Реферати українською » Авиация и космонавтика » Особливості штучних супутників землі на прикладі супутникових систем зв'язку


Реферат Особливості штучних супутників землі на прикладі супутникових систем зв'язку

Страница 1 из 2 | Следующая страница

МОСКОВСЬКИЙАВИАЦИОННЫЙ ІНСТИТУТ

(>ТЕХНИЧЕСКИЙ УНІВЕРСИТЕТ)

Гуманітарний факультет.

>Реферат на задану тему:

«Особливості штучних супутників землі з прикладу супутникових систем зв'язку.»

                                                            

                                                           Виконала: студентка групи 10-202Добротина О.Г.

 

 

Москва 2001 р.

План

I . Запровадження

II .Перший штучний супутник Землі

III. Системи зв'язку ШСЗ

IV. Укладання

I. ЗАПРОВАДЖЕННЯ

Стрімкий розвиток космонавтики, успіхи у вивченні і дослідженні навколоземного і міжпланетного космічного простору великою мірою розширили наші ставлення до Сонце і Місяці, про Марсі, Венері ідругих планетах. Дуже результативним виявилося вивчення верхніх верств атмосфери, іоносфери, магнітосфери.Вместе про те виявилася дуже високою ефективністюис користування навколоземного космосу, і космічноїтехни кі у сфері багатьох наук Землю.

  Використання штучних супутників Землі для зв'язку й телебачення, оперативного і довгострокового прогнозирования погоди й гідрометеорологічноїобстанов кі, для навігації на морських шляхах і авіаційних трассах, для високоточної геодезії, вивчення природних ресурсов Землі та контролю довкілля стає дедалі звичним. У найближчій й більш віддаленій перспективі різнобічніший використання космосу, і космічної техніки, у різноманітних галузях господарства значно зросте.

Нашій епохи характерний величезний зростання інформації в всі сфери діяльності. Крім прогресуючого розвитку традиційних коштів передачіинформации—телефонии, телеграфії, радіомовлення, виникла потреба у створення нових її видів — телебачення, обміну даними в автоматичних системах управління і ЕОМ, передачі матриць дляпечатания газет.

Глобальний характер різних господарських проблем і наукових досліджень про, широкамежгосударственная інтеграція і кооперація у виробництві, торгівлі, . науково-дослідної діяльності, розширенняобме на у сфері культури сприяли значного зростання міжнародних стандартів і міжконтинентальних зв'язків, включаючи обмін телевізійними програмами.

Традиційні засоби зв'язку стосовно них відов, обсягу, дальності, оперативності й надійностіпередачи інформації будуть безупинно удосконалювати ся. Проте розвиток їх зустрічає чималі труднощі як технічного, і економічногохарактера. Вже зрозуміло, що вимоги,предъявляемие до пропускну здатність, якості, надійності каналов далекого зв'язку, неможливо знайти повністюудовлетворени наземними засобами провідного і радіозв'язку.

Спорудження далеких наземних і підводних кабельних ліній займає багато місця часу. Вони складні, ідорогостоящи у будівництві, а й уексплуатации, у питаннях її подальшого розвитку. Звичайні кабельние лінії мають при цьому порівняно малу пропускну спроможність. Найкращі перспективи маютьширокополосние концентричні кабелі, проте вони проладают поруч недоліків, що обмежують їхні примінение.

Значно більшої пропускною спроможністю, далечностью дії, можливістю перебудови дляразличних видів зв'язку має радіо. Але й радіолінії мають певними вадами, ускладнюють у часто їх застосування.

 >Сверхдлинноволновие системи радіозв'язку черезограниченности діапазону застосовуються зазвичай тільки до потреб транспорту,авианавигации й у спеціальних відов зв'язку.

>Длинноволновие радіолінії через обмеженою пропускной здатності розуміти й порівняно малого діапазону дії використовуються головним чином заради місцевоїрадиосвязи і радіомовлення.

>Коротковолновие радіолінії мають достатньої дальністю дії і дуже застосовують у багатьох видах зв'язку різного призначення.

Нові шляху подолання властивих дальньої радіо зв'язку недоліків відкрили запуски штучнихспутников Землі (ШСЗ).

