Pendahuluan dan sejarah singkat satelit komunikasi

Pengantar dan sejarah singkat satelit

Satelit adalah objek apa pun yang berputar di sekitar objek lain (yang dikenal sebagai primernya). Semua massa yang merupakan bagian dari tata surya, termasuk Bumi, adalah satelit Matahari atau satelit dari benda-benda ini, seperti Bulan. Tidak selalu mudah untuk memutuskan siapa yang merupakan "satelit" dalam sepasang tubuh. Karena semua objek memiliki gravitasi, satelit juga mempengaruhi pergerakan objek utama. Jika dua objek memiliki massa yang hampir sama, mereka biasanya disebut sistem biner, dan bukan objek utama dan satelit. Kriteria umum bahwa suatu objek adalah satelit adalah bahwa pusat massa dua objek berada di dalam objek primer. Dalam penggunaan populer, istilah "satelit" biasanya mengacu pada satelit buatan (objek buatan yang berputar di sekitar Bumi atau benda lain).

Pada Mei 1946, desain awal pesawat ruang angkasa eksperimental yang mengorbit Bumi menyatakan: “Dapat diperkirakan bahwa satelit dengan instrumen yang sesuai akan menjadi salah satu instrumen ilmiah paling kuat di abad kedua puluh. Mencapai satelit akan memiliki konsekuensi. sebanding dengan ledakan bom atom … "

Zaman antariksa dimulai pada tahun 1946, ketika para ilmuwan mulai menggunakan roket V-2 Jerman yang ditangkap untuk pengukuran di atmosfer atas. Sampai periode ini, para ilmuwan menggunakan balon yang memanjang hingga 30 km dan gelombang radio untuk mempelajari ionosfer. Dari tahun 1946 hingga 1952, penelitian di atmosfer atas dilakukan dengan menggunakan roket V-2 dan roket Aerobee. Ini memungkinkan untuk mengukur tekanan atmosfer, kepadatan dan suhu hingga 200 km. Amerika Serikat telah mempertimbangkan untuk meluncurkan satelit yang mengorbit sejak 1945 sebagai bagian dari Biro Penerbangan AS. Proyek Angkatan Udara RAND pada akhirnya mengeluarkan laporan tersebut, tetapi tidak percaya bahwa satelit itu adalah senjata militer yang potensial; alih-alih, mereka menganggapnya sebagai alat untuk sains, politik dan propaganda. Di bawah tekanan dari American Rocket Society, National Science Foundation, dan International Geophysical Year, minat militer meningkat, dan pada awal 1955, Angkatan Udara dan Angkatan Laut bekerja pada proyek Orbiter, yang mencakup penggunaan roket Jupiter S untuk meluncurkan satelit kecil. disebut Explorer 1 pada 31 Januari 1958.

Pada 29 Juli 1955, Gedung Putih mengumumkan bahwa Amerika Serikat berencana meluncurkan satelit pada musim semi 1958. Ini dikenal sebagai Project Vanguard. Pada 31 Juli, Soviet mengumumkan bahwa mereka berniat meluncurkan satelit pada musim gugur 1957, dan pada 4 Oktober 1957, satelit I diluncurkan ke orbit, yang menyebabkan perlombaan antariksa antara kedua negara.

Satelit buatan terbesar saat ini berputar di sekitar Bumi adalah Stasiun Luar Angkasa Internasional, yang kadang-kadang dapat dilihat dengan mata telanjang seseorang.

Jenis satelit

· Satelit astronomi: ini adalah satelit yang digunakan untuk mengamati planet yang jauh, galaksi, dan objek ruang lainnya.

· Satelit komunikasi: ini adalah satelit buatan yang terletak di ruang untuk keperluan telekomunikasi menggunakan frekuensi radio gelombang mikro. Sebagian besar satelit komunikasi menggunakan orbit geosinkron atau orbit geostasioner dekat, meskipun satelit orbit Bumi rendah digunakan dalam beberapa sistem modern.

· Satelit pengamatan Bumi adalah satelit yang dirancang khusus untuk mengamati Bumi dari orbit, mirip dengan satelit pengintai, tetapi ditujukan untuk tujuan non-militer, seperti pemantauan lingkungan, meteorologi, pemetaan, dll. (Lihat Terutama sistem pengamatan Bumi).

· Satelit navigasi adalah satelit yang menggunakan sinyal radio yang ditransmisikan untuk memungkinkan penerima seluler di bumi untuk menentukan lokasi mereka secara tepat. Garis pandang yang relatif jelas antara satelit dan penerima di bumi, dikombinasikan dengan elektronik yang terus meningkat, memungkinkan sistem navigasi berbasis satelit untuk mengukur posisi dengan akurasi beberapa meter secara real time.

· Satelit pengintai adalah satelit observasi bumi atau satelit komunikasi yang digunakan untuk keperluan militer atau pengintaian. Hanya sedikit yang diketahui tentang kekuatan penuh satelit ini, karena pemerintah yang mengendalikan mereka biasanya merahasiakan satelit intelijen mereka.

· Satelit energi surya diusulkan satelit orbit tinggi Bumi yang menggunakan transmisi energi gelombang mikro untuk mengirimkan energi matahari ke antena yang sangat besar di Bumi, di mana ia dapat digunakan sebagai pengganti sumber energi konvensional.

· Stasiun luar angkasa adalah struktur buatan yang ditujukan untuk kehidupan orang di luar angkasa. Sebuah stasiun ruang angkasa berbeda dari pesawat ruang angkasa berawak lainnya karena tidak adanya pembangkit listrik dasar atau peralatan pendaratan – sebagai gantinya, kendaraan lain digunakan sebagai transportasi ke dan dari stasiun. Stasiun ruang angkasa dirancang untuk tinggal jangka menengah di orbit selama beberapa minggu, bulan, atau bahkan bertahun-tahun.

· Satelit cuaca adalah satelit yang terutama digunakan untuk memantau cuaca dan / atau iklim Bumi.

· Satelit miniatur adalah satelit dengan berat yang luar biasa ringan dan ukuran kecil. Klasifikasi baru digunakan untuk mengklasifikasikan satelit ini: satelit mini (500-200 kg), mikrosatelit (di bawah 200 kg), nanosatellite (di bawah 10 kg).

Jenis-jenis Orbits

Banyak kali satelit dicirikan oleh orbitnya. Meskipun satelit dapat berputar di hampir semua ketinggian, satelit biasanya diklasifikasikan berdasarkan ketinggian:

· Orbit Bumi Rendah (LEO: 200 – 1200 km di atas Bumi)

Orbit Mediterania (ICO atau MEO: 1200 – 35.286 km)

· Orbit geosinkron (GEO: 35786 km di atas permukaan bumi) dan orbit geostasioner (orbit geosinkron dengan nol kemiringan). Orbit ini sangat menarik bagi satelit komunikasi dan akan dibahas secara rinci nanti.

Orbit Bumi Tinggi (HEO: di atas 35786 km)

Orbit berikut adalah orbit khusus yang juga digunakan untuk mengklasifikasikan satelit:

· Lightning Orbits: Kelas orbit yang sangat elips. Sebuah satelit yang ditempatkan di orbit ini menghabiskan sebagian besar waktunya di area tertentu di Bumi, sebuah fenomena yang dikenal sebagai klimaks. Orbit Lightning dinamai setelah sejumlah satelit komunikasi Soviet / Rusia Lightning yang telah menggunakan kelas orbit ini sejak pertengahan 1960-an.

· Heliosynchronous atau solar-syncous orbit. Orbit heliosynchronous, atau lebih sering merupakan orbit sun-syncous, adalah sebuah orbit di mana sebuah objek selalu melewati titik tertentu pada permukaan bumi pada waktu matahari lokal yang sama. Ini adalah fitur yang berguna untuk satelit yang menampilkan permukaan bumi dalam rentang panjang gelombang inframerah atau inframerah (misalnya, satelit meteorologi, satelit mata-mata, dan satelit penginderaan jauh).

· Orbit kutub: Satelit di orbit kutub melewati atau dekat kedua kutub planet ini (atau benda langit lainnya) pada setiap revolusi.

· Orbit pemancar Homan: untuk jenis orbit khusus ini, lebih umum untuk mengidentifikasi satelit sebagai pesawat ruang angkasa. Dalam rekayasa ruang dan angkasa, orbit transfer Khoman adalah manuver orbital yang memindahkan pesawat ruang angkasa dari satu orbit ke orbit lainnya.

