Большая энциклопедия техники

Коллектив авторов

Главным преимуществом спутников, находящихся на геостационарной орбите, является отсутствие необходимости отслеживать их движение по небосводу (требуется лишь точное наведение антенны в одну точку, определяющую местоположение спутника, на время его функционирования). Хотя не обошлось и без недостатков – спутник, расположенный на геостационарной орбите, имеет задержку во времени между передачей радиосигнала между двумя наземными радиостанциями, возникающую из-за больших расстояний, которые проходит сигнал.

Конструктивно спутник представляет собой ракетный блок и блок связного оборудования. Первый обеспечивает энергопитание,

контроль бортовых систем и управление полетом, а второй – прием, усиление и последующую ретрансляцию сигнала на земную радиостанцию. Многие спутники связи стабилизируются вращением вокруг одной оси, что позволяет им поддерживать равномерную температуру по всей поверхности спутника и, подобно гироскопу, сохранять неизменной свою ориентацию в пространстве. На некоторых спутниках для ориентации в пространстве применяются ракетные двигатели малой тяги.

К преимуществам спутников с трехосной стабилизацией, по сравнению со спутниками, стабилизируемыми вращением, можно отнести тот факт, что солнечные батареи, расположенные на специальных раскладных панелях, могут вырабатывать гораздо больше электроэнергии, а антенны проще направить на наземные радиостанции. Спутники связи используются для радиосвязи между различными земными станциями, которые расположены вне пределов взаимной прямой видимости. После приема спектра частот с сигналами от наземной станции спутник усиливает сигнал и отправляет его обратно на Землю следующей станции в цепочке передатчиков.

Одним из основных параметров, характеризующих работу спутника, является зона покрытия. Это зона, в которой возможен прием сигнала, она определяется положением и ориентацией спутника в момент приема сигнала, а также его техническими характеристиками. Современные спутники, как правило, оснащены несколькими передатчиками, каждый из которых покрывает некоторую полосу частот. Эти передатчики, называемые транспондерами, различаются рабочим диапазоном частот и поляризацией. Изменяя модуляции, через спутник можно передавать и цифровые и аналоговые сигналы.

Первыми советскими спутниками связи были «Молния-1» и «Экран». Совместно с 90 станциями была образована глобальная система связи «Орбита». США первоначально были представлены в космосе спутником связи «Интелсат». Орбита советских спутников связи является сильно вытянутым эллипсом. Спутник совершает два полных оборота вокруг Земли в сутки, при этом обеспечивается максимальная продолжительность радиовидимости на всей территории страны.

Первый спутник связи был снабжен двумя параболическими остронаправленными антеннами с датчиками ориентации на Землю. Бортовая аппаратура состояла из радиокомплекса, измерительного комплекса, систем ориентации, различной научной аппаратуры для наблюдения Земли из космического пространства. В августе 1968 г. на конференции ООН в Вене был зачитан проект соглашения о создании Международной системы связи, использующей искусственные спутники Земли. Инициатором соглашения выступил Советский Союз совместно с другими странами социалистического лагеря.

Стартовое окно

Стартовое окно – термин, который описывает период времени, в течение которого необходимо осуществить запуск ракеты-носителя. Используется для выхода космического аппарата на какую-то определенную орбиту, время которого заранее рассчитывается. Например, в случае запуска космических аппаратов к другим планетам лучше

всего дождаться максимального сближения планеты с Землей, в результате чего заметно сократится срок перелета к месту назначения. Если по каким-то причинам не удается в отведенное время осуществить запуск космического аппарата, то он откладывается до следующего благоприятного момента, т. е. до следующего стартового окна.

Телескоп

Телескоп (от греч. tele – «вдаль», «далеко» и scopeo – «смотрю») – устройство для изучения небесных тел.

Конструктивно и по принципу действия телескопы подразделяются на оптические, рентгеновские, гамма-телескопы, ультрафиолетовые, инфракрасные и радиотелескопы. Оптические же делятся на рефракторы (линзовые), рефлекторы (зеркальные) и комбинированные зеркально-линзовые системы. Первые конструкции телескопов обычно связывают с именами итальянского физика, математика и астронома Г. Галилея (1564—1642), гениального немецкого астронома И. Кеплера (1571—1630), хотя никто из них не был первым.

Первые записи, касающиеся конструкции примитивного телескопа, встречаются в XIII в. у Р. Бэкона, а в XVI в. – у Джанбаттисты дела Порте, который, кстати, долго оспаривал у Галилея права на изобретение зрительной трубы. Надо отдать должное Галилею, ведь он улучшил качество практически до совершенства, его линзы, сохранившиеся и до наших дней, считаются первоклассными с точки зрения современной оптики. Хотя из 300 линз, вручную им отшлифованных, он отобрал всего лишь несколько для конструкции телескопов. В ходе постоянного совершенствования Галилей добился 30-кратного увеличения, что является предельно возможным значением для телескопов такой конструкции. С таким увеличением ученый смог добиться первых результатов в астрономических наблюдениях. Это произошло в конце 1609 г. И уже 7 января 1610 г. Галилей обнаружил спутники Юпитера.

К сожалению, все наземные телескопы объединяет один огромный недостаток – искажение картинки под влиянием земной атмосферы. Атмосфера Земли рассеивает и поглощает излучения, в ней распадаются частицы, прилетающие не только со всех уголков Солнечной системы, но и из глубин Вселенной. Воздух, окружающий поверхность Земли, «дрожит», что приводит к размытию изображения, наблюдаемого через наземный телескоп. Чего нельзя сказать о приборах, находящихся за пределами земной атмосферы, т. е. в космическом пространстве. Материалы, используемые при создании космических телескопов, существенно различаются. Например, зеркала оптических телескопов изготавливаются из ситалла, который получается в ходе процесса, называемого объемной кристаллизацией стекла разного состава. Основным свойствами ситалла являются его высокая стойкость к тепловому расширению и высокая механическая прочность.

К современному телескопу можно подключать различные системы, позволяющие добиться великолепных результатов в наблюдениях. Так, например, можно подключить матрицы приборов с зарядовой связью, которые позволяют создавать полноцветное изображение объекта, подвергаемого наблюдению.

Цифровое изображение с помощью компьютера передается на Землю, где происходит дальнейшая обработка. Качество цифрового снимка не уступает фотографическому. Используя космические телескопы, человечество может проводить наблюдения в различных областях спектра.