilarning ehtiyojlariga qarab turli stantsiyalar o'rtasida vaqtincha tashkil etilgan.
Shubhasiz, birinchi guruhning kanallari istalgan vaqtda darhol aloqani tashkil qilish imkonini beradi; aloqani tashkil qilish uchun ikkinchi guruh kanallari oddiy shahar telefon aloqasi uchun xos bo'lgan ma'lum bir tartibni amalga oshirishni talab qiladi. Ikkinchi guruh kanallari orqali xabarlarni uzatishdan oldin quyidagilar zarur: tizimda bo'sh kanal mavjudligi to'g'risida ma'lumot olish (ya'ni aloqa tizimiga kirishni tasdiqlash - PBXda bu uzoq ohangga to'g'ri keladi. ); kerakli muxbirning manzilini (raqamini) tering; muxbirga kanal bepul ekanligiga ishonch hosil qiling (ya'ni muxbirga kirish huquqiga ega bo'ling).
Shubhasiz, qattiq kanalli tizimlarda, ba'zi kanallar ma'lum vaqt oralig'ida ishlatilishi sababli, kanallarning umumiy soni aniqlanmagan kanalli tizimlarga qaraganda ko'proq bo'lishi kerak. Shunday qilib, tayinlanmagan kanallari bo'lgan tizimlar samaraliroq, ammo ularning kamchiliklari ham bor: birinchidan, aloqani o'rnatish uchun qo'shimcha vaqt talab etiladi (siz qo'ng'iroq va manzil signallari yordamida bepul kanalni topishingiz va kerakli almashtirishni amalga oshirishingiz kerak) va ikkinchidan, bu tizimga darhol ulanishni o'rnatishni rad etish.
Har qanday turdagi aloqa kanallari (statsionar yoki o'chirilgan) bilan multicast, unicast va aralash xabarlar va magistrallarni yaratish mumkin.
Ko'p tarmoqli guruh xabarlarini qurishda har bir er stantsiyasi bitta magistral chiqaradi, bu esa barcha yer stantsiyalari tomonidan qabul qilish uchun mo'ljallangan guruh xabarini uzatadi. Bort takrorlagich orqali o'tadigan barcha stantsiyalar tomonidan chiqarilgan magistrallar har bir stantsiyada qabul qilinadi. Demodulyatsiyadan so'ng, guruh xabarlarining faqat ma'lum bir stantsiya uchun mo'ljallangan qismlari har bir magistraldan ajratiladi. Ushbu ajratish xabardan oldin uzatiladigan ma'lum bir stantsiya manzili asosida (tayinlanmagan kanallar uchun) yoki uzatiladigan guruh xabarlarida ma'lum bir stantsiya uchun mo'ljallangan kanallarni joylashtirish bo'yicha oldindan kelishilgan holda amalga oshiriladi. kanallar).
Shubhasiz, HF magistrallarida ko'p tarmoqli guruh xabarlarini qurishda har bir AP n-1 magistralni qabul qilishi kerak, bu erda n - AP soni. Shunday qilib, bu holda nisbatan oddiy uzatuvchi qurilma olinadi, lekin stansiyaning qabul qilish uskunasi sezilarli darajada murakkablashadi.
Unicast konstruktsiyasi bilan har bir stantsiya o'zining guruh xabarini va o'zining HF magistralini oladi, bunda har bir uzatish stantsiyasi mos keladigan kanallar sonini egallaydi. Shunday qilib, har bir stantsiya repetitor orqali o'tadigan n-1 magistrallarida ma'lum miqdordagi kanallarni egallaydi, ularning har biri faqat bitta aniq er stantsiyasiga bag'ishlangan. Bunday holda, har bir stantsiyada ushbu stantsiya uchun mo'ljallangan faqat bitta kanalni qabul qilish va demodulyatsiya qilish kerak. Shubhasiz, uzatish uskunasi qabul qiluvchi uskunaga qaraganda ancha murakkab.
Magistrallarning aralash konstruktsiyasi bilan har bir er stantsiyasida magistrallarning ko'p qirrali shakllanishi amalga oshiriladi va repetitorda magistrallarning ko'p tarmoqli konstruktsiyasidan unicast konstruktsiyasiga o'tish amalga oshiriladi, ya'ni kanallarni qayta guruhlash amalga oshiriladi. Shunday qilib, magistrallarning aralash konstruktsiyasi bilan yer stansiyalarining qabul qiluvchi va uzatuvchi uskunalari soddalashtirilgan, lekin takrorlash uskunalari yanada murakkablashadi.
Umumiy aloqa kanalini bo'lishning uchta asosiy usuli mavjud: chastota bo'yicha (FR), vaqt bo'yicha (TS) va shakli bo'yicha farq qiluvchi signallar yordamida (kod kanali bo'linishi).
9.6-rasm. Chastota bo'linishi bir nechta kirish (a) va vaqt bo'limi (b)
Frequency Division Multiple Access (FDMA).
Bunday holda, har bir magistral uchun (ya'ni har bir stantsiya uchun) ma'lum bir tashuvchi chastota ajratiladi (f 1, f 2,..., f n). Bir juft qo‘shni tashuvchilar orasidagi masofa shunday tanlanadiki, modulyatsiya paytida spektrlarning o‘zaro bir-biriga yopishib qolish ehtimoli istisno qilinadi (9.6a-rasm). E'tibor bering, FDMA tebranishlarning chastotali modulyatsiyasi er stantsiyalarida telefon kanallarining chastota bo'linmasi (PD FM FDMA tizimi sifatida qisqartirilgan) bilan ko'p kanalli aloqa orqali amalga oshirilganda eng sodda tarzda amalga oshiriladi. Shunday qilib, bu tizimda repetitor kirishida kompleks signal qabul qilinadi, bu barcha ESning tashuvchi chastotalari bo'lgan n chastotali modulyatsiyalangan garmonik signallar tizimidir. Bunday murakkab signalning chiziqli bo'lmagan qurilma bo'lgan umumiy bort takrorlagich orqali o'tishi quyidagi istalmagan hodisalarga olib keladi:
1) vaqtinchalik aralashuvning paydo bo'lishi;
2) o'sha yerosti stansiyalaridan (ya'ni magistrallardan) signallarni bostirish, ularning darajasi ma'lum sabablarga ko'ra (masalan, so'nish tufayli) boshqa stantsiyalarning signal darajasidan past bo'ladi. Bu bostirish 6 dB gacha bo'lishi mumkin. Ushbu hodisani bartaraf etish uchun har bir er stantsiyasidan chiqadigan signal darajasini tegishli monitoring va sozlash kerak. Bunday sozlashni turli magistrallardan (stansiyalar) takrorlovchidan olingan signal darajalarini solishtirish orqali avtomatik ravishda amalga oshirish mumkin;
3) magistrallar o'rtasida vaqtinchalik shovqin paydo bo'lishi va er stantsiyalaridan olingan barcha magistrallar uchun umumiy bo'lgan takrorlash bosqichlarining amplitudali xususiyatlarining chiziqli bo'lmaganligi sababli takrorlagichning chiqish quvvatining pasayishi. Chiqish quvvatining pasayishi takroriy quvvatning bir qismini iste'mol qiladigan chiziqli bo'lmagan mahsulotlarning paydo bo'lishidan kelib chiqadi.
Ro'yxatga olingan hodisalar telefon kanallarida vaqtinchalik shovqinning ma'lum bir qiymati uchun yer stantsiyalari sonining ko'payishi bilan, ya'ni bir vaqtning o'zida takrorlanuvchi tomonidan kuchaytiriladigan magistrallar (tashuvchilar) sonining ko'payishi bilan, har bir tashuvchida uzatiladigan telefon xabarlari sonini kamaytirish kerak. Demak, FDMA tizimiga kiritilgan stansiyalar soni qancha ko'p bo'lsa, telefon xabarlari shunchalik kam uzatilishi mumkin. Haqiqiy tizimlarning hisob-kitoblari va sinovlari shuni ko'rsatadiki, FM FM vaqtida bir tashuvchida 700 ta telefon kanalini uzatishga qodir repetitor, FM FM FM tizimida 8 ta stantsiya ishlagan taqdirda, har bir tashuvchida 30 ta kanalni uzatishi mumkin, ya'ni yo'q. 8 dan ortiq 30 = 240 kanal (o'tkazish qobiliyati deyarli 3 barobar kamayadi). FR FM FDMA tizimida 16 ta stantsiya ishlaganda, har bir tashuvchida o'ndan ortiq telefon xabarlarini uzatish mumkin emas. Shunday qilib, dastlabki o'tkazish qobiliyati bilan solishtirganda 23% ni tashkil qiladi. Biroq, ushbu ish rejimi bilan, turli tashuvchilarda uzatiladigan telefon xabarlarining statistik xususiyatlaridan foydalangan holda, takroriy quvvatni oshirish uchun yangi imkoniyatlar paydo bo'ladi. Agar so'zlar, iboralar orasidagi pauzalar paytida va bunday tizimda abonentlar jim bo'lganda, tashuvchi chastotada er usti uzatgichlarining nurlanishi bostirilsa, bu takrorlovchining yukini sezilarli darajada kamaytiradi va o'tkazish qobiliyatini 3...4 barobar oshiradi. . Eslatib o'tamiz, bunday tashuvchini bostirish chastotalarni taqsimlash uskunasini qurishda qo'llaniladi: individual konvertorlarning chiqishida pastki tashuvchi chastotalar bilan tebranishlar darajasini iloji boricha kichikroq qilishga intiladi.
Tashuvchini bostirish bilan FDMA usuli xalqaro Intelsat tizimida joriy qilingan Spade tizimida qo'llaniladi. Ushbu tizimda har bir telefon xabari sakkiz bitli PCM signaliga (64 kbit/s) aylantiriladi va to'rt fazali PM yordamida alohida RF tashuvchida uzatiladi. Bitta telefon kanali egallagan chastota diapazoni 38 kHz, himoyalanish oralig'i Df = 7 kHz (9.6a-rasm). Ta'riflangan tizim 36 MGts kenglikdagi bitta kanalda 800 ta biriktirilmagan kanalni uzatishni ta'minlaydi.
Mahalliy Gradient N uskunasi ham FDMA-dan foydalanadi, bunda har bir telefon xabari 30 kHz ga teng o'lchov darajasiga mos keladigan eng yuqori chastotali og'ish bilan FM orqali alohida tashuvchida uzatiladi. Magistraldagi tashuvchi chastotalar soni 200 ta, qo'shni tashuvchilar orasidagi masofa 160 kHz. "Guruh" mahalliy uskunalarida tashuvchilar soni 24 ta; ular orasidagi bo'linish 1,35 MGts ni tashkil qiladi. Uskunaning ushbu versiyasida chastota modulyatsiyasi 125 kHz samarali chastotali og'ish bilan standart 12 kanalli guruh (spektr 12..60 kHz) tomonidan amalga oshiriladi. Shunday qilib, uzatilgan telefon xabarlari soni 24·12 = 288 ni tashkil qiladi.
Vaqt bo'limiga ko'p kirish (TDMA).
Bunda yer stansiyalarining takrorlagich orqali ishlashi navbatma-navbat amalga oshiriladi. Shuning uchun barcha stantsiyalar bir xil tashuvchi chastotasida ishlashi mumkin va transmitterlarni qat'iy ketma-ket ravishda yoqish va o'chirishni ta'minlaydigan umumiy sinxronizatsiya tizimiga ega bo'lishi kerak.
9.6b-rasmda uchta stantsiyadan tashkil topgan TDMA tizimining ish sikli ko'rsatilgan - 1, 2 va 3. Stansiya kadrlari deb ataladigan t vaqt oralig'ida har bir stantsiya ajratish uskunasidan keladigan xabar bilan modulyatsiyalangan tashuvchi chastotali tebranishlarni chiqaradi; t 3 bir vaqtning o'zida ikkita yerosti stansiyasini yoqishni oldini oluvchi himoya vaqt oralig'ini bildiradi va T c uzatish davrini bildiradi. Ta'riflangan variant yerosti stansiyalarining sinxron ishlashi holatiga taalluqlidir. Uchuvchi ohang yordamida amalga oshirilishi mumkin bo'lgan sinxronizatsiya tizimi sun'iy yo'ldosh va alohida er stantsiyalari orasidagi masofalar farqini hisobga olishi kerak. Odatda, TDMA tizimlari geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar bilan ishlaydi, chunki mobil sun'iy yo'ldoshlardan foydalanganda sinxronlash qiyin, chunki bu holda sun'iy yo'ldoshlar va yer stantsiyalari orasidagi masofalar o'zgaruvchan bo'ladi. FDMA holatida, eng to'g'ri variant tashuvchining fazali modulyatsiyasi bilan PCM dan foydalanishdir (qisqartirilgan PCM PM FDMA). 9.7-rasmda misol tariqasida TDMA tizimining batafsil ishlashi ko'rsatilgan. Rasmdan kelib chiqadiki, har bir kadr davomida stansiyalardan telefon va xizmat aloqa kanallari orqali nafaqat xabarlar, balki bir nechta maxsus signallar ham uzatiladi. Bularga quyidagilar kiradi: sinxronizatsiya, chaqirish va kommutatsiya signallari (S&S), manzil signallari (SA) va uchuvchi signal (PS). Shuni esda tutingki, S&C kogerent qabul qilish vaqtida mos yozuvlar osilatorlari uchun sinxronizatsiya signali (RSCS), kadrlarni sinxronlashtirish signali (CS), soatni sinxronlashtirish uchun PCM tizimlarida zarur bo'lgan signal (TS) va abonentlarni chaqirish va kontaktlarning zanglashiga olib kelishini ta'minlaydigan signallardan iborat. (C&S).
Kadrning axborot qismi umumiy ramka uzunligining taxminan 85...90% ni tashkil qiladi.
FDMA tizimi FDMA bilan solishtirganda bir qator afzalliklarga ega:
1) ma'lum bir stantsiyaning uzatish moslamasining impuls kuchi boshqa stantsiyalarning ish sharoitlariga bog'liq emas va sozlashni talab qilmaydi, chunki signallarni o'zaro bostirish yo'q;
2) barcha er uzatuvchi stansiyalar bir tashuvchi chastotada, qabul qiluvchi esa boshqa chastotada ishlay oladi, bu esa stansiyalarni qurishni osonlashtiradi;
3) takroriy uzatuvchi maksimal quvvat rejimida ishlaydi; o'tkazilayotgan signallar o'rtasida o'zaro shovqin yo'q.
TDMA bilan tizimlarning kamchiliklari stansiya sinxronizatsiya tizimining murakkabligini va kamida bitta stantsiyaning ishlashini sinxronlashtirish buzilganda shovqin paydo bo'lishini o'z ichiga oladi.
Kanal chiqishidagi shovqinning ma'lum bir qiymati va cheklangan takrorlash quvvati uchun turli xil MD turlarini o'tkazish qobiliyati bo'yicha taqqoslash FDMA ning FDMAga nisbatan aniq afzalliklari borligini ko'rsatadi.
MDVR printsipi mahalliy MDVU-40 uskunasida amalga oshiriladi, bu sun'iy yo'ldosh magistralidagi raqamli oqim uzatish tezligini 40 Mbit / s ga teng bo'lishiga imkon beradi. Ushbu tizim OFM-4 dan foydalanadi.
9.2. Kosmosda signal uzatishning xususiyatlari
Signalning kechikishi.
Yer stantsiyalari va sun'iy yo'ldosh bortida joylashgan takrorlagich o'rtasidagi aloqa liniyasining katta uzunligi signalning kechikishiga olib keladi. Bu signalning masofani bosib o'tishi uchun vaqt kerakligi bilan aniqlanadi, m:
bu yerda “a” nuqtada joylashgan ES dan XSS orqali “b” nuqtada joylashgan ES ga aloqa liniyasi uzunligi (4.1.2-rasm); c = 3·10 8 m/s - yorug'lik tezligi; H - sun'iy yo'ldoshdan Yer yuzasigacha bo'lgan masofa. Bundan kelib chiqadiki, H = 36000 km da (ya'ni, geostatsionar sun'iy yo'ldoshda) kechikish qiymati taxminan 250 ms ni tashkil qiladi. Ikki tomonlama telefon suhbatlarini uzatishda signalning kechikishi suhbatda majburiy pauzalarga, abonentlar o'rtasidagi "aloqa" ning yo'qolishiga olib keladi, ya'ni suhbatning tabiiyligini cheklaydi.
Ekolar.
Signallarning kechikishi abonentlar uchun sezilarli bo'lgan aks-sado signallarining paydo bo'lishiga olib keladi, ular differentsial tizimlarning nomukammalligi tufayli to'rt simli aloqa sxemasidan ikki simli aloqa zanjiriga o'tishda paydo bo'ladi. Echo signallari o'zini abonentning suhbatini tinglashi ko'rinishida namoyon bo'ladi, abonentlar o'rtasida signal tarqalish vaqtining ikki barobariga teng vaqtga kechiktiriladi. (9.1) hisobga olingan holda
Echo signallari ayniqsa echo t ning katta qiymatlarida seziladi. Km orbitalarda harakatlanuvchi sun'iy yo'ldoshlardan foydalanadigan aloqa tizimlari uchun (ya'ni, geostatsionar yo'ldoshlar uchun) echo t ≈ 500 ms. Bunday hollarda, aks-sado signallarining kerakli signal darajasiga nisbatan taxminan 60 dB ga teng bo'lgan qiymatga zaiflashishini ta'minlash kerak. Eko-signallarning zarur zaiflashuvi aks-sado bostiruvchilar yordamida amalga oshiriladi.
Doppler effekti.
Sun'iy yo'ldoshlar orqali aloqa tizimlarining xususiyatlaridan biri paydo bo'lishidir Doppler effekti, sun'iy yo'ldoshning Yerga nisbatan harakatidan kelib chiqqan. Sun'iy yo'ldosh harakat tezligining sun'iy yo'ldoshning - GS radioaloqa liniyasiga to'g'ri keladigan komponentini n r bilan belgilaymiz va sun'iy yo'ldosh bilan GS orasidagi masofa qisqarganda n r qiymatini manfiy deb hisoblashga rozilik bildiramiz. va bu masofa oshganda ijobiy.
Ma'lumki, signal manbai ± n r tezlikda harakat qilganda, qabul qilingan tebranishlarning chastotasi f f emissiya tebranishlarining chastotasi bilan f 0 munosabati bilan bog'liq.
. (9.3)
Bu erda c - yorug'lik tezligi.
Odatda n r /c sharti har doim qoniqtiriladi<< 1, поэтому при движении источника сигнала в сторону приемника
. Demak, Doppler effekti tufayli chastotaning o'zgarishi
Doppler effekti geostatsionar bo'lmagan orbitalardan foydalangan holda aloqa tizimlarida (orbitaning ishchi qismidagi Molniya tizimida) eng kuchli namoyon bo'ladi. Geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar bilan aloqa tizimlarida Doppler effekti sun'iy yo'ldoshning orbitadagi holatini to'g'rilashda paydo bo'lishi mumkin.
