Спутниковая группировка — Satellite constellation
Спутниковая группировка представляет собой группу искусственных спутников , работающих вместе в качестве системы. В отличие от одного спутника, группировка может обеспечить 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 . Также они могут использовать межспутниковую связь .
Спутниковые созвездия не следует путать с:
- скопления спутников , которые представляют собой группы спутников, движущихся очень близко друг к другу по почти идентичным орбитам (см. полеты спутников );
- серии спутников или спутниковые программы (такие как Landsat ), которые представляют собой поколения спутников, запускаемых последовательно;
- спутниковые группы , которые представляют собой группы спутников от одного производителя или оператора, которые функционируют независимо друг от друга (а не как система).
СОДЕРЖАНИЕ
Обзор
Спутники на средней околоземной орбите (MEO) и низкой околоземной орбите (LEO) часто развертываются в спутниковых группировках, поскольку зона покрытия, обеспечиваемая одним спутником, охватывает только небольшую область, которая движется по мере движения спутника с высокой угловой скоростью, необходимой для поддержания его орбита . Для обеспечения непрерывного покрытия территории требуется множество спутников на СОО или НОО. 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 площади.
Для некоторых приложений, в частности для цифровой связи, меньшая высота спутниковых группировок MEO и LEO обеспечивает преимущества по сравнению с геостационарным спутником с меньшими потерями на трассе (снижение требований к мощности и затратам) и задержкой. Задержка распространения для кругового обхода Интернет — протокола передачи с помощью геостационарного спутника может быть более 600 мс, но по цене от 125 мс для MEO спутника или 30 мс для системы LEO.
Примеры спутниковых группировок включают Глобальную систему позиционирования (GPS), группировки Galileo и ГЛОНАСС для навигации и геодезии на MEO, службы спутниковой телефонии Iridium и Globalstar и службу обмена сообщениями Orbcomm на LEO, Созвездие мониторинга бедствий и RapidEye для дистанционного зондирования на солнце. синхронные созвездия связи НОО, Российская Молния и Тундра на высокоэллиптической орбите , а также группировки широкополосных спутников, которые строятся с помощью Starlink и OneWeb на НОО и работают с O3b на СОО .
Дизайн
Созвездие Уокера
Существует большое количество созвездий, которые могут удовлетворить конкретную миссию. Обычно группировки проектируются таким образом, чтобы спутники имели одинаковые орбиты, эксцентриситет и наклонение, так что любые возмущения воздействуют на каждый спутник примерно одинаково. Таким образом, геометрия может быть сохранена без чрезмерного удержания на месте, тем самым снижая расход топлива и, следовательно, увеличивая срок службы спутников. Еще одно соображение заключается в том, что фазировка каждого спутника в орбитальной плоскости обеспечивает достаточное разделение, чтобы избежать столкновений или помех на пересечении плоскостей орбиты. Круговые орбиты популярны, потому что тогда спутник находится на постоянной высоте, и для связи требуется сигнал постоянной мощности.
Класс круговой геометрии орбиты, ставший популярным, — это созвездие Дельта-паттерна Уокера. Для его описания есть связанная нотация, предложенная Джоном Уокером. Его обозначения:
- i — наклон;
- t — общее количество спутников;
- p — количество равноотстоящих плоскостей; а также
- 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 — это созвездие Уокера Дельта 56 °: 24/3/1. Это означает, что есть 24 спутника в 3-х плоскостях с углом наклона 56 градусов, охватывающих 360 градусов вокруг экватора . «1» определяет фазировку между плоскостями и то, как они разнесены. Дельта Уокера также известна как розетка Балларда после аналогичной более ранней работы А.Х. Балларда. Обозначения Балларда: (t, p, m), где m кратно дробному смещению между плоскостями.
Другой популярный тип созвездия — это приполярная звезда Уокера, которую использует Иридиум . Здесь спутники находятся на околополярных круговых орбитах под углом примерно 180 градусов, перемещаясь на север с одной стороны Земли и на юг с другой. Активные спутники в полном созвездии Иридиум образуют Уокер-звезду 86,4 °: 66/6/2, то есть фазировка повторяется каждые две плоскости. Уокер использует похожие обозначения для звезд и дельт, что может сбивать с толку.
Эти наборы круговых орбит на постоянной высоте иногда называют орбитальными оболочками .
