MARIAN POKORSKI MULTIMEDIA ACADEMY ABC TECHNIKI SATELITARNEJ ROZDZIAŁ 1 HISTORIA TECHNIKI SATELITARNEJ www.abc-multimedia.eu
MULTIMEDIA ACADEMY *** POLSKI WKŁAD W PRZYSZŁOŚĆ EUROPY
1. Historia techniki satelitarnej Od zarania ludzkości niebo było obiektem dużego zainteresowania człowieka. W wierzeniach większości religii, siedzibą bogów i krainą wiecznego szczęścia przeznaczoną dla dusz zmarłych, którzy dostąpili zbawienia. Z czasem wiedza o naszym firmamencie poczyniła ogromny postęp i uchyliła wiele jego tajemnic. Dwudziesty wiek stał się wiekiem wielu rewolucji technicznych, które nie zawsze przyniosły człowiekowi to, o czym marzył. Wszystkie nowości techniczne rodziły się w umysłach fantastów i futurologów, którzy potrafili w swych wizjach przewidzieć przyszłość. Czasami była to tylko fantazja, ale często wizje te były w późniejszym czasie realizowane. Jednym z takich fantastów był Arthur C. Clarke. W roku 1945, jako pierwszy przedstawił możliwość wprowadzenia na orbitę geostacjonarną sztuczne satelity. W początkach lat pięćdziesiątych rozpoczęto pierwsze poważne próby z wystrzeleniem sztucznych satelitów do kosmosu Kończyły się one jednak niepowodzeniem. Inżynierowie i teoretycy jednak nie załamywali rąk i dzięki konkurencji ówczesnych mocarstw; Stanów Zjednoczonych i Związku Radzieckiego, prace nad zbudowaniem rakiety, która wyniesie satelitę w kosmos, posuwały się w dużym tempie, co było motorem techniki satelitarnej. W październiku 1957 roku, były Związek Radziecki wystrzelił pierwszego sztucznego satelitę ziemi. Sputnik rozpoczął nadawanie sygnałów w kierunku ziemi rozpoczynając nową erę w technice, która niebawem wkroczyła do wielu dziedzin naszego życia. Zdjęcie nr 1a SPUTNIK pierwszy satelita w kosmosie 3
Pierwszy satelita komunikacyjny Score został wprowadzony na orbitę okołoziemską 18 grudnia 1958 roku, jednak z powodu zbyt niskiej orbity po około 500 okrążeniach spalił się w atmosferze ziemskiej. Pierwszym satelitą komunikacyjnym, umieszczonym na orbicie geostacjonarnej w styczniu 1964 roku był Syncrom 3 i razem z nim rozpoczęła się historia satelitów, geostacjonarnych, marzenie i wizja Arthura C. Clarke. Zdjęcie nr 1b Satelita Syncrom 3 Rozmowy i pertraktacje na temat regulacji prawnych i organizacyjnych podstaw światowego satelitarnego systemu komunikacyjnego trwały bardzo długo, by wreszcie 20 sierpnia 1964 roku przedstawiciele jedenastu państw podpisali wstępne porozumienie i powołali do życia konsorcjum, Intelsat (International Telecommunication Satellite Consortium). Jego celem było stworzenie systemu satelitarnego o zasięgu ogólnoświatowym, jego eksploatację i koordynację. W wyniku prac tego konsorcjum, 6 kwietnia 1965 roku został wprowadzony na orbitę geostacjonarną pierwszy Intelsat Satelita, Early Bird, któremu później nadano nazwę Intelsat I. Z czasem Intelsat stał się światowym potentatem dyktującym politykę w światowym rozwoju satelitów do zastosowań cywilnych. Pierwszą próbę złamania amerykańskiej dominacji, podjęto podczas spotkań sześciu państw europejskich i Australii. W dniu 29 lutego 1964 została podpisana konwencja o utworzeniu organizacji ELDO (European Launcher Development Organisation) 4
Działania tej organizacji były mało skuteczne i w związku z tym została rozwiązana, a w roku 1973 jej dotychczasową działalność przejęła organizacja ESRO (European Space Research Organisation), której działalność w roku 1975, przejęła ESA (European Space Agency). W chwili obecnej na orbitach, jak szacują eksperci, znajduje się ponad 12.000 satelitów, służących celom wojskowym, do badań kosmosu i ziemi, meteorologii, telekomunikacji, emisji programów radiowych i telewizyjnych i wielu innym potrzebom ludzkości. Wiele produktów i technologii uzyskano dzięki nieważkości, która możliwa jest wyłącznie w kosmosie, co kompensuje duże koszty tych przedsięwzięć. Największym zainteresowaniem przeciętnego obywatela są programy telewizyjne i radiowe emitowane z kosmosu, a ostatnio także Internet via satelita. Tym zajmują się dwaj najwięksi potentaci, operatorzy satelitów Eutelsat z siedzibą w Paryżu i SES ASTRA, z siedzibą w Luksemburgu. Coraz więcej satelitów na orbitach okołoziemskich to także rodzący się przyszłościowy problem. Żywotność satelitów wynosi 15...20 lat, po tym czasie są one niebezpiecznym złomem, który zagraża nie tylko nowym satelitom, ale także kosmonautom, którzy wypełniają różne misje w kosmosie. Dalekosiężne plany zasiedlenia księżyca i Marsa są w pewnym stopniu zagrożone, zatem już dzisiaj należy zająć się tym problemem. 1.1. Arthur C. Clarke, ojciec orbity geostacjonarnej Arthur C. Clarke urodził się 16 grudnia 1917 roku w Minehead, w południowo zachodniej Anglii. W latach 1927-1936 uczęszczał do Huish`s Grammar School w Taunton. Już w wczesnej młodości wykazywał duże zainteresowanie czasopismami science-fiction, które skrzętnie kolekcjonował. W 1933 zostaje powołana British Interplanetary Society a rok później, siedemnastoletni Artur zostaje przyjęty do jej grona. W roku 1936 Clarke przeprowadza się do Londynu, gdzie podejmuje pracę. Druga wojna światowa skierowała kroki fantasty do Royal Air Force. W roku 1941 podejmuje służbę jako oficer w jednostce radarowej. Fantazja Clark`a i doświadczenia zdobyte przy obsłudze radarów były podstawą studium na temat orbity geostacjonarnej i umieszczonych na niej satelitów. 5
To studium zostało opublikowane w październiku 1945 w miesięczniku Wireless World powodując burzliwą dyskusję w kołach naukowych. W jego wizji trzy satelity umieszczone na orbicie geostacjonarnej w odległości kątowej 120, zapewniają łączność między wszystkimi punktami na kuli ziemskiej. Wielu naukowców uważało Clarke za fantastę, a jego wizję za utopię. Jednak dokładnie 12 lat później ta utopia stała się rzeczywistością. Pierwszy sztuczny satelita ziemi Sputnik rozpoczął nadawanie sygnałów radiowych z kosmosu. Wizja Arthura C. Clark`a stałą się podwaliną dzisiejszej techniki satelitarnej, a on został mianowany jej ojcem. W wielu opracowaniach technicznych spotyka się inną nazwę orbity geostacjonarnej, a mianowicie orbitą Clark`a. Po zakończeniu Drugiej Wojny Światowej Clarke podjął studia na wydziałach matematycznym i fizycznym, King`s College w Londynie. W latach 1946-1947 i 1950-1953, piastuje stanowisko przewodniczącego British Interplanetary Society. Grafika 1.1b Wizja Artura C. Clarke Pod koniec lat czterdziestych, na ramach kilku czasopism, ukazują się pierwsze felietony Clark`a o tematyce science-fiction. Jedno z tych krótkich opowiadań, które napisał w roku 1948, było później podstawą do nakręcenia najpopularniejszego filmu science-fiction, 2001: A Space Odyssey. W początkach lat 50-tych opublikował swoje pierwsze powieści, do których należały The Sands of Mars i Islands in the Sky (Wyspa w kosmosie). Były one napiętnowane, typowym dla niego, naukowym sposobem myślenia. W sierpniu 1953 roku ukazał się bestseller Clark`a, Ostania Generacja. Książkę tą sprzedano w ciągu tylko 2 tygodni w ilości 200.000 egzemplarzy. W połowie lat pięćdziesiątych odkrył, oprócz swojej słabości do przestrzeni kosmicznej, jeszcze inny świat, świat pełen tajemnic i odkryć, świat mórz. Te badania w ubraniu dla nurków i w kapsułkach były nie tylko podobne do badań kosmicznych, ale łatwiejsze i dużo tańsze. 6