· Orbit supersinkron atau orbit melayang: orbit di atas GEO. Satelit akan melayang ke barat.

· Orbit sub-sinkron atau orbit melayang: orbit dekat, tetapi lebih rendah dari GEO. Digunakan untuk satelit yang mengalami perubahan stasiun ke arah timur.

Satelit komunikasi

Satelit komunikasi (kadang-kadang disingkat comsat) adalah satelit buatan yang terletak di ruang untuk tujuan telekomunikasi. Satelit komunikasi modern menggunakan orbit geosinkron, orbit Petir, atau orbit dekat Bumi.

Untuk layanan tetap, satelit komunikasi menyediakan teknologi yang melengkapi teknologi kabel komunikasi bawah laut serat optik. Untuk aplikasi seluler, seperti komunikasi dengan kapal dan pesawat terbang, komunikasi satelit hanya merupakan sarana komunikasi yang aktif, karena penggunaan teknologi lain, seperti kabel, tidak praktis atau tidak mungkin.

Misi Awal: Asal usul komunikasi satelit dapat ditelusuri ke artikel yang ditulis oleh Arthur Clark pada tahun 1945. Dia menyarankan bahwa satelit radio-relay dalam orbit khatulistiwa dengan jangka waktu 24 jam akan tetap diam relatif terhadap permukaan Bumi dan dapat digunakan untuk komunikasi radio jarak jauh, karena mengatasi pembatasan yang diberlakukan oleh kelengkungan Bumi. Satellite 1, satelit buatan pertama di dunia (non-komunikasi), diluncurkan pada 4 Oktober 1957. Satelit relay pertama adalah proyek SCORE pada tahun 1958, yang menggunakan tape recorder untuk menyimpan dan meneruskan pesan suara. Itu digunakan untuk mengirim ucapan Natal kepada dunia dari Presiden Eisenhower. NASA meluncurkan satelit Echo pada tahun 1960. Balon Mylar aluminium 100 kaki ini berfungsi sebagai reflektor pasif untuk komunikasi radio. Courier 1B (dibangun oleh Philco) juga diluncurkan pada tahun 1960 dan menjadi repeater aktif pertama di dunia. Berikut ini adalah rincian tonggak dalam sejarah komunikasi satelit:

· Herman Potochnik – menguraikan stasiun ruang angkasa dalam orbit geosinkron – 1928

· Arthur Clark – menawarkan stasiun di orbit geosinkron untuk menyampaikan komunikasi dan siaran televisi – 1945

· Proyek SCORE – Satelit Komunikasi Pertama – 1958

· Echo I – satelit pertama dengan reflektor pasif – Agustus 1960

· Courier 1B – repeater satelit aktif pertama – Oktober 1960

· Telstar adalah repeater langsung aktif pertama untuk televisi dan transmisi data berkecepatan tinggi. Telstar diluncurkan ke orbit elips (dilakukan sekali setiap 2 jam dan 37 menit), berputar pada sudut 45 ° di atas garis khatulistiwa. Juli 1962

· Sincom – satelit komunikasi pertama dalam orbit geosinkron. Syncom 2 berputar mengelilingi Bumi sekali sehari dengan kecepatan konstan, tetapi karena masih memiliki pergerakan utara-selatan, peralatan khusus diperlukan untuk melacaknya. 1963

· OSCAR-III – satelit komunikasi radio amatir pertama – Maret 1965

· Petir – satelit komunikasi Soviet pertama, orbitnya sangat elips – Oktober 1965

· Early Bird – satelit INTELSAT pertama untuk layanan komersial – April 1965

· Orbit – jaringan televisi nasional pertama berdasarkan televisi satelit – November 1967

· Anik 1 – sistem televisi satelit nasional pertama, Kanada, – 1973

· Westar 1, satelit komunikasi geosinkron AS pertama – April 1974

· Layar – satelit televisi serial Direct-To-Home, 1976

· Palapa A1 – satelit komunikasi pertama di Indonesia – 8 Juli 1976

· TDRSS adalah satelit pertama yang menyediakan layanan relai komunikasi untuk pesawat ruang angkasa lainnya. – 1983

· Mars Global Surveyor – satelit komunikasi pertama yang mengorbit di sekitar planet lain (Mars) – 1997

