Syncom (что означает « синхронный спутник связи ») начался в 1961 году как программа НАСА по активным геосинхронным спутникам связи , все из которых были разработаны и изготовлены подразделением космоса и связи компании Hughes Aircraft Company (ныне Центр разработки спутников Boeing ). Syncom 2, запущенный в 1963 году, стал первым в мире геосинхронным спутником связи. Syncom 3, запущенный в 1964 году, стал первым в мире геостационарным спутником . [1]
В 1980-х годах серия была продолжена под названием Syncom IV с несколькими гораздо более крупными спутниками, также производимыми компанией Hughes. Они были сданы в аренду военным США по программе Leasat.
Три первых спутника Syncom представляли собой экспериментальные космические корабли, построенные на предприятии Hughes Aircraft Company в Калвер-Сити, штат Калифорния , командой под руководством Гарольда Розена , Дона Уильямса и Томаса Хадспета. [2] Все три спутника имели цилиндрическую форму, диаметром около 71 сантиметра (28 дюймов) и высотой около 39 сантиметров (15 дюймов). Масса с топливом перед запуском составляла 68 кг (150 фунтов), а орбитальная масса - 39 кг (86 фунтов) с полезной нагрузкой 25 кг (55 фунтов) . Они были способны излучать сигналы на два транспондера мощностью всего 2 Вт . Таким образом, спутники Syncom были способны осуществлять только один двусторонний телефонный разговор или 16 телетайпных соединений. По состоянию на 25 июня 2009 года [обновлять]все три спутника все еще находятся на орбите, хотя и больше не функционируют. [3]
Syncom 1 должен был стать первым геосинхронным спутником связи. Он был запущен 14 февраля 1963 года ракетой -носителем Дельта Б №16 с мыса Канаверал , но был потерян на пути к геостационарной орбите из-за отказа электроники. [4] Через несколько секунд после запуска двигателя апогея для вращения орбиты космический корабль замолчал. Более поздние телескопические наблюдения подтвердили, что спутник находился на орбите с периодом почти 24 часа и наклонением 33°.
Syncom 2 был запущен НАСА 26 июля 1963 года [5] с помощью ракеты-носителя Delta B #20 с мыса Канаверал. Спутник успешно удержал станцию на высоте, рассчитанной Германом Поточником Нордунгом в 1920-х годах.
В течение первого года эксплуатации Syncom 2 НАСА провело голосовые, телетайпные и факсимильные испытания [5] , а также 110 публичных демонстраций, чтобы продемонстрировать возможности этого спутника и получить обратную связь. В августе 1963 года президент Джон Ф. Кеннеди в Вашингтоне, округ Колумбия, позвонил премьер-министру Нигерии Абубакару Тафаве Балева на борту корабля USNS Kingsport , пришвартованного в гавани Лагоса . Это был первый прямой двусторонний разговор между главами правительств через спутник. « Кингспорт » действовал как станция управления и станция восходящей связи. [6] [ циклическая ссылка ] [7]
Syncom 2 также ретранслировал ряд тестовых телевизионных передач из Форт-Дикс, штат Нью-Джерси, на наземную станцию в Андовере, штат Мэн, начиная с 29 сентября 1963 года. Хотя это было видео низкого качества без звука, это была первая успешная телевизионная передача. через геосинхронный спутник. [5]
Syncom 3 был первым геостационарным спутником связи, запущенным 19 августа 1964 года ракетой -носителем Delta D #25 с мыса Канаверал. Спутник, находившийся на орбите недалеко от Международной линии перемены дат , имел широкополосный телевизионный канал и использовался для телетрансляции летних Олимпийских игр 1964 года в Токио на Соединенные Штаты . [8] Хотя Syncom 3 иногда приписывают первой телевизионной программе, пересекшей Тихий океан , спутник Relay 1 впервые транслировал телевидение из США в Японию 22 ноября 1963 года. [9] : 1
К концу 1964 года Syncoms 2 и 3 завершили научно-исследовательские эксперименты НАСА. 1 января 1965 года НАСА передало управление спутниками Министерству обороны США (DOD) вместе с телеметрией, командными станциями, а также дальномерным и дальномерным оборудованием. Фактически Министерство Обороны предоставило наземные станции связи, используемые для ретрансляции передач через два Syncom с момента их запуска. Министерство обороны согласилось предоставить данные телеметрии и дальности, представляющие постоянный научный и инженерный интерес.