E'tibor bering, (9.4) ga muvofiq, ta'sir nafaqat chiqarilgan tebranishlar chastotasining, shuning uchun tashuvchining chastotasining o'zgarishiga olib keladi, balki uzatiladigan xabar spektrining deformatsiyasini ham keltirib chiqaradi. Shunday qilib, agar modulyatsiya F chastotali tebranish orqali amalga oshirilgan bo'lsa, Doppler effektini hisobga olgan holda detektorning chiqishida qabul qilingan tebranish chastotaga ega bo'ladi. 
. Shuning uchun, F 1 = 1 kHz va F 2 = 10 4 kHz chastotali tebranishlar bilan modulyatsiyalanganda, detektor chiqishida biz mos ravishda Hz va Hz chastotalarini olamiz. Bundan kelib chiqadiki, birinchidan, xabar spektridagi yuqori chastotalar katta miqdorda o'zgaradi, ikkinchidan, qabul qilingan tebranish spektrining kengligi modulyatsiya qiluvchi tebranishlar spektrining kengligidan farq qiladi (masalan, berilgan misolda). deyarli 100 Gts).
Sun'iy yo'ldoshlar orqali aloqa tizimlarining ishlash chastotalari diapazonlari. Sun'iy yo'ldoshlar orqali aloqa tizimlarining ishlashi uchun ajratilgan chastota diapazonlarini tanlash quyidagi asosiy shartlar bilan belgilanadi:
atmosfera orqali elektromagnit to'lqinlarning tarqalish xususiyatlari;
turli xil tashqi manbalardan (Quyosh, Oy, sayyoralar, Yer atmosferasi va boshqalar) radio emissiyasi natijasida yuzaga keladigan shovqin intensivligi;
ajratilgan chastota diapazonlarida sun'iy yo'ldoshlar orqali aloqa tizimlarini boshqa radioxizmatlar bilan birgalikda radio shovqinlarining maqbul qiymatlari bilan boshqarish qobiliyati.
Radio qoidalariga muvofiq, 1-mintaqa (Yevropa, Rossiya Federatsiyasi, Mo'g'uliston, Afrika) uchun sun'iy yo'ldoshlar orqali aloqa tizimlarini o'z ichiga olgan statsionar sun'iy yo'ldosh xizmati quyidagi chastota diapazonlari (40 gigagertsgacha bo'lgan diapazonda) ajratilgan:
Yer-sun'iy yo'ldosh xabar bo'limida xabarlarni uzatish uchun 5.725...7.075; 7,9…8,4; 12,5…13,25; 14,0…14,8; 27,5…31,0 gigagertsli;
AES-Earth xabar bo'limida xabarlarni uzatish uchun 3.4…4.2; 4,5…4,8; 7,25…7,75; 10,7…11,7; 12,5…12,75; 17,7…21,2; 37,5…40,5 gigagertsli.
Shuni ta'kidlash kerakki, sun'iy yo'ldoshlar orqali aloqa tizimlari uchun eng yaxshi chastota diapazonlari 2...8 GGts diapazonidagi chastotalardir.
Qabul qiluvchi qurilmalarning kirishidagi signal. Qabul qiluvchining kirishidagi signal kuchini quyidagi formula bilan aniqlash mumkin:
. (9.5)
Bu erda A ∑ - antennalar orasidagi hududdagi umumiy signal zaiflashuvi; V(t) – t (%) vaqt ichida susaytiruvchi koeffitsientdan oshmagan; A p va A pr - mos ravishda uzatuvchi chiqishi va antenna, qabul qiluvchi chiqishi va antenna o'rtasida joylashgan filtrlardagi signalning zaiflashishini (zaiflashishini) tavsiflaydi; Kpol - bu antennalarning qutblanish xususiyatlarining noaniqligi va Faraday effekti tufayli qutblanish tekisligining o'zgarishi natijasida yuzaga keladigan qutblanish yo'qotishlarining kattaligi.
Seminar.
Yerosti stansiyasi qabul qiluvchining kirish qismidagi signal kuchini toping: R =15 Vt uchun; =25 dB uchun G; G pr =47db; f =30 gigagerts uchun. Troposferada energiya yo'qotishlari A = 190 dB, polarizatsiya yo'qotishlari K qavat = 7 dB. Geostatsionar sun'iy yo'ldosh.
Bunday muammolarni hal qilish uchun (9.5) formuladan foydalaning, agar V = 1 bo'lsa, Ap va Apr yo'qotishlar yo'q. Barcha miqdorlar formulada birliklarda almashtiriladi.
A ∑ qiymati A cv0 bo'sh fazoda signalning susayishi va yog'ingarchilik A a (b) bo'lmaganda atmosferada b balandlik burchagida yutilishi bilan aniqlanadi. qanday qilib
. (9.6)
A a (b) ē qiymati atmosferadagi radioto'lqinlarning yo'l uzunligiga bog'liq bo'lib, uni balandlik burchagi b bilan tavsiflash mumkin. Yo'l va shuning uchun yutilish, radio to'lqinlar atmosferani to'g'ri burchak ostida kesib o'tganda b = 90º da minimal bo'ladi va maksimal b → 0 da. Zaiflashni aniqlashda stantsiyaning dengiz sathidan balandligi ham ma'lum rol o'ynaydi, chunki u atmosferadagi nur yo'lining uzunligini xarakterlaydi.
A a (b) m ni hisoblash uchun 9.8-rasmda ko'rsatilgan egri chiziqlardan foydalanish mumkin, bu erda abtsissa o'qi a a (b), dB zaiflashuv qiymatini ko'rsatadi, ya'ni a a = 10·log A a (b).
Sun'iy yo'ldoshlar orqali aloqa tizimlarida zaiflashuv multiplikatori.
Zaiflash faktori V 2 (t) faqat yog'ingarchilikda (yomg'ir, bulut va tuman) elektromagnit energiyaning yutilishi bilan aniqlanadi:
. (9.7)
Bu yerda a g - 1 km uzunlikdagi yo'lda chiziqli signalning susayishi, dB; R g - yog'ingarchilik kuzatiladigan marshrut uzunligi, km. Har xil intensivlikdagi yomg'irlar uchun g ning qiymati grafiklardan aniqlanadi.
(9.7) ga kiritilgan R g miqdori zaiflashuv koeffitsienti a g taxminan doimiy bo'lgan yo'lning uzunligini aniqlaydi. Vertikal marshrutlar uchun (b=90º) R g qiymatini = 3...4 km deb hisoblash mumkin, gorizontal yo’llar uchun (b=0º) R g qiymati yog’ingarchilik intensivligiga bog’liq. Yog'ingarchilik intensivligida 1<10 мм/ч величина R g может доходить до нескольких сотен километров; при I=10 мм/ч R g =45…55 км; при I=25…30 мм/ч R g =30…35 км; в случае I ≥ 100 мм/ч R g =8…12 км.
8 GGts dan past chastotalarda a d qiymati kichik bo'ladi, shuning uchun (9.7) ga muvofiq biz V 2 (t) = 1 ni olamiz. Shunday qilib, 8 gigagertsdan past chastotalarda sun'iy yo'ldoshlar orqali aloqa tizimlarida signalning pasayishiga e'tibor bermaslik mumkin. Bu RRL va TRL tizimlariga nisbatan ushbu aloqa tizimlarining muhim afzalligi.
(9.5) ga kiritilgan Kpol qiymati faqat qabul qiluvchi va uzatuvchi antennalarning qutblanish xususiyatlarining mos kelmasligi bilan aniqlanadi. Sun'iy yo'ldoshlar orqali aloqa tizimlarida Kpol qiymatining keskin pasayishiga yo'l qo'ymaslik uchun ko'pincha dumaloq polarizatsiyali antennalar qo'llaniladi, agar antennalar aniq ishlab chiqarilmasa, elliptik bo'lishi mumkin. Etkazish va qabul qilish uchun bir xil polarizatsiyaga ega (chiziqli yoki dumaloq) antennalardan foydalanganda siz Kpol = 1 qiymatini olishingiz mumkin. Agar ikkala antenna ham o'zaro ortogonal tekisliklarda chiziqli polarizatsiyaga ega bo'lsa, ya'ni bitta antenna gorizontal polarizatsiya bilan tebranishlar uchun mo'ljallangan bo'lsa. , ikkinchisi esa vertikal, qiymati Kpol = 0, ya'ni antennalar o'rtasida hech qanday aloqa yo'q. Agar antennalardan biri dumaloq polarizatsiyaga ega bo'lsa, ikkinchisi esa chiziqli polarizatsiyaga ega bo'lsa, Kpol qiymati = 0,5, bu qabul qilingan quvvatning 2 barobar pasayishiga to'g'ri keladi.
Qabul qiluvchi qurilmalarning kirishidagi shovqin.
Sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlarida, ko'rish chizig'i RRL dan farqli o'laroq, sezilarli darajada past ichki shovqinga ega bo'lgan qabul qiluvchi qurilmalar qo'llaniladi. Shuning uchun, qabul qiluvchi qurilmaning kirishiga bog'liq bo'lgan umumiy shovqin kuchi qabul qiluvchining o'z termal shovqini P t.in qiymati bilan ham, qabul qiluvchidan tashqaridagi turli manbalar va sxemalarning shovqin intensivligi bilan ham aniqlanadi. Tashqi shovqin manbalari quyidagilarni o'z ichiga olishi mumkin: atmosferadan radio emissiyasi, Yerdan va antennadan shovqin, shuningdek, qabul qiluvchining kirishiga (oziqlantiruvchilar, filtrlar va boshqalar) ulangan turli sxemalar tomonidan yaratilgan termal shovqin. Bundan tashqari, qabul qiluvchining kirish qismida shovqinning sezilarli darajasini yerdan tashqari manbalar - Quyosh, Oy, sayyoralar va radio emissiyasining kosmik manbalari radio emissiyasi yaratishi mumkin. Shunday qilib, qabul qiluvchilarning kirishiga bog'liq jami shovqin kuchi
Bu erda P t.in - qabul qiluvchining o'z shovqinining kuchi; R F - qabul qiluvchining kirishiga bog'liq bo'lgan oziqlantiruvchi va boshqa sxemalar tomonidan yaratilgan shovqin quvvati; R A - antennaning kirishiga tegishli atmosferaning issiqlik shovqini va Yer shovqinini hisobga olgan holda antenna shovqin kuchi; P k - Quyosh, Oy, sayyoralar va kosmik manbalardan radio emissiyasi natijasida hosil bo'lgan shovqin quvvati, antenna kiritishiga tegishli; ē – oziqlantiruvchi va filtrlarning samaradorligi; antenna kirishi va qabul qiluvchining kirishi o'rtasida joylashgan.
Shovqin kuchi ekvivalent shovqin harorati T e bog'liqligi bilan bog'liqligini hisobga olsak
P w = kT e ·P e, (9.9)
Bu erda k - Boltsman doimiysi va P e - qabul qiluvchining tarmoqli kengligi, ifoda (4.2.8) quyidagicha qayta yozilishi mumkin.
Keling, (9.10) ga kiritilgan miqdorlarning ta'rifini ko'rib chiqaylik. Qabul qiluvchining o'z shovqini, uning kirishiga bog'liq, odatda shovqin ko'rsatkichi Sh yoki shovqinning ekvivalent harorati T e.pr bilan tavsiflanadi. Ushbu parametrlar o'zaro bog'liqlik bilan bog'liq
T e.pr = T 0 (SH-1),
Bu erda T 0 = 290 K.
T e.pr va W qiymatlari asosan qabul qiluvchining birinchi bosqichlari parametrlari bilan belgilanadi. Kam shovqinli kirish kuchaytirgichlari bo'lgan qabul qiluvchilarni ishlab chiqarish va ishlatish qiyin. Shuning uchun, masalan, kvant mexanik kirish kuchaytirgichi bilan qabul qiluvchi qurilmani tanlashdan oldin, qabul qiluvchi qurilmani boshqa mumkin bo'lgan variantlar bilan qurish uchun ushbu variantni diqqat bilan texnik va iqtisodiy taqqoslash kerak. Shu bilan birga, qabul qiluvchining kirish moslamasining sxemasini tanlash umumiy shovqin miqdoridagi daromad bilan aniqlanishi kerak. Shunday qilib, kvant va parametrik kuchaytirgichlarni taqqoslash shovqin xususiyatlarida birinchisining mutlaq ustunligini ko'rsatadi. Biroq, kvant kuchaytirgichlari qimmatroq suyuq geliy kriyojenik qurilmalarni talab qiladi; bundan tashqari, ular doimiy magnit maydonni yaratish zarurati tufayli tizimli ravishda murakkabroq. Daromad va chastota o'tkazish qobiliyati bo'yicha ikkala kuchaytirgich ham taxminan tengdir. Agar T f = 290º K haroratda joylashgan oziqlantiruvchi (yoki qo'shimcha element) 0,1 dB (ē = 0,977) zaiflashuvga ega bo'lsa, ekvivalent shovqin harorati uning chiqishiga (ya'ni qabul qiluvchining kirishiga) tegishlidir. , T f. f = 6,7 K. Shunday qilib, oziqlantiruvchi (qo'shimcha element) zaiflashuvining har o'ndan bir desibeli qabul qiluvchining kirishiga havola qilingan umumiy haroratning taxminan 7 K ga oshishiga olib keladi. Bu kamaytirishning maqsadga muvofiqligini anglatadi. antenna ta'minoti va qabul qiluvchi o'rtasidagi oziqlantiruvchi uzunligi, ya'ni to'g'ridan-to'g'ri antenna ta'minoti yaqinida past shovqinli kirish qabul qiluvchi kuchaytirgichlarini o'rnatish.
Antennaning ekvivalent shovqin harorati unga Yerdan termal nurlanish, atmosferadan issiqlik nurlanishi va uning elementlaridagi yo'qotishlardan kelib chiqqan antennaning o'z shovqini ta'siri bilan belgilanadi. Odatda bu yo'qotishlar juda kichik va shuning uchun antennaning o'z shovqinini e'tiborsiz qoldirish mumkin. Shuning uchun, antennaning ekvivalent harorati uning kirishiga aylantiriladi,
, (9.11)
b - balandlik burchagi; T e.z, T e.a mos ravishda Yer va atmosferaning antenna kiritishiga tegishli ekvivalent haroratlaridir.
9.9-rasmda T e.a antennasiga tegishli atmosferaning ekvivalent haroratining f chastotasiga va b balandlik burchagiga bog'liqligini aniqlaydigan egri chiziqlar ko'rsatilgan. Xuddi shu grafikda kosmik shovqinning ekvivalent haroratidagi o'zgarishlarning taxminiy diapazonlari ko'rsatilgan.
9.9-rasm. Kosmik manbalar va atmosferaning ekvivalent shovqin haroratining chastota va balandlik burchagiga bog'liqligi.
9.9-rasmdagi egri chiziqlarni tekshirish shuni ko'rsatadiki, b kamayishi bilan T e.a qiymati shunchalik tez o'sib boradiki, b qiymatidan foydalanish<5º нецелесообразно. Следует отметить, что при малых β увеличивается вероятность от наземных радиотехнических средств и промышленных объектов. Максимумы на частотах 22.23 и 60 ГГц объясняются поглощением в водяных парах и кислороде атмосферы соответственно.
Egri chiziqlar (9.9-rasm) yog'ingarchilik bo'lmaganda atmosferaning normal holatini bildiradi; yogʻingarchilik boʻlsa, T e.a ortadi. 9.10-rasmda yog'ingarchilikning turli intensivligi uchun 6 gigagertsli chastotada o'tkazilgan tajriba natijalari ko'rsatilgan. 2-egri chiziq T e.a ning b burchakka bog'liqligiga to'g'ri keladi, 6 GHz uchun 9.9-rasmda ko'rsatilgan.
9.10-rasm – Atmosferaning shovqin harorati: 1 – yomg‘ir 6,35 mm/g; 2 - yomg'irli bulutlar, yomg'ir yo'q; suv bug'i 5 g/sm 3
Keling, antenna T e.z kirishiga havola qilingan Yerning ekvivalent haroratini aniqlashni ko'rib chiqaylik. Sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlari taxminan bir daraja yoki undan kamroq nur kengligiga ega bo'lgan yuqori daromadli yerga asoslangan antennalardan foydalanadi. 9.9-rasmda ko'rsatilganidek, bunday antennalar atmosfera shovqinining ekvivalent haroratini kamaytirish uchun b > 5...7º da qo'llaniladi. Shu sababli, Yerning radio emissiyasi (Yer shovqini) faqat yer antennasining radiatsiya naqshining yon loblari orqali qabul qilinadi deb taxmin qilish mumkin. Buni 9.10-rasmdagi egri chiziqlar yordamida tushuntirish mumkin. Rasmda antenna oynasini (reflektor) nurlantirishning ikkita varianti uchun 2 gigagertsli chastotali antenna shovqin haroratining balandlik burchagiga bog'liqligi ko'rsatilgan va diagrammaning asosiy qismiga tegishli bo'lgan shovqinning nisbiy miqdorini ko'rsatadi. old va orqa yarim sharlarning yon loblari. Yon loblar bo'ylab keladigan shovqin eng katta "og'irlik" ga ega va aynan shu shovqinlar antennaning shovqin darajasini belgilaydi. Bu shovqinlar ko'p jihatdan antenna oynasining nurlanish usuliga bog'liq: antennaning chetlariga nurlanishning keskin pasayishi bilan yon loblar kichikroq bo'ladi va natijada shovqin harorati pasayadi. Shuni ta'kidlash kerakki, ayni paytda antenna sirtidan foydalanish yomonlashadi, bu esa antenna oynasining doimiy o'lchamlari bilan daromadning pasayishiga olib keladi.
Amalda nurlanishning ko'zgu qirralariga nisbatan parchalanishi odatda 10 dB ga to'g'ri kelganligi sababli, 9.11-rasmga muvofiq, yon loblar tufayli Yerning ekvivalent harorati (K) ga tegishli deb taxmin qilish mumkin. Yer antennasini kiritish,
Bu yerda b balandlik burchagini darajalarda belgilaydi.
|
|
|
Shunday qilib, er stantsiyasining qabul qiluvchi antennasi uchun (9.11) va (9.12) formulalarga muvofiq
bu yerda T e.a (b) 9.9-rasmdagi egri chiziqlardan b va f chastotasining berilgan qiymati uchun aniqlanadi.