· Pesawat ruang angkasa Cassini mentransmisikan ke gambar Bumi dari probe Huygens ketika mendarat di bulan Saturnus, Titan, relay terpanjang hingga saat ini. – 14 Januari 2005

Tergantung pada kebutuhan, satelit komunikasi dapat ditempatkan dalam berbagai jenis orbit. Kami membahas beberapa jenis umum:

(a) Satelit geostasioner mengorbit: satelit di orbit geostasioner tampaknya berada dalam posisi tetap untuk pengamat darat. Satelit geostasioner berputar mengelilingi Bumi dengan kecepatan konstan sekali sehari di atas garis khatulistiwa. Orbit geostasioner berguna untuk aplikasi komunikasi karena antena terestrial yang perlu diarahkan ke satelit dapat beroperasi secara efisien tanpa perlu peralatan mahal untuk melacak pergerakan satelit. Khusus untuk aplikasi yang membutuhkan sejumlah besar antena terestrial (seperti distribusi televisi langsung), penghematan pada peralatan terestrial dapat lebih dari sekadar membenarkan biaya tambahan dan kesulitan menaikkan satelit ke orbit geostasioner yang relatif tinggi.

Konsep satelit komunikasi geostasioner pertama kali diusulkan oleh Arthur Clark, dengan mengandalkan karya Konstantin Tsiolkovsky dan karya Potochnik Jerman (ditulis sebagai Herman Nordung) pada tahun 1929. Pada Oktober 1945, Clark menerbitkan sebuah artikel berjudul "Extraterrestrial Relays" di majalah Inggris Wireless World. Artikel ini menjelaskan dasar-dasar penyebaran satelit buatan dalam orbit geostasioner dengan tujuan menyampaikan sinyal radio. Dengan demikian, Arthur Clark sering disebut sebagai penemu satelit komunikasi.

Satelit komunikasi geostasioner pertama adalah Anik 1, satelit Kanada yang diluncurkan pada tahun 1972. Amerika Serikat kemudian meluncurkan satelit komunikasi geostasionernya sendiri, sementara Western Union meluncurkan satelit Westar 1 pada 1974 dan RCA Americom (kemudian GE Americom, sekarang SES Americom). Peluncuran Satcom 1 pada tahun 1975.

Satcom 1 yang memainkan peran penting dalam membantu saluran televisi kabel awal seperti WTBS (sekarang TBS Superstation), HBO, CBN (sekarang keluarga ABC) dan The Weather Channel, yang menjadi sukses karena saluran ini mendistribusikan program mereka ke semua saluran kabel lokal. Headend televisi menggunakan satelit. Itu juga merupakan satelit pertama yang digunakan oleh jaringan siaran televisi di Amerika Serikat, seperti ABC, NBC, dan CBS, untuk mendistribusikan program-programnya ke semua afiliasi lokalnya. Alasan mengapa Satcom 1 digunakan secara luas adalah karena memiliki throughput dua kali lipat dibandingkan dengan Westar 1 (24 transponder daripada Westar 12), yang mengurangi biaya penggunaan transponder.

Pada tahun 2000, Hughes Space and Communications (sekarang Boeing Satellite Systems) telah membangun hampir 40 persen satelitnya di seluruh dunia. Pabrikan satelit utama lainnya adalah Space Systems / Loral, Lockheed Martin (dimiliki oleh RCA Astro Electronics / GE Astro Space bisnis), Northrop Grumman, Alcatel Space dan EADS Astrium.

(B) satelit orbit rendah: orbit Bumi Rendah biasanya adalah orbit melingkar yang terletak sekitar 150 kilometer di atas permukaan bumi dan, karenanya, periode (waktu rotasi di sekitar Bumi) adalah sekitar 90 menit. Karena ketinggiannya yang rendah, satelit-satelit ini hanya dapat dilihat dalam radius sekitar 1000 kilometer dari titik satelit. Selain itu, satelit di orbit Bumi yang rendah dengan cepat mengubah posisi mereka relatif terhadap posisi di bumi. Dengan demikian, bahkan untuk aplikasi lokal, sejumlah besar satelit diperlukan jika misi memerlukan koneksi yang tidak terputus.

