Satelita telekomunikacyjny na orbicie okołoziemskiej

Transkrypt

1 Satelita telekmunikacyjny na bicie kłziemskiej Paweł Kułakwski Ojcwie łącznści satelitanej Pawa Keplea: 1. Planety puszają się p bitach eliptycznych, a Słńce znajduje się w jednym z gnisk tych elips. (160). Pdczas uchu planety, pmień wdzący łączący planetę i Słńce, zakeśla jednakwe pla w jednakwych dstępach czasu. (1605) 3. Kwadaty kesów biegu planet wkół Słńca są wpst ppcjnalne d tzecich ptęg wielkich półsi bit. (1618) Paw pwszechneg ciążenia Newtna (1667): Athu C. Clake: Siła gawitacji : m F Kncepcja kmunikacji satelitanej bazującej na satelitach gestacjnanych (1945) 1

2 Piewsze satelity Sputnik I wystzelny w masa : 84 kg, 58 cm Ech 1 wystzelny w Satelita telekmunikacyjny pasywny dbijający fale adiwe masa : 56 kg, 30.5 m Obity satelitów Siła gawitacji : F m G stała gawitacji M masa Ziemi Siła dśdkwa : F m m m m masa satelity dległść satelity d śdka Ziemi pędkść satelity R + h R pmień Ziemi 6371 km h wyskść bity

3 Obity satelitów LEO - wyskść d 500 d 000 km, duże pędkści satelitów, kótki czas widcznści z Ziemi, małe późnienia w tansmisji MEO - wyskść d 8 d 1 tys. km HEO - bity silnie eliptyczne, peygeum - d k. 500 km, apgeum - d k. 50 tys. km GEO - bity gestacjnane, wyskść: km, satelita "zawieszny" nieuchm nad jednym punktem Obecnie w pzestzeni ksmicznej : -> kł 850 satelitów, w tym 50 na bicie GEO 3

4 Inklinacja bity Inklinacja - kąt między płaszczyzną bity i płaszczyzną ównika Obity satelitów Pędkść satelity w uchu p bicie : Okes biegu satelity p bicie : GPS Nasta GEO R + h Π ( R + h) T 3 Π T ( R + h) h [km] [km/h] T [h] Iidium

5 Obita Ziemi Dba sydeyczna : 3 h 56 min 4 s Ziemia Słńce Obita Ziemi Satelita GEO w cieniu Ziemi : - 6 tygdni : 1 III d 11 IV - 6 tygdni : 1 IX d 11 X - maksymalnie (pdczas ównncy) : 69.4 minuty Oślepienie naziemnej anteny satelitanej pzez Słńce : - kilka d kilkunastu minut w ciągu kilkunastu dni w ku 5

6 Obity satelitów Pędkść satelity w uchu p bicie : R + h Pędkść pwiezchni Ziemi : max km / 4 h 1667 km/h Wpwadzanie satelity na bitę Enegia, któą tzeba dstaczyć satelicie, aby g umieścić na bicie wyskści h : Enegia ptencjalna na pwiezchni Ziemi : Enegia ptencjalna na bicie : E p na bicie E p na Ziemi R + h R Enegia kinetyczna na bicie : E k na bicie m ( R + h) R + h E E p + E k na bicie R + R + h ( R + h) R ( R + h) 6

7 Wpwadzanie satelity na bitę Piewsza pędkść ksmiczna : -> wymagana, aby wpwadzić satelitę na bitę wyskści h0 R km 7.91 s Duga pędkść ksmiczna : -> wymagana, aby satelita wyszedł z ziemskieg pla gawitacyjneg G M R km s Pędkść pwiezchni Ziemi na ówniku : 0.46 km s Rakiety i pmy statują z miejsc bliskich ównika: - Baiknu (Kazachstan), - Kuu (Gujana Fancuska), - pzylądek Canaeal (Flyda), - baza wjskwa Vandenbeg (Kalifnia), - mska platfma Sea Launch na ówniku (154 W) Wpwadzanie satelity na bitę Schemat Hhmanna (dla satelitów GEO) : 1. Wpwadzenie satelity na niską bitę kłwą (paking bit) kł 300 km za pmcą akiety jednazweg użytku lub pmu ksmiczneg.. Pzemieszczenie satelity na eliptyczną bitę pzejściwą za pmcą tzw. silnika peygeum ównież jednazweg. 3. Zmiana bity eliptycznej na bitę kłwą w mmencie znalezienia się w apgeum (silnik apgeum będący częścią satelity. 4. Ostateczne kekty wyknywane są za pmcą silników dzutwych znajdujących się na pkładzie satelity. 7

8 Czas widcznści satelity R α accs R + h czas widcznści satelity : t α ω ω pędkść kątwa satelity względem pwiezchni Ziemi Czas widcznści satelity Pzykładwy satelita : inklinacja 0 h [km] 167 [km/h] 5 68 T [h] ω ω satelity ω Ziemi 360 h R α accs 37.6 R + h Czas widcznści satelity : α 75. t ω h h 4 h 7 minut 11 8

9 Satelita w zenicie i na hyzncie Odległść d satelity Długść tasy adiwej pzechdzącej pzez atmsfeę Tłumienie fali adiwej w ppagacji pzyziemnej Śmieci na bicie -> pnad 10 tys. biektów zmiaze 10 cm lub większym -> gźba eakcji łańcuchwej lawiny zdezeń -> mżliwe utudnienia we wpwadzaniu nwych satelitów na bity Dziua w sndzie Sla Max zbina pzez ksmiczny dpadek NASA 9

10 Dziękuję za uwagę 10