panosop
Συστημικός
- Μηνύματα
- 5.570
- Reaction score
- 668
Τεχνικά χαρακτηριστικά δορυφόρων
Οι σύγχρονοι εν ενεργεία δορυφόροι είναι ενεργητικής και όχι παθητικής φύσεως. Δηλαδή, αναμεταδίδουν το σήμα που λαμβάνουν μέσω των πολύπλοκων ηλεκτρονικών συστημάτων που έχουν, και δεν το αντανακλούν απλά πίσω στη Γη. Για την επιτυχή αναμετάδοση του σήματος απαιτούνται μηχανισμοί ακριβείας τόσο για τον έλεγχο όσο και για την θέση του δορυφόρου. Την ηλεκτρική ενέργεια που χρειάζονται όλα τα ηλεκτρομηχανικά συστήματα την αντλούν από αρκετά μεγάλες διατάξεις ηλιακών στοιχείων (solar panels), και εφεδρικές μπαταρίες Νικελίου- Καδμίου (Ni-Cad) για περιόδους έκλειψης του ηλίου.
Τροχιά
Οι δορυφόροι που χρησιμοποιούνται για καθαρά τηλεπικοινωνιακούς λόγους ανήκουν στην κατηγορία των γεωστατικών δορυφόρων (Geostationery Satellites), και ως εκ τούτου κινούνται συγχρόνως με τη Γη, έχοντας σταθερή ταχύτητα, ύψος και συγκεκριμένο πεδίο γήινης κάλυψης. Η σωστή εκλογή της τροχιάς του δορυφόρου είναι πολύ σημαντική μια και αυτή προσδιορίζει:
1.την απώλεια σήματος
2.το χρόνο καθυστέρησης
3.την γήινη περιοχή κάλυψης
4.την χρονική περίοδο που ο δορυφόρος είναι ορατός από μία συγκεκριμένη περιοχή.
Υπάρχουν τρεις τύποι τροχιάς: α) κεκλιμένη ελλειπτική, β) κυκλική πολική και γ) κυκλική ισημερινή ή γεωστατική. Εμείς θα ασχοληθούμε με τη γεωστατική.
Οι δορυφόροι που κινούνται σε γεωστατική (ισημερινή) τροχιά καλύπτουν μία περιστροφή ως προς τον άξονα της Γης στον ίδιο χρόνο που η Γη κάνει μια περιστροφή γύρω από τον εαυτό της, δηλαδή σε 23 ώρες και 56 λεπτά. Με μέση ακτίνα της Γης ίση με α=6.371 χιλιόμετρα και χρόνο περιστροφής Τ=24 ώρες, μπορούμε να υπολογίσουμε το ύψος της γεωστατικής τροχιάς του δορυφόρου από τον τύπο:
h = (5075*T^0,6667 - 6371) = 35.855 χιλιόμετρα
Με αυτή την αναλογία αποστάσεων μεταξύ επιφανείας της Γης και του άξονα της και αυτή μεταξύ δορυφόρου και άξονα της Γης, η ταχύτητα του δορυφόρου είναι περίπου 6,6 φορές μεγαλύτερη από την ταχύτητα περιστροφής της γήινης επιφάνειας που είναι περίπου 1.700 χλμ/ώρα.
Ταχύτητα δορυφόρου = (6,6)*(1.700) = 11.220 χλμ/ώρα
Έτσι η διατήρηση επαφής με ένα γεωστατικό δορυφόρο είναι σχετικά εύκολη υπόθεση, και το μόνο που απαιτείται είναι ένα δορυφορικό κάτοπτρο σταθερού (ή κινουμένου) τύπου να είναι στραμμένο ακριβώς επάνω του και φυσικά ένας κατάλληλος δορυφορικός δέκτης. Το πως γίνεται αυτό θα το δούμε πιο κάτω.
Οι εν ενεργεία δορυφόροι ανήκουν γενικά σε ένα από τα τρία δορυφορικά συστήματα: α) εγχώρια ή εθνικά, β) περιφερειακά και γ) παγκόσμια (Global). Οι δορυφόροι που ανήκουν στο πρώτο δορυφορικό σύστημα συνήθως παρέχουν υπηρεσίες που αφορούν τη χώρα ιδιοκτήτη μόνο, όπως π.χ. το καναδέζικο σύστημα Telesat. Δορυφόροι που ανήκουν στο δεύτερο σύστημα περιλαμβάνουν δύο ή περισσότερες χώρες κατόπιν κοινής συμφωνίας, π.χ. το Symphonie System μεταξύ της Γαλλίας και Δυτικής Γερμανίας. Δορυφόροι του τρίτου συστήματος είναι παγκοσμίου ή διεθνούς χαρακτήρα όπως το Intelsat System.