Satelit orbit rendah lebih murah dalam penentuan posisi di ruang angkasa daripada satelit geostasioner, dan karena kedekatannya dengan bumi, diperlukan level sinyal yang lebih rendah. Dengan demikian, ada trade-off antara jumlah satelit dan biayanya. Selain itu, ada perbedaan penting dalam peralatan udara dan darat yang diperlukan untuk mendukung dua jenis misi.

Sekelompok satelit yang bekerja dalam konser disebut konstelasi satelit. Dua rasi bintang yang dimaksudkan untuk menyediakan layanan telepon, terutama ke daerah-daerah terpencil, adalah Iridium dan Globalstar. Sistem Iridium memiliki 66 satelit. Konstelasi satelit LEO lainnya, yang didukung oleh pengusaha Microsoft Paul Allen, seharusnya memiliki hingga 720 satelit. Dimungkinkan juga untuk menawarkan cakupan terputus-putus menggunakan satelit di orbit Bumi rendah, mampu menyimpan data yang diterima saat melewati satu bagian Bumi dan mentransmisikannya nanti, melewati bagian lain. Ini akan menjadi kasus dengan sistem CASCADE dari satelit komunikasi Kanada CASSIOPE.

(c) Petir Satelit: seperti yang telah disebutkan, satelit geostasioner dipaksa untuk beroperasi di atas garis khatulistiwa. Akibatnya, mereka tidak selalu cocok untuk penyediaan layanan di lintang tinggi: karena di lintang tinggi satelit geostasioner mungkin tampak rendah di (atau bahkan lebih rendah) cakrawala, mempengaruhi komunikasi dan menyebabkan propagasi multipath (gangguan yang disebabkan oleh sinyal yang dipantulkan dari ground ke antena ground) ) Satelit pertama dari seri Lightning diluncurkan pada tanggal 23 April 1965 dan digunakan untuk secara eksperimental mengirimkan sinyal televisi dari stasiun uplink Moskow ke stasiun downlink yang terletak di Timur Jauh Rusia, di Khabarovsk, Magadan dan Vladivostok. Pada bulan November 1967, insinyur Soviet menciptakan sistem unik dari jaringan televisi nasional televisi satelit yang disebut Orbit berdasarkan satelit Lightning.

Orbit petir dapat menjadi alternatif yang menarik dalam kasus seperti itu. Orbit Lightning sangat condong, yang menjamin kenaikan yang baik di atas posisi yang dipilih di bagian utara orbit. (Ketinggian adalah derajat posisi satelit di atas cakrawala. Dengan demikian, satelit di cakrawala memiliki tanda nol, dan satelit, yang terletak tepat di atas kepala, memiliki sudut kemiringan 90 derajat). Кроме того, орбита Молния спроектирована так, что спутник проводит большую часть своего времени в дальних северных широтах, в течение которых его наземный след перемещается незначительно. Его период составляет полдня, так что спутник доступен для работы над целевым регионом в течение восьми часов каждую секунду оборота. Таким образом, созвездие из трех спутников "Молния" (плюс запасные части на орбите) может обеспечить непрерывное покрытие.

Спутники "Молния" обычно используются для телефонии и телевидения в России. Другое применение состоит в том, чтобы использовать их для систем мобильной радиосвязи (даже в более низких широтах), поскольку автомобилям, проезжающим через городские районы, необходим доступ к спутникам на большой высоте для обеспечения хорошей связи, например при наличии высоких зданий.

Приложения спутников

а) телефония. Одним из основных применений спутника связи является предоставление услуг междугородной телефонной связи. Соединение осуществляется преимущественно через множественный доступ с частотным разделением (FDMA) или множественный доступ с временным разделением (TDMA). Телефонные абоненты могут быть подключены через сеть станций, которые, в свою очередь, связаны со спутниковыми земными станциями, которые передают трафик на спутник для дальнейшей обработки.

(b) Телевидение и радио. Для телевидения и радио используются два типа спутников:

(i) Спутник прямого вещания (DBS). Спутник прямого вещания – это спутник связи, который передает на маленькие спутниковые антенны DBS (обычно диаметром от 18 до 24 дюймов). Спутники прямого вещания обычно работают в верхней части полосы Ku. Технология DBS используется для услуг спутникового телевидения, ориентированных на DTH (Direct-To-Home), таких как DirecTV и Dish Network в США, ExpressVu в Канаде и Sky Digital в Великобритании.