Aloqa sun'iy yo'ldoshlarining Yerga yo'naltirilgan bort antennalari uchun Ō A > Ō s va T s > T; bu erda Ō A - bort antennasining radiatsiya naqshining (sterad) asosiy lobining qattiq burchagi; Ō z - sun'iy yo'ldoshdan (sterad) "kuzatilgan" Yerning qattiq burchagi; Tz = 290º – Yerning ekvivalent harorati; T - atrof-muhit va bort antennasini o'rab turgan yaqin ob'ektlarning ekvivalent harorati. Yer radiatsiyasidan tashqari, bort antennasi Yerni o'rab turgan atmosferaning nurlanishiga ta'sir qilishini hisobga olsak, biz
Bu yerda T e.a (90º) qiymati b=90º qiymati va f chastotasi uchun 9.9-rasmdagi egri chiziqdan aniqlanadi.
Kosmik manbalardan radio emissiyasini tavsiflash uchun odatda manbaning yorqinligi harorati T i tushunchasi qo'llaniladi, bu ma'lum bir chastotada va ma'lum bir yo'nalishda bir xil bo'lgan mutlaqo qora jismning harorati (K) sifatida aniqlanadi. ko'rib chiqilayotgan manba sifatida yorqinlik.
Harorat bo'lganda muhit antennadan turli yo'nalishlarda bir xil emas va yorqinlik harorati T i (b 0,ps 0) bilan tavsiflanadi, bu erda b 0,ps 0 sharsimon tizimdagi koordinatalardir, T e.c ni aniqlash uchun uni ko'paytirish kerak. qiymati T i (b 0,ps 0) mos keladigan yo'nalishlarda antenna daromadiga G(b 0 ,ps 0) va butun sferada o'rtacha. Shunday qilib, amalda quyidagi ikkita holat tez-tez uchraydi:
1. T i qiymati (b 0,ps 0) doimiy yoki antenna nurlanish naqshining asosiy lobida kam o'zgaradi va yon bo'laklar tomonidan qabul qilingan nurlanishni e'tiborsiz qoldirish mumkin. Bu Ō va >Ō A bo'lgan holatlarga taalluqlidir, bu erda Ō A - antenna radiatsiya naqshining kengligi. Bunday holda, T ek = T i.
2. Radiatsiya manbalarining burchak o'lchami Ō va antenna radiatsiya naqshining kengligi bilan solishtirganda kichikdir Ō A (ya'ni, Ō va< Ω з). При этом можно считать, что в пределах Ω и усиление G (β 0 ,ψ 0) = G max и потому
. (9.15)
Quyosh va turli sayyoralar uchun T avg ning to'lqin uzunligiga bog'liqligi 9.12-rasmda ko'rsatilgan.
"Yerdagi" kuzatuvchi uchun Quyoshning burchak diametrining qiymati , perigey va apogeydagi Oyning burchak diametri esa mos ravishda va shuning uchun qabul qiluvchi antennani aynan u yoki bu sayyoraga yo'naltirish ehtimoli quyidagicha bo'ladi. kichik bo'lishi, shunga qaramay, bu bilan, shuningdek, lateral antenna nurlanish naqsh loblar dan nurlanish olish imkoniyati bilan ko'rib chiqilishi kerak.
Antenna kiritishiga taalluqli kosmosning fon nurlanishining o'rtacha yorqinligi harorati 9.9-rasmda ikkita chiziqli chiziq shaklida ko'rsatilgan. Yuqori to'g'ri chiziq maksimalni, pastki to'g'ri chiziq esa minimal harorat qiymatini tavsiflaydi.
Yuqoridagilardan kelib chiqadiki, (4.2.10) ifodaga kiritilgan T eq qiymatini hisoblash 9.9-rasmda ko'rsatilgan (9.15) ifodalar va tavsiflovchi grafiklarga muvofiq amalga oshiriladi. Qabul qiluvchi antenna Quyosh, Oy, sayyoralar va diskret kosmik manbalarga yo'naltirilmagan bo'lsa, qiymat
T ek = , (9.16)
va 9.9-rasmga muvofiq aniqlanadi.
9.3. Uskuna xususiyatlari
Yer stansiyalarining uzatuvchi qurilmalari.
Ushbu qurilmalar troposfera aloqa liniyalarining uzatuvchi qurilmalariga o'xshaydi. Tebranishlarning chastotasi yoki fazali modulyatsiyasi ko'rish chizig'idagi radar va troposfera aloqalarida qo'llaniladigan usullar bilan amalga oshiriladi.
9.13-rasmda 5975...6225 MGts chastota diapazonida ishlaydigan va har bir yer stansiyasi (ES) magistraliga o'rnatiladigan Gradient uskunasining uzatuvchi qismining blok-sxemasi ko'rsatilgan. O'tkazilgan xabarlar (ko'p kanalli telefon signali yoki televizor signali audio xabar bilan birga) modulyatorning (M) kirishiga (In) beriladi. Bu erda PR konvertorlariga etkazib beriladigan oraliq chastotali tebranishlarning chastotali modulyatsiyasi amalga oshiriladi. PR chiqishida yuqoridagi chastota diapazonida 3 Vt quvvatga ega FM tebranishlari olinadi. Keyinchalik kuchaytirish (3 yoki 10 kVtgacha) yuqori quvvatli kuchaytirgichlarda (MU) kamida 25% samaradorlik bilan klistronlar yordamida amalga oshiriladi. MU chiqishlari shaxsiy kompyuter kalitiga ulangan bo'lib, uning yordamida siz birinchi yoki ikkinchi PR va MU to'plamini qo'shimcha qurilmaga (AQSh) ulashingiz va shu bilan ushbu bloklarni ortiqcha bajarishingiz mumkin (zahiraga o'tish vaqti 200 dan oshmaydi) Xonim). Esda tutingki, CS-dan foydalanib, siz antenna tizimiga bir xil uskunalar to'plamini ulashingiz mumkin, ya'ni har biri 34 MGts ning yarmini egallagan bitta antenna orqali bir nechta kanallarni uzatishingiz mumkin. Ishlashni nazorat qilish K bloklari tomonidan amalga oshiriladi.
9.13-rasm. "Gradient" uzatish moslamasining blok diagrammasi
Sun'iy yo'ldoshlar orqali aloqa tizimlarining uzatish qurilmalari oldingi boblarda muhokama qilingan boshqa aloqa tizimlarining uzatish moslamalaridan quvvatni cheklash va maxsus dispersiya signallarini kiritish bilan farq qiladi.
Yer stantsiyasi qabul qiluvchilar.
Yer stansiyalarini qabul qiluvchi qurilmalarning asosiy xususiyatlaridan biri kirish va antennalarda 52...60 dB ga yetadigan yuqori kuchga ega bo‘lgan past shovqinli kuchaytirgichlardan foydalanish hisoblanadi.
3400...3900 MGts chastota diapazonida ishlashga mo'ljallangan Orbita-2 qabul qiluvchi qurilmaning (9.14-rasm) blok-sxemasini ko'rib chiqamiz. Antenna tomonidan qabul qilingan tebranishlar P to'plamlarining kaliti orqali o'tadi va past shovqinli sovutilgan parametrik kuchaytirgichlardan (LNA) birining kirishiga, so'ngra konvertor va IF oldindan kuchaytirgichning (PR; PUFC) kirishiga keladi. ). Chastotani o'zgartirgichning chiqishidan tebranishlar P rafida joylashgan asosiy kuchaytirgich va chastota detektoriga beriladi (St. P). Ushbu rafning chiqishida qabul qilingan signal turiga qarab siz ko'p kanalli telefon xabarini yoki audio bilan birga tasvir signalini olishingiz mumkin. Ikkinchisini ajratish F filtri orqali amalga oshiriladi. 9.14-rasmda LNA, PR va PRFC to'liq ortiqcha ekanligini ko'rsatadi, zahiraga o'tish avtomatik ravishda 250 ms ichida boshqaruv va zaxira uskunalari (KR) orqali P kaliti orqali amalga oshiriladi. Ta'riflangan qabul qiluvchi qurilmaning asosiy parametrlari: kirishga tegishli shovqinning samarali harorati - 80...90 K; daromad omillari; LNA - 40 dB, AMP - 23 dB, asosiy AMP - 55 dB. AGC tizimi kirish darajasi ±10 dB ga o'zgarganda IF chiqish darajasini ±1 dB aniqlikda saqlaydi; 1 dB darajasida yo'l o'tkazish qobiliyati 34 MGts bo'lsa, 1 dB darajasida LNA tarmoqli kengligi 250 MGts.
9.14-rasm. Orbita-2 qabul qiluvchi qurilmaning blok diagrammasi
Orbita-2 uskunasi ko'p barrelli qabul qilish variantini yaratishga imkon beradi; buning uchun 9.14-rasmda ko'rsatilgan LNA chiqishlaridan bir nechta parallel ulangan PR bloklariga tebranishlar beriladi; PUPC.
Antennalar.
Qabul qiluvchi va uzatuvchi qurilmalarda kuchayishi 50...60 dB bo'lgan antenna tizimlari va kichik yon bo'laklar - reemitterli shox-parabolik va parabolik antennalar (Kassegrain antennalari) ishlatiladi. Shu bilan birga, antenna tizimi sun'iy yo'ldoshning harakatini uzluksiz kuzatishni ta'minlashi kerak. Bu hatto geostatsionar sun'iy yo'ldoshlardan foydalanganda ham zarur, chunki orbital joylashtirishdagi noaniqliklar tufayli ular biroz harakatga ega va harakatni tuzatishni talab qiladi. E'tibor bering, zamonaviy talablar geostatsionar yo'ldoshlarning ruxsat etilgan siljishini nominal uzunlik qiymatiga nisbatan ± 0,1 ga aniqlaydi. Shu sababli, tor nurlanish naqshli antenna tizimlari oldindan tuzilgan dastur bo'yicha yoki sun'iy yo'ldoshdan olingan signalning maksimal qiymatiga asoslangan maxsus kuzatuv tizimidan foydalangan holda antennaning kosmosda harakatlanishini ta'minlaydigan tegishli aylanadigan qurilmalar bilan jihozlangan bo'lishi kerak. Ikkinchi usul to'g'ridan-to'g'ri faqat qabul qiluvchi antennalarda amalga oshirilishi mumkin, undan qabul qiluvchi antennaning sun'iy yo'ldoshga yo'nalishini tavsiflovchi ma'lumotlar uzatuvchi antennaning harakatini boshqaruvchi tizimga uzatilishi mumkin. Ushbu ma'lumotlarni uzatishda qabul qiluvchi va uzatuvchi antennalarning ma'lum bir hududiy ajratilishini va ularning tarkibiy bo'lmaganligini hisobga olgan holda ularga tegishli o'zgartirishlar kiritiladi.
Bortdagi qabul qiluvchi qurilmalar.
Sun'iy yo'ldoshlarning bort jihozlariga kiritilgan barcha komplekslarga qo'yiladigan asosiy talablardan biri bu ularning yuqori ishonchliligi, uskunaning uzoq vaqt davomida koinot sharoitida muammosiz ishlashini ta'minlashdir. Bu talab nafaqat uskunaga kiritilgan alohida qismlar va komponentlar, balki uskunani ishlab chiqarishda qo'llaniladigan texnologik usullar bilan ham bajarilishi kerak. Bort uskunasining dizayn variantini tanlash minimal og'irlik, o'lchamlar va quvvat sarfi bilan belgilanishi kerak.
9.15-rasmda Molniya-1 aloqa tizimining qabul qiluvchi qurilmasining blok sxemasi ko'rsatilgan. Signallarni qabul qilish va uzatish P 1 ajratgich va F 1 va F 2 filtrlari orqali qabul qiluvchilarning kirishiga va transmitterlarning chiqishiga ulangan umumiy antenna A tomonidan amalga oshiriladi. Yer stantsiyalaridan olingan f 1 va f 2 tashuvchi chastotali signallar R 2 ajratgichga (9.15-rasm) va F 3 va F 4 filtrlari orqali Sm, IF mikserlariga va Limit cheklovchilariga beriladi. Qabul qilingan signallarning amplituda cheklovchilarini tekislashdan so'ng, ikkinchisi mikserlarga beriladi, ularda oraliq chastota mikroto'lqinli pechga aylanadi. Keyin f 2 va f 4 tashuvchi chastotali signallar F 5 va F 6 filtrlari va ajratuvchi R 3 orqali TWT dagi ikki bosqichli kuchaytirgichga beriladi. TWT issiqlikni tashqi kosmosga chiqaradigan tashqi radiatorlar orqali o'tadigan suyuqlik bilan sovutiladi.
9.15-rasm. "Molniya-1" takrorlagichining blok diagrammasi
Bortdagi qabul qiluvchi stansiyaning uzoq muddatli ishlashini ta'minlash va ishonchliligini oshirish uchun asbob-uskunalar to'plamining sovuq zaxirasi va er stansiyalarining tashuvchi chastotasi (INS) bilan tebranish simulyatoridan, boshqaruvdan iborat bo'lgan avtomatik sinov tizimi qo'llaniladi. va o'lchash moslamasi (CIU), dastur vaqti qurilmasi (PVD) va murakkab kalit (CC). Agar noto'g'ri to'plam aniqlansa, u ikkita zaxiradan biri bilan almashtiriladi.
Molniya-1 aloqa tizimi takrorlagichining asosiy xarakteristikalari quyidagilardan iborat: chastota diapazoni – 800…1000 MGts; yarim quvvat darajasida bort antennasining radiatsiya naqshining kengligi - 22º; televizor signalini uzatishda bort uzatgichlarining kuchi 40 Vt, telefon suhbatlarining dupleks uzatilishi har bir yuqori chastotali kanalda (f 2 va f 4 chastotalarida) 14 Vt bo'lganda; sun'iy yo'ldoshning harakati shimoliy yarim sharda taxminan 40 000 km apogey, taxminan 500 km perigey va taxminan 65º orbital moyillik bilan elliptik orbitada; sun'iy yo'ldoshning aylanish davri 12 soat.
1972 yilda Molniya-2 sun'iy yo'ldoshi modernizatsiya qilingan takrorlagich bilan uchirildi, uning uzatgichlari 4 gigagertsli diapazonda ishlaydi.
Nazorat savollari:
1. Sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlarining afzalliklarini sanab o'ting.
2. Aniqlash geostatsionar orbita.
3. Sun'iy yer yo'ldoshlari yordamida aloqa qilish tamoyilini tushuntiring
4. Kechiktirilgan releli aloqa tizimi qaysi tizim hisoblanadi?
5. Ko'p kirish tizimini tavsiflang.
6. Ko'p tarmoqli magistralni qurish tamoyilini tushuntiring.
7. Chastotaga bo'linish ko'p kirish tamoyilini tushuntiring.
8. Vaqtga bo'lingan ko'p kirish tamoyilini tushuntiring.
9. Signallarning kechikishiga nima sabab bo'ladi?
10. Abonentlar uchun aks-sado signallari qanday paydo bo'ladi?
11. Doppler effektiga nima sabab bo'ladi?
12. Sun'iy yo'ldoshlar orqali aloqa tizimlarining ishlashi uchun ajratilgan chastota diapazonlarini tanlash nima bilan belgilanadi?
13. Qabul qiluvchining kirishidagi signal kuchi qanday aniqlanadi?
14. Qabul qiluvchilarni kiritish bilan bog'liq jami shovqin quvvati formulasini keltiring?
15. Gradient uzatuvchi qurilmaning blok sxemasini keltiring.
16. Molniya-1 aloqa tizimining takrorlagichining asosiy xarakteristikalarini sanab o'ting.
( TEXNIK UNIVERSITETI)
Gumanitar fanlar fakulteti.
Mavzusida insho:
"Yerning sun'iy yo'ldoshlarining xususiyatlari sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlari misolida."
To‘ldiruvchi: 10-202 guruh talabasi Dobrotina E.G.
Moskva 2001 yil
Reja
I. Kirish
II.Yerning birinchi sun'iy yo'ldoshi
III. AES aloqa tizimlari
IV. Xulosa
I . KIRISH
Kosmonavtikaning jadal rivojlanishi, Yerga yaqin va sayyoralararo fazoni o'rganish va tadqiq etishdagi muvaffaqiyatlar bizning Quyosh va Oy, Mars, Venera va boshqa sayyoralar haqidagi tushunchamizni ancha kengaytirdi. Atmosfera, ionosfera va magnitosferaning yuqori qatlamlarini o'rganish juda samarali bo'ldi. Shu bilan birga, ko'plab Yer fanlari manfaatlarida Yerga yaqin kosmik va kosmik texnologiyalardan foydalanishning juda yuqori samaradorligi aniqlandi. .
Sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshlaridan aloqa va televidenie, tezkor va uzoq muddatli ob-havo prognozi va gidrometeorologik sharoitlar, dengiz yo'llari va havo yo'llarida navigatsiya, yuqori aniqlikdagi geodeziya, Yerning tabiiy resurslarini o'rganish va yashash muhitini kuzatish uchun foydalanish tobora kuchayib bormoqda. keng tarqalgan. Yaqin va uzoq muddatda iqtisodiyotning turli sohalarida kosmik va kosmik texnologiyalardan diversifikatsiyalangan foydalanish sezilarli darajada oshadi.
Bizning davrimiz inson faoliyatining barcha sohalarida axborotning ulkan o'sishi bilan tavsiflanadi. Axborot uzatishning an'anaviy vositalari - telefoniya, telegrafiya, radioeshittirishning izchil rivojlanishi bilan bir qatorda axborotning yangi turlarini - televizorni, avtomatik boshqaruv tizimlari va kompyuterlarda ma'lumotlar almashinuvini, gazetalarni chop etish uchun matritsalarni uzatishni yaratish zarurati paydo bo'ldi.
Turli iqtisodiy muammolar va ilmiy tadqiqotlarning global tabiati, ishlab chiqarish, savdo-sotiq, davlatlararo keng integratsiya va hamkorlik, . ilmiy-tadqiqot faoliyati va madaniy almashinuvlarning kengayishi xalqaro va qit'alararo aloqalarning, jumladan, teledasturlar almashinuvining sezilarli darajada oshishiga olib keldi.
An’anaviy aloqa vositalarining turlari, hajmi, diapazoni, axborot uzatish samaradorligi va ishonchliligi bo‘yicha doimiy ravishda takomillashtirilib boriladi. Biroq, ularning keyingi rivojlanishi ham texnik, ham iqtisodiy xarakterdagi katta qiyinchiliklarga duch keladi. Shaharlararo aloqa kanallarining sig‘imi, sifati va ishonchliligiga qo‘yiladigan talablarni yer usti simli va radioaloqa to‘liq qondira olmasligi allaqachon ayon bo‘ldi.
Uzoq masofali quruqlik va suv osti kabel liniyalarini qurish juda ko'p vaqtni oladi. Ular nafaqat qurilishda, balki ekspluatatsiyada ham, ularga nisbatan ham murakkab va qimmat yanada rivojlantirish. An'anaviy kabel liniyalari ham nisbatan past tarmoqli kengligiga ega. Keng polosali konsentrik kabellar eng yaxshi istiqbolga ega, ammo ulardan foydalanishni cheklaydigan bir qator kamchiliklar ham mavjud.