Список спутниковых созвездий
Созвездия навигационных спутников
| Имя | Оператор | Спутники и орбиты (новейший дизайн, без запчастей) | Покрытие | Услуги | Статус | Лет на службе | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Глобальная система позиционирования (GPS) | USSF | 24 в 6 плоскостях на высоте 20180 км (55 ° MEO ) | Глобальный | Навигация | Оперативный | 1993 – настоящее время | |||
| ГЛОНАСС | Роскосмос | 24 в 3-х плоскостях на высоте 19 130 км (64 ° 8 ‘MEO) | Глобальный | Навигация | Оперативный | 1995 – настоящее время | |||
| Галилео | GSA , ESA | 24 в 3-х плоскостях на высоте 23 222 км (56 ° MEO) | Глобальный | Навигация | Оперативный | 2019 – настоящее время | |||
| BeiDou | CNSA | Глобальный | Навигация | Оперативный |
| Региональный | Навигация | Оперативный | 2018 – настоящее время |
| QZSS | JAXA |
| Региональный | Навигация | Оперативный | 2018 – настоящее время |
Созвездия спутников связи
Вещание
Мониторинг
- Шпиль (AIS, ADS-B)
- Иридиум (AIS, ADS-B)
- Hiber Global (Интернет вещей )
- TDRSS
Двусторонняя связь
| Имя | Оператор | Созвездие | Покрытие | Freq. | Услуги |
|---|---|---|---|---|---|
| Широкополосная глобальная сеть (BGAN) | Инмарсат | 3 геостационарных спутника | 82 ° ю.ш. до 82 ° с.ш. | доступ в Интернет | |
| Global Xpress (GX) | Инмарсат | Геостационарные спутники | Ка-диапазон | доступ в Интернет | |
| Европейская авиационная сеть (EAN) | Инмарсат | 1 геостационарный спутник | Региональный | S-диапазон | Доступ к авиационному Интернету |
| Глобалстар | Глобалстар | 48 на высоте 1400 км, 52 ° (8 плоскостей) | От 70 ° ю.ш. до 70 ° с.ш. | Доступ в Интернет, спутниковая телефония | |
| Иридиум СЛЕДУЮЩИЙ | Иридий | 66 на 780 км, 86,4 ° (6 плоскостей) | Глобальный | Доступ в Интернет, спутниковая телефония | |
| O3b | SES SA | 20 на высоте 8062 км, 0 ° (круговая экваториальная орбита) | От 45 ° ю.ш. до 45 ° с.ш. | Ка-диапазон | доступ в Интернет |
| Orbcomm | ORBCOMM | 17 на 750 км, 52 ° (OG2) | От 65 ° ю.ш. до 65 ° с.ш. | «Связь IoT и M2M», АИС | |
| Система оборонной спутниковой связи (DSCS) | 4-я эскадрилья космических операций | Военная связь | |||
| Широкополосный глобальный SATCOM (WGS) | 4-я эскадрилья космических операций | 10 геостационарных спутников | Военная связь | ||
| ViaSat | Viasat, Inc. | 4 геостационарных спутника | Различный | доступ в Интернет | |
| Ютелсат | Ютелсат | 20 геостационарных спутников | Коммерческий | ||
| Thuraya | Thuraya | 2 геостационарных спутника | EMEA и Азия | Доступ в Интернет, спутниковая телефония | |
| Starlink | SpaceX | НОО в нескольких орбитальных снарядах |
1000 спутников на 550 км (февраль 2021 г.)
12000 спутников на
350–550 км (планируется)
- С 44 ° ю.ш до 52 ° с.ш. (февраль 2021 г.)
- Глобальный (планируется)
Некоторые системы были предложены, но не реализованы:
| Имя | Оператор | Созвездие | Freq. | Услуги | Статус |
|---|---|---|---|---|---|
| Селестри | Motorola | 63 спутника на 1400 км, 48 ° (7 плоскостей) | Ka-диапазон (20/30 ГГц) | Глобальные услуги широкополосного доступа в Интернет с малой задержкой | Заброшен в мае 1998 г. |
| Teledesic | Teledesic | Ka-диапазон (20/30 ГГц) | 100 Мбит / с вверх, 720 Мбит / с вниз глобальный доступ в Интернет | Заброшен в октябре 2002 г. |
Предлагаются или разрабатываются другие системы:
| Созвездие | Производитель | Число | Масса | Раскрыть. | Доступен. | Высота | Предложение | Группа | Интер-сб. ссылки | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Боинг | Боинг Спутник | 1,396–2,956 | N / A | 2016 г. | N / A | С шагом 100 Мбит / с | Ka (26,5–40 ГГц) | Оптический | ||||||
| Созвездие OneWeb | СП OneWeb и Airbus | 882–1980 | До 595 Мбит / с при задержке 32 мс | Никто | ||||||||||
| O3b mPOWER , ( SES SA ) | Боинг | 11 | 1700 кг | 2017 г. | 2021 г. |
| 117–512 | N / A | 2016 г. | 2021 г. | 1,000–1,248 км 621–775 миль | Волоконно-оптический кабель | Ka (26,5–40 ГГц) | Оптический |
| Hongyun | CASIC | 156 | 2017 г. | 2022 г. | 160–2,000 км 99–1,243 миль | |||||||||
| Hongyan | CASC | 320-864 | 2017 г. | 2023 г. | 1,100–1,175 км 684–730 миль | |||||||||
| Проект Койпер | Амазонка | 3236 | 2019 г. | 590–630 км 370–390 миль | 56 ° ю.ш. до 56 ° с.ш. |
Прогресс
- Boeing Satellite переносит приложение на OneWeb
- LeoSat полностью отключился в 2019 году
- OneWeb созвездие было 6 пилотных спутников в феврале 2019 года , 74 спутников , запущенных от 21 марта 2020 , но подал заявление о банкротстве 27 марта 2020
- Starlink : первая миссия ( Starlink 0 ) запущена 24 мая 2019 года; 955 спутников запущены, 51 выведен с орбиты, 904 спутника находятся на орбите по состоянию на 25 ноября 2020 года; публичное бета-тестирование в ограниченном диапазоне широт началось в ноябре 2020 г.
