Космічна радіозв'язок
Говорячи про космічної радіозв'язку, ми часто думаємо, що це зв'язок між об'єктами, що знаходяться в космосі. Насправді це набагато ширше поняття.
Космічної називається радіозв'язок, яку здійснюють за допомогою об'єктів, розташованих за межами атмосфери Землі, тобто в космосі. Це можуть бути космічні радіостанції або космічні ретранслятори. За допомогою космічного радіозв'язку інформація передається між радіостанціями, розташованими на Землі, і космічними літальними апаратами, між двома і більше космічними літальними апаратами, а також між декількома земними радіостанціями за допомогою космічних ретрансляторів.
Теорія космічної радіозв'язку Кларка
Артур Чарльз Кларк
Кларк не запатентований свій винахід, тому що не вірив, що його ідея може бути реалізована технічно найближчим часом. Адже штучних супутників Землі в той час ще не існувало. Він припускав, що для цього знадобиться приблизно півстоліття. Однак вченим вдалося вирішити цю задачу набагато раніше. Кларк, який прожив 90 років, переконався в цьому дуже скоро. Вже через 12 років його ідея почала втілюватися в життя.
Перший в світі штучний супутник Землі
Радіозв'язок між Землею і космічними літальними апаратами
Радіозв'язок між Землею і космічним кораблем
Коли були створені перші космічні літальні апарати, стало ясно, що надійна двостороння радіозв'язок з ними просто необхідна. Адже без неї було б неможливо управляти космічними кораблями і станціями з Землі і підтримувати з ними контакт. І для радіозв'язку стали виділяти радіолінії. За одним з них ( «Земля - борт космічного корабля») передавалася інформація з Землі на борт корабля. Це, наприклад, сигнали управління траєкторією корабля, інформація для космонавтів і ін. За іншими ( «Борт космічного корабля - Земля») приймалася інформація на Землі. Це зв'язок з космонавтами, які перебувають на жилих станціях, результати наукових досліджень, що проводяться в космосі і ін.
Супутниковий зв'язок
Коли з'явилися штучні супутники Землі, настав час використовувати їх в якості ретрансляторів наземного радіозв'язку, як і передбачав Кларк. Адже наземна радіозв'язок, а також зв'язок з літаками на відстані понад 1000 км, велася на коротких хвилях. Але це досить вузький діапазон. І якщо в ньому одночасно працюють багато станцій, виникають сильні перешкоди, що призводить до зниження надійності.
Інша справа - ультракороткі хвилі (УКХ). Їх діапазон використовується рідше, тому що вони поширюються тільки в межах прямої видимості, тому для передачі радіосигналу на великі відстані непридатні. Але УКВ здатні пронизувати іоносферу і йти вище. І якщо використовувати в якості ретрансляторів штучні супутники Землі, то відбитий від них радіосигнал ультракороткого діапазону, посланий однією наземної радіостанцією, передасться інший наземної радіостанції. Все, як і передбачав Кларк.
Ретрансляція радіосигналу відбувається дуже просто. Радіосигнал від наземної радіостанції відбивається поверхнею супутника зв'язку та надсилається на приймаючу радіостанцію. В цьому випадку його передача відбувається без затримок, практично миттєво. А ретрансляція називається пасивною.
Але існує й інший спосіб ретрансляції - активний. На борту супутника встановлюється приймач радіосигналів, пристрій і радіопередавач. Інформація, прийнята в момент знаходження супутника над якимось об'єктом, запам'ятовується. А в момент, коли супутник входить в зону видимості об'єкта, якому потрібно передати сигнал, вся накопичена інформація передається цьому об'єкту. У цьому випадку передача сигналів відбувається із затримкою.
Слід сказати, що супутники зв'язку, описані в обох випадках, що не нерухомі, а рухаються відносно поверхні Землі з певною швидкістю. Їхнє становище змінюється в часі. А їх орбіта може мати форму еліпса або кругову форму і розташовуватися на низькій або середній висоті.
Але якщо запустити супутник в напрямку обертання Землі по круговій орбіті в площині екватора на висоту приблизно 36 000 км, то по відношенню до Землі він буде здаватися нерухомим. Такий супутник називається геостаціонарним. Використовуваний в якості ретранслятора, він один може забезпечити зв'язком приблизно 30% поверхні Землі. А 3 таких супутника, розташованих на кутовій відстані 120 ° охоплюють радіозв'язком практично всю поверхню Землі.
Схема глобальної радіозв'язку
Супутники зв'язку використовуються також для ретрансляції телевізійних сигналів, для пошуку терплять лихо морських суден і літаків.
Радіозв'язок між автоматичними космічними апаратами використовують для ретрансляції сигналів і передачі їх на далекі відстані. Екіпажі пілотованих космічних кораблів користуються космічної радіозв'язком для обміну інформацією між собою, наприклад, при стикуванні або розстикування, проведенні робіт у відкритому космосі.