Radio sezilarli darajada kattaroq sig'imga, diapazonga va turli xil aloqa turlari uchun sozlash qobiliyatiga ega. Ammo radio liniyalari ham ko'p hollarda ulardan foydalanishni qiyinlashtiradigan ma'lum kamchiliklarga ega.
Cheklangan diapazon tufayli ultra uzun to'lqinli radioaloqa tizimlari odatda faqat transport, aeronavigatsiya va aloqaning maxsus turlari uchun ishlatiladi.
Uzoq toʻlqinli radioaloqalar oʻzining cheklangan quvvati va nisbatan qisqa masofaga ega boʻlganligi sababli asosan mahalliy radioaloqa va radioeshittirish uchun ishlatiladi.
Qisqa to'lqinli radio liniyalari etarli diapazonga ega va turli maqsadlar uchun ko'plab aloqa turlarida keng qo'llaniladi.
Sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshlarini (AES) uchirilishi bilan shaharlararo radioaloqaning o'ziga xos kamchiliklarini bartaraf etishning yangi usullari ochildi.
Amaliyot shuni tasdiqladiki, aloqa uchun, ayniqsa, uzoq masofali xalqaro va qit'alararo aloqa uchun, televidenie va teleboshqaruv uchun sun'iy yo'ldoshlardan katta hajmdagi ma'lumotlarni uzatishda foydalanish ko'plab qiyinchiliklarni bartaraf etishi mumkin. Shuning uchun sun'iy yo'ldoshli aloqa tizimlari (SCS) qisqa vaqt ichida misli ko'rilmagan darajada tez, keng tarqalgan va diversifikatsiyalangan qo'llanilishini oldi.
II . Erning birinchi sun'iy yo'ldoshi.
Sun'iy sun'iy yo'ldoshni yaratish masalasini ko'tarishga birinchi urinish 1953 yil dekabr oyida R-7 raketasi bo'yicha Vazirlar Kengashi qarori loyihasini tayyorlash paytida qilingan. Taklif qilindi: “NII-88da Fanlar akademiyasi bilan birgalikda 500 km va undan ortiq balandlikda parvoz qilish sohasida muammoli vazifalarni ishlab chiqish, shuningdek, yaratish bilan bog'liq masalalarni ishlab chiqish vazifasi bilan ilmiy-tadqiqot bo'limi tashkil etish. sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshi va mahsulot yordamida sayyoralararo fazoni o'rganish." .
Bu vazifa Konstruktorlik byurosi tomonidan bir martalik vazifa sifatida emas, balki raketasozlikni rivojlantirishda alohida yo‘nalish yaratish umidi bilan ko‘rib chiqildi.Masalaning bunday keng ko‘lamli shakllantirilishi juda ko‘p dastlabki tayyorgarlikni talab qildi. sun'iy yo'ldoshlarni yaratish bo'yicha kelgusi ishlarning narxini baholash.
Sun'iy sun'iy yo'ldoshlar ustida ishlashni rejalashtirishda AQShning ushbu sohadagi ishlari haqidagi ma'lumotlar ma'lum bir yo'riqnoma bo'lib xizmat qildi. Ustuvorlik masalalari kosmonavtika rivojlanishining keyingi davrida asosiy dalil bo'lib qoldi. Shuning uchun, hisobotlar, birinchi navbatda, beradi batafsil ko'rib chiqish chet eldagi ish holati. Shu bilan birga, "AES - bu raketa texnologiyasini rivojlantirishning muqarrar bosqichi bo'lib, undan keyin sayyoralararo aloqalar mumkin bo'ladi" degan asosiy g'oyani aytish mumkin. Oxirgi 2-3 yil ichida xorijiy matbuotning sun’iy yo‘ldoshlar va sayyoralararo aloqalarni yaratish muammosiga e’tibori ortganiga e’tibor qaratiladi.
Ushbu mavzu bo'yicha hujjatlardagi eng diqqatga sazovor narsa sun'iy yo'ldoshlar ustida ishlash istiqbollari haqidagi hukmlardir. Oddiy sun'iy yo'ldoshning rivojlanishi faqat birinchi bosqichdir. Ikkinchi bosqich - orbitada bir yoki ikki kishining parvozini ta'minlaydigan sun'iy yo'ldoshni yaratish. Uchinchi bosqich ish - yaratish odamlarning orbitada uzoq muddatli bo'lishi uchun sun'iy yo'ldosh stantsiyasi. Ushbu loyihani amalga oshirishda sun'iy yo'ldosh stansiyasini alohida qismlardan yig'ib, orbitaga birma-bir yetkazib berish taklif qilindi.
Birinchi raketa uchirishga tayyorgarlik ishlari katta qiyinchiliklar va rejadan orqada davom etdi. Shu bilan birga, dizaynerlar mashaqqatli mehnat bilan raketalarni uchirish 1957 yil mart oyida boshlanishiga ishonch bildirdilar. Raketa, ba'zi o'zgartirishlar orqali, taxminan 25 kg og'irlikdagi asboblar ko'rinishidagi kichik foydali yukga ega bo'lgan sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshi sifatida uchishga moslashtirilishi mumkin ... va sun'iy yo'ldoshning o'zi diametri taxminan 450 bo'lgan olinadigan sharsimon konteyneriga ega. mm va og'irligi 40-50 kg.
Shunday qilib, Sovet Ittifoqida 8 tezlikka erisha oladigan raketa yaratildi km/sek. U 1957-yil 4-oktabrda uchirildi. Raketa sham kabi vertikal ravishda uchib, stratosferani teshib o'tdi. U ma'lum bir dastur bo'yicha ishlaydigan avtomatik qurilmalar tomonidan boshqariladi. Raketa ikki yuz kilometrdan ko'proq balandlikka ko'tarilib, asta-sekin gorizontal yo'nalishni egalladi va kursga chiqdi. Bu juda aniq bajarilishi kerak edi:
bir darajadagi xato hamma narsani buzadi. Ammo mashinalar muammosiz ishladi. Raketa kerakli tezlikni oldi va alyuminiy qotishmalaridan yasalgan yaltiroq sharni – mamlakatimizda yaratilgan dunyodagi birinchi sun’iy sun’iy yo‘ldoshni uchirdi.
8 km soniyada, 28800 km soat birda!
Agar biron-bir daqiqada sun'iy yo'ldosh Avstraliya ustidan bo'lgan bo'lsa, 20 daqiqadan so'ng u Alyaska ustidan, yana 12 daqiqadan so'ng Nyu-York ustidan va yana 10 daqiqadan so'ng Braziliya ustidan o'tdi. Bir yarim soat ichida - dunyo bo'ylab sayohat, kuniga 15 aylanish va har safar yangi yo'l bo'ylab, chunki sun'iy yo'ldoshning kosmosdagi orbitasi tekisligi statsionar bo'lib, Yer bu orbita ichida o'z o'qi atrofida aylanadi.
Birinchi sun'iy yo'ldosh kichik edi: uning diametri 58 edi sm, vazni - 83,6 kg. Uning ikki metrli mo'ylovi bor edi - antennalar. Ichkarida ikkita radiouzatgich bor.Sun'iy yo'ldosh dunyoning barcha mamlakatlarini qamrab olgan holda kosmik sayohatlar davri allaqachon kelganini va bu davrni sotsializm mamlakati boshlaganini e'lon qildi. Ikkinchi va uchinchi sun'iy yo'ldoshlar Yer atrofida sayohat qilishda uning ortidan ergashdilar.
"Baby Moon" - "Kichik oy" - amerikaliklar bizning sayyoralararo to'ng'ichimizga laqab qo'yishdi. Minglab ko'zlar va radiolar uning parvozini kuzatib turardi. Va uning hayotining har bir soati olimlarni qiziqtirdi. Birinchi marta yer tanasi 947 balandlikka ko'tarildi km. Birinchi marta bunday balandliklarda radio uzatgich ishladi.
Uning signallari radioto'lqinlarning atmosferaning yuqori elektrlashtirilgan qatlamlaridan qanday o'tishini ko'rsatdi va ularning tuzilishini yaxshiroq tushunishga imkon berdi.
Radio uzatish energiya talab qiladi. Kosmosda energiya mavjud. Uni Quyoshdan olish mumkin. Batareyalarni nurlari bilan zaryad qilsin. Ammo birinchi sun'iy yo'ldoshning batareyalari Yerda zaryadlangan edi. Ular bir muncha vaqt o'tgach quriydi, ammo jim sun'iy yo'ldosh ilm-fanga xizmat qilishda davom etdi. Uning yo'li yotgan baland balandliklarda havo deyarli yo'q ... lekin baribir "deyarli yo'q" va "umuman" emas. Hatto past zichlikda ham havo qarshilik ko'rsatadi va sun'iy yo'ldosh tezligi asta-sekin kamayadi. Buning yordamida turli balandliklarda atmosferaning zichligi qanday ekanligini aniqlash mumkin.
Sun'iy yo'ldosh harakatining ba'zi xususiyatlari Yerning notekis tortishishini ko'rsatadi. Bu sayyoramizning shakli va tuzilishini aniqlashtirish va Yer ostida yashiringan og'ir yoki engil massalarni topish imkonini beradi.
Nazariy jihatdan, jism Yer ustida 8 tezlikda uchadi km/sek, hech qachon tushmaydi. Ammo birinchi sun'iy yo'ldoshlar abadiy ucha olmadi. Havoning ahamiyatsiz qarshiligi oxir-oqibat ularning parvozini sekinlashtirdi. Ular pastga tushishdi va zich havo qatlamlariga uchib, yonib ketishdi va parchalanib ketishdi.
Endi eng muhim savolni hal qilish kerak edi: mumkin Tirik mavjudot kosmik parvozga chidaydimi yoki u muqarrar ravishda atmosferadan tashqarida o'ladimi? 1957-yil 3-noyabrda uchirilgan ikkinchi sovet sunʼiy yoʻldoshi bu savolga javob berishi kerak edi. Unda kosmosga 1670 gacha balandlikda km Birinchi sayohatchi Laika iti yo'lga chiqdi. Maxsus qurilmalar uning nafas olishini, yurak urishini va qon bosimini nazorat qildi. Biz bilamizki, Laika Yer atrofida tez boshlanish va ko'p kunlik sayohatdan yaxshi omon qoldi. Uchinchi sovet Yer sun'iy yo'ldoshida uning xususiyatlarini o'rganish uchun yanada xilma-xil uskunalar o'rnatildi yer atmosferasi, quyosh radiatsiyasi va boshqalar. Uning og'irligi 1,3 tonna bo'lib, qurilmalarni quvvatlantirish uchun uning elektr energiyasi zaxirasi quyosh nurlarining o'rnatilgan qurilmalarga ta'siri tufayli to'ldirildi. Keyinchalik AQShda bir nechta sun'iy yo'ldoshlar uchirildi.
Uchinchi sovet sun'iy yo'ldoshi eng bardoshli va eng og'ir bo'lib chiqdi. Sovet xalqi kosmosga yengil avtomobil o'lchamidagi mustahkam konstruktsiyani uloqtirishga muvaffaq bo'ldi.
III . Sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlari.
Qizig'i shundaki, sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshlaridan aloqa uchun foydalanish g'oyasi birinchi sun'iy yo'ldosh uchirilishidan oldin ham bildirilgan. 1945 yilda taniqli sovet olimi P.V. Shmakov sun'iy yo'ldoshlardan butun dunyo bo'ylab teleeshittirishni tashkil qilish g'oyasini ilgari surdi.
Sun'iy yo'ldoshlarni aloqa maqsadlarida ishlatish tamoyillari qanday va nima uchun sun'iy yo'ldosh tizimlari eski, an'anaviy usullardan foydalangan holda aloqalarni tashkil qilishda yuzaga keladigan ko'plab qiyinchiliklarni engib o'tadi?
Ma'lumki, to'p elektromagnit to'lqinlarni barcha yo'nalishlarda teng ravishda aks ettiradi va uning samarali aks ettiruvchi yuzasi diametrining kvadratiga proportsionaldir. Bunday to'pning aks ettiruvchi xususiyatlarining oshishi uning diametrini oshirish orqali amalga oshirilishi mumkin. Sun'iy yo'ldosh sublimatsiya usuli yordamida orbitaga chiqarilgandan so'ng shar puflandi. Qobiq himoya plyonka va maxsus metalllashtirilgan qoplamaga ega edi. To'p alohida meridional segmentlardan iborat edi. Sferaga joylashtirilgan metall sharsimon segmentlar barcha meridional segmentlar o'rtasida elektr aloqasini ta'minladi.
Bunday sun'iy yo'ldosh aloqa tizimining aniq soddaligi, arzonligi va ma'lum texnik afzalliklariga qaramay, uning jiddiy kamchiliklari juda tez orada ayon bo'ldi. Barqaror aloqani ta'minlash uchun yuqori uzatish quvvati va qabul qiluvchi yer qurilmalarining yuqori sezgirligi talab qilindi. Ammo bu shartlar bajarilganda ham, radio liniyalari etarlicha barqaror ishlamadi va shovqinlarga moyil edi. Bunday sun'iy yo'ldoshlarning ishlash muddati ularning shakli o'zgarishi, qobiqning siqilishi va aks ettirish xususiyatlarining yomonlashishi, shuningdek, balandlikning tez yo'qolishi tufayli qisqa bo'lib chiqdi.
Biroq, sun'iy yo'ldosh doimo kosmosda harakat qiladi va har doim ham aloqaga muhtoj bo'lgan nuqtalarning birgalikda ko'rinadigan zonasida bo'la olmaydi. Agar berilgan nuqtalar o'rtasida uzoq muddatli, ko'p soatlik yoki hatto kechayu kunduz aloqa zarur bo'lsa, SSS qanday ishlaydi?
Ushbu muammoni hal qilishning mumkin bo'lgan usullaridan biri shunday ko'p sonli sun'iy yo'ldoshlarni tegishli orbitalarga chiqarishdirki, ulardan biri aloqani talab qiladigan nuqtalarning qo'shma radio ko'rish zonasidan chiqishi bilanoq, boshqa sun'iy yo'ldosh darhol ushbu zonaga kiradi. Biroq, hatto etarlicha ko'p miqdordagi sun'iy yo'ldoshlar bilan, agar ularning orbitalardagi pozitsiyasi tasodifiy bo'lsa, aloqaga muhtoj bo'lgan ikkita nuqtaning qo'shma ko'rish zonasida bitta sun'iy yo'ldosh bo'lmasligi mumkin.
Uzluksiz aloqani ta'minlash uchun zarur bo'lgan sun'iy yo'ldoshlar sonini nima aniqlaydi? Shubhasiz, ularning orbitalarining balandligi qanchalik baland bo'lsa, sun'iy yo'ldoshlarning yer nuqtalari bilan birgalikda ko'rinishi shunchalik uzoq bo'ladi.
Nishab - eng muhim shart Yerning ma'lum bir hududini, ma'lum bir xizmat ko'rsatish zonasini sun'iy yo'ldosh aloqa tizimi bilan qamrab olish. Sun'iy yo'ldosh orbitalarining sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlarida hal qiluvchi roli bilan bog'liq holda, ularning ba'zi asosiy turlari va tushunchalari haqida hech bo'lmaganda qisqacha to'xtalib o'tish kerak.
Dumaloq orbita - bu sun'iy yo'ldoshdan Yerning markazigacha bo'lgan masofa taxminan doimiy bo'lgan orbita. Elliptik orbita - sun'iy yo'ldosh Yer atrofida ellipsga yaqin egri chiziq bo'ylab harakatlanayotganda. Uning Yerdan maksimal masofasi (apogey) va minimal masofasi (perigey) bir-biridan sezilarli darajada farq qilishi mumkin. Ellipsning shakli uning ekssentrikligining qiymati (Yer markazidan apogey va perigeygacha bo'lgan masofalar farqining ellipsning katta o'qiga nisbati) bilan belgilanadi. Eksentrikligi yuqori bo'lgan orbitalar yuqori apogeyga ega va ular yuqori elliptik deb ataladi.
Muayyan sun'iy yo'ldoshni loyihalashda orbital shakli (aylana, elliptik, yuqori elliptik), moyillik (qutbli, ma'lum bir moyillik burchagi bilan moyil, ekvatorial), davr qiymati va Yer atrofidagi orbitaning tabiati (sinxron, geostatsionar) hal qiluvchi ahamiyatga ega. aloqa tizimi va o'z-o'zidan navbat loyihalashtirilayotgan tizimning vazifalari bilan belgilanadi.
Birinchi ishga tushirilgandan beri aloqa sun'iy yo'ldoshlari deyarli har doim tizimni tashkil qiladi. Yagona aloqa sun'iy yo'ldoshlari keng tarqalgan foydalanishda kamdan-kam qo'llaniladi.
Sun'iy yo'ldoshli aloqa tizimlarida past orbitali transport vositalari, yuqori elliptik sun'iy yo'ldoshlar va geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar qo'llaniladi.
Past orbitali sun'iy yo'ldoshlardan foydalangan holda aloqa tizimlari
Aloqa maqsadlarida birinchi bo'lib past orbitali sun'iy yo'ldoshlar ishlatilgan.
Bu, xususan, sun'iy yo'ldoshlarni past orbitalarga chiqarish osonroq va eng kam energiya sarfi bilan amalga oshirilishi bilan izohlanadi. Past orbitali aloqa sun'iy yo'ldoshlarining birinchi uchirilishi aloqa uchun sun'iy yo'ldoshlardan foydalanish imkoniyati va maqsadga muvofiqligini ko'rsatdi va faol releyning texnik tamoyillarining to'g'riligini tasdiqladi. Shu bilan birga, sun'iy yo'ldoshlarni past orbitalarda ishlatishning birinchi tajribasidan ma'lum bo'ldiki, ular sun'iy yo'ldosh aloqasi muammolarini etarlicha samarali hal qila olmaydi.
Hududlarni kengaytirish va SSS muddatini oshirish uchun tizimdagi sun'iy yo'ldoshlar sonini ko'paytirish yo'lini olish rejalashtirilgan edi. Biroq, tez orada ma'lum bo'ldiki, past orbitali sun'iy yo'ldoshlardagi ko'p sun'iy yo'ldoshli aloqa tizimi umumiy tizim sifatida ko'plab operatsion noqulayliklarga ega va foyda keltirmaydi.
Past orbitali aloqa tizimlarida sun'iy yo'ldoshlar bir-biriga nisbatan fazoda tasodifiy yoki tartibli joylashishi mumkin. Tasodifiy tartibga solish bilan ko'proq sun'iy yo'ldoshlar kerak bo'ladi, ammo ularning kosmosda tartibli joylashishi ma'lum bir nisbiy joylashuvni yaratish va saqlash uchun katta kuch talab qiladi. Bunday holda, sun'iy yo'ldoshlarning joylashishini doimiy ravishda kuzatib borish va parvoz paytida ularning evolyutsiyasi tufayli orbitalarni sozlash zarur.
