Жерсерік шоқжұлдызы - Satellite constellation

The жаһандық позициялау жүйесі шоқжұлдыз 24 спутникті алтыға тең бөлуге шақырады орбиталық ұшақтар. Жер бетіндегі берілген нүктеден көрінетін спутниктер саны, мысалы 40 ° N болғанда, уақыт өткен сайын қалай өзгеретініне назар аударыңыз.

A жерсерік шоқжұлдызы тобы болып табылады жасанды жер серіктері жүйе ретінде бірлесіп жұмыс жасау. Бір спутниктен айырмашылығы, шоқжұлдыз ғаламдық немесе жаһандыққа жақын тұрақты бола алады қамту кез келген уақытта Жердің кез-келген жерінде кем дегенде бір жерсерік көрінеді. Жерсеріктер әдетте қосымша жиынтықтарға орналастырылады орбиталық ұшақтар және ғаламдық бөлінгенге қосылыңыз жер станциялары. Олар сонымен қатар қолдануы мүмкін спутник аралық байланыс.

Спутниктік шоқжұлдыздарды шатастыруға болмайды спутниктік кластерлер, бұл шамамен бірдей орбиталарда бір-біріне өте жақын қозғалатын спутниктер тобы (қараңыз) спутниктің ұшуы ), спутниктік бағдарламалар (сияқты Landsat ), олар бірінен соң бірі ұшырылатын жерсеріктердің ұрпақтары болып табылады және спутниктік флоттар, бұл бір өндірушінің немесе бір-бірінен тәуелсіз (жүйе ретінде емес) жұмыс жасайтын оператордың спутниктік топтары.

Шолу

Жоғарыда жасанды жерсеріктің алауы көрінеді VLT. Жерсерік шоқжұлдыздары жердегі астрономияға әсер етуі мүмкін.[1]

Жердің төмен спутниктері (LEO) көбінесе спутниктік шоқжұлдыздарда орналастырылады, өйткені жалғыз LEO жер серігімен қамтамасыз етілетін қамту аймағы спутниктің биіктікте қозғалатын шағын аймағын ғана қамтиды бұрыштық жылдамдық оны сақтау үшін қажет орбита. Көптеген LEO спутниктері бір аймақты үздіксіз қамтуды қажет етеді. Бұл қайшы келеді геостационарлық жерсеріктері, мұнда бір спутник Жер бетінің айналуымен бірдей бұрыштық жылдамдықпен қозғалады, үлкен аумақты тұрақты қамтуды қамтамасыз етеді.

Жерсерік шоқжұлдыздарының мысалдарына мыналар жатады Дүниежүзілік позициялау жүйесі (ЖАҺАНДЫҚ ПОЗИЦИЯЛАУ ЖҮЙЕСІ), Галилей және ГЛОНАСС шоқжұлдыздар навигация және геодезия, Иридиум және Globalstar спутниктік телефония қызметтері Апатты бақылау шоқжұлдызы және RapidEye қашықтықтан зондтау үшін Orbcomm хабарлама алмасу қызметі, орыс эллиптикалық орбита Молния және Тундра шоқжұлдыздары, ауқымды Телеседикалық, Skybridge және Селестри кең жолақты 1990-шы жылдардағы жұлдыздар ұсыныстары және соңғы жүйелер сияқты O3b немесе OneWeb ұсыныс.

Күту уақыты төмен болатын қосымшаларға арналған байланыс, LEO спутниктік шоқжұлдыздары геостационарлық спутниктен артықшылықты қамтамасыз етеді, мұнда жерден спутникке дейінгі минималды теориялық кідіріс LEO спутнигі үшін 1-4 миллисекундпен салыстырғанда шамамен 125 миллисекундты құрайды. LEO спутниктік шоқжұлдызы, сонымен қатар, бүкіл аймақта жиілікті қайта пайдалану арқылы жүйенің көбірек сыйымдылығын қамтамасыз ете алады нүктелік сәуле сервистік қызмет көрсету үшін қажет спутниктердің минималды санына ұқсас жиілікті пайдалану және олардың орбиталары - бұл өзіндік өріс.

