Космическая система ретрансляции информации
Увеличение объема и сложности целевых задач, решаемых современными КА, и повышенные требования к надежности управления вызывают необходимость обеспечения непрерывности и глобальности информационного взаимодействия НКУ с КА. Эффективным путем достижения этой цели является использование для обмена информацией с КА космических систем ретрансляции (КСР). Техническая структура КСР включает два-три спутника-ретранслятора (СР) на геостационарной орбите, одну-две наземные станции (НС) спутниковой связи и абонентскую аппаратуру, установленную на борту обслуживаемых КА.
На рис. показано, что три СР на геостационарной орбите с географическими долготами подспутниковых точек, разнесенными на 120°, обеспечивают с перекрытием обзор практически всей земной поверхности (и околоземного космического пространства), за исключением приполярных областей до 80° северной и южной широт. С целью упрощения структуры в системе могут использоваться два рабочих СР при незначительном уменьшении глобальности связи.
Информационное взаимодействие НКУ с К А через СР осуществляется по следующей схеме:
-
прямой канал: ЦУП – НС – СР – КА;
-
обратный канал: КА – СР – НС – ЦУП.
Примером космической системы ретрансляции является введенная в эксплуатацию в начале 1980-х гг. американская система TDRSS (Tracking and Data Relay Satellite System), предназначенная для обеспечения почти глобального обслуживания действующих и перспективных низкоорбитальных КА, таких как МТКК Space Shuttle, космическая лаборатория Spacelab. В составе системы используются два рабочих и один резервный геостационарный спутник-ретранслятор. Координаты подспутниковых точек рабочих СР (41° з.д. и 171° з.д.) выбраны из расчета, что их зоны радио-видимости на поверхности Земли перекрываются на территории американского континента таким образом, что с наземной станции на базе Уайт Сэндс в штате Нью-Мексико (США) обеспечивается радиовидимость обоих СР. Для одновременной работы через три СР на станции установлены три комплекта приемно-регистрирующей аппаратуры с антеннами диаметром 18 м. От центров управления НАСА и министерства обороны по каналам связи на наземную станцию поступает технологическая информация и программа работы, необходимые для организации управления КА через СР. В обратном направлении передается информация, принятая с КА.
Система TDRSS обеспечивает глобальность обслуживания низко-орбитальных (высота < 2000 км) КА около 0,9. Для достижения практически полной глобальности необходим дополнительный СР с подспутниковой точкой в Восточном полушарии. Но для работы с ним нужна вторая наземная станция за пределами США (реализовано в 1990-е гг.) или организация межспутниковой связи между СР.
Аналогичная космическая система ретрансляции использовалась в России в составе комплекса управления пилотируемой орбитальной станцией “Мир” и многоразовой космической системой “Буран”. Основу системы составляют два геостационарных СР “Луч” с координатами подспутниковых точек 16° з.д. и 95° в.д. и наземная станция спутниковой связи вблизи Москвы в зоне радио-видимости обоих СР, оснащенная двумя комплектами приемно-передающей аппаратуры с антенными системами. В 1990-х гг. орбитальная группировка СР “Луч” прекратила свое существование из-за выработки технического ресурса спутников.
Космические системы ретрансляции обеспечивают обмен с КА и средствами выведения всеми видами информации, необходимой для управления полетом, телеизмерений и связи с экипажем пилотируемых комплексов, а также высокоскоростную (до сотен Мбит/с) передачу цифровой информации от аппаратуры целевого назначения КА. Недостатком использования КСР является необходимость нали-чия на КА дополнительных резервов по массе для установки абонентской аппаратуры и бортовых антенн, обеспечивающих требуемые энергетические характеристики радиолиний КА – СР, особенно при неориентированном полете КА.
К категории так называемых гражданских КА относятся спутники, разрабатываемые и запускаемые по государственным программам, исключая КА военного назначения. К их числу могут быть отнесены исследовательские и экспериментальные КА, КА связи, КА землеобзора, включающие метеорологические КА и КА ДЗЗ. Зарубежными специалистами прогнозируется, что общее число гражданских КА, запускаемых в период 1998-2007 гг., составит более 200, т.е….
