Группа искусственных спутников, работающих вместе как единая система
Созвездие GPS требует 24 спутников, равномерно распределенных по шести орбитальным плоскостям . Обратите внимание, как количество спутников, видимых из заданной точки на поверхности Земли, в этом примере на 40° с.ш., меняется со временем.
Спутниковая группировка — это группа искусственных спутников , работающих вместе как система. В отличие от одного спутника, группировка может обеспечивать постоянное глобальное или почти глобальное покрытие , так что в любое время в любой точке Земли виден хотя бы один спутник. Спутники обычно размещаются в наборах дополнительных орбитальных плоскостей и подключаются к глобально распределенным наземным станциям . Они также могут использовать межспутниковую связь .
спутниковые серии или спутниковые программы (например, Landsat ), которые представляют собой поколения спутников, запущенных последовательно;
спутниковые флоты , представляющие собой группы спутников одного производителя или оператора, которые функционируют независимо друг от друга (не как единая система).
Обзор
Яркая вспышка искусственного спутника видна над Очень Большим Телескопом . Спутниковые созвездия могут оказать влияние на наземную астрономию. [1]
Спутники на средней околоземной орбите (MEO) и низкой околоземной орбите (LEO) часто развертываются в спутниковых созвездиях, поскольку зона покрытия, обеспечиваемая одним спутником, охватывает только небольшую область, которая перемещается по мере того, как спутник движется с высокой угловой скоростью, необходимой для поддержания своей орбиты . Для поддержания непрерывного покрытия области необходимо много спутников MEO или LEO. Это контрастирует с геостационарными спутниками, где один спутник, находящийся на гораздо большей высоте и движущийся с той же угловой скоростью, что и вращение поверхности Земли, обеспечивает постоянное покрытие большой области.
Для некоторых приложений, в частности, цифровой связи, меньшая высота спутниковых созвездий MEO и LEO обеспечивает преимущества по сравнению с геостационарными спутниками, с меньшими потерями на трассе (снижая требования к мощности и затраты) и задержкой. [2] Задержка распространения для передачи по протоколу Интернета в оба конца через геостационарный спутник может превышать 600 мс, но не более 125 мс для спутника MEO или 30 мс для системы LEO. [3]
Существует большое количество созвездий, которые могут удовлетворить определенную миссию. Обычно созвездия проектируются таким образом, чтобы спутники имели схожие орбиты, эксцентриситет и наклон, так что любые возмущения влияют на каждый спутник примерно одинаково. Таким образом, геометрия может быть сохранена без чрезмерного удержания на месте, тем самым уменьшая расход топлива и, следовательно, увеличивая срок службы спутников. Другое соображение заключается в том, что фазирование каждого спутника в орбитальной плоскости поддерживает достаточное разделение, чтобы избежать столкновений или помех при пересечении плоскостей орбит. Круговые орбиты популярны, потому что тогда спутник находится на постоянной высоте, требуя постоянного сигнала для связи.
Класс геометрий круговых орбит, который стал популярным, — это созвездие Walker Delta Pattern. Для его описания имеется связанная нотация, предложенная Джоном Уокером. [4] Его нотация:
я: т/п/ф
где:
i — наклон;
t — общее количество спутников;
p — число равноотстоящих плоскостей; и
f — относительное расстояние между спутниками в соседних плоскостях. Изменение истинной аномалии (в градусах) для эквивалентных спутников в соседних плоскостях равно f × 360 / t .
Например, навигационная система Galileo представляет собой созвездие Walker Delta 56°: 24/3/1. Это означает, что имеется 24 спутника в 3 плоскостях, наклоненных под углом 56 градусов, охватывающих 360 градусов вокруг экватора . «1» определяет фазировку между плоскостями и то, как они расположены. Walker Delta также известна как розетка Балларда, в честь схожей более ранней работы А. Х. Балларда. [5] [6] Обозначение Балларда — (t,p,m), где m — кратное дробному смещению между плоскостями.
Другой популярный тип созвездия — околополярная звезда Walker, используемая Iridium . Здесь спутники находятся на околополярных круговых орбитах примерно в 180 градусов, путешествуя на север с одной стороны Земли и на юг с другой. Активные спутники в полном созвездии Iridium образуют звезду Walker в 86,4°: 66/6/2, т. е. фазировка повторяется каждые две плоскости. Walker использует схожие обозначения для звезд и дельт, что может сбивать с толку.
Эти наборы круговых орбит на постоянной высоте иногда называют орбитальными оболочками.
В феврале 2019 года в созвездии OneWeb было 6 пилотных спутников , по состоянию на 21 марта 2020 года было запущено 74 спутника [26], но 27 марта 2020 года компания объявила о банкротстве [27] [28].
Starlink : первая миссия ( Starlink 0 ) запущена 24 мая 2019 года; запущено 955 спутников, 51 сведен с орбиты, 904 на орбите по состоянию на 25 ноября 2020 года [обновлять]; публичное бета-тестирование в ограниченном диапазоне широт началось в ноябре 2020 года [29]
O3b mPOWER : первые 2 спутника запущены в декабре 2022 года; еще 9 в 2023–2024 годах, а первоначальный запуск ожидается в третьем квартале 2023 года. [30]
^ «О растущем числе спутниковых созвездий». www.eso.org . Получено 10 июня 2019 г. .