Дизайн

Walker Constellation

Белгілі бір миссияны қанағаттандыра алатын көптеген шоқжұлдыздар бар. Әдетте шоқжұлдыздар спутниктерде ұқсас орбитаға, эксцентриситетке және бейімділікке ие болатындай етіп жасалады, сондықтан кез-келген толқулар әр спутникке шамамен бірдей әсер етеді. Осылайша, геометрияны шамадан тыс бекеттерсіз сақтауға болады, осылайша жанармай шығынын азайтады және спутниктердің қызмет ету мерзімін арттырады. Тағы бір ескеретін нәрсе, әрбір спутниктің орбиталық жазықтықта фазалануы орбита жазықтығының қиылысында соқтығысу немесе кедергі болмас үшін жеткілікті бөлінуді сақтайды. Дөңгелек орбиталар танымал, өйткені спутник байланыс үшін тұрақты күш сигналын қажет ететін тұрақты биіктікте болады.

Дөңгелек орбитаның геометрия класы танымал бола бастады, бұл Walker Delta Pattern шоқжұлдызы және Джон Уокер ұсынған оны сипаттайтын байланыстырылған белгісі бар.[2] Оның белгісі:

i: t / p / f

қайда:мен бейімділік;т - жерсеріктердің жалпы саны;б - бірдей қашықтықта орналасқан жазықтықтар саны; жәнеf - бұл көрші жазықтықтардағы жерсеріктер арасындағы салыстырмалы аралық. Көршілес жазықтықтағы эквивалентті спутниктер үшін шынайы аномалияның өзгеруі (градуспен) тең f*360/т.

Мысалы, Galileo навигациялық жүйесі бұл Walker Delta 56 °: 24/3/1 шоқжұлдыз. Бұл дегеніміз, айналасында 360 градусқа созылған, 56 градусқа көтерілген 3 жазықтықта 24 спутник бар экватор. «1» жазықтық арасындағы фазаны және олардың қалай орналасатынын анықтайды. Уолкердің атырауы Баллард розеткасы деп те аталады, бұл А.Х.Баллардтың осыған ұқсас жұмысынан кейін.[3][4] Баллард жазбасы (t, p, m), мұндағы m - жазықтықтар арасындағы бөлшектік жылжудың еселігі.

Тағы бір танымал шоқжұлдыз түрі - оны қолдайтын полюске жақын Walker Star Иридиум. Мұнда жер серіктері шамамен 180 градусқа жақын полярлы айналмалы орбиталарда, Жердің бір жағында солтүстікке, ал екінші жағында оңтүстікке қарай жүреді. Толық Иридиум шоқжұлдызындағы белсенді спутниктер 86.4 °: 66/6/2 Walker Star-ды құрайды, яғни фазалау әр екі жазықтықта қайталанады. Уокер жұлдыздар мен дельталарға қатысты осындай белгілерді пайдаланады, бұл түсініксіз болуы мүмкін.

Тұрақты биіктікте орналасқан бұл дөңгелек орбиталардың жиынтықтары кейде деп аталады орбиталық қабықшалар.

Кең жолақты

2015 жылы Фарук Хан сол кездегі Президент Samsung Research America үлкен спутниктік кең жолақты шоқжұлдызды қалай жобалауға болатындығы туралы ғылыми мақаланы жариялады.[5]

Спутниктік шоқжұлдыздардың тізімі

Навигациялық жерсерік шоқжұлдыздары

Негізгі мақала: Спутниктік навигация
Навигация үшін қолданылатын серік шоқжұлдыздары
Аты-жөніОператорСпутниктер мен орбиталар

(қосалқы бөлшектерді қоспағанда, соңғы дизайн)