В 1965 году Syncom 3 был внедрен для поддержки связи Министерства обороны Вьетнама. [10]
Выключенный в 1969 году, Syncom 3 остается на геосинхронной орбите по состоянию на декабрь 2012 года. [11] За 40 лет он сместился на 8 градусов к западу, до 172 долготы. [12]
Пять спутников программы Leasat (Арендованный спутник) 1980-х годов (от Leasat F1 до Leasat F5) были альтернативно названы Syncom IV-1 или Syncom IV-5 и названы производителем HS 381. [13] Эти спутники были значительно больше, чем Syncoms 1–3, и весили 1,3 тонны каждый (более 7 тонн с топливом для запуска). Спутники высотой 4,26 метра (14 футов) были первыми, предназначенными для запуска с отсека полезной нагрузки космического корабля «Шаттл» [14] и развертывались как фрисби . [15] Спутники стабилизированы по вращению на скорости 30 об/мин , имеют раскрученную секцию связи и антенну. Они были оснащены твердотопливным ракетным двигателем для начального горения в перигее и гидразиновым топливом для удержания станции и стабилизации вращения. Системы связи имеют широкополосный канал УВЧ (полоса пропускания 500 кГц), шесть ретрансляционных каналов по 25 кГц и пять узкополосных каналов по 5 кГц. [16] [17] Это в дополнение к частоте радиовещания флота, которая находится в военном X-диапазоне. Система использовалась военными заказчиками в США, а затем и в Австралии. Большинство спутников было выведено из эксплуатации в 1990-х годах, но один оставался в эксплуатации до 2015 года. Во время Первой войны в Персидском заливе Leasat использовался для личной связи между госсекретарем Джеймсом Бейкером и президентом Джорджем Бушем-старшим [18] , но чаще использовался используется «мобильными воздушными, надводными, подземными и стационарными наземными станциями ВМФ, морской пехоты, ВВС и армии». [16]
С Хьюзом был заключен контракт на создание всемирной системы связи, основанной на четырех спутниках: один над континентальной частью Соединенных Штатов (CONUS) и по одному над Атлантическим , Тихим и Индийским океанами , расположенными на расстоянии около 90 градусов друг от друга. [14] Было заказано пять спутников, один в качестве замены. Также частью контракта были сопутствующие системы управления и наземные станции. Договоры аренды обычно заключались сроком на 5 лет, при этом арендатор имел возможность продлить аренду или сразу выкупить оборудование. ВМС США были первоначальным арендатором.
Запуск Leasat F1 был отменен непосредственно перед стартом, и F2 стал первым на орбите 30 августа 1984 года на борту « Дискавери» в рамках миссии шаттла STS-41-D . F2 в целом имел успех, но его широкополосный приемник вышел из строя всего через 4 месяца. [18] F1 был успешно запущен 8 ноября 1984 года на борту STS-51-A . За этим последовал 12 апреля 1985 года Leasat F3 на STS-51-D . Запуск F3 был объявлен неудачным, когда спутник не смог начать маневр на геостационарную орбиту после выхода с «Дискавери» . Попытки астронавтов Шаттла активировать F3 с помощью самодельной «мухобойки» не увенчались успехом. [18] Спутник остался на низкой околоземной орбите, а космический челнок вернулся на Землю. Эта неудача попала на первую полосу газеты The New York Times . [19] У Хьюза был страховой полис на спутник, и поэтому он заявил, что общий ущерб космического корабля составил около 200 миллионов долларов, и эта сумма была гарантирована многими сторонами.
Однако, поскольку планировалось запустить еще один спутник, было установлено, что выход в открытый космос последующего экипажа Шаттла может «разбудить» корабль. Самое лучшее предположение заключалось в том, что какой-то переключатель не смог включить спутник. «Обходная коробка» была построена в спешке, НАСА с радостью предложило помощь, заказчик поддержал ее, а страховые компании согласились профинансировать попытку спасения космоса – впервые. [19]
27 августа 1985 года «Дискавери» снова использовался для запуска Leasat F4 и во время той же миссии ( STS-51-I ) захватил поврежденный F3 массой 15 000 фунтов. Астронавт Джеймс ван Хофтен схватил, а затем вручную развернул спутник F3. После того, как ван Хофтен и Билл Фишер установили обходную коробку , [20] ван Хофтен вручную раскрутил спутник. После запуска F3 успешно включился, запустил двигатель перигея и вышел на геостационарную орбиту. (Этот сценарий повторился снова в 1992 году с Intelsat 603 и Endeavour .) Хотя F3 теперь работал, Leasat F4 вскоре вышел из строя и сам был объявлен потерянным после всего лишь 40 часов радиосвязи. [18] [20]
Подбитый F4 не остался полным провалом. Данные об отказе F4 позволили спасти F1 от преждевременного отказа. Поскольку все Leasat стабилизированы по вращению, они имеют опорную точку, соединяющую невращающуюся и вращающуюся части космического корабля. После сбоя связи F4 у него произошла блокировка вращения при попытке столкнуть полезную нагрузку связи: секции вращения и раскручивания заблокировались вместе. [18] Вспоминая об этом втором сбое F4, а также о том, что F1 начал изнашиваться в подшипнике вращения, было решено «переворачивать» F1 каждые шесть месяцев, чтобы полезная нагрузка оставалась на солнце. [18] Таким образом, F1 продолжал работать бесперебойно в течение оставшегося срока службы и ни разу не столкнулся с заблокированной отключенной секцией.
Впоследствии Leasat F4 был отключен и переведен на орбиту кладбища, где на станции хранилось большое количество топлива. Это было случайностью; Когда десять лет спустя у другого спутника закончилось топливо, инженеры Хьюза впервые применили альтернативное топливо с помощью Leasat F4. Спустя долгое время после того, как его основная миссия провалилась, F4 снова включили, чтобы проверить, можно ли удержать спутник на станции, используя энергонезависимое топливо. [18] F4 использовался для проведения многочисленных испытаний, включая маневры с окислителем для приведения в движение после того, как закончился гидразин.
Пятый и последний Leasat (F5), построенный в качестве запасного, был успешно запущен миссией Columbia STS-32 9 января 1990 года. Последний активный Leasat, официально выведен из эксплуатации 24 сентября 2015 года в 18:25. :13 UTC. [21] F5 был одним из самых старых и успешных коммерческих спутников. К концу своего 25-летнего существования F5 был арендован Силами обороны Австралии для обслуживания УВЧ.
Syncom 3 был первым геостационарным спутником... Он был... размещен над экватором на 180 градусах долготы в Тихом океане. Спутник обеспечивал прямую телевизионную трансляцию Олимпийских игр 1964 года в Токио, Япония...
Затем космический корабль выполнил серию маневров по ориентации и скорости, чтобы выровняться по экватору под наклоном 0,1 градуса и замедлить свою скорость, чтобы он дрейфовал на запад к запланированному месту под углом 180 градусов. долготы, где его скорость на высоте была синхронизирована с Землей.
Например, не существовало транзисторных усилителей, а транзисторы тогда плохо работали на частотах выше 70 МГц. Нам нужно было дойти до 10 ГГц. Поэтому мы использовали цепочку диодных умножителей частоты, или удвоителей.