Έλεγχος Θέσης Δορυφόρου
Έστω και σωστά τοποθετημένος στη τροχιά του ο δορυφόρος, οι διάφορες εξωτερικές δυνάμεις τείνουν να του αλλάξουν τη θέση και τον προσανατολισμό του ως προς τη Γη. Αυτές οι εξωτερικές δυνάμεις είναι οι μεταβολές της γήινης βαρύτητας ανάλογα με τη θέση του πλανήτη, η κλίση της βαρύτητας ως προς τον δορυφόρο, η ηλιακή ακτινοβολία ή έξαρση, ο βομβαρδισμός μετεωριτών, οι δυνάμεις μαγνητικού πεδίου και η έλξη βαρύτητας του ήλιου και του φεγγαριού. Η έλξη βαρύτητας του φεγγαριού και του ήλιου μπορούν να αλλάξουν την κλίση του δορυφόρου ως προς το οριζόντιο άξονα του που περνάει από το κέντρο της γης. Η κλίση αυτή δημιουργεί μια γωνία που η τιμή της αντιπροσωπεύει το σφάλμα κλίσης του δορυφόρου. Αυτό πρέπει να διατηρείται εντός ±0.1° μέσω ραδιοελέγχου από τη Γη.
Ένα πιο σοβαρό σφάλμα είναι η κατά μήκος τόξου ολίσθηση του δορυφόρου (Longitudinal drift). Και εδώ η τυπική ανοχή είναι ±0.1° και πρέπει να τηρείται πάντα, γιατί 1° αντιπροσωπεύει 737 χλμ. τόξου στη γεωστατική τροχιά! Άλλες διορθώσεις, οι οποίες γίνονται επίσης από τη Γη, είναι η περιστροφή (pitch), η εμπρός-πίσω (Yaw) και η δεξιά-αριστερά (roll) κίνηση του δορυφόρου.
Οι σύγχρονοι εν ενεργεία δορυφόροι είναι ενεργητικής και όχι παθητικής φύσεως. Δηλαδή, αναμεταδίδουν το σήμα που λαμβάνουν μέσω των πολύπλοκων ηλεκτρονικών συστημάτων που έχουν, και δεν το αντανακλούν απλά πίσω στη Γη. Για την επιτυχή αναμετάδοση του σήματος απαιτούνται μηχανισμοί ακριβείας τόσο για τον έλεγχο όσο και για την θέση του δορυφόρου. Την ηλεκτρική ενέργεια που χρειάζονται όλα τα ηλεκτρομηχανικά συστήματα την αντλούν από αρκετά μεγάλες διατάξεις ηλιακών στοιχείων (solar panels), και εφεδρικές μπαταρίες Νικελίου- Καδμίου (Ni-Cad) για περιόδους έκλειψης του ηλίου.
Τροχιά
Οι δορυφόροι που χρησιμοποιούνται για καθαρά τηλεπικοινωνιακούς λόγους ανήκουν στην κατηγορία των γεωστατικών δορυφόρων (Geostationery Satellites), και ως εκ τούτου κινούνται συγχρόνως με τη Γη, έχοντας σταθερή ταχύτητα, ύψος και συγκεκριμένο πεδίο γήινης κάλυψης. Η σωστή εκλογή της τροχιάς του δορυφόρου είναι πολύ σημαντική μια και αυτή προσδιορίζει:
1.την απώλεια σήματος
2.το χρόνο καθυστέρησης
3.την γήινη περιοχή κάλυψης
4.την χρονική περίοδο που ο δορυφόρος είναι ορατός από μία συγκεκριμένη περιοχή.
Υπάρχουν τρεις τύποι τροχιάς: α) κεκλιμένη ελλειπτική, β) κυκλική πολική και γ) κυκλική ισημερινή ή γεωστατική. Εμείς θα ασχοληθούμε με τη γεωστατική.
