Система супутникового зв'язку як працює. Супутниковий зв'язок: принцип дії, зона покриття, характеристики каналів та тарифні плани

СУЧАСНІ СУПУТНИКИ ТА СУПУТНИКОВІ СИСТЕМИ

Основні типи супутників

У сучасному світіжителі нашої планети вже активно користуються здобутками космічних технологій. Наукові супутники, такі, як космічний телескоп "Хаббл", демонструють нам всю велич і неосяжність навколишнього простору, дива, що відбуваються як у віддалених куточках Всесвіту, так і в найближчому космосі.

Активне використання отримали супутники зв'язку, подібні, наприклад, "Гелаксі XI". За їх участю забезпечується міжнародний та мобільний телефонний зв'язок і, звичайно, супутникове телебачення. Супутники зв'язку грають величезну роль поширенні інтернету. Це завдяки їм ми маємо змогу з величезною швидкістю отримати доступ до інформації, яка фізично розташована на іншому кінці світу, на іншому континенті.

Супутники спостереження, один із них "Спот", передають інформацію, важливу для різних галузей промисловості та окремих організацій, допомагаючи, наприклад, геологам шукати родовища корисних копалин, адміністраціям великих міст – планувати забудову, екологам – оцінювати рівень забруднення річок та морів.

Літаки, кораблі та автомобілі орієнтуються, використовуючи супутники Глобальної системи орієнтування GPS та ГЛОНАСС, а керування морськими комунікаціями здійснюється з використанням навігаційних супутників та супутників зв'язку.

Ми вже звикли бачити у прогнозах погоди знімки, зроблені такими супутниками, як "Метеосат". Інші супутники допомагають вченим стежити за станом навколишнього середовища, передаючи інформацію, як висота хвиль і температура морської води.

Військові супутники забезпечують армії та органи безпеки найрізноманітнішою інформацією, у тому числі даними радіоелектронної розвідки, що виконується, наприклад, супутниками "Магнум", а також знімками з дуже високою роздільною здатністю, які виконують секретні супутники оптичної та радіолокаційної розвідки

У цьому розділі сайту ми познайомимося з багатьма супутниковими системами, принципами їх роботи та пристроєм супутників.

Геостаціонарна або геосинхронна орбіта Кларка

Вперше ідея створення супутників зв'язку зародилася невдовзі після Другої світової війни, коли А. Кларк у номері журналу "Світ радіо" (Wireless World) за жовтень 1945 р. докладно представив свою концепцію ретрансляційної станції зв'язку, розташованої на висоті 35 880 км над поверхнею Землі.

Така орбіта називається геосинхронною, геостаціонарною або орбітою Кларка. Чим більша висота орбіти супутника, тим більша тривалість одного витка навколо Землі. Під час руху круговою орбітою висотою 35880 км один виток відбувається за 24 год, тобто. за період добового обертання Землі. Супутник, що рухається такою орбітою, буде постійно перебувати над певною точкою поверхні Землі (хоча знадобляться регулярні корекції орбіти для компенсації впливу гравітаційного поля Місяця).

Кларк вважав таку орбіту ідеальною для глобального ретрансляційного зв'язку. Три супутники, що знаходяться на геостаціонарній орбіті в площині екватора, забезпечують радіовидимість більшої частини Землі (за винятком приполярних областей). У цьому виключається вплив іоносфери на радіозв'язок. Ідея Кларка була одразу втілена в життя, оскільки на той час не існувало засобів доставки супутника навіть на низьку навколоземну орбіту, не кажучи вже про стаціонарну.

А. Кларк представив свої первісні пропозиції щодо геостаціонарного супутника Ради Британського міжпланетного товариства у вигляді меморандуму. Цей документ, датований 25 травня 1945 р., зараз перебуває в архіві Смітсонського інституту у Вашингтоні.

Супутник зв'язку «Комстар 1»

Одним із перших геостаціонарних супутників, що застосовувалися для повсякденних потреб людей, став супутник «Комстар». Супутники «Комстар 1»керуються оператором «Комсат»та орендуються AT&T. Їхній термін служби розрахований на сім років. Вони ретранслюють сигнали телефонії та телевізійні сигналиу межах території США, а також Пуерто-Ріко. Через них може одночасно ретранслюватися до 6000 телефонних розмов та до 12 телевізійних каналів. Геометричні розміри супутника «Комстар 1»Осі: висота: 5,2 м (17 футів), діаметр: 2,3 м (7,5 фута). Стартова вага складає 1410 кг (3109 фунтів).