- O3b mPOWER : запуск первых трех спутников в третьем квартале 2021 года; Еще 8 в 2022-2024 годах
- Telesat LEO: два прототипа: запуск в 2018 году
- CASICHongyun : прототип запущен в декабре 2018 года
- Прототип CASCHongyan, запущенный в декабре 2018 года, может быть объединен с Hongyun
- Project Kuiper : подача заявки в FCC в июле 2019 г.
Созвездия спутников наблюдения Земли
Смотрите также
Заметки
Рекомендации
Внешние ссылки
| Викискладе есть медиафайлы по спутниковым созвездиям . |
Инструменты моделирования спутниковой группировки:
Источник
Созвездия
Созвездия – это воображаемые рисунки на небе, созданные на основании положения, которые появились на основе фантазии поэтов, фермеров и астрономов. Они использовали привычные для нас формы и придумывали их последние 6000 лет. Главная цель созвездий – быстро показать локацию звезды и рассказать ее особенности. При идеально темной ночи вы сможете заметить 1000-1500 звезд. Но как понять на что вы смотрите? Для этого и нужны ярчайшие созвездия, разделяющие небеса на опознаваемые сектора. К примеру, если найдете три ярких звезды, то поймете, что рассматриваете часть Ориона. А дальше уже дело памяти, ведь в левом плече скрывается Бетельгейзе, а в ноге – Ригель. Рядом заметите Гончие Псы и его звезды. Используйте схемы и карты созвездий, где указаны названия, самые яркие звезды и расположение на небе. К каждому созвездию представлены фото, картинки и интересные факты. Не забывайте рассмотреть зодиакальные созвездия звездного неба.
Карты звездного неба и созвездий
Новейшие карты звездного неба, схемы созвездий, а также их варианты онлайн пригодятся каждому, кого манят космические просторы. Вдобавок, почему бы не заглянуть в программы и сервисы, позволяющие путешествовать по космосу во вселенских масштабах.
Астеризмы
Для наблюдаемых созвездий на небе из северного полушария использовали формы внутри них – астеризмы. Для некоторых задействовали альтернативные названия созвездий, чтобы упростить запоминание и опознавание. Так есть Большой Ковш (в Большой Медведице) и Малый Ковш (Малая Медведица). Ниже описаны наиболее популярные астеризмы.
Все окружающий мир созвездия распределены по месяцам. То есть, их максимальный уровень видимости в небе полностью зависит от сезона. Поэтому при классификации выделяют группы, согласно 4 временам года (зима, весна, лето и осень). Главное запомнить один момент. Если вы отслеживаете созвездия строго по календарю, то приступать нужно в 21:00. При наблюдениях раньше срока, необходимо отодвинуть назад половину месяца, а если вы приступили после 21:00, то прибавьте половину.
Для навигационного удобства мы распределили все названия созвездий в порядке алфавита. Это чрезвычайно полезно, если вас занимает конкретное скопление. Не забывайте, что на схемах отображаются лишь ярчайшие звезды. Чтобы вникнуть более детально, нужно открыть карту звездного неба или планисферу – подвижный вариант. Больше интересной информации о созвездиях вы можете узнать благодаря нашим статьям:
Фотографии созвездий
Чтобы окунуться в незабываемую глубину космического пространства, мы составили коллекцию из самых необычных изображений и фото известных созвездий.
