Механика космического полета в элементарном изложении - Левантовский В.И.
Скачать (прямая ссылка):
информацией метеорологических и океанографических спутников.
Большинство действующих метеорологических спутников способно выполнять функции спутников связи, собирая для передачи на Землю информацию с автоматических станций, находящихся на суше, дрейфующих на льдах, на аэростатах (один лишь «Метеосат-1» охватывает более 1000 подобных пунктов, а «Зол» занимался исключительно ретрансляцией сигналов от нескольких сот шаров-зондов в южном полушарии).
Родственны метеорологическим спутники для изучения природных ресурсов Земли. Они делают все то же, что и метеорологические спутники и даже больше, но преследуют несколько иные цели. Фотографии делаются в разных участках оптического спектра, используется информация в инфракрасном и радиодиапазонах. Становятся различимыми детали наземного и подводного рельефа, типы горных пород, детали растительного покрова и его изменение (оли-ствение, листопад, подсыхание трав, заражение насекомыми-вредителями). Делаются возможными определение влажности почвы, прогнозы урожаев и их определение «на корню», наблюдение рельефа морского дна, загрязнения океана и многое, многое другое. В США были запущены для таких исследований три спутника серии «Лэндсат» (1972, 1975, 1978 гг.), давшие огромное количество ценной информации. Они выводились на около круговые (высота 900 км), кратно-периодические (период 18 суток), солнечно-синхронные орбиты. Запущенпый в ноябре 1978 г. метеоспутник «Нимбус-7» был снабжен аппаратурой для изучения загрязнения океана. Со второй половины мая 1979 г. в Советском Союзе начались многочисленные запуски на низкие орбиты (перигеи на высотах 222—224 км и апогеи до 264—268 км) с наклонениями 81,4° спутников серии «Космос», аппаратура которых была предназначена для продолжения исследования природных ресурсов Земли в интересах различных отраслей народного хозяйства СССР и международного сотрудничества. Аналогичную цель преследовал запуск индийского спутника «Бхаскара» в июне 1979 г. советской ракетой (орбита 512-^-557 км при наклонении 50,7°).
В 1979 г. проводилось радиокартографирование земной поверхности и акватории Мирового океана с помощью радиотелескопа KPT-10, установленного на борту станции «Салют-Ь».
§ 4. Спутники связи
Спутники связи служат для ретрансляции радио и телевизионных сигналов между удаленными пунктами земной поверхности. Особое значение это имеет для телевизионных передач, которые, как известно, распространяются только в пределах прямой видимости. Спутник связи представляет собой ретрансляционную станцию (по- § 4. СПУТНИКИ СВЯЗИ
165
добную радиорелейным вышкам), поднятую высоко над Землей. Для осуществления передачи необходимо, чтобы спутник был виден одновременно из пунктов передачи и приема.
Самые первые эксперименты проводились в США с пассивными ретрансляторами. К ним относился «пояс иголок» (см. § 7 гл. 4 и § 5 гл. 5); предполагалось, что два таких пояса могли бы обеспечить глобальную радиосвязь. Пассивными ретрансляторами служили и американские спутники «Эхо-1» и «Эхо-2» — надувные сферы, покрытые слоем отражающего металла. /
Активные ретрансляторы имеют на борту приємно-передающие устройства, что резко повышает уровень передаваемого сигнала, который собирается в пучок параболической антенной, направленной на Землю. Наземная станция ретранслирует сигнал в обычную сеть релейных станций или прямо транслирует его на антенны телеприемников. Но возможна система телевещания и непосредственно на коллективные домовые антенны, лишь бы были достаточно мощны сигналы спутника. Наземная антенна, принимающая сигналы спутника должна поворачиваться, следя за его перемещением по небу. От слежения свободны антенны, направленные на стационарный спутник. Правда, он находится довольно далеко, и Понадобилось время, чтобы прогресс ракетной техники и радиоэлектроники сделал стационарный спутник связи действительностью. К сожалению, стационарный спутник не может послать сигнал в полярные районы с широтами более 81,3°.
Возможны различные системы спутников связи, использующие орбиты разного размера и эксцентриситета, но практика показала, что для Советского Союза наиболее выгодны эллиптические орбиты с апогеем на высоте 40000 км над северным полушарием, перигеем 500 км над южным, наклонением 63,5° и периодом обращения 12 ч, а также стационарные спутники. Указанные эллиптические орбиты имеют советские спугники серии «Молния-1». В течение 11 ч, двигаясь медленно в окрестности апогея, спутник «Молния» смещается не более чем на 10° по долготе. Зона видимости спутника превышает зону видимости стационарного спутника и охватывает полярные районы. Продолжительность сеансов связи между пунктами зоны видимости для одного спутника составляет 6—8 ч в сутки. Побывав в апогее над восточным полушарием, спутник на втором за сутки обороте оказывается в апогее над западным полушарием (примерная картина движения в связанной с вращающейся Землей системе координат изображена нарис. 57 [2.32]). Четыре орбиты, апогеи которых образуют квадрат, обеспечивают круглосуточную связь. Антенны спутников «Молния» направлены на центр Земли. Многочисленные приемные станции системы «Орбита» (диаметры антенн 12 м) обеспечивают передачи в отдаленные районы СССР. Система стала еще более совершенной с вступлением в строй технически более совершенных спутников серий «Молния-2» и «Молния-3» на тех 166 ГЛ. 6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ
