Космический сегмент

Космический сегмент включает в себя несколько спутников-ретрансляторов, которые образуют космическую группировку. Спутники-ретрансляторы, как правило, размещаются равномерно на определенных орбитах.

В состав любого связного КА входят следующие основные элементы (рис. 4.5):

Ø Центральный процессор

Ø Радиоэлектронное оборудование БРТК

Ø Антенные системы

Ø Система ориентации и стабилизации

Ø Двигательная установка

Ø Система электропитания (аккумуляторы и солнечные батареи)

Рис. 4.6. Спутники – ретрансляторы: а - низкоорбитальный; б - среднеорбитальный; в- геостационарный

К каждому КА (рис. 4.6) предъявляются вполне определенные требования по жесткости, расходованию электроэнергии, ориентации, стабилизации и т. д. Несколько слов о необходимом числе спутников в орбитальной группировке. Низкоорбитальный спутник находится на высоте около 1000 км и движется по орбите со скоростью примерно 7 км/с. Время, в течение которого его можно наблюдать из некоторой точки поверхности Земли (время видимости), не превышает 14 мин. После этого спутник «уходит» за линию горизонта. Для поддержания непрерывной связи (например, при телефонном разговоре) необходимо, чтобы в тот момент, когда первый спутник покидает зону обслуживания, на смену ему приходил второй, за ним — третий и т. д. Глобальные спутниковые системы должны постоянно держать в поле зрения своих антенн всю поверхность планеты. Это напоминает принцип сотовой телефонной связи, только роль базовых станций здесь играют спутники.

Чтобы обеспечить связью абонентов не только в зоне видимости одного КА, но и на всей территории Земли, соседние спутники должны связываться между собой и передавать информацию по цепочке, пока она не дойдет до адресата. Эту задачу в некоторых системах выполняют наземные шлюзовые станции, которые транслируют информацию с одного КА на другой. Для надежного охвата всей территории Земли необходимо иметь большое количество спутников (обычно несколько десятков, хотя известен проект Teledesic, в котором их число приближается к тысяче. С увеличением высоты орбиты уменьшается необходимое количество спутников, т. к. увеличивается время и зона видимости, что обусловливает снижение стоимости орбитальной группировки и, соответственно, услуг. Но при этом неизбежно усложняются и становятся более дорогими персональные спутниковые терминалы (из-за увеличения дальности связи Земля — Космос — Земля). Таким образом, число спутников в орбитальной группировке является результатом компромисса между стоимостью и желаемым объемом услуг связи, с одной стороны, и простотой и ценой персонального спутникового терминала — с другой. Эти сведения надо учитывать при ориентации на ту или другую систему связи.