?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry Share Next Entry
Чем ограничен размер спутника связи на ГСО?
VSAT
vsatman888
Получив вот такой коммент от уважаемого pavin_au
//ГСО не резиновая (да-да, я ваш кэп) и вместе с тенденцией по сокращению масс и размеров спутников, наблюдается еще одна тенденция - увеличение массы, размеров и энергетики именно геостационарных спутников. Думаю, очень скоро, при появлении возможности запускать сверхтяжелые спутники на ГСО/ГПО, только такие спутники и будут туда отправляится и скоро даже FH и NewGlenn будут малы.

попробую возразить, ибо при теоретической правильности  мысли тенденция - увеличение массы, размеров и энергетики именно геостационарных спутников.
на практике она сейчас не верна..
Прежде всего отметим, что основная масса ИСЗ на ГСО это спутники связи. Небольшую долю составляют спутники  наблюдения за Землей прежде всего военные систем Предупреждения о ракетном нападении, но их единицы.
Основное кол-во ИСЗ думаю  90% это именно связь.
Теоретически  на пальцах вроде бы понятно, если мы построим большой большой ИСЗ,  то удельная стоимость полезной нагрузки  канала связи (меряется в Мегабитах)  или Транспондера (1 условный транспондер = 36 МГц) будет меньше..
Но , увы, это относилось бы только к самому началу эры спутников связи на ГСО , когда она была пустая и кто первым стал того и тапки..
Итак , ПН спутника связи формируется выбором  зоны освещения ( ее формирует антенна на спутнике  одна антенна - одна зона освещения) и частотных диапазонов (для каждого частотного диапазона своя антенна) .
Частотные диапазоны - правилами МСЭ (Международный союз электросвязи) за гражданской спутниковой связью закреплены диапазоны L (1 ГГц), S (2/4 ГГц) (исключительно для спутникового радио), С (4/6 ГГц), Ку (11/14 ГГц), Ка (18/30 ГГц) , ну и перспективные типа Q, V, работающие на частотах 40 и более Гигагрц  которые пока никак не используются из за отсутствия технологии и наземного оборудования .

То есть, для одной зоны освещения максимальное число антенн, которое можно установить на иСЗ  это  на сегодня 5 (реально 4 ибо спутниковое радио используется коммерчески сейчас только в сША.).
Но возможно мы , можем увелчить кол-во зон освещения .
Таковые бывают  Глобальными, например таковой:

это старенький Экспресс А4, в С диапазоне. Такие лучи когда то использовались для организации телефонной связи между континентами, для них нужны гигантские антенны диаметром от 12 до 64 метров..Сейчас спрос на такие лучи практически исчез, между континентами давно лежит оптика.
И тут закон прост у Вас есть мощность передатчика на ИСЗ чем больше площадь зоны освещения тем слабее в нем луч (меньше ЭИИМ) изотропная можность) и тем большую антенну на Земле необходимо абоненту. а все хотят на Земле экономить поэтому  глобальные лучи выходят из моды.

а вот пример узконаправленного луча  Ку диапазона . Более новый Экспресс АМ33, которому правда лет 10 уже


и казалось бы ОК, давайте сделаем  10 ..20.. 30 разных узких лучей с одного ИСЗ..
и вот тут нас ждут 2 засады.
Первая из них называется Электромагнитная совместимость с сосдним ИСЗ. Спутники на ГСО располагаются по дуге окружности сейчас разрешено ставить их через 2 градуса (то есть при 360 граадусах окружности имеем максимум 180 бортов), раньше ставили через 3 градуса. Если расстояние между ИСЗ связ менее 2 градусов то станция работающая на Вам спутник с земли будет светить в антенну Вашему соседу по орбите и мешать ему.. Поэтому, если в точке 90 градусов кто то поставил ИСЗ работающий скажем на Россию, (а именно Газпром Космические системы  свой борт Ямал-401 ) то Вы не сможете между 88,1 и 91,9 градусов иметь какой либо луч на Россию.