^ Созвездия LEO и проблемы слежения Satellite Evolution Group, сентябрь 2017 г., дата обращения 26 марта 2021 г.
^ Задержка в реальном времени: переосмысление удаленных сетей. Архивировано 21 июля 2021 г. на Wayback Machine Telesat, февраль 2020 г., дата обращения 26 марта 2021 г.
^ Дж. Г. Уокер, Спутниковые созвездия, Журнал Британского межпланетного общества, т. 37, стр. 559-571, 1984
^ AH Ballard, Rosette Constellations of Earth Satellites, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, том 16, № 5, сентябрь 1980 г.
^ Дж. Г. Уокер, Комментарии к «Розеточным созвездиям спутников Земли», IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, т. 18, № 4, стр. 723-724, ноябрь 1982 г.
^ ab Негеостационарная спутниковая система SPACEX, Приложение A, ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ К ДОПОЛНЕНИЮ S, Федеральная комиссия по связи США, 8 ноября 2018 г., дата обращения 19 ноября 2019 г.
^ "Amazon представляет Федеральной комиссии по связи США (FCC) цели обслуживания созвездия, планы развертывания и вывода с орбиты". SpaceNews.com . 2019-07-08 . Получено 2019-11-22 .
^ "Land Xpress" . Получено 1 ноября 2021 г.
^ ab "Спутники Globalstar". www.n2yo.com . Получено 22.11.2019 .
^ «Вот как Илон Маск планирует использовать SpaceX, чтобы дать интернет всем». CNET . 21 февраля 2018 г.
^ "SpaceX Set to Launch 2 Starlink Satellites to Test Gigabit Broadband". ISPreview. 14 февраля 2018 г. Получено 10 января 2019 г.
^ "Задержка спутникового интернет-сервиса SpaceX составляет менее 20 миллисекунд". PCMag UK . 2020-09-09 . Получено 2020-10-23 .
^ "OneWeb просит FCC разрешить еще 1200 спутников". SpaceNews . 2018-03-20 . Получено 2018-03-23 .
↑ Тьерри Дюбуа (19 декабря 2017 г.). «Восемь спутниковых созвездий, обещающих интернет-услуги из космоса». Aviation Week & Space Technology .
^ "Telesat утверждает, что идеальная группировка LEO состоит из 292 спутников, но может быть и 512". SpaceNews . 11 сентября 2018 г. . Получено 10 января 2019 г. .
^ Telesat Canada (24 августа 2017 г.). «Техническое описание Telesat». FCC Space Station Applications . Получено 23 февраля 2018 г.
^ Telesat Canada (24 августа 2017 г.). "SAT-PDR-20170301-00023". FCC Space Station Applications . Получено 23 февраля 2018 г.
^ Чжао, Лэй (5 марта 2018 г.). «Спутник испытает план для сети связи». China Daily . Получено 20 декабря 2018 г.
^ Джонс, Эндрю (13 ноября 2018 г.). «Китай скоро запустит первый спутник связи Hongyan LEO». GBTimes . Архивировано из оригинала 20 декабря 2018 г. Получено 20 декабря 2018 г.
^ EL2squirrel (кедр) (12 декабря 2019 г.). "Китайская версия OneWeb: система Hongyan состоит из 864 спутников с пропускной способностью 8 Тбит/с, высота орбиты 1175 км". Twitter . Получено 16 декабря 2019 г. .
^ Джуэтт, Рэйчел (31 марта 2022 г.). «Hanwha Systems планирует созвездие на низкой околоземной орбите (НОО) из 2000 спутников для мобильных приложений». Через спутник . Получено 12 июля 2022 г.
^ Портер, Джон (2019-04-04). «Amazon запустит тысячи спутников для предоставления интернета по всему миру». The Verge . Получено 2019-11-17 .
^ "Boeing хочет помочь OneWeb в спутниковых планах". Advanced Television. 2017-12-17 . Получено 2018-10-21 .
^ "LeoSat из-за отсутствия инвесторов закрывается". Космические новости .
^ "Добровольное ходатайство для лиц, не являющихся физическими лицами, подающих заявление о банкротстве" (PDF) . Omni Agent Solutions . 2020-03-27 . Получено 2020-04-07 .
^ Саманта Мэтьюсон (6 ноября 2020 г.). «SpaceX открывает спутниковый интернет Starlink для публичных бета-тестеров: отчет».
^ SpaceX запускает первую пару спутников O3b mPower SpaceNews. 16 декабря 2022 г. Доступ 27 декабря 2022 г.
^ Barbosa, Rui C. (21 декабря 2018 г.). «Китайский Long March 11 запускается с первым спутником Hongyun». NASASpaceFlight.com . Получено 24 декабря 2018 г. .
^ Барбоса, Руи (29 декабря 2018 г.). «Long March 2D завершает кампанию 2018 года запуском Hongyan-1». NASASpaceFlight.com . Получено 29 декабря 2018 г. .
^ @Cosmic_Penguin (14 декабря 2019 г.). «Обратите внимание, что эти спутники из CASC упоминаются как часть «национальной спутниковой интернет-системы». Ходят слухи, что несколько запланированных китайских частных созвездий LEO-спутников связи недавно были объединены в одну большую национализированную» ( Tweet ) . Получено 16 декабря 2019 г. – через Twitter .
Внешние ссылки
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Спутниковые группировки» .