Podczas jednej nurkowej ekspedycji Clarke poznał Marylin Torgenson, którą poślubił 15 czerwca 1953 roku. Małżeństwo to jednak nie wytrzymało próby czasu i młodzi małżonkowie jeszcze w tym samym roku rozwiedli się. Zimą 1954 roku Clarke wyruszył na ekspedycję nurkową do Australii. Droga prowadziła przez Sri Lancę, dawny Cejlon, gdzie grupa zrobiła małą przerwę. Clarke był zachwycony tym państwem, co było powodem, że dwa lata później wrócił tam by zamieszkać do końca życia. Sri Lanka stała się jego drugą ojczyzną. W latach 60 tych napisał wiele książek naukowych, których tematem były badania oceanograficzne i kosmos. W tym czasie poznał wiele osobistości, takich jak Jurij Gagarin, Jacques Cousteau i Gene Rodenberry. Jego największy wpływ na późniejsze życie miało spotkanie z reżyserem Stanley em Kubrickiem. Kubrick namówił Clarke, w tym czasie znanego już na całym świecie autora książek science-fiction by napisał scenariusz do filmu. W ten sposób powstał film 2001: A Space Odyssey, który był nie tylko sukcesem, ale też kamieniem milowym w historii filmu science-fiction. Doskonałe efekty specjalne, po raz pierwszy, realistyczne przedstawienie statków kosmicznych i przyszłościowych rozwiązań, takich jak sztuczna inteligencja, spowodowały, że film ten stał się filmem kultowym. Przez ten film osiągnął Clarke w branży filmowej takie samo uznanie jak i za ideę satelitów komunikacyjnych na orbicie geostacjonarnej. Podczas lotów kosmicznych Apollo (misja lotu księżycowego) i Apollo - Sojuz, Clarke wystąpił jako komentator telewizyjny, komentując w sposób prosty i zrozumiały dla telewidzów, skomplikowane procesy lotów kosmicznych. W latach 80-tych zaangażował się za pokojowym użyciem kosmosu i stał się przeciwnikiem StarWars - technologii (SDI). W roku 1982 odwiedził były Związek Radziecki, co przyczyniło się do napisania powieści 2010: Odyssey TWO. Tematem tej powieści były wspólne badania kosmosu przez amerykańskich i rosyjskich uczonych, co było przeciwieństwem ówczesnej rzeczywistości. W związku z pogarszającym się stanem zdrowia, Clarke zaczął się wycofywać z życia publicznego i poświęcił się pisaniu. W tym czasie opublikował następną powieść z serii 2001 i RAMA. SESAT satelita floty Eutelsata wystrzelony na orbitę geostacjonarną 17 kwietnia 2000 roku został dedykowany Arturowi C. Clarke owi. Zmarł 19 marca 2008 w wieku 91 lat w swojej nowej ojczyźnie w Sri Lance. 7
1.2. Eutelsat 1.2.1. Historia Eutelsata W 1977 roku Europejska konferencja poczt i telekomunikacji powołała do życia organizację EUTELSAT (European Telecommunications Satellite Organization), której celem było zbudowanie floty radiodyfuzyjnych i telekomunikacyjnych satelitów oraz ich eksploatację. Zdjęcie 1.2.1.a Siedziba organizacji Eutelsat w Paryżu W 1982 roku, w siedzibie Eutelsatu w Paryżu, 47 państw członkowskich ratyfikowało międzynarodową umowę o współpracy. W chwili obecnej EUTELSAT skupia prawie 50 państw i jest jedną z największych organizacji w Europie. Polskim udziałowcem jest Telekomunikacja Polska S.A. z 4.341591 %, udziałów, co daje jej siódme miejsce wśród udziałowców. W roku 1983 EUTELSAT wprowadził na orbitę geostacjonarną pierwszego satelitę telekomunikacyjnego, Eutelsat I F-1. W chwili obecnej Eutelsat dysponuje 23 satelitami, z których 19 stanowi własność firmy. 8