и второе это права коммерческого использования. Всем в мире связи было известно, что в Индии  миллиард жителей, дефицит емкости спутников для телевидения, но получить право работать на территории Индии через свой ИСЗ было архи трудно , только получив лицензию от правительства Индии,   то есть Вы конечно можете направить свой ИСЗ на индийский полуостров, но не получите ни копейки дохода от этого..Каждая стран защищает свой рынок, Россия и Китай достаточо жестко, правда США  то же не допускает на свой спутниковый рынок ни нас ни китайцев,

Кчстати не забудем, что 70% территори иЗемли это океаны, и собрать с их "жителей" (типа рыбаков и моряков)  достаточную сумму чтобы окупить часть ИСЗ очень сложно..и при всем дефиците точек (позиций для ИСЗ)  на ГСО  над Тихим Океоом есть много свободных позиций, которые увы вряд ли когда окупятся при запуске туда ИСЗ.

Однако , даже если Вы набрали заказов с трети мира под Вашим ИСЗ есть еще одна проблема это как разместить десяток антенн на Вашем ИСЗ , чтобы они не мешали друг другу?? При этом помним, что ИСЗ находится под головным обтекателем ракеты и не может иметь размер в диаметре более 4..4,5 метров (правда тут бы свертяжелые носители могли бы помочь, у ник диаметр был бы под 9 метров).

Поэтому, число Больших ИСЗ на ГСО  в общем то не подавляющее, они прежде всего стоят в давно рскрученных и согласованных точках, которые уже раскручены и на которые набраны клиенты, там можно ставить тяжелые ИСЗ (кстати размер,  ИСЗ определяется не килограммаими, они вторичны а мощность его энергоустановки, которые он может выдать на полезную нагрузку.
Тяжелые ИСЗ это 14-16 квт,  средние 6-10, малые 3-6 кВт ..
Кстати мощность ИСЗ играет  в "две руки"  КПД электроники на борту ИСЗ как у паравоза и практически в "сигнал" уходит менее 5% а остальные кВт греют сам ИСЗ и  задача "отвести эти киловатты и сбросить их в Космос " очень сложная задача, а если эти кВт останутся на борту то ИСЗ перегрется и вся электроника просто сгорит..

в общем на сегодня   практических запросов на сверхтяжелые ИСЗ (а они потребуют сначала  светтяжелый носитель типа Фалкон Хэви, BFR, SLS ), а потом разработки с с нуля  новой платформы  компаниями производителями ИСЗ типа Боинг, Талес, Астриум, Локхид Мартин) нет более того, и только потом просчет бизнес планов операторами ИСЗ типа Интелсата, Евтелсата и тп насколько оправдан коммерческий риск такого ИСЗ.. При этом напомню - даже при нынешнем числе ИСЗ на орбите  имеется переизбыток емкости чуть ли не в 2 раза..

Предположу, что  первые мысли о "большой платформе с диаметром  площадки ориентированной на землю в 8..9 метров начнутся после того, как пуски сверхтяжелых ракет станут регулярными , а проектировпние тпервой акой платформы  будет выполнено для нужд военных ..
пока экономика гражданских операторов спутниковой связи такой заказ не потянет..


  • 1
Прежде всего хочу сказать спасибо, за то, что под мой комментарий был выделен целый новый пост на ответ. Это приятно.
Теперь о том, что хотелось бы сказать. Статья интересная и познавательная. Я, к примеру, не знал о нюансах протекционисской политики на спутниковых телекоммуникационных рынках.
Не увидил в статье противоречий моей самой первой мысли - нужде в увеличении массы, размеров и энергетических характеристиках геостационарных спутников. Если у нас есть нужда в увеличении количества лучей, то из этого вытекает прямое требование увеличения энергетики, количества антенн, а с ними и массы.
Хотел бы для себя прояснить момент с "КПД электроники на борту ИСЗ как у паравоза и практически в "сигнал" уходит менее 5%". Я, грешным делом, думал, что как только мы получили "чистую" энергию в виде электричества с солнечных батарей, то потом ее преобразования и потери не велеки. Уж преобразовывать электроэнергию в электроэнергию мы умеем достаточно эффективно. Электрические трансформаторы чуть ли не единственное человеческое изобретение с КПД 98-99%. Или у нас узкое место на выходных каскадах передатчиков?
И последнее, все с чего начиналось. Со шведского нового ИСЗ. Будем посмотреть. Возможно, это будет первая ласточка сверхтяжелых геостационарных спутников.

