Космические системы связи
Объем информации, который передается по глобальным линиям магистральной связи, увеличивается с каждым годом. Вместе с ним возрастают требования к различным системам связи: радио и телевидению, телефону и телеграфу. Сравнительно недавно дальняя и сверхдальняя радиосвязь осуществлялась на малоинформативном диапазоне волн — длинных, средних и коротких. Диапазон УКВ (ультракороткие волны) может нести намного больший объем информации, но его использовали на небольших расстояниях (до нескольких десятков километров). Это происходило потому, что ультракороткие волны распространяются по прямой линии. А как известно, земная поверхность имеет кривизну и всевозможные препятствия, которые ограничивают использование диапазона УКВ.
Полная загруженность вышеперечисленных диапазонов, а также потребность в новых каналах связи и самое главное необходимость использования широких полос частот для телевидения заставили инженеров обратить внимание на УКВ и СВЧ (сверхвысокочастотный) диапазоны.
В связи с тем, что ультракороткие волны распространяются прямолинейно и несут большой объем информации, эти их важнейшие факторы были использованы при разработке спутниковых систем связи. Спутник, висящий на околоземной орбите, доступен многим населенным пунктам Земли, находящейся друг от друга на значительных расстояниях. Если его использовать в качестве ретранслятора, то зона прямей видимости между источником излучения и приемными антеннами станет значительно шире.
При этом ретрансляция может быть как пассивней, так и активней. При пассивной ретрансляции используется площадь надувной сферической поверхности, которая покрыта тонким слоем металлизированного материала, хорошо отражающего электромагнитные волны, идущие с Земли. Приемная аппаратура, расположенная на Земле, улавливает лишь часть рассеянней таким искусственным спутником энергии радиоволн, которые несут необходимую информацию. Основным преимуществом пассивных спутников считается то, что они одновременно и независимо друг от друга могут ретранслировать через один искусственный спутник практически неограниченное количество сигналов. Но для того чтобы это осуществить, нужны очень мощные наземные передающие и приемные устройства с хороши чувствительностью.
Принцип построения космических систем на основании активной ретрансляции радио- и телевизионных сигналов оказался более перспективным. При его использовании аппаратура спутника принимает сигнал с Земли, усиливает их и снова отправляет на Землю. Если на спутнике смонтирована приемо-передающая аппаратура, то это позволяет существенно снизить мощность передающей и чувствительность приемной аппаратуры. Несмотря на то что в этом случае материальные затраты на спутник увеличиваются, все же такая система более совершенна. А с практической точки зрения использование этого способа для радио- и телевизионной связи на сверхдальние расстояния просто необходимо.
Учеными были произведены расчеты, согласно которым для надежного охвата всей территории России телевизионным вешанием потребовалось бы 5000 башен высотой 100 метров, 1000 башен высотой 300 метров, 700 башен высотой 500 метров. Креме этого, вместе с возведением банен и установкой антенных устройств пришлось бы монтировать студии с аппаратурой, иметь значительный штат обслуживающего персонала и пр. Все это потребовало бы очень больших капиталовложений.
Например, затраты на строительство Останкинской телебашни вполне себя скупили, потому что в зоне ее вещания велика плотность населения. А в тех местах, где плотность населения мала, возведение подобных башен — весьма нерентабельное дело.
Если применяется система радиорелейной связи, то отпадает необходимость создания студий при каждой башне. Такой способ связи имеет в своей основе последовательную передачу радио- и телевизионных сигналов от одной промежуточной вышки до другой. В связи с тем, что Земля имеет кривизну поверхности, этот фактор ограничивает передачу прямолинейно распространяющихся сигналов, поэтому и радиорелейных станций требуется значительное количество. К примеру, если башня имеет высоту в 100 метров, то можно произвести передачу сигнала только на расстояние в 30-40 километров, а при высоте в 300, 500 и 1000 метров - на расстояние соответственно в 60, 100, 150 километров. А сами башни представляют собой сложнейшие инженерные сооружения, на возведение которых требуются большие материальные затраты. Тогда становится вполне очевидным, что использование искусственных спутников Земли для обеспечения радиотелевизионной связи наиболее выгодно.
|
|
Читайте в рубрике «Освоение космоса»: |