Практика підтвердила, що використання ШСЗ для зв'язку, особливо дальньої міжнародної та між континентальної, телебачення і телекерування, під час передачі великих обсягів інформації, дозволяєустра нитку багато труднощі. Саме тому супутникові сістеми зв'язку (СБС) в стислі терміни отримали небувало швидке, це широке і різнобічніший застосування.

II. Перший штучний супутник Землі.

Перша спроба порушити питання створенні ШСЗ було зроблено у грудні 1953 р. під час проекту постанови Радміну з ракети Р-7. Пропонувалося: "Організувати в НДІ-88 науково-дослідний відділ завдання розробки проблемних завдань що з АН у сфері польоту на висотах майже 450 і більше км, і навіть розробки питань, пов'язані зі створенням штучного супутника Землі та вивченням міжпланетного простору з допомогою вироби".

          Це завдання розглядалася в ОКБ не як разова, і з розрахунком створення спеціального напрями у розвитку ракетобудування Такий масштабний позиція потребувала б великої попередньої підготовки, до оцінки вартості майбутніх робіт зі створення ШСЗ.

При плануванні робіт з ШСЗ певним орієнтиром служили інформацію про роботах США у цій галузі. Питання пріоритету залишалися головним аргументом протягом усього наступного періоду розвитку космонавтики. Тож у доповідях, передусім, дається докладний огляд стану робіт там. У цьому висловлюється, можна сказати, основна думка, що "ШСЗ є неминучий етап по дорозі розвитку ракетної техніки, після якого стануть можливими міжпланетні повідомлення". Звертається увагу, що впродовж останніх 2-3 року зросла увагу зарубіжній пресі до проблеми створення ШСЗ і міжпланетним повідомленням.

          Найпримітніше в документах по цій проблемі - це судження перспективу робіт з ШСЗ. Розробка найпростішого супутника - це тільки перший етап. Другий етап - створення супутника, забезпечує політ одного - двох чоловік орбітою. Третій етап робіт- створенняспутника-станции для тривалого перебування людей на орбіті. При здійсненні цього проекту пропонувалося збиратиспутник-станцию із окремих частин, що доставляються по черзі на орбіту.  

Підготовчі роботи до перших пускам ракети йшли з значними труднощами і відставанням від за встановлені строки. Разом про те, конструктора висловлювали впевненість, що з напруженої роботи у березні 1957 р. почнуться пуски ракет. Ракету шляхом деяких переробок можна пристосувати для пуски на варіанті штучного супутника Землі, має невеличкий корисний вантаж як приладів вагою близько 25 кг... іотделяющийся кулястий контейнер власне супутника діаметром близько 450 мм вагою 40-50 кг.

І ось у Радянському Союзі було створено ракета, здатна розвинути швидкість 8 >км/сек. Вона старийтовала 4 жовтня 1957 р.Взлетев вгору вертикально, свічкою, ракета протяла стратосферу. Її вели автоматичні устрою, діющие по заданої програмі. Ракета піднялася на двісті із гаком кілометрів, поступово прийняла горизонтальне напрям і лягла на курс. Потрібно було це якраз:

помилка однією градус зіпсувала б, усе. Але автомати діяли бездоганно. Ракета на брала потрібну швидкість і відправила ти дорогою блискучий кулю з алюмінієвих сплавів— першим у світі штучний супутник,сделанний нашій країні.

8 км в секунду, 28800 км за годину!

Якщо якусь хвилину супутник був над Австралією, то через 20 хвилин — надАляской, ще за 12 хвилин — надНью-Йор кому, ще за 10 — над Бразилією. За години - кругосвітню подорож, 15 обертів за добу, і щоразу знову трасі, оскільки площину орбіти супутника у просторі нерухома, а Земля обертається навколо своєї осі всередині цієї орбіти.

Перший супутник був невеликий: діаметр його — 58 див, вагу — 83,6 >кГ. Він мав двометрові вуса - антени. Усередині — дварадиопередатчи каПроносясь з усіх країнами світу, супутник сповіщав, що ера космічних мандрівок вже настала, і цю еру відкрила країнасоциализма. Далі вирушили у мандрування навколо Землі другий і третій супутники.

«>Беби-мун» — «>Луной-малюткой» — прозвали американці нашого міжпланетного первістка. Тисячі очей і радіоприймачів стежили над його польотом. Отже кожний годину його життя цікавив учених. Вперше земне тіло піднімалось на висоту 947 км. Вперше на таких висотах працював радіопередавач.


 Сигнали його покази вали, як проходять радіохвилі через верхні наелектризовані верстви атмосфери,позволя чи глибше зрозуміти їх будова.

>Радиопередача вимагає енергії. Енергія у космосі є. Її можна запозичати від поверхні Сонця. Нехай він своїми променями заряджаєаккумуля тори. На першому супутнику стояли батареї, заряджені Землі. Вони вичерпалися через недоторое час, але й замовкший супутник продолжал служити науці. На великих висотах, де пролягав його шлях, повітря майже немає... проте «майже немає», а чи не «час від». Навіть за незначної щільності повітря чинить опір, і швидкість супутника посаді пінно знижується. Завдяки цьому можна вустановить, як і щільність атмосфери в різних висотах.

Деякі особливості рухаєтьсяспутни ка свідчить про нерівномірне тяжіння Землі. Це дозволяє уточнити форму і ладіние нашої планети, знайти приховані під Землею важкі або легені маси.

Теоретично тіло,летящее над Землею зі швидкістю 8 >км/сек, не впаде ніколи. Але перекл шиї супутники було неможливо літати вічно.Ничтожное опір повітря згодомзатормозило їх політ. Вони знижувалися і, улетівши в щільні верстви повітря, згоряли і розсипалися.

Тепер потрібно було визначити вкрай важливе питання: чи може жива істота перенести космічний політ, чи її неминуче загинув немає поза атмосфери? Другий радянський штучний супутник, що стартував 3ноября 1957 р., мав відповісти на упрос. Нею до космосу на висоту до 1670 км вирушила перша мандрівниця — собакаЛайка. Спеціальні прилади стежили до її диханням, пульсом, кров'яним тиском. Ми знаємо, щоЛайка добре перенесластремительний старт імногосуточное подорож навколо Землі. На третьому радянськомуискусст венному супутнику Землі було встановлено ще біліша різноманітна апаратура з вивчення властивостей земної атмосфери, сонячногоизлучения тощо. п. Він важив 1,3 тонни, і запаси його електричноїанергии для харчування приладів поповнювалися впливом сонячних променів на встановлені пристосування. Пізніше кілька штучних супутників вдалося запустити й у США.

Третій радянський супутник виявився найбільш довговічним й найбільш важким. Радянські люди зуміли закинути у просторі солідное спорудження, розміром із легкову маші ну.

III. Супутникові системи зв'язку.

 

Цікаво, ідея застосування штучнихспутников Землі для зв'язку пролунала ще до його запуску першого супутника. У 1945 р. відомий радянський учений П. У.Шмаков висував ідею використання ШСЗ в організацію всесвітнього телевізійного мовлення.

Які ж принципи застосування ШСЗ з метоюсвязи і чому супутникові системи дозволяють подолати багато труднощів, які під час організації зв'язку старими, традиційними методами?

  Відомо, що кулю відбиває електромагнітні хвилі рівномірно за всіма напрямами, яке ефективна відражающая поверхню пропорційна квадратудиа метри. Підвищенняотражательних властивостей такого кулі можна досягнути рахунок збільшення його діаметра.Надув кулі здійснювався після її висновку ШСЗ наорби ту способом сублімації.Оболочка мала захисну полонку і спеціальний металізоване покриття. Куля був із окремих меридіональних сегментів. Металеві кульові сегменти,накладиваемие на сферу, забезпечували електричний контакт між всімамеридиональними сегментами.

   Попри очевидну простоту, дешевизну іопре ділені технічні гідності такої системи супутниковому зв'язку, дуже швидко було виявлено серйозні її недостатки. Задля підтримки стійкою зв'язку знадобилася велика потужність передавальних та високачувствительность прийомних наземних пристроїв. Але й привиполнении цих умов радіолінії працювали недостатньо вустойчиво, страждали впливу перешкод. Термін життя таких супутників через зміну їх форми,сжатия оболонки, та погіршенняотражательних властивостей, і навіть через швидкої втрати висоти виявився невеликим.