И еще раз спасибо за пост.

//мы получили "чистую" энергию в виде электричества с солнечных батарей, то потом ее преобразования и потери не велеки.

Я тоже не дока в этом, но как я понимаю даже мой комп или сотовый телефон периодически сильно греется - то есть в микросхемах идет преобразование электрической энергии в тепловую..
то же и на иСЗ - в "сигнал" уходит очень мало вся энергия превращается в тепловую в многочисленных тиристорах, каскадах , микросхемах и тп..

Мне тут одно непонятно: зачем Виасату пуск на Falcon Heavy, да ещё с таким упорством? Получается у них спутник может быть и не сверхтяжёлый, но на простой Фалькон не лезет.

P.S. Спутниковое радио прекрасно живёт в Канаде. Я, правда, не в курсе, как оно работает в высоких широтах. Возможно использует старые спутники оставшиеся от Сириуса, на эллиптических орбитах.

//Спутниковое радио прекрасно живёт в Канаде. Я, правда, не в курсе, как оно работает в высоких широтах. Возможно использует старые спутники оставшиеся от Сириуса, на эллиптических орбитах.

Сорри, но я тут скорее Америку как континент назвал, тут и США,и Канада и дпже Мексике досталось :-)
В США и Канаде один холдинг, Sirius XM Radio, работает в двух спутниковых радиосетях после объединения (поглощения компании XM компанией Sirius в июле 2008). Обе службы предоставляются только по абонентской подписке. XM использует геостационарные спутники с постоянным положением, а Sirius использует геосинхронные спутники на высокоэллиптической орбите «Тундра» проходящие через северо- и южноамериканский континенты. Грубо говоря, разница в том, что сигнал от Sirius имеет больший угол в северной части США, и еще больше в Канаде. (Больший угол может стать причиной потери сигнала в городах и, тем более, в гаражах, тоннелях и других крытых сооружениях). Зона покрытия обеих служб — это в основном США (включая Аляску), Канада и северная часть Мексики.

///зачем Виасату пуск на Falcon Heavy, да ещё с таким упорством?

моя версия - использовать внесенную ранеев Спейс Х предоплату за отмененный пуск ВиаСата-2, как правило при заключении договора на пуск Клиент вносит предоплату ибо надо начать делать ракету и индивидуальный переходник под его ИСЗ..
Если идет отказ от заказа пуска то деньги остаются у Спейс Х.
на хабре есть упоминание , что предоплата может быть от 25 до 33%
что в общем серьезные деньги..

то есть Вы конечно можете направить свой ИСЗ на индийский полуостров, но не получите ни копейки дохода от этого..
Можно работать через продажу рекламы и т.п.

При этом помним, что ИСЗ находится под головным обтекателем ракеты и не может иметь размер в диаметре более 4..4,5 метров
Ну МКС как-то под обтекатель влезла :)
так что есть методы для преодоления - во-первых, раскладные конструкции, во-вторых сборка из модулей после запуска.

Ну и в заключение - низкоорбитальные интернет-созвездия вполне могут убить вещание через ГСО - через инет вещание умеют не хуже.

//Можно работать через продажу рекламы и т.п.
нет, ибо главное, что хотят от бизнеса местные власти после политической лояльности это налоги ..
пока за 50 лет подобных прецендентов не нашлось..при любом незаконном действии на территории страны на этот ИСЗ просто поставят помеху и дело с концом..

а российские блоки МКС , выводимые Протоном, имеют макс.диаметр 4,1 метра как раз под ГО Протона, а Европейский модуль 4,5 метра под Ариан-5, американский 4,3 видимо из расчета Дельты или Атласа..

мешать работе спутника противозаконно, могут и ответить симметрично.
На приёмники тоже помеху не сделаешь.

А солнечные батареи и радиаторы? антенны точно так же разложить можно.