(ii) Спутник фиксированной службы (FSS): используйте диапазон C и нижние участки диапазонов Ku. Они, как правило, используются для трансляций на и из телевизионных сетей и местных партнерских станций (таких как трансляции программ для сетевых и синдицированных программ, прямые трансляции и обратные передачи), а также используются для дистанционного обучения в школах и университетах, на деловом телевидении ( BTV), видеоконференцсвязи и общих коммерческих телекоммуникаций. Спутники ФСС также используются для распределения национальных кабельных каналов на головные станции кабельного телевидения. Спутники FSS отличаются от спутников DBS тем, что они имеют более низкую выходную радиочастотную мощность, чем последние, что требует гораздо большей антенны для приема (от 3 до 8 футов в диаметре для диапазона Ku и 12 футов вверх для диапазона C). Спутниковая технология FSS также первоначально использовалась для спутникового телевидения DTH с конца 1970-х до начала 1990-х годов в США в форме приемников и тарелок TVRO (TeleVision Receive Only) (так называемое big-dish, или, более того, уничижительно известная как большая уродливая тарелка, системы). Он также использовался в форме Ku-диапазона для ныне не существующей услуги спутникового телевидения Primestar.

(c) Мобильные спутниковые технологии. Первоначально доступные для вещания на стационарные телевизионные приемники, к 2004 году появились популярные приложения мобильного прямого вещания с появлением в Соединенных Штатах двух спутниковых радиосистем: Sirius и XM Satellite Radio Holdings. Некоторые производители также ввели специальные антенны для мобильного приема телевидения DBS. Используя в качестве эталона технологию GPS, эти антенны автоматически нацеливаются на спутник независимо от того, где и как находится транспортное средство (на котором установлена ​​антенна). Эти мобильные спутниковые антенны пользуются популярностью у некоторых владельцев транспортных средств для отдыха. Такие мобильные антенны DBS также используются JetBlue Airways для DirecTV (поставляется LiveTV, дочерней компанией JetBlue), которую пассажиры могут просматривать на борту на ЖК-экранах, установленных на сиденьях.

d) любительское радио: операторы-любители имеют доступ к спутникам ОСКАР, которые были специально разработаны для передачи любительского радиообмена. Большинство таких спутников работают в качестве космических ретрансляторов, и к ним обычно обращаются любители, оснащенные радиооборудованием УВЧ или ОВЧ и высоконаправленными антеннами, такими как Yagis или тарелочные антенны. Из-за ограничений наземного любительского оборудования большинство любительских спутников запускаются на довольно низкие околоземные орбиты и предназначены для работы только с ограниченным числом коротких контактов в любой момент времени. Некоторые спутники также предоставляют услуги пересылки данных, используя протокол X.25 или аналогичные протоколы.

Услуги спутниковой широкополосной связи. В последние годы технология спутниковой связи использовалась в качестве средства для подключения к Интернету через широкополосные соединения для передачи данных. Это может быть очень полезно для проверки пользователей, которые находятся в очень удаленных районах и не могут получить доступ к проводному широкополосному или коммутируемому соединению.

Страны с возможностью запуска спутника

В этот список входят округа с независимой возможностью выводить спутники на орбиту, включая производство необходимой ракеты-носителя. Многие другие страны создали спутники, которые были запущены с помощью других. Возможности Франции и Великобритании в настоящее время включены в Европейский союз в рамках Европейского космического агентства.

Первый запуск по стране

Страна Год первого запуска Первый спутник

Россия 1957 "Спутник 1"

США 1958 "Исследователь 1"

Франция 1965 "Астерикс"

Япония 1970 "Осуми"

Китай 1970 "Донг Фан Хонг I"

Великобритания 1971 "Просперо Х-3"

Европейский Союз 1979 "Ариан 1"

Индия 1980 "Рохини"

Израиль 1988 "Ofea 1"

Иран 2005 "Сина 1"

В 1998 году Северная Корея заявила, что запустила спутник, но это так и не было подтверждено, и многие считают, что она является прикрытием для испытательного запуска ракеты Taepodong-1 над Японией (см. Kwangmyongsong).

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *