Ретранслятор

Старый · 24.10.2007 08:48:49

ЦитироватьА насчёт этого можно поподробнее? Тему можно и поменять, пока не поздно.

Подробнее - пожалуйста.
Для обеспечения мобильной связи, телевещания и ретрансляции (в общепринятом смысле этого слова) требуется большая пропускная способность радиолинии и возможность приниимать/передавать сигнал сравнительно простыми конечными устройствами потребителей. А для этого нужно то что называется "высокая энергетика радиолинии". Она включает в себя в основном мощность передатчика и коэффициент усиления антен. С мощностью передатчика понятно, а усиление антен предусматривает площадь антенн и их направленность. С площадью тоже всё понятно, а направленность подразумевает что антены спутника должны быть постоянно направлены на район обслуживаемый этим спутником.
Все эжти требования в конечном итоге приводят к тому что спутник должен иметь
1. Передатчики излучаемой мощностью как минимум 100 Ватт.
2. Антенны диаметром в метр или больше.
3. Высокоточную систему ориентации и коррекции орбиты.
4. Постоянно находиться в зоне радиовидимости с обслуживаемой территории.
Ну и требование экономической эффективности предполагает что один космический аппарат должен обслуживать как можно больше потребителей, то есть на нём должно быть как можно больше ретрансляторов.
В итоге всё это выливается в то что спутники предназначеные для рассматриваемых вами задач выводятся на геостационарные орбиты, оснащаются штуками четырьмя антенами размером по метру-два, полсотней передатчиков по 100-150 Вт, солнечными батареями киловатт на 5-10 и парой десятков двигателей для удержания на строго расчётной орбите. Весит всё это при запуске тонн 4-6 а в сухую, без топлива тонны 2-3. То есть на понятие "микроспутник" никак не тянет. Напротив, аппараты рассматриваемого вами класса являются самыми большими в современной космонавтике, уступая разве что пилотируемым кораблям и спутникам оптической разведки.
Вот примерно такое обоснование.

Старый · 24.10.2007 08:58:24

Чтобы обеспечить телевещание хотя бы по одному каналу аппарату надо находиться в диаграмме направленности приёмной тарелки, а это практически сразу отметает любую орбиту кроме геостационарной. А чтоб принять телевизионный сигнал со стационара даже при тдвухметровой тарелке требуется транспондер ватт в 30.
С мобильной связью легче, у телефонов антены слава богу ненаправленые, поэтому можно обойтись и более низкими орбитами чем геостационар. Но для обеспечения более-менее постоянного обслуживания потребуется система из полсотни спутников. И направленые антены необходимы на спутнике и чтоб обеспечить более-мене приличное число одновременных разговоров на спутнике всё равно нужны передатчики в сотни ватт а соответственно и мощность солнечных батарей.
Поэтому счас нормальные люди тоже делают спутники мобильной связи на геостационаре а энергетику радиолинии повышают мощностью передатчиков и размером антенн. Вы можете это увидеть на примере спутников систем Турайя, Гаруда, Инмарсат. Такие нынче спутники мобильной связи. Ну а мелочь типа Иридиума и Глобалстара ходит в банкротах, хотя их спутники весят по полтонны и к "микроспутникам" тоже никаким брком.

Старый · 24.10.2007 09:07:54

Под спутниками-ретрансляторами обычно понимается спутник для ретрансляции большого потока информации с другого космического аппарата, например пилотируемого или спутника разведки. Большой поток ретранслируемой информации накладывает те же требования на пропускную способность радиолинии что выражается в спутниках массой тонны по две с многометровыми тарелками антенн. Ну и необходимость постоянной связи загоняет их на стационар. Необходимость постоянного наведения антены на "ретранслируемыЙ" КА добавляет ещё и необходимость делать антенну подвижной с высокой точностью наведения.
Если речь идёт о ретрансляции не большого потока видеоинформации а чегото попроще, того что влезет в обычный телефонный канал, то для этого служат спутники мобильной связи. Какаято отдельная "ретрансляция" тут нонсенс.

В итоге для микроспутников остаётся только "ретрансляция" типа "электронная почта" когда спутник принимая сообщение над одним местом потом сбрасывает его над другим. Сами понимаете, в век телефонов почта своё отжила. В наше время применение такой почты ограничивается связью со шпионами и системой обнаружения терпящих бедствие. Вот и всё прикладное значение микроспутников. Но даже эти "ретрансляторы" обычно ставят не на отдельный малый КА а в качестве дополнительной ПН на какой-нибудь более приличный спутник.

carlos · 24.10.2007 09:08:24

А как насчет спецзадач типа пенькологической разведки?

Старый · 24.10.2007 09:11:44

Поэтому, Пилигрим, область применения "малых спутников" в основном определяется соображением "свой спутник иметь хочется, а на нормальный спутник денег нет". То есть фактически все "малые спутники" служат игрушками для людей которым захотелось побаловаться с космическим аппаратом. Чтото типа любительского самолётостроения или автостроения.
Объясните это вашему преподавателю и возможно вам обоим будет легче.

carlos · 24.10.2007 09:13:40

Вообще, как я понимаю - в данном случае надо спроектировать служебный борт. Габариты, масса, расчет теплового режима, СЭП и т.д. А целевая ПН здесь вторична - не зря же предложено поискать в интернете. По ней надо только общие хар-ки типа опять же массы, потребляемой мощности и проч., чтобы вокруг этого уже конструировать сам спутник.

Старый · 24.10.2007 09:15:08

ЦитироватьА как насчет спецзадач типа пенькологической разведки?

Для этого обычные спутники ДЗЗ.
"Пенькологическая разведка" и вобще наблюдение земли с реальными практическими целями предполагает регулярную и быструю съёмку больших площадей с высоким разрешением. Чтоб передать большой объём полученых изображений нужна опять пропускная способность радиолинии и опять пошло-поехало...

Старый · 24.10.2007 09:16:32

ЦитироватьВообще, как я понимаю - в данном случае надо спроектировать служебный борт. Габариты, масса, расчет теплового режима, СЭП и т.д. А целевая ПН здесь вторична - не зря же предложено поискать в интернете. По ней надо только общие хар-ки типа опять же массы, потребляемой мощности и проч., чтобы вокруг этого уже конструировать сам спутник.

Так служебный борт под что? Под обеспечение одного телефонного канала через Глобалстар?
Реально те задачи которые декларировал Пилигрим в первом сообщении в 100 кг никак не уложитть.

carlos · 24.10.2007 09:17:33

Цитировать"Пенькологическая разведка" и вобще наблюдение земли

Не-не. Пенькологическая - это именно ретрансляция данных с "пеньков" под Можайском.

Старый · 24.10.2007 09:18:19

Реально в наше время для 100-кг спутника единственная прикладная задача это наблюдение земли с очень низким разрешением, типа метеорология или радиотехническая разведка.

Старый · 24.10.2007 09:20:18

Цитировать
Цитировать"Пенькологическая разведка" и вобще наблюдение земли
Не-не. Пенькологическая - это именно ретрансляция данных с "пеньков" под Можайском.

Аааа... Ну это я отметил - см выше "связь со шпионами". Ну вот практически это едва ли не единственная задача - съём сообщений в одном месте и их сброс в другом. Но реально такие "ретрансляторы" ставят в качестве дополнительной ПН на другие аппараты.

carlos · 24.10.2007 09:20:59

ЦитироватьТак служебный борт под что? Под обеспечение одного телефонного канала через Глобалстар?

Да хоть под что. Надо найти характеристики некой сравнительно реальной связной/ретрансляционной ПН, влазящей по массе, и обтанцевать вокруг нее спутник

ДмитрийК · 24.10.2007 09:21:31

http://www.amsat.org/amsat-new/satellites/

carlos · 24.10.2007 09:28:57

Вот еще образчик:
http://sputnik.unaec.dp.ua/base/?project=60&page=apparatura
Да и вообще весь сайт http://sputnik.unaec.dp.ua/base/
Еще
http://space.skyrocket.de/doc_sdat/tubsat-a.htm

Старый · 24.10.2007 09:35:47

ЦитироватьДа хоть под что. Надо найти характеристики некой сравнительно реальной связной/ретрансляционной ПН, влазящей по массе, и обтанцевать вокруг нее спутник

Что значит "некой"? Ясно же сказано:

ЦитироватьСейчас широко применяются микроспутники-ретрансляторы, обеспечивающие телевизионные трансляции, радиовещание и мобильную связь.
Поэтому славные преподаватели МГТУ им. Н. Э. Баумана дали мне дипломное задание: спроектировать такой спутник.

Поэтому всё что не является теле или радиовещанием или мобильной связью на защите диплома может быть признано офтопом и заявлено что тема диплома не раскрыта. Нормальная комиссия скажет: Таварищ, вы телевизор с е-мэйлом не спутали? Или для вас всё едино?

ЦитироватьИнформацию о целевом оборудовании (а именно, о систетме ретрансляции) было предложено искать в интернете. Долгие поиски к успеху не привели, поэтому обращаюсь к Вам: не могли бы Вы кинуть ссылки на массово-габаритные характеристики и компановку такого рода спутников или аппаратуру, используемую при ретрансляции.

Ну вот о ТДРСе или Гейзере я намекнул, об Амсатах тут тоже намекнули. Если дипломнику удастся превратить Амсат в ТДРС то флаг ему в руки.

carlos · 24.10.2007 09:44:46

ЦитироватьПоэтому всё что не является теле или радиовещанием или мобильной связью на защите диплома может быть признано офтопом и заявлено что тема диплома не раскрыта. Нормальная комиссия скажет: Таварищ, вы телевизор с е-мэйлом не спутали? Или для вас всё едино?

Ну да, поэтому такие вопросы надо заранее утрясать.

Обосновать и позиционировать объект как ретранслятор для спец. задач.

Humorist · 24.10.2007 10:18:23

Почитав тему могу сказать несколько слов.
тема не губительна и довольно интересна и реальна, я конечно согласен с выкладками Старого по энергетике и т.п. Но хотел бы посоветовать Пилигриму сделать анализ всех запущенных спутников на различные орбиты за последние 20-25 лет по критерию общей массы, потом посмотреть целевую назгузку этих КА. Так вот все сейчас знают что в моде "нано технологии" и мне была както поставлена задача в ЦиХе, как можно использовать эти технологии в спутникостроении, и я тоже сначало в инете начал коматься в поисках наноспутников (общей массой 1-10 кг). так вот в основном такие спутники нано и микро (до 50 кг) не строят с практичной телекоммуникационной функцией, тем более телевещания. Имеются несколько образцов для спуниковой радиолюбительской службы но это исключения, в основном такие спутники строят в научных, общеобразовательских (универы, институты типа того что запускал МГУ в честь 250 летия), метрологических и тестовых целей. Чаще всего в научных и тестовых, это когда надо испытать новые элементы ПН или служебного борта в реальных условиях, и получить "летную историю", для того чтобы потом использовать эти элементы в строительстве больших КА (так тестируют SSPA, TWT и LNA)
студенты тоже строят различные микро КА в богатых универах, и потом отрабатывают какието свои небольшие и локальные задачи.
НО!!!! я также участвовал в серьезной проработке серьезных микро КА, так вот хоть этот проект и остался на бумаге, но проработка была вплоть до промышленности и ТЭО... Об этом можно узнать в НИИ МТУСИ.
Старому могу сказать что в нашем микро КА была 5 метровая антенна выполненная на тонкопленочной технологии массой всей конструкции 1 кг, ориентация спутника не 3-х осная а методом вращения, и т.п. целевая нагрузка была не для гражданского применения.

Пилигриму... я сейчас уже работаю в другом месте, но могу тебе посоветовать зайти в НИИ КС http://www.khrunichev.ru/khrunichev/live/niiks.asp
я делал свой анализ для них, с ними можно пообщаться и там могут тебе помочь... если я найду у себя свои записи, то могу поделиться ;-)

Sattel · 24.10.2007 07:24:06

".....Таварищ, вы телевизор с е-мэйлом не спутали? Или для вас всё едино?..." обычно на защите таких вопросов не задают. все понимают как пишуьтся дипломы. но такой вариант не исключен и пострадает в этом случае не руководитель, а дипломник, что не есть правильно.

ALEX-Satellite · 24.10.2007 11:10:57

К сожалению, в 50-100 кг что-то коммерчески полезное впихнуть не удастся. Но в качестве «помощи» студенту кину пару идей, м.б. пригодится:
1) Не грех вспомнить про пассивные ретрансляторы. Про Эхо-1 «Pavel» уже Вам предлагал. Вот ссылка аж 1962 года!:
http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/a-i-k/1962/sistemy-svazi.html
Сейчас эту тему можно развить, даже «политически грамотно» использовать нанотехнологию, например для создания пассивных антенн-отражателей типа солнечного паруса. Про эту фантастику см. здесь: http://www.mirf.ru/Articles/art752.htm
В уже обсуждаемых на форуме АКС-1,-2: 2 кг-отражатель из 30см*30см*40см может развернуться в 25м*25м.
С энергетикой радиолинии все равно будут проблемы, но широту мысли показать можно.
2) Рассмотреть простенький одноствольный ретранслятор с узким лучом. Обоснование – для переброски регионального мобильногоТВ (до 384 кбит/с) и другого контента с Центральной станции на базовые станции мобильной связи, для дальнейшей ретрансляции на моб.тел.
P.S. Если организовывать непосредственную передачу на моб.тел. (в 2170-2200 МГц), то Вы опять не уложитесь в 100 кГ.

byran · 24.10.2007 08:05:27

Кстати вспомнилось, что первыми спутниками на геостационаре был как раз микроспутники серии Syncom (1, 2, 3)
http://space.skyrocket.de/doc_sdat/syncom-1.htm
Они весили по 68 кг (не сухой вес, с топливом!!) и запускались в 1963-1964 годах. С тех пор как я понимаю технологии шагнули вперед, и создать спутник в 50 кг на ГСО будет вполне реально. Только вот что он будет делать?
У Syncom все ограничивалось несколькими десятками Ватт.