ҚамтуҚызмет (тер)КүйҚызмет еткен жылдары
Дүниежүзілік позициялау жүйесі (ЖАҺАНДЫҚ ПОЗИЦИЯЛАУ ЖҮЙЕСІ)USSF20-да 180 жазықтықта 6 жазықтықта 24 (55 ° MEO)ҒаламдықНавигацияОперациялық1993 - қазіргі уақытқа дейін
ГЛОНАССРоскосмос24 ұшақта 19,130 ​​км-де (64 ° 8 'MEO)ҒаламдықНавигацияОперациялық1995 - қазіргі уақытқа дейін
ГалилейGSA, ESA23,222 км-де 3 жазықтықта 24 (56 ° MEO)ҒаламдықНавигацияОперациялық2019 - қазіргі уақыт
BeiDouCNSA35,786 км-де 3 геостационар (GEO)

3 ұшақтың 3-і 35,786 км (55 ° GSO)

21,150 км-де 3 жазықтықта 24 (55 ° MEO)

ҒаламдықНавигацияОперациялық2012 - қазіргі уақыт (Азия)

2018 - қазіргі (ғаламдық)

NAVICISRO35,786 км-де 3 геостационар (GEO)

250-24,000 км-де 2 жазықтықта 4 (29 ° GSO)

АймақтықНавигацияОперациялық2018 - қазіргі уақыт
QZSSJAXA35,786 км-де 1 геостационар (GEO)

3 жазықтықта 3-ті 32,600-39,000 (43 ° GSO)

АймақтықНавигацияОперациялық2018 - қазіргі уақыт

Байланыс спутниктік шоқжұлдыздары

Сондай-ақ оқыңыз: Спутниктік байланыс және Санат: Байланыс спутниктік шоқжұлдыздары

Хабар тарату

Мониторинг

Екі жақты байланыс

Операциялық байланыс спутниктік шоқжұлдыздар
Аты-жөніОператорШоқжұлдыз дизайныҚамтуЖиілік.Қызмет (тер)
Кең жолақты ғаламдық желі (BGAN)Инмарсат3 геостационарлық жер серігі82 ° S-ден 82 ° NИнтернетке қосылу
Global Xpress (GX)ИнмарсатГеостационарлық жерсеріктерКа-бандИнтернетке қосылу
Еуропалық авиациялық желі (EAN)Инмарсат1 геостационарлық спутникАймақтықS-тобыИнтернетке аэронавигациялық қол жетімділік
GlobalstarGlobalstar48 1400 км, 52 ° (8 ұшақ)[6]70 ° S - 70 ° N[6]Интернетке қосылу, спутниктік телефония
Кейінгі иридиумИридиум66 780 км, 86.4 ° (6 ұшақ)ҒаламдықИнтернетке қосылу, спутниктік телефония
O3bO3b желілері (SES S.A. )20 8,062 км, 0 ° (дөңгелек экваторлық орбита)45 ° S - 45 ° NИнтернетке қосылу
OrbcommORBCOMM17, 750 км-де, 52 ° (OG2)65 ° S - 65 ° N«IoT және M2M байланысы», ААЖ
Қорғаныс спутниктік байланыс жүйесі (DSCS)4-ші ғарыш операциялары эскадрильясыӘскери байланыс
Кең жолақты ғаламдық SATCOM (WGS)4-ші ғарыш операциялары эскадрильясы10 геостационарлық жерсерікӘскери байланыс
ViaSatViasat, Inc.4 геостационарлық жер серігіӘр түрліИнтернетке қосылу
EutelsatEutelsat20 геостационарлық жер серігіКоммерциялық
ТураяТурая2 геостационарлық жерсерікEMEA және АзияИнтернетке қосылу, спутниктік телефония

Кейбір жүйелер ұсынылған, бірақ ешқашан іске асырылмаған:

Тасталған байланыс спутниктік шоқжұлдызының жобалары
Аты-жөніОператорШоқжұлдыз дизайныЖиілік.Қызмет (тер)Күй
СелестриMotorola1400 км-ге 63 жер серігі, 48 ° (7 ұшақ)Ka-band (20/30 Гц)Ғаламдық, төмен кешіктірілген кең жолақты Интернет қызметтері1998 жылдың мамырында тасталған
ТелеседикалықТелеседикалық840 жер серігі 700 км, 98,2 ° (21 ұшақ) [1994 дизайн]

1400 км-де 288 жер серігі, 98,2 ° (12 ұшақ) [1997 дизайн]

Ka-band (20/30 Гц)100 Мбит / с жоғары, 720 Мбит / с төмен ғаламдық қол жетімділік2002 жылдың қазан айында тасталған

Басқа жүйелер ұсынылған немесе әзірленуде:

Ұсынылған интернет спутниктік шоқжұлдыздар[7]
ШоқжұлдызӨндірушіНөмірСалмақАшу.Қол жетімді.БиіктікҰсынысТопИнтер-отыр.
сілтемелер
БоингBoeing Satellite1,396-2,956Жоқ2016Жоқ1200 км
745 миля		кең жолақтыV (40 - 75 ГГц)жоқ [8][9]
LeoSatФалес Аления78-1081250 кг
2,755 фунт		201520221400 км
895 миля		100 Мбит / с қадамКа (26,5 - 40 ГГц)оптикалық [10]
OneWeb шоқжұлдызыOneWeb
Airbus БК		882-1980[11]145 кг
320 фунт		20152020[12]1200 км
745 миля		595 Мбит / с дейін[12] 32 мс кешігуімен[13]Ку (12–18 ГГц)
Ка (26,5 - 40 ГГц)		жоқ [14][15]
StarlinkSpaceX4,425-11,943260 кг20152020[16]550-1,325 км
341-823 миля		1 Гбит / с дейін[17] 20 м кешігуімен[18]Ку (12–18 ГГц)
Ка (26,5 - 40 ГГц)		оптикалық[19]
O3b mPOWER
(SES S.A. )		Боинг7201720218000 км
4,970 миля		Круиздік кеме үшін 1 Гбит / с
45 ° S - 45 ° N		Ка (26,5 - 40 ГГц)жоқ
Телесат ЛеоAirbus SSTL
SS / Loral[a]		117-512[20]Жоқ201620211000–1,248 км
621–775 миля		талшықты-оптикалық кабель тәріздіКа (26,5 - 40 ГГц)оптикалық [21][22]
Хунюн[23]CASIC15620172022160–2000 км
99–1,243 миль
Хонгян[24]CASC320-864[25]201720231100–1,175 км
684–730 миля
Куйпер жобасыAmazon32362019590–630 км
370–390 миля		56 ° S - 56 ° N[26]
  1. ^ алғашқы екі прототип
Прогресс
  • Boeing Satellite қосымшаны OneWeb-ке жіберуде[27]
  • LeoSat 2019 жылы толықтай өшіріледі [28]
  • The OneWeb шоқжұлдызы 6 ұшқыш жерсерік болған Ақпан 2019, 2020 жылғы 21 наурыздағы жағдай бойынша 74 жер серігі ұшырылды[29] бірақ банкроттық туралы 27 наурыз 2020 ж[30][31]
  • Starlink: бірінші миссия (Starlink 0 ) 2019 жылдың 24 мамырында іске қосылды; 955 спутник ұшырылды, 51 деорбиттелген, 904 орбитада 2020 жылғы 25 қарашадағы жағдай бойынша; шектеулі ендік ауқымындағы жалпы бета-тест 2020 жылдың қарашасында басталды[32]
  • O3b mPOWER: әзірленуде
  • Телесат LEO: екі прототип: 2018 жылдың басталуы
  • CASIC Хунюн: прототип 2018 жылдың желтоқсанында іске қосылды[33]
  • CASC Хонгян прототипі 2018 жылдың желтоқсанында іске қосылды,[34] біріктірілуі мүмкін Хунюн[35]
  • Куйпер жобасы: 2019 жылдың шілдесіндегі FCC құжаттары