 Супутник, проте, постійно переміщається у просторі не може завжди перебувати у зоні спільної видимості пунктів, що потребують зв'язку. Які жрабо тане СБС, якщо потрібно тривала, багатогодинна і навіть цілодобова, зв'язок між заданими пунктами ?

Один із можливих рішень це завдання — запуск на відповідні орбіти такої кількості супутників, щоб, щойно них вийде із зонисовмест іншоїрадиовидимости пунктів, що потребують зв'язку,другой ШСЗ відразу ж входив б цю зону. Однак навіть за досить велику кількість супутників, якщо їхнє місце на репетування бітах випадково, цілком можливо таке становище, коли у зоні спільної видимості двох пунктів, що потребують зв'язку, бракуватиме жодного ШСЗ.

Від що ж залежить кількість ШСЗ, необхідні забезпечення безупинної зв'язку? Вочевидь, що, ніж більше висота їх орбіт, тим триваліша спільнавидимость ШСЗ наземними пунктами.

>Наклонение — найважливіша умова охоплення системою супутниковому зв'язку певного району Землі, заданої зони обслуговування. У зв'язку з першорядною, можна сказати визначальною, роллю орбіт ШСЗ в системахспутниковой зв'язку необхідно, хоча дуже коротко, остуновиться що на деяких основних їх типах іпонятиях.

 Кругова орбіта — це орбіта, що має відстань від супутника до центру Землі приблизно постійно.Эллиптическая орбіта — коли супутник рухається навколо Землі за дзвоновидною кривою, близька до еліпсу. Максимальнеудаление його від Землі (апогей) і мінімальну (перигей) може істотно відрізнятися одне від друга. Формаеллипса визначається величиною йогоексцентриситета (>отношением різниці відстаней від центру Землі до апогею іперигея до великої осі еліпса).Орбити з великим ексцентриситетом мають високий апогей і називаютьсявисокоеллиптическими.

Вибір форми орбіти (кругова, еліптична,високоеллиптическая), нахилення (полярна, похила з заданим кутом нахилу, екваторіальна), величинипериода й правничого характеру звернення орбіти навколо Землі (сінхронная, геостаціонарна) визначальний під час проектування тій чи іншій системи супутниковогосвязи й у своє чергу обумовлюється завданнями проектованої системи.

 Починаючи із перших запусків супутники зв'язку майже завжди утворюють систему. Поодинокі ШСЗ зв'язку широко го використання застосовуються рідко.

 У супутникових систем зв'язку використовуютьсянизкоорбитальние апарати,високоеллиптические ШСЗ і гео стаціонари.

Системи зв'язки України із використанням низькоорбітальних ШСЗ

 

Першими з метою зв'язку було застосованонизкоорбитальние ШСЗ.

 Це, зокрема, і тих, що виведення ШСЗ на низькі орбіти більш простий і виконує ся з найменшими енергетичними витратами. Перші запуски низькоорбітальних супутників зв'язку показали можливість і доцільність примінения ШСЗ для зв'язку, підтвердили правильністьтехнических принципів активної ретрансляції. Разом з тим із першої спроби експлуатації супутників на низьких орбітах зрозуміли, що вони можуть забезпечити досить ефективного решения завдань супутниковому зв'язку.

Для розширення районів і збільшення часудействия СБС передбачалося піти шляхом збільшення кількості ШСЗ у системі. Невдовзі, проте, зрозуміли, щомногоспутниковая система зв'язку на низькоорбітальних ШСЗ як система загального користування має багатьма експлуатаційними незручностями і нерентабельна.

У низькоорбітальних систем зв'язку супутники можуть будуть показані у просторі друг щодо друга випадковоплиупорядоченно. При випадокном розташуванні знадобиться більше ШСЗ, одна до упорядкований місце розташування в просторі по потребує чималих докладає зусиль до створення і збереження заданого відносного розташування. У цьому необходими постійний контроль місцеположення супутників і коригування орбіт внаслідок еволюції в процес се польоту.

 До переваг СБС на низьких орбітах ставляться, як зазначалось, порівняльна дешевизна виведення їх у орбіту й простіша бортова апаратура. До

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Нові надходження

Замовлення реферату

Реклама

Навігація