Past orbitalarda SSS ning afzalliklari, yuqorida aytib o'tilganidek, ularni orbitaga chiqarishning nisbatan arzonligi va bortdagi oddiy uskunalarni o'z ichiga oladi. Kamchiliklarga kechayu kunduz uzluksiz aloqani ta'minlash qiyinligi va yer usti jihozlarining murakkabligi kiradi orqasida kuzatuv antenna qurilmalaridan foydalanish tufayli kosmik kemaning ishlash muddati qisqaradi.
Past orbitali sun'iy yo'ldoshlar ikki tomonlama uzluksiz aloqa talab etilmagan hollarda samarali bo'lishi mumkin (masalan, faqat davriy ma'lumotlarni uzatish kerak bo'lsa).
Yuqori elliptik orbitalarda sun'iy yo'ldoshlar bilan aloqa tizimlari
Past orbitalarda sun'iy yo'ldosh aloqa tizimiga xos bo'lgan kamchiliklardan qochish uchun orbitalarning balandligini oshirish kerak. Bunday orbitalarning ikkita mumkin bo'lgan varianti mavjud - yuqori dumaloq va yuqori elliptik. Ba'zi hollarda sun'iy yo'ldoshlarni yuqori elliptik orbitalarga chiqarish ma'lum afzalliklarga ega.
Orbital balandlik tufayli aloqa davomiyligi ortadi. Bundan tashqari, elliptik orbitaga ega sun'iy yo'ldoshlar uchun ma'lum bir zonada apogeyga yaqin joylashgan sun'iy yo'ldoshning ko'rish vaqtining uning orbital davriga nisbati sezilarli darajada oshishi sababli u yanada ortadi.
Osmon mexanikasi qonunlariga ko'ra (Keplerning ikkinchi qonuni) sun'iy yo'ldosh elliptik orbita bo'ylab harakatlansa, uning burchak tezligi kamroq bo'ladi, u Yer markazidan qanchalik uzoqroq bo'lsa. Boshqacha qilib aytganda, apogey mintaqasidagi sun'iy yo'ldosh perigey mintaqasiga qaraganda sezilarli darajada sekinroq harakat qiladi. Aloqa sun'iy yo'ldoshlari orbitalarining konstruktiv parametrlarini aniqlashda, tabiiyki, raketaning energiya xarakteristikalari, kosmodrom va qo'mondonlik-o'lchov majmuasining imkoniyatlari va sun'iy yo'ldoshning orbitaga chiqarilishi va uni boshqarishni belgilaydigan boshqa omillar. parvoz ham hisobga olinadi.
Elliptik orbitaga ega sun'iy yo'ldoshlarga, masalan, Amerika Telstar aloqa sun'iy yo'ldoshlari kiradi (perigey - taxminan 1 ming km, apogey - taxminan. 11 ming km).
Yuqori elliptik orbitaga ega sun'iy yo'ldoshlarning yaxshi namunasi Sovet Molniya tipidagi aloqa sun'iy yo'ldoshlaridir. Ushbu toifadagi sun'iy yo'ldoshlar uchun shimoliy yarim sharning apogeylari taxminan 40 ming km va perigeylari taxminan 500 km, nishablari 65 ° va orbital davri 12 soat bo'lgan orbita tanlangan.. Molniyaning orbital davri. 12 soatlik sinf sun'iy yo'ldoshi bir vaqtning o'zida Moskva va Moskva o'rtasida radio ko'rinishini ta'minlaydi Uzoq Sharq bir burilishda 8-9 soat davomida.
Sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlarining orbital tuzilishi (sun'iy yo'ldoshlar soni, ularning orbitalari va kosmosdagi nisbiy pozitsiyalari) ishonchlilik, uzluksizlik, aloqa diapazoni, yerosti stansiyalari ishlayotgan minimal ruxsat etilgan balandlik burchagi va boshqa omillar talablari bilan belgilanadi.
Geostatsionar yo'ldoshli tizimlar
Ko'pincha FES (statsionar yo'ldoshlar) deb ataladigan geostatsionar sun'iy yo'ldoshlar bilan sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlari tobora keng tarqalmoqda. Ular telefon va telegraf aloqalari, radio va televidenie eshittirishlari uchun ishlatiladi. Meteorologik maqsadlarda, Yerning tabiiy resurslarini o'rganish, yashash muhitini kuzatish va boshqa vazifalarni bajarish uchun murakkab turdagi geostatsionar kosmik kemalar yaratilmoqda.
Geostatsionar sun'iy yo'ldoshlarning eng muhim afzalligi - bu Yerning ko'plab nuqtalari uchun ulkan doimiy ko'rinish zonasini shakllantirish, keng hududlarni qamrab olish, uzoq masofalarda va ko'plab muxbirlar bilan aloqani tashkil qilish qobiliyatidir.
Geostatsionar orbitalarda sun'iy yo'ldoshlar bilan SSSning muhim afzalligi shundaki, ulardan foydalanish yerdagi kuzatuv va aloqa tizimlariga talablarni kamaytiradi, shu bilan birga bort antennalarining ko'rsatuvchi qurilmalari ham soddalashtirilgan yoki yo'q qilingan. Bir-biriga nisbatan 120 ° burchak ostida joylashgan uchta shunday sun'iy yo'ldoshlar yordamida global aloqa tizimini, ya'ni amalda butun Yerni qamrab oladigan tizimni yaratish mumkin.
Majoziy ma'noda 36 ming km balandlikka ko'tarilgan teleminoralar sifatida tasavvur qilish mumkin bo'lgan geostatsionar aloqa sun'iy yo'ldoshlari, asosan, mahalliy televidenie markazlari yordamisiz, to'g'ridan-to'g'ri abonent antennalariga to'g'ridan-to'g'ri uzatish imkonini beradi. Hozirgi vaqtda geostatsionar stantsiyadan chiqarilgan televizion signallarning quvvat darajasi oddiy, odatiy abonent antennasi tomonidan qabul qilish uchun hali ham etarli emas, shuning uchun guruh foydalanish uchun kichik maxsus antennalardan foydalanish kerak. Radioeshittirishga kelsak, qabul qilish juda kichik tashqi antennalar yordamida amalga oshirilishi mumkin.
Sun'iy yo'ldoshning shubhasiz afzalliklari haqida gapirganda, biz transport vositasini statsionar orbitaga chiqarish uni past yoki hatto yuqori elliptik orbitaga joylashtirishdan ko'ra qiyinroq ekanligini unutmasligimiz kerak. Geostatsionar orbitaga 1 kg foydali yukni yetkazib berish ancha qimmatga tushadi. Sun'iy yo'ldoshni ma'lum bir "tik" nuqtasida kerakli uzunlikda ushlab turish uchun mikromotorlar yordamida orbitani muntazam ravishda sozlash talab qilinadi va bu maqsadlar uchun sun'iy yo'ldosh bortida yoqilg'i zaxiralari talab qilinadi. Parvozni boshqarish yanada qiyinlashadi. Astronavtikaning rivojlanishi geostatsionar stansiyalarda sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlarini yaratish va ulardan foydalanish jarayonida yuzaga keladigan barcha qiyinchiliklarni tez va muvaffaqiyatli yengib o'tishga ishonish imkonini beradi.
“Kamalak”, “Ekran”, “Ufq” kabi sovet geostatsionar aloqa va telekoʻrsatuv yoʻldoshlari muvaffaqiyatli ishlamoqda.
Intelsat, Domsat (AQSh), Telesat (Kanada) va boshqalar kabi xorijiy aloqa sun'iy yo'ldoshlari ishlamoqda.
Ularning afzalliklariga qaramay, geostatsionar tizimlar hamma hollarda texnik va iqtisodiy jihatdan foydali emas. Muayyan sharoitlarda sun'iy yo'ldoshlarni yuqori elliptik orbitalarda ishlatish yanada oqilona bo'ladi, masalan, Molniya tipi.
VI . Xulosa
SSSning o'tkazuvchanligi, tizimlarning tabaqalanishi, ishonchliligi va samaradorligi doimiy ravishda o'sib bormoqda. Ko'p dasturli televidenie asta-sekin tobora ko'proq yangi hududlarni, shu jumladan Rossiyaning eng chekka burchaklarini qamrab oladi. Xalq xo'jaligining turli tarmoqlarini boshqarishda, ommaviy ta'lim tizimlarida, turli xil tabiat hodisalari haqida ogohlantirishda, aholini ta'minlashda SSSning ahamiyati oshdi. tibbiy yordam. Mobil sun'iy yo'ldosh aloqasi keng tarqaldi, bu mamlakatning deyarli har qanday hududida sun'iy yo'ldoshlar yordamida aloqani tez va amaliy tashkil qilish imkonini beradi.
Sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlarini qo'llash sohasida xalqaro hamkorlik sezilarli darajada kengaydi, Intersputnik va Statsionar tizimlari yanada rivojlandi, ularning butun dunyoning Intel-Sat, Inmarsat va boshqa SSS tizimlari bilan o'zaro ta'siri oshdi.
Millionlab odamlar kam quvvatli va juda kichik o'lchamdagi qabul qiluvchi va uzatuvchi qurilmalardan (mobil telefonlar) foydalangan holda dunyodagi istalgan abonent bilan individual muloqot qilish uchun SSS-dan bevosita foydalanish imkoniyatiga ega. "Elektron pochta" (Internet) uchun SSS dan foydalanish haqiqatdir. Shuningdek, sun'iy yo'ldoshlar yordamida dunyoning istalgan nuqtasida o'z manzilini alohida aniqlash mumkin. Taxminlarga ko'ra, foydalanuvchilarning ixtiyorida kichik tranzistor kabi kichik o'lchamli va arzon individual navigatsiya qurilmalari bo'ladi.
Har yili sun'iy yo'ldoshli aloqa tizimlari Yagona aloqa tizimining tobora muhim qismiga aylanadi, muhim element global aloqa tizimi. Ular mamlakatlar o‘rtasidagi aloqalar va o‘zaro tushunishni yaxshilashda hamon katta rol o‘ynamoqda va vaqt o‘tishi bilan bu rol yanada ortadi.
Bibliografiya:
1. SSSR Fanlar akademiyasi "Kosmos-Yer" Ed. "Fan", Moskva 1981 yil
2. Bolalar ensiklopediyasi, 2-jild. Ed. "RSFSR Pedagogika fanlari akademiyasi", Moskva 1962 yil.
3. Talyzin N.V. "Aloqa sun'iy yo'ldoshlari - Yer va Koinot", 1977 yil
To'liq matnli qidiruv:
Bosh sahifa > Annotatsiya >Astronomiya
Federal aloqa agentligi
Davlat ta'lim muassasasi
"Sibir davlat universiteti
Telekommunikatsiya va informatika”
Radioeshittirish va televideniye kafedrasi
ANTRACT
Telekommunikatsiya asoslari bo'yicha
Mavzu: "Sun'iy yo'ldosh radio aloqasi".
Tugallagan: 1-kurs talabasi
Leonov N.I.
Tekshiruvchi: Katunin G.P.
Novosibirsk - 2009 yil
1. Sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshlari tizimlar uchun takrorlovchi sifatida
aloqa …………………………………………………………………………………………………….3
2. SSSni qurish tamoyillari va xususiyatlari………………………………….7.
3. Texnologiya tendentsiyalari……………………………………………..………11
4. Kosmik stansiyalar…………………………………………………………………………………12
5. Yer stansiyalari……………………………………………………………………………….16
1. Sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshlari aloqa tizimlari uchun takroriy qurilmalar sifatida
Aloqa tizimlarining diapazoni va sig'imini oshirish vazifalari doimo ushbu texnologiya sohasidagi asosiy muammolar bo'lib kelgan. Afsuski, mos keladigan xususiyatlar, qoida tariqasida, muqobil bo'lib chiqadi: o'tkazuvchanlikni oshirish choralari diapazonning qisqarishiga olib keladi va aksincha. Xususan, o'tkazuvchanlikni oshirish tobora yuqori chastotali to'lqin diapazonlariga o'tishni talab qiladi, ularning signallari deyarli faqat ko'rish chizig'i masofalarida to'g'ridan-to'g'ri uzatilishi mumkin.Ushbu qarama-qarshilikni hal qilish vositasi sifatida Yer yuzasida etarlicha baland ko'tarilgan repetitorlar. foydalanish mumkin.
Astronavtikaning rivojlanishidagi yutuqlar bunday rele sifatida sun'iy yo'ldoshlardan foydalanish imkonini berdi. Ular Yerdan deyarli o'zboshimchalik bilan balandda joylashgan bo'lishi mumkinligi sababli, ularning xizmat ko'rsatish zonasi nafaqat alohida mamlakatlar yoki dengizlarni, balki butun qit'alar va okeanlarni ham qamrab olishi mumkin. Umumiy holda, sun'iy yo'ldoshlar elliptik orbitalar bo'ylab harakatlanadi, ularning markazlaridan birida Yerning markazi joylashgan. Sun'iy yo'ldosh yerdagi kuzatuvchiga nisbatan harakat qiladi va u bilan xizmat ko'rsatish zonasi qorong'i sirt bo'ylab harakatlanadi. Natijada, tizimdagi sun'iy yo'ldoshlar sonini ko'paytirish yoki kechayu kunduz aloqa ta'minlanmasligiga rozi bo'lish kerak.
Agar sun'iy yo'ldoshning orbitasi sun'iy yo'ldoshning Yer atrofida aylanish davri uning o'z o'qi atrofida aylanish davri (sinxron orbitalar) bilan oddiy nisbatda bo'ladigan tarzda tanlansa, vaziyatning yaxshilanishiga erishish mumkin. Bunday orbitalardan foydalanish mumkin bo'lgan aloqa seanslarining doimiy jadvaliga olib keladi, chunki har qanday erdagi kuzatuvchi uchun samoviy sferaning ma'lum bir nuqtasida vaqti-vaqti bilan, doimiy ravishda bir vaqtning o'zida releyli sun'iy yo'ldosh (SR) paydo bo'ladi.
Sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlarini yanada soddalashtirish, agar:
Sun'iy yo'ldoshning orbitasi aylana shaklida bo'lib, ekvator tekisligida yotadi;
Sun'iy yo'ldoshning orbital davri roppa-rosa bir kun. Bunday sun'iy yo'ldosh odatda har qanday erdagi kuzatuvchiga nisbatan harakatsiz qoladi. Tegishli orbita deyiladi geostasionar(GSO) va u bo'ylab harakatlanuvchi sun'iy yo'ldosh statsionar. GSO taxminan 42,3 ming km radiusga ega. Bu noyob va yagona, shuning uchun sun'iy yo'ldoshlarni joylashtirish BMTning hozirgi homiyligidagi Xalqaro elektr aloqa ittifoqi (XEI) boshchiligidagi mashhur tashkilotlar o'rtasida qat'iy nazorat qilinadi. Xuddi shu tashkilotga boshqa sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlarini ular o'rtasidagi o'zaro ta'sirni oqilona cheklash maqsadida xalqaro muvofiqlashtirish yuklangan.
Hozirgi vaqtda qo'llaniladigan CPlarning aksariyati statsionar bo'lsa-da, ular sezilarli kamchiliklardan xoli emas. Aynan shu sun'iy yo'ldoshlar tropik va subtropik mintaqalarga xizmat qilish uchun eng mos keladi. Yer yuzasidagi kuzatuvchi subsun’iy yo‘ldosh nuqtasidan meridian bo‘ylab Yer qutblariga o‘tganda statsionar kosmik kemaga (SC) yo‘nalishning balandlik burchagi pasayib, 82 kenglik (shimoliy yoki janubiy) uchun nolga yetadi. Sun'iy yo'ldosh meridianining qutblarga yaqinroq nuqtalari uchun sun'iy yo'ldoshning ko'rinishi umuman yo'q. Kuzatuvchi sun’iy yo‘ldosh osti meridianidan chetga chiqqanda statsionar kosmik kemaning geometrik ko‘rinish chegarasi ekvator tomon kamayishini tushunish oson. Bundan tashqari, past balandlik burchaklari bo'lgan yo'nalishlarda radio aloqalarining ishlashi, odatda, Yerdan aks ettirilgan signallarni qabul qilish va turli balandliklar, o'rmonlar, binolar yoki boshqa to'siqlarning ekranlash ta'siri tufayli katta darajada to'sqinlik qiladi. Shu sababli, statsionar sun'iy yo'ldoshlar janubiy qutb doiralarining shimoliy va janubidagi shimolda joylashgan hududlarga deyarli xizmat ko'rsata olmaydi. Ayni paytda, bu hududlar ko'pincha, masalan, Rossiya uchun katta qiziqish uyg'otadi. Hatto Shimoliy qutb hududi ham katta qiziqish uyg'otadi, birinchi navbatda, bir qator eng muhim aviakompaniyalarning eng foydali yo'nalishlari u orqali o'tadi.
SR orbitalari Yer yuzasidagi ma'lum hududlarga imtiyozli xizmat ko'rsatish uchun tanlanishi mumkin. Shunday qilib, Rossiyaga xizmat ko'rsatish uchun maxsus moslashtirilgan elliptik orbita taklif qilindi shimoliy hududlar sayyoramizdan. Ushbu orbitaning apogeyi shimoliy yarim shardan yuqorida, Yer yuzasidan taxminan 40 ming km masofada, perigey esa janubiy yarim shardan bir necha yuz kilometr balandlikda joylashgan. Orbital tekislik ekvatorga taxminan 65° ga qiyshaygan. Sun'iy yo'ldoshning bu orbitadagi orbital davri yarim sutkani tashkil etadi, shuning uchun u sinxron sun'iy yo'ldosh hisoblanadi. Kun davomida u ikkita inqilobni amalga oshiradi, birinchisi deyiladi asosiy, Sibir ustidan o'zining apogeyiga (geografik koordinatalari 63"5 ° N va 81 ° E bo'lgan nuqtada), ikkinchisi - konjugat - bir xil kenglikdagi nuqtada, lekin uzunlik bo'yicha 180 ° ga siljigan, ya'ni. 99° gʻarb (Kanada ustidan). Bu orbitaning parametrlari shunday tanlanganki, sun'iy yo'ldoshning sharq-g'arbiy yo'nalishda orbitaning apogeyga tutashgan qismida burchak harakati tezligi Yernikiga to'g'ri keladi. Bu holat orbitaning butun ish qismi bo'ylab taxminan qondiriladi (apogeyga yetgunga qadar uch-to'rt soatdan u o'tgandan keyin 3-4 soatgacha) va sun'iy yo'ldoshning sharqdagi Yerdagi biron bir kuzatuvchiga nisbatan harakat qilmasligini ta'minlaydi. g'arbiy yo'nalish.