Жерді бақылау спутниктік шоқжұлдыздар

Сондай-ақ оқыңыз: Жерді бақылау спутниктерінің тізімі

Сондай-ақ қараңыз

Ескертулер

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «Жерсерік шоқжұлдыздарының көбеюі туралы». www.eso.org. Алынған 10 маусым 2019.
  2. ^ Дж. Г. Уокер, Спутниктік шоқжұлдыз, Британдық планетааралық қоғам журналы, т. 37, 559-571 б., 1984 ж
  3. ^ Баллард, Жер спутниктерінің розетка шоқжұлдыздары, аэроғарыштық және электронды жүйелердегі IEEE транзакциялары, 16 том, № 5, 1980 ж.
  4. ^ Дж. Уолкер, «Жер серіктерінің розетка шоқжұлдыздары», аэроғарыштық және электронды жүйелердегі IEEE транзакциялары, т. 18 жоқ. 4, 723-724 б., 1982 ж. Қараша.
  5. ^ Хан, Фарук (9 тамыз 2015). «Көктен келген мобильді интернет». arXiv:1508.02383 [cs.NI ].
  6. ^ а б «Globalstar жерсеріктері». www.n2yo.com. Алынған 2019-11-22.
  7. ^ Тьерри Дюбуа (19 желтоқсан, 2017). «Ғарыштан ғаламтор қызметін уәде ететін сегіз спутниктік шоқжұлдыз». Авиациялық апталық және ғарыштық технологиялар.
  8. ^ Боинг компаниясы (22.06.2016). «SAT-LOA-20160622-00058». FCC ғарыш станциясының қосымшалары. Алынған 23 ақпан, 2018.
  9. ^ Боинг компаниясы (22.06.2016). «SAT-LOA-20161115-00109». FCC ғарыш станциясының қосымшалары. Алынған 23 ақпан, 2018.
  10. ^ LeoSat Enterprises. «ЖЕРГІЛІК ЖАСАУ ЖАҢАЛЫҒЫ». Алынған 23 ақпан, 2018.
  11. ^ «OneWeb FCC-ден тағы 1200 жерсерікке авторизация сұрайды». SpaceNews. 2018-03-20. Алынған 2018-03-23.
  12. ^ а б «OneWeb жабдығы ақыры біріктіріледі». SpaceNews. 3 қазан 2017. Алынған 21 қазан 2018.
  13. ^ Бродкин, Джон (2019-07-17). «OneWeb-тің төмен жер серіктері жаңа сынақ кезінде 400Мбит / с және 32 мс кешігу деңгейіне жетті». Ars Technica. Алынған 2020-10-23.
  14. ^ WorldVu Satellites Limited (28.04.2016). «ONEWEB ГЕОСТАЦИЯЛЫҚ ЕМЕС ЖАСАУ ЖҮЙЕСІ - А ҚОСЫМШАСЫ». FCC ғарыш станциясының қосымшалары. Алынған 23 ақпан, 2018.
  15. ^ WorldVu Satellites Limited (28.04.2016). «SAT-LOI-20160428-00041». FCC ғарыш станциясының қосымшалары. Алынған 23 ақпан, 2018.
  16. ^ «Маск спутникті ұшыру терезесін жасау үшін жарыста SpaceX-ті шайқады: ақпарат көздері». Reuters. 30 қазан 2018 ж. Алынған 10 қаңтар 2019.
  17. ^ «SpaceX Gigabit кең жолақты сынау үшін 2 Starlink спутнигін ұшыруға дайын». ISPreview. 14 ақпан 2018. Алынған 10 қаңтар 2019.
  18. ^ Қыркүйек 2020, Майкл Кан 9; PM, 8:04 (2020-09-09). «SpaceX спутниктік Интернет қызметінің кешігуі 20 миллисекундтан аспайды». PCMag UK. Алынған 2020-10-23.CS1 maint: сандық атаулар: авторлар тізімі (сілтеме)