Европейское космическое агентство – ЕКА (ESA – European Spase Agency) создано в 1975 г. для содействия сотрудничеству европейских стран в области космических исследований, разработки космической техники и поиску ее прикладного использования. Первоначально в ЕКА вошли 11 стран (Франция,ФРГ, Великобритания, Италия, Испания, Швеция, Бельгия, Дания, Нидерланды, Ирландия, Швейцария). Впоследствии в ЕКА вошли Норвегия, Австрия, Канада, Финляндия….
Анализ развития РКТ в нашей стране за рассматриваемый период позволяет отметить следующее: В многоспутниковых системах связи, ретрансляции, навигации, радиотехнической разведки и системы предупреждения о ракетном нападении используются КА с гарантийным ресурсом 1-3 года. Фактические средние сроки функционирования превышают гарантийные на 1-2 года. Отдельные образцы имеют САС 5-8 и даже 10 лет (при их использовании в…
Благодаря объединению функций электроники, датчиков, систем распределения электропитания и терморегулирования с применением очень легких модульных конструкций на борту перспективных КА не будет кабелей и связанных с шиной распределительных коробок. Это позволит снизить массу КА почти в 10 раз, а занимаемый аппаратурой объем в 2 раза. Электронные модули на множестве микросхем будут монтироваться непосредственно на конструкции…
Создание нетрадиционных ракетных двигателей базируется прежде всего на использовании нетрадиционных источников энергии. Некоторые авторы (А.Е. Акимов, А.Ф. Охарин, Г.И. Шипов и др.) рассматривают возможность реализации методов и средств движения в пространстве на основе пропагандируемых ими принципиально новых физических полей (торсионных, микролептонных, мэонных) и энергии физического вакуума. Экспериментальных результатов, позволяющих говорить о возможности создания требуемых методов…
Назначение и задачи КСР. Важнейшим направлением повышения оперативности и глобальности управления низкоорбитальными КА при одновременном уменьшении числа КИПов до одного-двух является применение космической системы ретрансляции информации на основе спутников-ретрансляторов (СР) на геостационарной орбите. До создания КСР задачи увеличения продолжительности и глобальности информационного взаимодействия с объектами РКТ решались путем развития НАКУ, измерительных комплексов космодромов (ИКК), комплексов…
Коммерческие средства дистанционного зондирования Земли из космоса только начинают свое развитие. Сельское хозяйство, региональное развитие, строительство, добывающая промышленность все шире используют данные ДЗЗ. Существующие космические средства ДЗЗ, такие как Spot, Landsat и т.п., не являются чисто коммерческими, несмотря на рыночные принципы распространения получаемой информации. Эти системы субсидируются государственными органами, так как на современном этапе их…
Национальный центр космических исследований КНЕС (CNES) ведет как гражданские, так и военные космические программы (во взаимодействии с МО). Создана военная система спутниковой связи Sirakus (1988 г.) на основе КА Telecom. С 1995 г. запускаются разведывательные КА Helios, созданные на базе КА Spot. Ведется разработка КА Helios-2 с участием других европейских стран. Продолжается эксплуатация КА ДЗЗ…
Впервые в истории ракетно-космической техники реализуется крупнейший международный проект – создание Международной космической станции. Ранее выполненные и реализуемые в настоящее время космические программы уступают проекту МКС по масштабу и объему задач, составу стран-участниц и организаций-соисполнителей, ответственности за решение вопросов надежности и безопасности в процессе создания и длительной эксплуатации МКС. Вопросам обеспечения надежности и безопасности уделялось…
Решение всей совокупности сложных конструкционных, схемотехнических и технологических задач при разработке, создании и эксплуатации космических средств невозможно без широкого развития и внедрения результатов космического материаловедения. При разработке космических средств требуются новые материалы, которые должны выдерживать нагрузки космических полетов (высокие температура и давление, вибрационные нагрузки на этапе выведения, низкие температуры космического пространства, глубокий вакуум, радиационное воздействие,…