Orbitaning ishchi qismida shimoliy-janubiy yo'nalishdagi harakat ham nisbatan kichikdir. Elliptik orbita Yerning shimoliy yarim shariga, shu jumladan Shimoliy qutb mintaqasiga juda katta balandlik burchaklarida xizmat ko'rsatadi. Uning kamchiligi - kun davomida aloqa uzluksizligini ta'minlash uchun uch yoki to'rtta sun'iy yo'ldoshli tizimdan foydalanish zarurati, bu tizimning kosmik segmenti narxini oshiradi; Shuningdek, er usti stansiyasida elliptik sun’iy yo‘ldoshlardan foydalanishda kosmik kemaning harakatini antenna orqali kuzatishni ta’minlash zarurligi ham ahamiyatlidir, bu ham tizimning yerga asoslangan kompleksi narxini oshiradi.
O'rni sun'iy yo'ldoshi (SR) aloqa tizimining er stantsiyalaridan (ES) signallarni qabul qilishi, ularni kuchaytirishi va ularni ko'zlar uchun mo'ljallangan ES ga qayta yuborishi kerak. Shunday qilib, CP signallarni uzatish uchun qabul qiluvchi va uzatuvchi uskunani o'z ichiga oladi.
SR uzatish-qabul qilish yo'lining oxirigacha daromadi juda katta bo'lishi kerakligi sababli, turli chastotalarda qabul qilish va uzatish kerak (aks holda yo'lning o'z-o'zidan qo'zg'alishining oldini olish mumkin bo'lmaydi). Shunday qilib, chastota konvertorlari ham o'rni yo'lining majburiy elementi hisoblanadi.
Radioeshittirish xizmati repetitorlarining o'ziga xos xususiyati shundaki, ular uchun asosiy narsa translyatsiya yo'li bo'lib, u orqali haqiqiy eshittirish amalga oshiriladi. Eshittirish CPlari, shuningdek, bortda taqdim etilgan eshittirish dasturlarini qabul qilish uchun ishlatiladigan qabul qiluvchi uskunalar bilan jihozlangan. Bortda dasturlarni etkazib berish uchun radio liniyasi chaqiriladi oziqlantiruvchi
O'rni sun'iy yo'ldoshi, har qanday faol kosmik kema kabi, ushbu qurilmaga nisbatan chaqirilgan o'rni yo'lidan tashqari, foydali yuk(PN), shuningdek, elektr ta'minoti tizimi, orientatsiya va stabilizatsiya tizimi, issiqlikni tartibga solish va boshqarish tizimi kabi bir qator yordamchi tizimlarni o'z ichiga oladi. Ikkinchisi telemetrik ma'lumotlarni ishlab chiqarish va uzatish tizimlarini o'z ichiga oladi. Kosmik kema minus foydali yuk deyiladi kosmik platforma(KP). Bunday platforma turli xil PNlar bilan birgalikda turli xil kosmik kemalarni yaratish uchun ishlatilishi mumkin.
Hozirgi vaqtda statsionar SR ko'pincha statsionar va radioeshittirish xizmatlarining foydasi uchun ishlatiladi. Bunday sun'iy yo'ldoshlar platformalarining tipik parametrlari:
5-7 kVtgacha quvvat manbai, foydali yukni quvvatlantirish uchun 1,5-2 kVt ajratilgan;
og'irligi taxminan 2-3 tonna, shu jumladan foydali yuk 0,5-0,8 g;
orientatsiya va barqarorlashtirishning aniqligi 0,1;
Faol mavjudlik davri 12-15 yil.
Hozirgi vaqtda standart kosmik kemalar bilan bir qatorda 500-800 kg massali (shu jumladan foydali yuk 100-200 kg) va quvvati 1,8-2,5 kVt bo'lgan kichik kosmik kemalardan (SSC) foydalanish statsionar kosmik kemalar manfaatlarida istiqbolli hisoblanadi. xizmat. Kichik kosmik kemalarning afzalligi guruh yoki bog'langan (standart kosmik kema bilan birgalikda) uchirilish imkoniyatidir, bu esa uchirish xarajatlarini sezilarli darajada kamaytiradi. Kichik kosmik kemalar boshqa SR allaqachon joylashgan nuqtalarda uchirilishi mumkin va ularda ishlaydigan magistrallarga kerakli qo'shimchani yoki muvaffaqiyatsiz bo'lgan magistrallarni almashtirishni ta'minlaydi. Ularda nisbatan kichik yoki kambag'al mamlakatlarning milliy sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlari ham qurilishi mumkin.
Foydalanuvchilar tarkibiga ko'ra SR xalqaro va milliyga bo'linadi. Eng mashhur xalqaro statsionar xizmat tashuvchilar Intelsat va Eutelsat hisoblanadi. Intersputnik xalqaro kompaniyasi ham katta resurslarga ega. Eutelsat CPlari, shuningdek, Evropa mamlakatlari tomonidan televizor eshittirish uchun eng ko'p ishlatiladigan kanallarni o'z ichiga oladi. Astra sun'iy yo'ldosh tizimi ushbu maqsadlar uchun maxsus qo'llaniladi.
Rossiyaning milliy statsionar sun'iy yo'ldosh xizmati tizimi hozirda Express tipidagi SR, shuningdek, turli xil modifikatsiyadagi Yamaldan foydalanmoqda.
2. SSSni qurish tamoyillari va xususiyatlari.
Orbitalarning turlari. Aloqa sun'iy yo'ldoshi aylana yoki elliptik orbitada bo'lishi mumkin. Shunga ko'ra, Yerning markazi aylana orbita markaziga yoki elliptik orbita fokuslaridan biri bilan mos keladi (1-rasm).
Burchak i orbital tekislik va ekvator tekisliklari o'rtasidagi moyillik deyiladi. Da i=0 orbita ekvatorial deb ataladi, qachon i=90° - qutbli, qolganlari - qiya. Dumaloq orbitalar nishabligi va Yer yuzasidan H 3 balandligi bilan farqlanadi. Elliptik orbitalar - apogey A va perigey P ning Yer yuzasidan qiyaligi va balandliklari. Apogey va perigeyni tutashtiruvchi chiziq apsidal chiziq deyiladi. Oyning, Quyoshning, sayyoralarning tortishish maydonlari, Yerning magnit maydoni, Yerning sferik emasligi va boshqa bezovta qiluvchi omillar vaqt o'tishi bilan orbital parametrlarning o'zgarishiga olib keladi. Nishabli elliptik orbitalar uchun bu o'zgarishlar minimal bo'ladi i=63,4°.
SSS ikki turdagi orbitalardan foydalanadi: yuqori elliptik turdagi "Molniya" va geostatsionar orbita. Birinchisi o'z nomini Sovet aloqa sun'iy yo'ldoshi Molniyadan oldi. Uning parametrlari: apogey balandligi taxminan 40 ming km, perigey balandligi taxminan 500 km, i≈63,4°. Orbitaning apogey nuqtasi shimoliy yarim sharda joylashgan. Sun'iy yo'ldoshning orbital davri 12 soat.Sun'iy yo'ldosh kuniga ikki marta aylanishni amalga oshiradi. Shuning uchun u har kuni Yerning bir xil hududlarida bir vaqtning o'zida ko'rinadi. Sun'iy yo'ldoshning aylanish davri Yer kunining ko'paytmasiga teng bo'lgan orbita subsinxron deyiladi. Keplerning ikkinchi qonuniga ko'ra, yuqori elliptik orbitaning apogey mintaqasida sun'iy yo'ldosh perigeyga qaraganda ancha sekinroq harakat qiladi. Aloqa seansi sun'iy yo'ldosh orbitaning apogeyga tutash qismi bo'ylab harakatlanayotganda amalga oshiriladi. U taxminan 8 soat davom etishi mumkin, chunki bu vaqt davomida Molniya orbitasidagi sun'iy yo'ldosh SSSRning butun hududida ko'rinadi. Orbitaga uchta sun'iy yo'ldoshni joylashtirish orqali aloqani kechayu kunduz ushlab turish mumkin. Ushbu sun'iy yo'ldoshlar sun'iy yo'ldoshga nisbatan harakatlanadi, shuning uchun ikkinchisi sun'iy yo'ldoshni kuzatuvchi harakatlanuvchi antennalarni o'rnatishi kerak.
Geostatsionar orbita(GO) ekvatorial aylana orbita bo'lib, uning uchun H 3 = 35786 km. Ushbu orbitada harakatlanuvchi sun'iy yo'ldosh deyiladi geostatsionar. U Yer bilan bir xil burchak tezligida aylanadi va shuning uchun Yerdagi kuzatuvchiga harakatsiz ko'rinadi. Yer yuzasida sunʼiy yoʻldosh zenitda joylashgan nuqta subsputnik deb ataladi. Geostatsionar sun'iy yo'ldosh uchun pastki yo'ldosh nuqtasining traektoriyasi ekvatordagi nuqtaga aylanadi. Bu nuqtaning uzunligi geostatsionar sun'iy yo'ldoshning o'rnini belgilaydi. Bunday sun'iy yo'ldosh orqali aloqa doimiy sun'iy yo'ldosh antennalari yordamida ta'minlanishi mumkin. Aslida, ko'pincha yuqorida sanab o'tilgan bezovta qiluvchi omillar tufayli sun'iy yo'ldoshning holatidagi nisbatan kichik tebranishlarni hisobga olish kerak. Ularning ta'siri ostida sun'iy yo'ldoshning pastki nuqtasi kunlik chastota bilan tebranishni boshlaydi. Bir muncha vaqt o'tgach, sun'iy yo'ldosh osti nuqtasining kuniga traektoriyasi shimoliy-janubiy yo'nalishda cho'zilgan, markazi ekvatorda joylashgan "sakkizinchi raqam" shaklini oladi. Bir yil ichida bu raqam sakkizning oralig'i taxminan ± 1 ° bo'ladi. Shu sababli, sun'iy yo'ldoshning orbitadagi holatini vaqti-vaqti bilan moslashtirish kerak.
Sun'iy yo'ldosh aloqalari ……………………………………………………………..4 1.1 Tarix sun'iy yo'ldosh aloqalar…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….4 1.2 Tashkilot sun'iy yo'ldosh magistral…………………………………………………………………………………..5 ... boʻyicha maʼmuriy konferentsiya radioaloqa(WARC-92), ...
Sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshi (AES) - kosmik samolyot, Yer atrofida geosentrik orbitada aylanadi. Yer atrofida orbitada harakat qilish uchun qurilma dastlabki qochish tezligiga teng yoki undan kattaroq boshlang'ich tezlikka ega bo'lishi kerak. AES parvozlari bir necha yuz ming kilometrgacha bo'lgan balandliklarda amalga oshiriladi. Sun'iy yo'ldoshning parvoz balandligining pastki chegarasi atmosferada tez tormozlanish jarayonini oldini olish zarurati bilan belgilanadi. Sun'iy yo'ldoshning orbital davri, o'rtacha parvoz balandligiga qarab, bir yarim soatdan bir necha yilgacha bo'lishi mumkin. Geostatsionar orbitadagi sun'iy yo'ldoshlar alohida ahamiyatga ega, ularning orbital davri qat'iy bir kunga teng va shuning uchun yerdagi kuzatuvchi uchun ular osmonda harakatsiz "osilib qoladi", bu esa antennalarda aylanadigan qurilmalardan xalos bo'lishga imkon beradi.
Xalqaro shartnomaga muvofiq, agar kosmik kema Yer atrofida kamida bir marta aylanishni amalga oshirgan bo'lsa, u sun'iy yo'ldosh deb ataladi. Aks holda, u ballistik traektoriya bo'ylab o'lchovlarni olib boradigan raketa zondi hisoblanadi va sun'iy yo'ldosh sifatida ro'yxatga olinmaydi. Sun'iy sun'iy yo'ldoshlar yordamida hal qilinadigan vazifalarga qarab, ular ilmiy va amaliy bo'linadi. Agar sun'iy yo'ldosh radio uzatgichlar, qandaydir o'lchash uskunalari, yorug'lik signallarini yuborish uchun chiroq lampalari va boshqalar bilan jihozlangan bo'lsa, u faol deyiladi. Passiv sunʼiy yoʻldoshlar odatda maʼlum ilmiy masalalarni yechishda yer yuzasidan kuzatishlar uchun moʻljallangan (diametri bir necha oʻn m ga yetadigan sharsimon sunʼiy yoʻldoshlar bunday sunʼiy yoʻldoshlar qatoriga kiradi). Tadqiqot sun'iy yo'ldoshlari Yerni, samoviy jismlarni va kosmosni o'rganish uchun ishlatiladi. Bularga, xususan, geofizik yoʻldoshlar (Qarang: Geofizik yoʻldosh), Geodezik yoʻldoshlar, orbital astronomik observatoriyalar va boshqalar kiradi. Amaliy sunʻiy yoʻldoshlar aloqa yoʻldoshlari, meteorologik yoʻldoshlar (Qarang: Meteorologik yoʻldosh), yer resurslarini oʻrganish uchun yoʻldoshlar (navigatsiya yoʻldoshlari, sun'iy yo'ldosh), texnik maqsadlardagi sun'iy yo'ldoshlar (kosmik sharoitlarning materiallarga ta'sirini o'rganish, bort tizimlarini sinash va sinovdan o'tkazish uchun) va boshqalar. Inson parvozi uchun mo'ljallangan AES boshqariladigan kosmik kema-sun'iy yo'ldoshlar deb ataladi. Ekvatorial orbitadagi ekvator tekisligiga yaqin yotuvchi sun’iy yo‘ldoshlar ekvatorial, Yer qutblari yonidan o‘tuvchi qutb (yoki subpolyar) orbitadagi yo‘ldoshlar qutbli deyiladi. Yer yuzasidan 35 860 km uzoqlikda aylana ekvator orbitasiga joylashtirilgan va Yerning aylanish yoʻnalishiga toʻgʻri keladigan yoʻnalishda harakatlanuvchi AES Yer yuzasining bir nuqtasida harakatsiz “osilib qoladi”; bunday sun'iy yo'ldoshlar statsionar deyiladi.
Birinchi sun'iy yo'ldosh "Sputnik".
Quyoshning maksimal faolligi davrida (1957-1958) IGY (Xalqaro geofizika yili) dasturi doirasida ishga tushirilgan. Sun'iy yo'ldoshning massasi 83,6 kg. Tana - shar dia. 0,58 m.Umr muddati 92 kun.
Hayvon bilan birinchi sun'iy yo'ldosh (Sputnik 2 Laika iti bilan).
Sun'iy yo'ldosh ajratilmadi va butun ikkinchi bosqichni - raketaning markaziy blokini ifodaladi. Yuk yuki massasi 503,8 kg Ishga tushirilgan sana 11/03/1957
Birinchi aloqa sun'iy yo'ldoshi - faol repetitor (Atlas-Skor)
Ingliz Atlas-Score, raketa nomidan "Atlas" va Signal Communcations Orbit Relay Experiment dan SCORE - orbitadan aloqa signallarini uzatish bo'yicha tajriba. Ishga tushirilgan sana 18.12.1958
Birinchi meteorologik sun'iy yo'ldosh "TIROS-1"
("TIROS", Television Infra-Red Observation Satellite so'zining qisqartmasi - bulut qoplamini tasvirlash va Yerning termal nurlanishini o'lchash uchun televizor va infraqizil uskunalarga ega kuzatuv sun'iy yo'ldoshi). Og'irligi 120 kg. Korpus - 18 qirrali prizma (balandligi 0,5 m, maksimal ko'ndalang o'lcham ~1 m) Ishga tushirilgan sana 04.01.1960
Birinchi Sovet razvedka yo'ldoshi (Zenit-2)
Rasmiy nomi "Kosmos-4". Vostok 2K CS asosida yaratilgan. Unda ilmiy asbob-uskunalar va fotoplyonkalarni Yerga qaytarish uchun tushish kapsulasi bor edi. Ishga tushirilgan sana 26.04.1962
20. Avtomatik sayyoralararo stansiyalar: ularni qo'llashning maqsad va vazifalari, amalga oshirish misollari.
Avtomatik sayyoralararo stansiya (AIS) - turli tayinlangan vazifalarni bajarish uchun sayyoralararo fazoda (geotsentrik orbitada emas) uchish uchun mo'ljallangan uchuvchisiz kosmik kema. Yerga yaqin sun'iy yo'ldoshlari bo'lgan bir necha o'nlab mamlakatlar mavjud bo'lsa-da, faqat bir nechta mamlakatlar sayyoralararo stansiyalarning murakkab texnologiyalarini o'zlashtirgan - SSSR/Rossiya, AQSh, Yevropa/ESA, Yaponiya, Xitoy, Hindiston. Shu bilan birga, faqat birinchi to'rttasi Mars, Venera va kometalarga, asteroidlarga - faqat AQSh, Evropa va Yaponiyaga, Merkuriy, Uran va Neptunga - faqat AQSh, Yupiter va Saturnga - AQSh, shundan ikkitasi ESA ishtirokida bo'lgan. Sayyoralararo parvozlarning katta xarajati va yuqori murakkabligi tufayli bu boradagi xalqaro loyihalar katta istiqbolga ega. Masalan, NASA, ESA, Roskosmos va JAXA hamkorligida Yupiter tizimini tadqiq qilish uchun yangi avlod zondi rejalashtirilgan. AWSlar odatda tadqiqot loyihalaridan tortib siyosiy namoyishlargacha bo'lgan turli maqsadlarga xizmat qilish uchun mo'ljallangan. Tadqiqot vazifalari uchun odatiy ob'ektlar boshqa sayyoralar, ularning tabiiy yo'ldoshlari, kometalar va boshqa ob'ektlardir. quyosh sistemasi. Bu odatda suratga olish va relyefni skanerlashni o'z ichiga oladi; magnit maydonning joriy parametrlari, nurlanish, harorat o'lchanadi; Kimyoviy tarkibi boshqa sayyora atmosferasi, tuproq va sayyora yaqinidagi kosmos; Sayyoraning seysmik xususiyatlari tekshiriladi. Yig'ilgan o'lchovlar vaqti-vaqti bilan radioaloqa orqali Yerga uzatiladi. Aksariyat AWSlar Yer bilan ikki tomonlama radioaloqaga ega, bu esa ularni masofadan boshqariladigan qurilmalar sifatida ishlatish imkonini beradi. IN bu daqiqa Radio diapazonidagi chastotalar ma'lumotlarni uzatish uchun kanal sifatida ishlatiladi. Sayyoralararo aloqa uchun lazerlardan foydalanish istiqbollari o‘rganilmoqda. Uzoq masofalar ma'lumotlar almashinuvida sezilarli kechikishlarni keltirib chiqaradi, shuning uchun AWS-larni avtomatlashtirish darajasini maksimal darajada oshirishga intiladi.
Oyning birinchi sun'iy yo'ldoshi (ISL "Luna-10")
Umri 56 kun, Oy atrofida 460 marta aylanishni amalga oshirdi, 31.03.1966 yilda ishga tushirildi, 04.03.1966 yilda Oy atrofidagi orbitaga chiqdi.
Marsning birinchi sun'iy yo'ldoshi ISM (Mariner-9)
Kosmik kemaning massasi 998 kg, shu jumladan. 450 kg KTDU, tortishish kuchi 1,3 kN. Marsning 7329 ta tasviri (0,1 m gacha ruxsat), uning sun'iy yo'ldoshlari Deimos va Phobos uzatildi. Tasvirlar asosida sayyora xaritasi tuzilib, 20-iyul kuni Marsga qo‘ngan “Viking-1” va “Viking-2” kosmik kemalarining qo‘nish modullari uchun qo‘nish joylari tanlab olindi. va 04.09. 1976 yil bir-biridan 6400 km masofada. 30.05.1971 yilda ishga tushirilgan; Mars atrofidagi orbitaga 1971 yil 11/14
Birinchi Sovet sun'iy yo'ldoshlar Mars ISM ("Mars-2", "Mars-3")
Kosmik kemaning massasi 4650 kg ni tashkil etdi, ularda orbital bo'linmalar va tushuvchi transport vositalari mavjud edi. ISM, ajralish, atmosferada tormozlash, kosmik kemaning Mars yuzasiga tushishi va yumshoq qo'nishidan so'ng, kosmik kemadan Yerga ma'lumotlarni uzatish uchun rele edi. IMSda Mars sirtini suratga olish uchun ilmiy asbob-uskunalar va turli fokus uzunliklariga ega ikkita foto-televidenie kameralari mavjud edi. 05/19 va 28/05/1971da ishga tushirilgan; 1971-yil 27-11- va 12.02.da Mars atrofidagi orbitaga chiqish
Veneraning birinchi sun'iy yo'ldoshlari (WIS) (Venera-9, Venera-10).
06/08 va 06/14/1975 da ishga tushirilgan; Venera orbitasiga 1975-yil 10-22 va 25-10-yillarda kiritilishi.
Saturnning birinchi sun'iy yo'ldoshi Kassini.
Loyiha byudjeti 3 milliard dollardan oshadi.Ushbu qurilma yordamida Saturnning ko‘plab yangi sun’iy yo‘ldoshlari topildi, sayyoraning o‘zi va uning sun’iy yo‘ldoshlarining noyob fotosuratlari olindi. Kassini uchirilganda massasi 5710 kg, shu jumladan 320 kg Gyuygens, 336 kg ilmiy asboblar va 3130 kg yoqilg'i edi. Stansiya o'lchamlari balandligi 6,7 m va kengligi 4 m. Uchirish sanasi 15.10.1997 yil, Saturn orbitasiga 30.06.2004 Merkuriyning birinchi sun'iy sun'iy yo'ldoshi "Messenger" "Messenger" deb tarjima qilingan - MERcury Surface, Space Environment, GEochemistry va Ranging the Saturn Launchite - MESSENG massivining qisqartmasi. taxminan 1100 kg, deyarli 600 kg (umumiy massaning yarmidan ko'pi) yoqilg'i hisoblanadi. Qurilmaning korpusi kompozitsion grafit materialidan tayyorlangan va o'lchamlari 1,42 × 1,85 × 1,27 m.Quvvat 450 kVt Ishga tushirilgan sana 17.03.2011 orbital kirish 18.03.2011.
x
x
(sun'iy yo'ldosh)
Yer atrofida orbitaga chiqarilgan va ilmiy va amaliy muammolarni hal qilish uchun mo'ljallangan kosmik kema. Inson tomonidan yaratilgan birinchi sun'iy samoviy jismga aylangan birinchi sun'iy yo'ldoshning uchirilishi SSSRda 1957 yil 4 oktyabrda amalga oshirildi va raketa, elektronika, avtomatik boshqaruv, kompyuter texnologiyalari, samoviy jismlar sohasidagi yutuqlar natijasi bo'ldi. mexanika va fan va texnikaning boshqa sohalari. Ushbu sun'iy yo'ldosh yordamida birinchi marta atmosferaning yuqori qatlamining zichligi o'lchandi (uning orbitasidagi o'zgarishlar bo'yicha), ionosferada radio signallarining tarqalish xususiyatlari o'rganildi, nazariy hisoblar va uchirish bilan bog'liq asosiy texnik echimlar. sun'iy yo'ldosh orbitaga sinovdan o'tkazildi. 1958 yil 1 fevralda birinchi Amerika sun'iy yo'ldoshi "Explorer-1" orbitaga chiqarildi va birozdan keyin boshqa davlatlar ham mustaqil sun'iy yo'ldoshlarini uchirdilar: 1965 yil 26 noyabr - Frantsiya (A-1 sun'iy yo'ldoshi), 1967 yil 29 noyabr - Avstraliya (VRSAT-1). 1"), 1970 yil 11 fevral - Yaponiya ("Osumi"), 1970 yil 24 aprel - Xitoy ("Xitoy-1"), 1971 yil 28 oktyabr - Buyuk Britaniya ("Prospero"). Kanada, Frantsiya, Italiya, Buyuk Britaniya va boshqa mamlakatlarda ishlab chiqarilgan ba'zi sun'iy yo'ldoshlar (1962 yildan) Amerika raketalari yordamida uchirilgan. Kosmik tadqiqotlar amaliyotida u keng tarqaldi xalqaro hamkorlik. Shunday qilib, sotsialistik mamlakatlarning ilmiy-texnikaviy hamkorligi doirasida bir qancha sun’iy yo‘ldoshlar uchirildi. Ulardan birinchisi Interkosmos-1 orbitaga 1969 yil 14 oktyabrda chiqarilgan. Hammasi bo'lib 1973 yilga kelib 1300 dan ortiq har xil turdagi sun'iy yo'ldoshlar, shu jumladan 600 ga yaqin sovet va 700 dan ortiq Amerika va boshqa mamlakatlar, shu jumladan boshqariladiganlar ham uchirildi. kosmik kemalar-ekipaj bilan sun'iy yo'ldoshlar va orbital stansiyalar.
Umumiy ma'lumot sun'iy yo'ldoshlar haqida. Xalqaro shartnomaga muvofiq, agar kosmik kema Yer atrofida kamida bir marta aylanishni amalga oshirgan bo'lsa, u sun'iy yo'ldosh deb ataladi. Aks holda, u ballistik traektoriya bo'ylab o'lchovlarni olib boradigan raketa zondi hisoblanadi va sun'iy yo'ldosh sifatida ro'yxatga olinmaydi. Sun'iy sun'iy yo'ldoshlar yordamida hal qilinadigan vazifalarga qarab, ular ilmiy va amaliy bo'linadi. Agar sun'iy yo'ldosh radio uzatgichlar, qandaydir o'lchash uskunalari, yorug'lik signallarini yuborish uchun chiroq lampalari va boshqalar bilan jihozlangan bo'lsa, u faol deyiladi. Passiv sun'iy yo'ldoshlar odatda ma'lum ilmiy muammolarni hal qilishda er yuzasidan kuzatishlar uchun mo'ljallangan (bunday sun'iy yo'ldoshlarga diametri bir necha o'nlab toifadagi shar sun'iy yo'ldoshlari kiradi. m). Tadqiqot sun'iy yo'ldoshlari Yerni, samoviy jismlarni va kosmosni o'rganish uchun ishlatiladi. Bularga, xususan, geofizik yo'ldoshlar (Qarang), orbital astronomik rasadxonalar va boshqalar kiradi. Amaliy sun'iy yo'ldoshlarga meteorologik yo'ldoshlar (Qarang), yer resurslarini o'rganish uchun sun'iy yo'ldoshlar, navigatsiya yo'ldoshlari (Qarang), texnik maqsadlardagi sun'iy yo'ldoshlar (Qarang). kosmik sharoitlarning materiallarga ta'siri, bort tizimlarini sinash va sinash uchun) va boshqalar. Inson parvozi uchun mo'ljallangan AES boshqariladigan sun'iy yo'ldoshlar deb ataladi. Ekvatorial orbitadagi ekvator tekisligiga yaqin yotuvchi sun’iy yo‘ldoshlar ekvatorial, Yer qutblari yonidan o‘tuvchi qutb (yoki subpolyar) orbitadagi yo‘ldoshlar qutbli deyiladi. Sun'iy yo'ldoshlar dumaloq ekvator orbitasiga 35860 masofada uchirildi km Yer yuzasidan va Yerning aylanish yo'nalishiga to'g'ri keladigan yo'nalishda harakatlanayotganda, Yer yuzasida bir nuqtada harakatsiz "osilib qoladi"; bunday sun'iy yo'ldoshlar statsionar deyiladi. Orbitaga uchirilganda sun'iy yo'ldoshdan ajratilgan raketalarning oxirgi bosqichlari, burun pardasi va boshqa ba'zi qismlari ikkilamchi orbital ob'ektlarni ifodalaydi; ular odatda sun'iy yo'ldoshlar deb nomlanmaydi, garchi ular Yer atrofida aylanadi va ba'zi hollarda ilmiy maqsadlarda kuzatish ob'ekti bo'lib xizmat qiladi.
doirasida kosmik ob'ektlarni (sun'iy yo'ldoshlar, kosmik zondlar (Qarang) va boshqalar) ro'yxatga olishning xalqaro tizimiga muvofiq. xalqaro tashkilot 1957-1962 yillardagi COSPAR kosmik ob'ektlari uchirish yili bo'yicha ma'lum bir yildagi uchirilish seriya raqamiga mos keladigan yunon alifbosi harfi va arab raqami - orbital ob'ektning soniga qarab belgilandi. uning yorqinligi yoki ilmiy ahamiyatga egalik darajasi. Shunday qilib, 1957a2 - 1957 yilda uchirilgan birinchi Sovet sun'iy yo'ldoshining belgisi; 1957a1 - ushbu sun'iy yo'ldoshning uchish apparatining so'nggi bosqichini belgilash (tashuvchi raketa yorqinroq edi). 1963 yil 1 yanvardan boshlab uchirilishlar soni ko'payganligi sababli, kosmik ob'ektlar uchirilgan yili, ma'lum bir yildagi uchirilgan seriya raqami va lotin alifbosining bosh harfi bilan belgilana boshladi (ba'zan ular bilan almashtiriladi). seriya raqami). Shunday qilib, Interkosmos-1 sun'iy yo'ldoshi quyidagi nomga ega: 1969 88A yoki 1969 088 01. B milliy dasturlar kosmik tadqiqotlar, sun'iy yo'ldoshlar seriyalari ko'pincha o'z nomlariga ega: "Kosmos" (SSSR), "Explorer" (AQSh), "Diadem" (Fransiya) va boshqalar. Chet elda "sun'iy yo'ldosh" so'zi 1969 yilgacha faqat unga nisbatan ishlatilgan. Sovet sun'iy yo'ldoshlari. 1968-69 yillarda xalqaro ko'p tilli astronavtika lug'atini tayyorlash jarayonida kelishuvga erishildi, unga ko'ra "sun'iy yo'ldosh" atamasi har qanday mamlakatda uchirilgan sun'iy yo'ldoshlarga nisbatan qo'llaniladi.
Sun'iy yo'ldoshlar yordamida hal qilinadigan ilmiy va amaliy muammolarning xilma-xilligiga ko'ra, sun'iy yo'ldoshlar turli o'lchamlarga, og'irliklarga, dizayn konstruktsiyalariga va bort jihozlarining tarkibiga ega bo'lishi mumkin. Masalan, eng kichik sun'iy yo'ldoshning massasi (EPC seriyasidan) atigi 0,7 ni tashkil qiladi kg; Sovet sun'iy yo'ldoshi "Proton-4" taxminan 17 massaga ega edi T. "Salyut" orbital stansiyasining massasi "Soyuz" kemasi bilan 25 dan oshdi. T. Sun'iy sun'iy yo'ldosh tomonidan orbitaga chiqarilgan eng katta foydali yuk massasi taxminan 135 ni tashkil etdi T(tashuvchining oxirgi bosqichiga ega Amerikaning Apollon kosmik kemasi). Avtomatik sun'iy yo'ldoshlar (tadqiqot va amaliy) mavjud bo'lib, ularda barcha asboblar va tizimlarning ishlashi Yerdan yoki bort dasturiy ta'minot qurilmasidan, boshqariladigan sun'iy yo'ldoshlardan va ekipaj bilan orbital stantsiyalardan keladigan buyruqlar bilan boshqariladi.
Ba'zi ilmiy va amaliy muammolarni hal qilish uchun sun'iy yo'ldosh fazoda ma'lum bir tarzda yo'naltirilgan bo'lishi kerak va yo'nalish turi asosan sun'iy yo'ldoshning maqsadi yoki unga o'rnatilgan uskunaning xususiyatlari bilan belgilanadi. Shunday qilib, Yer yuzasi va atmosferasidagi ob'ektlarni kuzatish uchun mo'ljallangan sun'iy yo'ldoshlar orbital yo'nalishga ega bo'lib, unda o'qlardan biri doimiy ravishda vertikal yo'naltiriladi; Astronomik tadqiqotlar uchun sun'iy yo'ldoshlar samoviy jismlarga yo'naltirilgan: yulduzlar, Quyosh. Yerdan kelgan buyruq yoki ma'lum bir dasturga ko'ra, yo'nalish o'zgarishi mumkin. Ba'zi hollarda, butun sun'iy yo'ldosh emas, balki faqat uning alohida elementlari, masalan, yuqori yo'nalishli antennalar - yer nuqtalari tomon, quyosh panellari - Quyosh tomon yo'naltirilgan. Sun'iy yo'ldoshning ma'lum bir o'qining yo'nalishi fazoda o'zgarmasligi uchun unga shu o'q atrofida aylanish berilgan. Orientatsiya uchun gravitatsion, aerodinamik va magnit tizimlar - passiv orientatsiya tizimlari deb ataladigan tizimlar va reaktiv yoki inertial boshqaruv elementlari bilan jihozlangan tizimlar (odatda murakkab sun'iy yo'ldoshlar va kosmik kemalarda) - faol yo'naltirish tizimlari qo'llaniladi. Manevr qilish, traektoriyani to'g'rilash yoki orbitadan chiqish uchun reaktiv dvigatellarga ega AES harakatni boshqarish tizimlari bilan jihozlangan, ularning ajralmas qismi munosabatni boshqarish tizimidir.
Aksariyat sun'iy yo'ldoshlarning bort jihozlari uchun quvvat manbai quyosh panellari tomonidan ta'minlanadi, ularning panellari quyosh nurlari yo'nalishiga perpendikulyar yo'naltirilgan yoki ularning ba'zilari Quyosh tomonidan har qanday holatda yoritilishi uchun joylashtirilgan. sun'iy yo'ldosh (ko'p yo'nalishli quyosh panellari deb ataladigan). Quyosh panellari bort uskunasining uzoq muddatli ishlashini ta'minlash (bir necha yilgacha). Cheklangan ishlash muddatlari uchun mo'ljallangan AES (2-3 haftagacha) elektrokimyoviy oqim manbalaridan - batareyalar, yonilg'i xujayralari ishlatiladi. Ba'zi sun'iy yo'ldoshlar bortida elektr energiyasining izotop generatorlari mavjud. Sun'iy yo'ldoshlarning bort jihozlarining ishlashi uchun zarur bo'lgan issiqlik rejimi issiqlik nazorat qilish tizimlari tomonidan ta'minlanadi.
Sun'iy sun'iy yo'ldoshlarda, ularning jihozlaridan sezilarli darajada issiqlik hosil bo'lishi bilan ajralib turadigan va kosmik kemalarda suyuqlik issiqlik uzatish sxemasiga ega tizimlar qo'llaniladi; kam issiqlik hosil bo'lgan sun'iy yo'ldoshlarda uskunalar ba'zi hollarda issiqlik regulyatsiyasining passiv vositalari bilan chegaralanadi (tegishli optik koeffitsientga ega tashqi sirtni tanlash, alohida elementlarning issiqlik izolatsiyasi).
Ilmiy va boshqa ma'lumotlarni sun'iy yo'ldoshlardan Yerga uzatish radiotelemetriya tizimlaridan foydalangan holda amalga oshiriladi (ko'pincha sun'iy yo'ldosh parvozi davrida er usti nuqtalarining radio ko'rinish zonalaridan tashqarida ma'lumotlarni yozib olish uchun bortda saqlash moslamalari mavjud).
Boshqariladigan sun'iy yo'ldoshlar va ba'zi avtomatik sun'iy yo'ldoshlar ekipajni, alohida asboblarni, filmlarni va eksperimental hayvonlarni Yerga qaytarish uchun tushish vositalariga ega.
Sun'iy yo'ldoshlarning harakati. AES orbitaga avtomatik boshqariladigan ko'p bosqichli raketalar yordamida chiqariladi, ular reaktiv dvigatellar tomonidan ishlab chiqilgan surish tufayli uchirishdan kosmosning ma'lum bir hisoblangan nuqtasiga o'tadi. Sun'iy sun'iy yo'ldoshni orbitaga chiqarish traektoriyasi yoki raketa harakatining faol qismi deb ataladigan bu yo'l odatda bir necha yuzdan ikki mingdan uch ming km gacha o'zgarib turadi. km. Raketa ishga tushadi, vertikal yuqoriga qarab harakatlanadi va er atmosferasining eng zich qatlamlaridan nisbatan past tezlikda o'tadi (bu atmosfera qarshiligini engish uchun energiya xarajatlarini kamaytiradi). Raketa ko'tarilganda, u asta-sekin aylanib, uning harakat yo'nalishi gorizontalga yaqinlashadi. Ushbu deyarli gorizontal segmentda raketaning zarbasi Yerning tortishish kuchlari va atmosfera qarshiligining tormozlash ta'sirini bartaraf etishga emas, balki asosan tezlikni oshirishga sarflanadi. Raketa faol uchastkaning oxirida dizayn tezligiga (kattaligi va yo'nalishi bo'yicha) etib kelganidan so'ng, reaktiv dvigatellarning ishlashi to'xtaydi; Bu sun'iy yo'ldoshni orbitaga chiqarish nuqtasi deb ataladi. Raketaning oxirgi bosqichini olib yurgan uchirilgan kosmik kema undan avtomatik ravishda ajralib chiqadi va Yerga nisbatan ma'lum bir orbita bo'ylab harakatini boshlaydi, sun'iy samoviy jismga aylanadi. Uning harakati passiv kuchlarga (Yerning tortishish kuchi, shuningdek, Oy, Quyosh va boshqa sayyoralar, Yer atmosferasining qarshiligi va boshqalar) va agar kosmik kemada maxsus reaktiv dvigatellar o'rnatilgan bo'lsa, faol (boshqaruvchi) kuchlarga bo'ysunadi. Sun'iy yo'ldoshning Yerga nisbatan boshlang'ich orbitasining turi to'liq harakatning faol fazasi oxiridagi joylashuvi va tezligiga bog'liq (hozirgi vaqtda sun'iy yo'ldosh orbitaga kiradi) va osmon mexanikasi usullari yordamida matematik tarzda hisoblanadi. Agar bu tezlik birinchi qochish tezligiga teng yoki undan oshsa (lekin 1,4 martadan ko'p bo'lmasa) (Qarang) (taxminan 8). km/sek Yer yuzasiga yaqin) va uning yo'nalishi gorizontaldan unchalik farq qilmaydi, keyin kosmik kema Yer sun'iy yo'ldoshi orbitasiga kiradi. Bu holda sun'iy yo'ldosh orbitaga chiqadigan nuqta orbitaning perigei yaqinida joylashgan. Orbitaga kirish orbitaning boshqa nuqtalarida, masalan, apogey yaqinida ham mumkin, ammo bu holda sun'iy yo'ldoshning orbitasi ishga tushirish nuqtasi ostida joylashganligi sababli, uchirish nuqtasining o'zi juda baland va tezlik oxirida joylashgan bo'lishi kerak. faol segment aylanadan bir oz kamroq bo'lishi kerak.
Birinchi taxminga ko'ra, sun'iy yo'ldoshning orbitasi kosmosda doimiy pozitsiyani saqlab, Yerning markazida (muayyan holatda, aylana) joylashgan ellipsdir. Bunday orbitadagi harakat bezovtalanmagan deb ataladi va Nyuton qonuniga ko'ra Yer sharsimon zichlik taqsimotiga ega bo'lgan shar shaklida tortadi va sun'iy yo'ldoshga faqat Yerning tortishish kuchi ta'sir qiladi, degan taxminlarga mos keladi.
Yer atmosferasining qarshiligi, yerning siqilishi, bosim kabi omillar quyosh radiatsiyasi, Oy va Quyoshning tortishishi, bezovtalanmagan harakatdan og'ishlarning sababidir. Ushbu og'ishlarni o'rganish Yer atmosferasi va Yerning tortishish maydonining xususiyatlari haqida yangi ma'lumotlarni olish imkonini beradi. Atmosfera qarshiligi tufayli sun'iy yo'ldoshlar bir necha yuz balandlikda perigey bilan orbitalarda harakatlanadi. km, asta-sekin kamayadi va 120-130 balandlikda atmosferaning nisbatan zich qatlamlariga tushadi. km va pastda, ular qulab tushadi va yonadi; shuning uchun ular cheklangan umrga ega. Misol uchun, birinchi Sovet sun'iy yo'ldoshi orbitaga chiqqanda, u taxminan 228 balandlikda edi km Yer yuzasidan yuqorida va taxminan 7,97 ga yaqin gorizontal tezlikka ega edi km/sek. Uning elliptik orbitasining yarim katta o'qi (ya'ni, Yer markazidan o'rtacha masofa) taxminan 6950 edi. km, davr 96.17 min, orbitaning eng kichik va eng uzoq nuqtalari (perigey va apogey) taxminan 228 va 947 balandliklarda joylashgan edi. km mos ravishda. Sun'iy yo'ldosh 1958 yil 4 yanvargacha mavjud bo'lib, u orbitasidagi buzilishlar tufayli atmosferaning zich qatlamlariga kirgan.
Sun'iy yo'ldosh raketaning kuchaytiruvchi bosqichidan so'ng darhol uchiriladigan orbita ba'zan faqat oraliq bo'ladi. Bunday holda, sun'iy yo'ldosh bortida Yerdan berilgan buyruq bilan ma'lum daqiqalarda qisqa vaqt ichida yoqiladigan reaktiv dvigatellar mavjud bo'lib, sun'iy yo'ldoshga qo'shimcha tezlikni beradi. Natijada sun'iy yo'ldosh boshqa orbitaga o'tadi. Avtomatik sayyoralararo stansiyalar odatda birinchi navbatda Yer sun`iy yo'ldoshi orbitasiga chiqariladi, so'ngra to'g'ridan-to'g'ri Oyga yoki sayyoralarga parvoz yo'liga o'tkaziladi.
Sun'iy yo'ldosh kuzatuvlari. Sun'iy yo'ldoshlar va ikkilamchi orbital ob'ektlarning harakatini nazorat qilish ularni maxsus yerosti stansiyalaridan kuzatish orqali amalga oshiriladi. Bunday kuzatishlar natijalariga ko'ra, sun'iy yo'ldosh orbitalarining elementlari tozalanadi va kelgusi kuzatishlar uchun, shu jumladan turli ilmiy va amaliy muammolarni hal qilish uchun efemerlar hisoblab chiqiladi. Amaldagi kuzatuv uskunalariga ko'ra sun'iy yo'ldoshlar optik, radio va lazerga bo'linadi; ularning yakuniy maqsadiga ko'ra - pozitsion (sun'iy yo'ldoshlarda yo'nalishlarni aniqlash) va masofani aniqlash kuzatuvlari, burchak va fazoviy tezlikni o'lchash.
Eng oddiy pozitsion kuzatuvlar vizual (optik) bo'lib, vizual optik asboblar yordamida amalga oshiriladi va sun'iy yo'ldoshning samoviy koordinatalarini bir necha daqiqa yoy aniqligi bilan aniqlash imkonini beradi. Ilmiy muammolarni hal qilish uchun fotografik kuzatuvlar sun'iy yo'ldosh kameralari yordamida amalga oshiriladi (Qarang), holatida 1-2 "" va 0,001 gacha aniqlash aniqligini ta'minlaydi. sek vaqt bo'yicha. Optik kuzatishlar faqat sun'iy yo'ldosh quyosh nuri bilan yoritilganda (impulsli yorug'lik manbalari bilan jihozlangan geodezik sun'iy yo'ldoshlar bundan mustasno; ular yer soyasida ham kuzatilishi mumkin), stansiya ustidagi osmon etarlicha qorong'i va ob-havo qulay bo'lganda mumkin. kuzatishlar. Ushbu shartlar optik kuzatuvlar imkoniyatini sezilarli darajada cheklaydi. Bunday sharoitlarga kamroq bog'liq bo'lib, sun'iy yo'ldoshlarni kuzatishning radiotexnik usullari bo'lib, ularda o'rnatilgan maxsus radiotizimlarning ishlashi paytida sun'iy yo'ldoshlarni kuzatishning asosiy usullari hisoblanadi. Bunday kuzatishlar sun'iy yo'ldoshning bort radiouzatgichlari tomonidan yaratilgan yoki Yerdan yuborilgan va sun'iy yo'ldosh orqali uzatiladigan radio signallarni qabul qilish va tahlil qilishni o'z ichiga oladi. Bir nechta (kamida uchta) intervalgacha antennalarda qabul qilingan signallarning fazalarini taqqoslash sun'iy yo'ldoshning samoviy sferadagi o'rnini aniqlash imkonini beradi. Bunday kuzatuvlarning aniqligi pozitsiyada taxminan 3 dyuym va taxminan 0,001 ni tashkil qiladi sek vaqt bo'yicha. Radio signallarining Doppler chastotasining siljishini (qarang) o'lchash sun'iy yo'ldoshning nisbiy tezligini, kuzatilgan o'tish paytida unga minimal masofani va sun'iy yo'ldosh shu masofada bo'lgan vaqtni aniqlash imkonini beradi; bir vaqtning o'zida uchta nuqtadan olib borilgan kuzatishlar hisoblash imkonini beradi burchak tezliklari sun'iy yo'ldosh
Masofani aniqlash kuzatuvlari Yerdan radio signalni yuborish va sun'iy yo'ldoshning bortdagi radio javob beruvchisi tomonidan qayta uzatilgandan so'ng uni qabul qilish o'rtasidagi vaqt oralig'ini o'lchash yo'li bilan amalga oshiriladi. Sun'iy yo'ldoshlargacha bo'lgan masofalarning eng aniq o'lchovlari lazerli masofa o'lchagichlar tomonidan ta'minlanadi (aniqlik 1-2 gacha). m va undan yuqori). Passiv kosmik ob'ektlarni radiotexnikaviy kuzatishlar uchun radar tizimlari qo'llaniladi.
Tadqiqot sun'iy yo'ldoshlari. Sun'iy yo'ldosh bortida o'rnatilgan uskunalar, shuningdek, yerosti stansiyalaridan sun'iy yo'ldosh kuzatuvlari turli xil geofizik, astronomik, geodezik va boshqa tadqiqotlarni o'tkazish imkonini beradi. Bunday sun'iy yo'ldoshlarning orbitalari har xil - 200-300 balandlikdagi deyarli aylana shaklidan. km apogey balandligi 500 minggacha bo'lgan cho'zilgan elliptiklarga. km. Ilk sovet sun’iy yo‘ldoshlari, “”, “”, “” seriyali sovet sun’iy yo‘ldoshlari, Avangard, Explorer, OGO, OSO, OAO seriyali Amerika sun’iy yo‘ldoshlari (orbital geofizik, quyosh, astronomik observatoriyalar); Ingliz sun'iy yo'ldoshi "Ariel", fransuz sun'iy yo'ldoshi "Diadem" va boshqalar. Tadqiqot sun'iy yo'ldoshlari barcha uchirilgan sun'iy yo'ldoshlarning yarmini tashkil qiladi.
Sun'iy yo'ldoshlarga o'rnatilgan ilmiy asboblar yordamida atmosferaning yuqori qatlamining neytral va ionli tarkibi, uning bosimi va harorati, shuningdek, ushbu parametrlarning o'zgarishi o'rganiladi. Ionosferadagi elektron kontsentratsiyasi va uning o'zgarishi ham bort uskunasi yordamida, ham bortdagi radiomayoqlardan radio signallarining ionosfera orqali o'tishini kuzatish orqali o'rganiladi. Ionozodlar yordamida ionosferaning yuqori qismining tuzilishi (elektron zichligining asosiy maksimalidan yuqori) va elektron zichligining geomagnit kenglik, kun vaqti va boshqalarga bog'liq o'zgarishi batafsil o'rganildi.Sputniklar yordamida olingan atmosfera tadqiqotlarining barcha natijalari. atmosfera jarayonlarining mexanizmlarini tushunish va radioaloqa prognozi, atmosferaning yuqori qatlamining holatini bashorat qilish kabi amaliy masalalarni hal qilish uchun muhim va ishonchli eksperimental materialdir.
Sun'iy yo'ldoshlar yordamida ular topiladi va o'rganiladi. Kosmik zondlar bilan bir qatorda, sun'iy yo'ldoshlar Yer magnitosferasining tuzilishini (Qarang) va uning atrofidagi quyosh shamoli oqimining tabiatini, shuningdek, quyosh shamolining o'ziga xos xususiyatlarini (qarang) (oqim zichligi va zarrachalar energiyasi, "muzlatilgan" magnit maydonning kattaligi va tabiati) va boshqalar quyosh radiatsiyasi - er osti kuzatuvlari - ultrabinafsha va rentgen nurlari, bu quyosh-yer aloqalarini tushunish nuqtai nazaridan katta qiziqish uyg'otadi. Ba'zi amaliy sun'iy yo'ldoshlar ilmiy tadqiqotlar uchun qimmatli ma'lumotlarni ham beradi. Shunday qilib, meteorologik sun'iy yo'ldoshlarda olib borilgan kuzatishlar natijalari turli geofizik tadqiqotlar uchun keng qo'llaniladi.
Sun'iy yo'ldosh kuzatuvlari natijalari sun'iy yo'ldosh orbitalaridagi buzilishlarni, yuqori atmosfera zichligidagi o'zgarishlarni (Quyosh faolligining turli ko'rinishlari tufayli), atmosfera aylanish qonunlarini, Yerning tortishish maydonining tuzilishini va boshqalarni yuqori aniqlik bilan aniqlash imkonini beradi. Sun'iy yo'ldosh geodeziya usullaridan foydalangan holda (qarang) sun'iy yo'ldoshlarni (bir vaqtning o'zida bir nechta stantsiyalardan) maxsus tashkil etilgan pozitsion va masofani aniqlash sinxron kuzatuvlari minglab millar uzoqlikdagi nuqtalarni geodezik ma'lumot olish imkonini beradi. km bir-biridan, qit'alarning harakatini o'rganish va hokazo.
Amaliy sun'iy yo'ldoshlar. Amaliy sun'iy yo'ldoshlarga ma'lum texnik, iqtisodiy va harbiy muammolarni hal qilish uchun uchirilgan sun'iy yo'ldoshlar kiradi.
Aloqa sun'iy yo'ldoshlari bir-biridan 10-15 minggacha masofada joylashgan yerosti stansiyalari o'rtasida teleko'rsatuvlar, radiotelefon, telegraf va boshqa aloqa turlarini ta'minlash uchun ishlatiladi. km. Bunday sun'iy yo'ldoshlarning bortdagi radiotexnikasi yerdagi radiostansiyalardan signallarni qabul qiladi, ularni kuchaytiradi va boshqa yerdagi radiostansiyalarga uzatadi. Aloqa sun'iy yo'ldoshlari ko'rsatiladi yuqori orbitalar(40 minggacha km). Ushbu turdagi sun'iy yo'ldoshlarga Sovet sun'iy yo'ldoshi kiradi " " , Amerika sun'iy yo'ldoshi "Sincom", "Intelsat" sun'iy yo'ldoshi va boshqalar. Statsionar orbitalarga chiqarilgan aloqa sun'iy yo'ldoshlari doimo yer yuzasining ma'lum joylaridan yuqorida joylashgan.
Meteorologik sun'iy yo'ldoshlar Yerning bulutli, qor va muz qoplamining televizion tasvirlarini, yer yuzasi va bulutlarning termal nurlanishi haqidagi ma'lumotlarni va hokazolarni doimiy ravishda yerosti stansiyalariga uzatish uchun mo'ljallangan. Ushbu turdagi sun'iy yo'ldoshlar aylanaga yaqin orbitalarga chiqariladi. , 500-600 balandlikda km 1200-1500 gacha km; Ulardan ko'rish diapazoni 2-3 mingga etadi. km. Meteorologik sun'iy yo'ldoshlarga "Kosmos" seriyasining ba'zi sovet sun'iy yo'ldoshlari, "" sun'iy yo'ldoshlari va Amerika sun'iy yo'ldoshlari "Tiros", "ESSA", "Nimbus" kiradi. 40 ming balandlikdagi global meteorologik kuzatuvlarda tajribalar o'tkazilmoqda. km(Sovet sun'iy yo'ldoshi "Molniya-1", Amerika sun'iy yo'ldoshi "ATS").
Qo'llash nuqtai nazaridan juda istiqbolli milliy iqtisodiyot tadqiqot uchun sun'iy yo'ldoshlardir Tabiiy boyliklar Yer. Bunday sun'iy yo'ldoshlar meteorologik, okeanografik va gidrologik kuzatishlar bilan bir qatorda geologiya, qishloq xo'jaligi, baliqchilik, o'rmon xo'jaligi va atrof-muhit ifloslanishini nazorat qilish uchun zarur bo'lgan tezkor ma'lumotlarni olish imkonini beradi. Bir tomondan, sun'iy yo'ldoshlar va boshqariladigan kosmik kemalar yordamida olingan natijalar, ikkinchi tomondan, silindrlar va samolyotlardan nazorat o'lchovlari ushbu tadqiqot sohasini rivojlantirish istiqbollarini ko'rsatadi.
Navigatsiya sun'iy yo'ldoshlari, ularning ishlashi maxsus yerga asoslangan qo'llab-quvvatlash tizimi tomonidan qo'llab-quvvatlanadi, dengiz kemalari, shu jumladan suv osti kemalari navigatsiyasi uchun ishlatiladi. Kema radio signallarini qabul qilib, uning koordinatalari orbitada har lahzada yuqori aniqlik bilan ma'lum bo'lgan sun'iy yo'ldoshga nisbatan o'rnini aniqlab, o'z joylashuvini aniqlaydi. Navigatsiya sun'iy yo'ldoshlariga misol qilib Amerika sun'iy yo'ldoshlari Transit va Navsatdir.
Boshqariladigan sun'iy yo'ldoshlar. Boshqariladigan sun'iy yo'ldoshlar va boshqariladigan orbital stansiyalar eng murakkab va ilg'or sun'iy yo'ldoshlardir. Ular, qoida tariqasida, keng ko'lamli muammolarni hal qilish uchun, birinchi navbatda, murakkab ilmiy tadqiqotlar o'tkazish, kosmik texnologiyalarni sinovdan o'tkazish, Yerning tabiiy resurslarini o'rganish va boshqalar uchun mo'ljallangan. Boshqariladigan sun'iy yo'ldoshning birinchi uchirilishi 1961 yil 12 aprelda amalga oshirildi. : Sovet kosmik kemasi-sun'iy yo'ldoshida uchuvchi-kosmonavt Yu. A. Gagarin 327 apogey balandlikdagi orbitada Yer atrofida uchdi. km. 1962-yil 20-fevralda birinchi Amerika kosmik kemasi bortida astronavt J. Glenn bilan orbitaga chiqdi. 1971 yil iyun oyida G. T. Dobrovolskiy, V. N. Volkov va V. I. Patsaevdan iborat ekipaj tomonidan boshqariladigan sun'iy yo'ldoshlar yordamida kosmik fazoni tadqiq qilishda yangi qadam Sovet orbital stantsiyasining parvozi bo'ldi. va texnik, tibbiy, biologik va boshqa tadqiqotlar.
Lit.: Aleksandrov S. G., Fedorov R. E., Sovet sun'iy yo'ldoshlari va kosmik kemalari, 2-nashr, M., 1961; Eliasberg P.E., Sun'iy Yer yo'ldoshlarining parvozi nazariyasiga kirish, M., 1965; Ruppe G. O., Astronavtikaga kirish, trans. Ingliz tilidan, 1-jild, M., 1970; Levantovskiy V.I., Elementar taqdimotda kosmik parvoz mexanikasi, M., 1970; King-Healy D., Atmosferadagi sun'iy yo'ldoshlarning orbitalari nazariyasi, trans. ingliz tilidan, M., 1966; Ryabov Yu.A., Osmon jismlarining harakati, M., 1962; Meller I., Sun'iy yo'ldosh geodeziyasiga kirish, trans. Ingliz tilidan, M., 1967. Yana qarang. da Art. Kosmik kema
Yerning xorijiy sun'iy yo'ldoshlari. "Tranzit".
Yerning xorijiy sun'iy yo'ldoshlari. "Oskar 3".
Yerning xorijiy sun'iy yo'ldoshlari. "OSO-1".
Yerning xorijiy sun'iy yo'ldoshlari. "Sincom-3".
Yerning xorijiy sun'iy yo'ldoshlari. "Explorer 25".
