Дальняя космическая связь
Антенна РТ-70 Центра дальней космической связи
Дальняя космическая связь — вид радиосвязи с космическими аппаратами, находящимися на значительном удалении от Земли. Дальняя космическая связь осложняется значительным ослаблением сигнала за счёт рассеяния в пространстве, доплеровским смещением частоты, а также значительными задержками, вызванными конечной скоростью распространения радиоволн (см. скорость света).
Передача сигнала на космический аппарат сопряжена с меньшими трудностями, так как мощность сигнала, передаваемого с Земли, практически не ограничена, в дальнем космосе отсутствуют электромагнитные помехи техногенного происхождения, а естественный фон радиоизлучения очень слаб, что позволяет оснащать космические аппараты сверхвысокочувствительными приёмниками. Бо́льшую проблему представляет передача сигналов с космического аппарата на Землю, так как энергетические возможности бортовой аппаратуры ограничены, в лучшем случае, сотнями ватт, а в зоне приёмных антенн на земле велик уровень техногенных электромагнитных помех, что не позволяет повышать чувствительность приёмников. Указанная проблема частично решается применением узконаправленных параболических антенн и корреляционным анализом принимаемого сигнала на высокоскоростных ЭВМ.
Космический аппарат «Вояджер-1» — самый удаленный от Земли объект, с которым поддерживается связь
Улучшить приём сигналов удаётся с использованием территориально удалённых приёмных антенн. Вероятность того, что две антенны ультракоротковолнового диапазона, удалённые на расстояния в несколько тысяч километров, примут один и тот же сигнал земного происхождения, крайне мала, так как ультракороткие волны распространяются лишь в зоне прямой видимости. В то же время сигнал от космического аппарата будет действовать на обе антенны одинаково. Таким образом, результатом свёртки сигналов, принятых двумя антеннами, будет именно сигнал от космического аппарата.
Целесообразно применение для дальней космической связи спутников-ретрансляторов. Они находятся достаточно далеко от Земли и практически не подвержены техногенным помехам. Кроме того, сигнал от удалённого космического аппарата не ослабляется атмосферой Земли.
Тем не менее, несмотря на принимаемые меры и огромные затраты на их реализацию, скорость приёма данных от удалённых космических аппаратов очень низкая — единицы-десятки килобит в секунду. Однако, даже такая маленькая скорость позволяет получать ценную научную информацию.
Поскольку для дальней космической связи используются узконаправленные антенны, необходимо строго выдерживать ориентацию космического аппарата на Землю. Для этого аппараты оснащают автономными системами ориентации, независимыми от радиосигналов. Чаще всего — ориентация оптическими датчиками с узкополосными светофильтрами, реагирующими на излучения Солнца и ярких звёзд (Канопуса, Сириуса). Поскольку ширина луча радиоволн от аппарата, находящегося даже в районе Сатурна, уже существенно больше диаметра орбиты Земли, точное «прицеливание» на Землю не требуется — достаточно лишь передавать сигнал в направлении Солнца.
Содержание
1 Вояджер-1
2 Системы и центры дальней космической связи
3 Радиодиапазоны дальней космической связи
4 Примечания
5 Ссылки
Вояджер-1 |
Американская автоматическая межпланетная станция «Вояджер-1», запущенная 5 сентября 1977 года, является самым удалённым космическим объектом, с которым поддерживается радиоконтакт. Расстояние, которое он пролетел на конец 2010 года составляет более 17 млрд км[1][2]. Радиосигнал проходит это расстояние более, чем за 16 часов. Для приема радиосигналов с него используется Сеть дальней космической связи НАСА.
Системы и центры дальней космической связи |
Сеть дальней космической связи НАСА (Лаборатория реактивного движения НАСА)
сеть ESTRACK[en] Европейского центра управления космическими полётами (ЕКА)
Восточный центр дальней космической связи (Российское космическое агентство)- Китайский центр дальней космической связи[en]
- Индийский центр дальней космической связи[en]
Радиодиапазоны дальней космической связи |
ITU выделило несколько частотных диапазонов для использования в радиосвязи с космическими аппаратами, в зависимости от расстояния (дальней условно считается связь с аппаратами, находящимися на расстояниях более 2 млн километров от Земли)[3].
| Обозначение | Дальний космос (более 2 млн км от Земли) | Ближний космос (менее 2 млн км от Земли) | ||
|---|---|---|---|---|
| От Земли в космос | От аппарата на Землю | От Земли в космос | От аппарата на Землю | |
S-диапазон | 2110-2120 | 2290-2300 | 2025-2110 | 2200-2290 |
X-диапазон | 7145-7190 | 8400-8450 | 7190-7235 | 8450-8500 |
K-диапазон | * | * | * | 25500-27000 |
Ka-диапазон | 34200-34700 | 31800-32300 | * | * |
Символом «*» обозначены сочетания, не поддерживаемые Сетью дальней космической связи НАСА.
Примечания |
↑ Запущенный 33 года назад межпланетный зонд NASA достиг пределов Солнечной системы (рус.). newsru.com (14 декабря 2010). Проверено 12 июня 2011. Архивировано 22 августа 2011 года.
↑ "Вояджер-1" добрался до границ Солнечной системы (рус.). Лента.Ру (14 декабря 2010). Проверено 12 июня 2011. Архивировано 22 августа 2011 года.
↑ 201, Rev. B Frequency and Channel Assignments (неопр.) (недоступная ссылка). JPL (2009). Архивировано 11 июня 2014 года.
Ссылки |
- Дальняя космическая связь