Οι δορυφόροι που κινούνται σε γεωστατική (ισημερινή) τροχιά καλύπτουν μία περιστροφή ως προς τον άξονα της Γης στον ίδιο χρόνο που η Γη κάνει μια περιστροφή γύρω από τον εαυτό της, δηλαδή σε 23 ώρες και 56 λεπτά. Με μέση ακτίνα της Γης ίση με α=6.371 χιλιόμετρα και χρόνο περιστροφής Τ=24 ώρες, μπορούμε να υπολογίσουμε το ύψος της γεωστατικής τροχιάς του δορυφόρου από τον τύπο:
h = (5075*T^0,6667 - 6371) = 35.855 χιλιόμετρα
Με αυτή την αναλογία αποστάσεων μεταξύ επιφανείας της Γης και του άξονα της και αυτή μεταξύ δορυφόρου και άξονα της Γης, η ταχύτητα του δορυφόρου είναι περίπου 6,6 φορές μεγαλύτερη από την ταχύτητα περιστροφής της γήινης επιφάνειας που είναι περίπου 1.700 χλμ/ώρα.
Ταχύτητα δορυφόρου = (6,6)*(1.700) = 11.220 χλμ/ώρα
Έτσι η διατήρηση επαφής με ένα γεωστατικό δορυφόρο είναι σχετικά εύκολη υπόθεση, και το μόνο που απαιτείται είναι ένα δορυφορικό κάτοπτρο σταθερού (ή κινουμένου) τύπου να είναι στραμμένο ακριβώς επάνω του και φυσικά ένας κατάλληλος δορυφορικός δέκτης. Το πως γίνεται αυτό θα το δούμε πιο κάτω.
Οι εν ενεργεία δορυφόροι ανήκουν γενικά σε ένα από τα τρία δορυφορικά συστήματα: α) εγχώρια ή εθνικά, β) περιφερειακά και γ) παγκόσμια (Global). Οι δορυφόροι που ανήκουν στο πρώτο δορυφορικό σύστημα συνήθως παρέχουν υπηρεσίες που αφορούν τη χώρα ιδιοκτήτη μόνο, όπως π.χ. το καναδέζικο σύστημα Telesat. Δορυφόροι που ανήκουν στο δεύτερο σύστημα περιλαμβάνουν δύο ή περισσότερες χώρες κατόπιν κοινής συμφωνίας, π.χ. το Symphonie System μεταξύ της Γαλλίας και Δυτικής Γερμανίας. Δορυφόροι του τρίτου συστήματος είναι παγκοσμίου ή διεθνούς χαρακτήρα όπως το Intelsat System.
Έλεγχος Θέσης Δορυφόρου
Έστω και σωστά τοποθετημένος στη τροχιά του ο δορυφόρος, οι διάφορες εξωτερικές δυνάμεις τείνουν να του αλλάξουν τη θέση και τον προσανατολισμό του ως προς τη Γη. Αυτές οι εξωτερικές δυνάμεις είναι οι μεταβολές της γήινης βαρύτητας ανάλογα με τη θέση του πλανήτη, η κλίση της βαρύτητας ως προς τον δορυφόρο, η ηλιακή ακτινοβολία ή έξαρση, ο βομβαρδισμός μετεωριτών, οι δυνάμεις μαγνητικού πεδίου και η έλξη βαρύτητας του ήλιου και του φεγγαριού. Η έλξη βαρύτητας του φεγγαριού και του ήλιου μπορούν να αλλάξουν την κλίση του δορυφόρου ως προς το οριζόντιο άξονα του που περνάει από το κέντρο της γης. Η κλίση αυτή δημιουργεί μια γωνία που η τιμή της αντιπροσωπεύει το σφάλμα κλίσης του δορυφόρου. Αυτό πρέπει να διατηρείται εντός ±0.1° μέσω ραδιοελέγχου από τη Γη.
Ένα πιο σοβαρό σφάλμα είναι η κατά μήκος τόξου ολίσθηση του δορυφόρου (Longitudinal drift). Και εδώ η τυπική ανοχή είναι ±0.1° και πρέπει να τηρείται πάντα, γιατί 1° αντιπροσωπεύει 737 χλμ. τόξου στη γεωστατική τροχιά! Άλλες διορθώσεις, οι οποίες γίνονται επίσης από τη Γη, είναι η περιστροφή (pitch), η εμπρός-πίσω (Yaw) και η δεξιά-αριστερά (roll) κίνηση του δορυφόρου.