//мешать работе спутника противозаконно, могут и ответить симметрично.
как раз наоборот, использование частотного ресурса страны Х без ее согласия это нарушение самых базовых норм МСЭ и международных законов. практически ТО же самое, что летать над ее территорией без ее согласия..

//антенны точно так же разложить можно.
Именно так, но обычно удается с грехом пополам раскрыть с двух плоскостей по 2-3 антенны с 2 сторон параллепипеда это сейчас обычная форма служебного модуля ИСЗ плюс пару с торца смотрящего на Землю , на остальных 2 плоскостях сложены панели СБ
см. например
https://www.google.ru/search?q=%D1%84%D0%BE%D1%82%D0%BE+%D1%81%D0%BF%D1%83%D1%82%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0+%D0%AD%D0%BA%D1%81%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%81%D1%81+%D0%90%D0%9C5&newwindow=1&tbm=isch&source=iu&ictx=1&fir=IOkLGg9MaGRN2M%253A%252Co-owgQ_WM2eu2M%252C_&usg=AI4_-kRFkoBIvJ0NUljZPG9p54zmr7NTwA&sa=X&ved=2ahUKEwiww5LojbneAhWjIsAKHXgfB2sQ9QEwAXoECAUQBg#imgrc=IOkLGg9MaGRN2M:

На пролёт спутника никто разрешений не спрашивает.
Также как и на частоты вещания вне пределов границ государства.
А что некая аппаратура принимает то что вещается из-за границы - ну так получилось.

Вон на Веббе даже зеркало раскладным сделали, там точность в доли миллиметров.

//На пролёт спутника никто разрешений не спрашивает.
Также как и на частоты вещания вне пределов границ государства.
А что некая аппаратура принимает то что вещается из-за границы - ну так получилось.

Не совсем понял "так получилось", либо частоты и зона работы скоординированы со страной Х согласно процедуре МСЭ либо нет..
Если не скоординированы /отличаются от фактических это незаконно.
для начала вежливо попросят отключить, хотя прецендентов подобных нарушений особо я не помню

Да, незаконно - но законы государства туда и не распространяются. Так что ничего с этим поделать государство не может.
Когда американцы транслировали свою высадку с Луны - сигнал попадал не только на территорию США.
В 1960-е годы стали массово появляться пиратские радиостанции, которые молниеносно завоевывали огромную популярность среди радиослушателей. Пиратские радиостанции зачастую формировали свой репертуар из новой популярной музыки, что стало залогом их успеха.

21 апреля 1960 году, из вод у берегов Голландии, начала трансляцию сигнала первое пиратское Радио Вероника (англ.). К ноябрю аудитория слушателей была более 5 млн человек[источник не указан 2434 дня]. Radio Veronica было организовано продавцами розничной торговли в Нидерландах с целью рекламы своего товара. Трансляция велась с плавающего маяка Borkum Riff (англ.)русск., стоявшего в нейтральных водах. Судно было оснащено горизонтальной антенной между передними и задними мачтами, и передатчиком в 1 кВт.

Позже, в 1964 года у берегов Великобритании начала работу офшорная пиратская радиостанция Radio Caroline, вещавшая британскую рок-музыку. С самого начала Томас Лодж приступил к работе в качестве диджея и директора программ этой радиостанции[3][4][5][6][7]. Его книга «Корабль, который покачнул мир» (The Ship that Rocked the World) описывает время, проведенное там. Он взял эксклюзивное интервью у начинающей группы Beatles[8]. Это был исторический момент для Лоджа, который знал многих хитовых звёзд рок-н-ролла Британского вторжения. Бывший участник ансамбля Beatles Пол Маккартни высказался, что Лодж должен был получить титул рыцаря за свой вклад по запуску ансамблей Британского вторжения в эфир. Позже «Радио Кэролайн» вела трансляции с судна, стоявшего в нейтральных водах, и с самолётов. Радиостанция вещает и поныне.

в этой цитате "незаконное" и "паиратское" а далее все вопросы уже к пр-ву Нидерландов - могли и глушить начать - их право..

Глушить - да, имеют право. Но это денег стоит.

  • 1