  19. ^ «Илон Маск осылайша SpaceX-ті барлығына интернет беруді жоспарлап отыр». CNET. 21 ақпан 2018.
  20. ^ «Telesat LEO жұлдызшасы 292 спутникті құрайды, бірақ 512 болуы мүмкін дейді». SpaceNews. 11 қыркүйек 2018 жыл. Алынған 10 қаңтар 2019.
  21. ^ Telesat Canada (24 тамыз, 2017). «Telesat техникалық баяндамасы». FCC ғарыш станциясының қосымшалары. Алынған 23 ақпан, 2018.
  22. ^ Telesat Canada (24 тамыз, 2017). «SAT-PDR-20170301-00023». FCC ғарыш станциясының қосымшалары. Алынған 23 ақпан, 2018.
  23. ^ Чжао, Лей (5 наурыз 2018). «Спутник байланыс желісінің сынақ жоспарын жасайды». China Daily. Алынған 20 желтоқсан 2018.
  24. ^ Джонс, Эндрю (13 қараша 2018). «Қытай жақын арада алғашқы Hongyan LEO байланыс шоқжұлдызының спутнигін ұшырады». GBTimes. Алынған 20 желтоқсан 2018.
  25. ^ @ EL2squirrel (12 желтоқсан 2019). «OneWeb-тің қытайлық нұсқасы: Hongyan жүйесі 864 спутниктен тұрады, оның өткізу қабілеті 8Tbps, орбиталық биіктігі 1175 км» (Твит). Алынған 16 желтоқсан 2019 - арқылы Twitter.
  26. ^ Портер, Джон (2019-04-04). «Amazon бүкіл әлем бойынша мыңдаған спутниктерін ұшырады». Жоғарғы жақ. Алынған 2019-11-17.
  27. ^ «Боинг OneWeb жерсерік жоспарларына көмектескісі келеді». Advanced Television. 2017-12-17. Алынған 2018-10-21.
  28. ^ «LeoSat, жоқ инвесторлар, жұмысын тоқтатады». Cite журналы қажет | журнал = (Көмектесіңдер)
  29. ^ «OneWeb мега шоқжұлдызды 74 спутникке дейін арттырады». 2020-03-21. Алынған 2020-04-07.
  30. ^ «Коронавирус: OneWeb пандемияны құлдырауға кінәлайды». 2020-03-30. Алынған 2020-04-07.
  31. ^ «Банкроттыққа жүгінетін жеке тұлғаларға арналған ерікті петиция» (PDF). Omni Agent шешімдері. 2020-03-27. Алынған 2020-04-07.
  32. ^ Саманта Мэтьюсон (6 қараша 2020). «SpaceX көпшілікке арналған бета-тестерлерге Starlink спутниктік интернетін ашады: есеп беру».
  33. ^ Барбоса, Руи С. (21 желтоқсан 2018). «Қытайлықтар 11 наурызда алғашқы Hongyun жер серігін ұшырды». NASASpaceFlight.com. Алынған 24 желтоқсан 2018.
  34. ^ Барбоса, Руй (29 желтоқсан 2018). «Ұзын наурыздың 2D-і Hongyan-1 ұшырылымымен 2018 науқанын аяқтайды». NASASpaceFlight.com. Алынған 29 желтоқсан 2018.
  35. ^ @Cosmic_Penguin (14 желтоқсан 2019). «Назар аударыңыз, бұл CASC жер серіктері» ұлттық спутниктік Интернет жүйесінің «бөлігі ретінде көрсетілген. Жоспарланған бірнеше қытайлық жекеменшік LEO comsat шоқжұлдыздары жақында бір үлкен мемлекет иелігіне сіңіп кетті деген қауесеттер бар» (Твит). Алынған 16 желтоқсан 2019 - арқылы Twitter.

Сыртқы сілтемелер

Жерсерік шоқжұлдызын модельдеу құралдары:

Көбірек ақпарат: