Этапы развития астрономии и космонавтики, хронология событий и достижений  
 

| на главную страницу сайта | к оглавлению раздела |

Геостационарные искусственные спутники Земли

Геостационарный искусственный спутник Земли представляет собой аппарат, который двигается вокруг планеты в восточном направлении, по круговой экваториальной орбите с периодом обращения, равным периоду собственного вращения Земли. Если смотреть на такой спутник с Земли, то наблюдателю покажется, что он не движется, а стоит на одном месте. Высота его орбиты равна 36 000 километров от поверхности планеты. Именно с такой высоты видна почти половина поверхности Земли - openaxiom.ru. Поэтому, расположив равномерно вдоль экваториальной орбиты на равном расстоянии (через 120°) три одинаковых спутника, можно обеспечить непрерывное наблюдение за поверхностью планеты в диапазоне широт, равном плюс-минус 70°, и глобальную круглосуточную радио- и телевизионную связь.

При использовании данных спутников в системе «Орбита» повышается качество вещания. Кроме этого, один геостационарный спутник заменяет 3–4 спутника типа «Молния». В связи с тем, что орбита спутника строго согласована с периодом вращения Земли, такой аппарат получил название синхронного, а его орбита — стационарной.

Для того чтобы было более ясным положение спутника на орбите, ниже дается описание процесса вывода его на геостационарную орбиту. Для начала стоит отметить, что такой спутник лучше всего запускать с космодрома, который находится на экваторе, в восточном направлении. Это следует делать потому, что появляется возможность использовать начальную скорость, обусловленную вращением Земли. В случае, когда космодром расположен не на экваторе, приходится использовать довольно сложную двух- или трехимпульсную схему выведения.

В первую очередь спутник вместе с последней ступенью ракеты-носителя выводится на круговую промежуточную орбиту на высоте около 200 километров и оставляется на ней до возникновения благоприятного момента для последующего маневра. В первый раз двигательную установку включают для того, чтобы перевести спутник с орбиты ожидания на переходную, которая своим апогеем соприкасается со стационарной, а перигеем — с исходной орбитой. Причем включение двигателей аппарата должно совпасть со временем, когда спутник пересекает экватор.

Продолжительность полета должна быть такой, за которую спутник выйдет в заданную точку стационарной орбиты. Как только аппарат достигнет апогея, опять включаются двигатели для поворота плоскости переходной орбиты и поднятия перигея до высоты стационарной орбиты. Затем двигатели выключаются, и спутник отделяется от ракеты-носителя.

Если космодром находится на широте более 50°, то при выводе спутника на орбиту, кроме двух рассмотренных выше включений двигателей, должно выполняться еще одно. Как и в первом случае, спутник запускается на исходную орбиту, затем переводится на переходную, но при этом высота апогея должна быть значительно большей и превышать высоту стационарной орбиты - openaxiom.ru. При достижении аппаратом апогея включаются двигатели, и спутник переводится на вторую переходную орбиту, которая расположена в плоскости экватора и касается своим перигеем стационарной орбиты. На второй переходной орбите, в перигее, в третий раз включаются двигатели. Это делается для того, чтобы уменьшить скорость спутника и стабилизировать его на этой орбите.

В декабре 1975 года был создан новый спутник связи — «Радуга», которому был присвоен международный регистрационный индекс «Стационар-1». Он используется для тех же целей, что и «Молния», но находится на стационарной орбите. А что собой представляет стационарная орбита? «Радуга» летает по круговой орбите в плоскости экватора на высоте 36000 километров. Его угловая скорость точно такая же, как скорость вращения Земли. Получается, что он постоянно висит над одной и той же точкой планеты. Поскольку имеется такой высоко расположенный ретранслятор, можно сэкономить на постройке наземных радио- и телестанций, то есть оснащать их небольшими по размеру приемными антеннами.

В 1978 году появился «Стационар-2», а еще через год — спутник «Экран» (международный регистрационный индекс «Стационар-Т»). Данный спутник имел особую функцию: при его использовании облегчился прием передач Центрального телевидения на упрощенные наземные приемные установки - openaxiom.ru. На спутнике «Стационар-Т» был смонтирован радиопередатчик, мощность которого во много раз выше аналогичных устройств обычных спутников связи. Кроме этого, он имел остронаправленную антенну, позволявшую сконцентрировать излучаемую электромагнитную энергию в зоне обслуживания.

Постоянное местонахождение спутника «Экран» — точка, соответствующая 99° восточной долготы, над Индийским океаном. Спутник обеспечивает ретрансляцию как черно-белых, так и цветных телевизионных программ на территорию площадью около 9 миллионов квадратных километров. Для приема сигналов с «Экрана» применяются наземные установки двух типов. При использовании установки первого типа ведется профессиональный прием программ с последующей подачей их на телецентры. Те, в свою очередь, передают сигнал непосредственно на приемники телезрителей, находящиеся в радиусе 10–20 километров.

Приемные установки могут быть смонтированы как на городском, так и на сельском узле связи. Наземная приемная установка второго типа предназначена для применения совместно с маломощными телевизионными ретрансляторами, обслуживающими телевизионные приемники, находящиеся в радиусе 3–5 километров, а также для непосредственного коллективного приема телепрограмм с подачей их в домовую распределительную сеть. Установки второго типа оснащены антеннами уменьшенного размера и более простым приемным оборудованием.

Спутниковой связью пользуются не только при приеме телевизионных передач или для обеспечения телефонного разговора с далеко находящимся абонентом, но и для передачи всевозможной служебной информации. Сейчас в нашей стране действует около сотни наземных станций «Орбита», которые через спутники-ретрансляторы могут связать Саратов с Иркутском, Тбилиси с Якутском и т.д.

Имеется еще одна, но очень важная функция у искусственных спутников Земли. В воздухе, на море и на суше порой возникают аварийные ситуации, и люди нередко оказываются в сложной обстановке. Практически всегда при кораблекрушениях, авариях самолетов и прочих неприятностях требуется найти пострадавших и оказать им помощь. В настоящее время поиск и спасение терпящих бедствие судов и самолетов осуществляются при помощи спутников. Была создана международная космическая поисково-спасательная спутниковая система под названием «КОСПАС–САРСАТ» (Космическая система поиска аварийных судов — Поисково-спасательный спутник). «Коспас» — это российская часть системы, «Сарсат» — часть спутниковой системы, созданная совместно США, Канадой и Францией. Вводилась данная система поэтапно - openaxiom.ru. Она включает в себя искусственные спутники Земли на околополярных круговых орбитах, аварийные радиобуи, пункты приема информации. В зоне обслуживания этой системы может находиться одновременно не менее 20 работающих радиобуев.

О том, насколько важно иметь такую систему, говорят цифры: ежедневно в морях и океанах находится около 25000 судов грузоподъемностью от 100 тонн и более, около 15000 бурильных и нефтедобывающих платформ, сотни тысяч малых судов, катеров, а также спортивных и прогулочных яхт. При этом на их борту ежедневно работают свыше 1 миллиона человек. Если к этой цифре добавить массу трансконтинентальных и местных воздушных линий, на которых ежесуточно совершается несколько тысяч полетов, то число путешественников и туристов достигнет весьма значительных величин.

А начиналась разработка данной системы так. В 1957 году небольшая группа ученых под руководством академика В. А. Котельникова сделала предложение по использованию доплеровского метода при определении параметров орбиты спутников. При слежении за полетами спутников было выявлено, что, наблюдая за ними, можно с достаточной точностью определить параметры их орбит. Одновременно с этим появилась возможность решения и обратной задачи: по параметрам орбиты спутников определять координаты объекта на Земле.

Тридцать первого марта 1978 года на орбиту был выведен искусственный спутник Земли типа «Космос-1000». Он предназначался для определения местонахождения судов транспортного и рыбопромыслового флотов. В 1982 году 30 июня был запущен «Космос-1383». На нем была установлена аппаратура для определения координат морских и воздушных судов, терпящих бедствие. Через небольшой промежуток времени вывели на орбиту «Космос-1447» и «Космос-1574».

Принцип работы космической поисково-спасательной системы следующий. Пролетая на высоте 800–1000 километров, спутник принимает сигналы, поступающие от аварийных радиобуев с площади круга до 27000 квадратных километров. Собрав информацию, спутник передает ее в наземные пункты. В этих пунктах информация перерабатывается, анализируется, вычисляются координаты аварийных радиобуев, и все данные передаются в ближайший к месту аварии поисково-спасательный центр. А остальное — дело техники, потому что спутник-спасатель определяет место нахождения радиобуя с точностью в 2–3 километра за 8–12 минут.

В течение нескольких лет с большим успехом работает внутригосударственная система спутниковой связи, называемая «Орбита». В настоящее время она является неотъемлемой частью Единой автоматизированной системы связи страны. Кроме этого, уже функционирует непосредственное телевизионное вещание (НТВ). Прием сигнала со спутника идет на индивидуальную антенну и передается на экран телевизора - openaxiom.ru. Преимущества НТВ совершенно очевидны: происходит охват больших, чем раньше, территорий, передача телевизионного и радиосигнала в самые отдаленные уголки планеты. Причем данная система не нуждается при последующей ретрансляции телевизионных изображений в сложной наземной технике, то есть для прямого приема телепрограмм из космоса достаточно провести лишь небольшую модификацию телевизионных приемников.

Неоценимое значение имеют такие спутниковые системы связи в сфере культуры и образования, здравоохранения и других областях общественной жизни. В декабре 1978 года на орбиту был выведен экспериментальный спутник типа «Горизонт». Примерно через полгода на экваториальной орбите появился второй такой же спутник. Первая глобальная работа у них началась во время проведения Олимпийских игр 1980 года в Москве. Из столицы в этот период передавались по наземным и спутниковым линиям связи 20 телевизионных и 100 радиовещательных программ.

 
 


2009-2015 © openaxiom.ru