Приймає антена зв'язку з вертикальною і горизонтальною поляризаційними гратами, дозволяє вести і прийом, і передачу на одній частоті, але з перпендикулярною поляризацією. За рахунок цього пропускна здатність радіочастотних каналів супутника подвоюється. Забігаючи вперед, можна сказати, що поляризація радіосигналу використовується зараз практично у всіх супутникових системах, особливо це знайоме власникам супутникових приймальних телевізійних систем, де при налаштуванні на високочастотні телеканали доводиться встановлювати вертикальну або горизонтальну поляризацію.

Ще одна цікава конструктивна особливість полягає в тому, що циліндричний корпус супутника обертається зі швидкістю близько одного оберту за секунду, щоб забезпечити ефект гіроскопічної стабілізації супутника в просторі. Якщо врахувати чималу масу супутника – близько півтори тонни – то ефект справді має місце. І при цьому антени супутника залишаються спрямованими до певної точки простору на Землі, щоб випромінювати туди корисний радіосигнал.

Одночасно супутник має бути геостаціонарної орбіті, тобто. " висіти " над Землею " нерухомо " , точніше, летіти навколо планети зі швидкістю її обертання навколо своєї осі у бік її обертання. Відхід з точки позиціонування внаслідок впливу різних факторів, найзначнішими з яких є тяжіння, що заважає Місяцю, зустріч з космічним пилом та іншими об'єктами космосу, відстежується системою управління і періодично коригується двигунами системи орієнтації супутника.

Володимир Каланов, сайт "Знання-сила".
Літ-ра: Tim Furniss. Історія historie space vehicles.

Шановні відвідувачі!

У вас відключено роботу JavaScript. Будь ласка, увімкніть скрипти в браузері, і вам відкриється повний функціонал сайту!

Супутниковий зв'язок – це один із видів космічного радіозв'язку, заснований на використанні як ретранслятори штучних супутників Землі, як правило, спеціалізованих супутників зв'язку.

Супутниковий зв'язок. Космічний супутниковий зв'язок. Технологія супутникового зв'язку:

Супутниковий зв'язокзнаменує собою новий етап розвитку передових технологій, який нерозривно пов'язані з освоєнням космічного простору.

Визначення супутникового зв'язку досить переконливо звучить у наступному формулюванні: супутниковий зв'язок необхідно прирівняти до різновиду космічного радіозв'язку, який ґрунтується на використанні спеціальних ретрансляторів – штучних супутників. зв'язку.

Супутниковий зв'язок– це один із видів космічного радіозв'язку, заснований на використанні як ретрансляторів штучних супутників Землі, як правило, спеціалізованих супутників. зв'язку.

Радіосигнал ретранслюється невеликими космічними апаратами, що рухаються навколо Земліза певною траєкторією.

Апарат, виведений на орбіту на користь забезпечення ретрансляції та обробки радіосигналу, отримав назву штучного супутника зв'язку(скорочено ІДС). На борту штучного супутника зв'язку монтується складна ретрансляційна апаратура: блоки прийому/передачі сигналу, а також вузьконаправлені антени, що працюють на певних частотах Робота штучного супутника зв'язку полягає у прийомі сигналу, його посиленні, частотної обробки та ретрансляції у напрямі земних станцій, що у зоні видимості апарату. Супутник-ретранслятор - автономний пристрій, здатний забезпечувати своє місцеперебування в заданій точці простору та споживає електроенергію від бортових джерел живлення. Система стабілізації забезпечує задану орієнтацію антени супутникового зв'язку. Передачу Землю даних про становище космічного апарату, прийом керуючих команд забезпечує телеметричне устаткування.

Ретрансляція отриманого радіосигналу може реалізовуватись із запам'ятовуванням та без запам'ятовування, що обумовлено непостійним перебуванням супутникау зоні видимості земних станцій.

На сьогоднішній день системи супутникового зв'язкує невід'ємною частиною телекомунікаційних магістралей світу, що зв'язали континенти та країни.

Принцип супутникового зв'язку. Система, обладнання, засоби та станції супутникового зв'язку:

Принцип супутникового космічного зв'язкупередбачає передачу/прийом радіосигналу з використанням базових наземних або рухомих станцій через супутниковий ретранслятор. Ця специфіка забезпечення проходження радіохвиль обумовлена ​​кривизною земної поверхні, що перешкоджає проходженню радіосигналу. Іншими словами, в зоні прямої видимості радіосигнал із однієї станції на іншу транслюється без затримок. Однак, якщо стоїть завдання отримати сигнал за багато тисяч кілометрів від передавальної станції, то потрібен ретранслятор, що направляє сигнал під відповідним кутом на приймальну станцію.

За своєю суттю, супутниковий зв'язокчерез пристрій-ретранслятор є типовою аналогією радіорелейного зв'язку, тільки в цьому випадку ретранслятор розташовується на значній відстані (висоті) від земної поверхні, що обчислюється тисячами кілометрів. Якщо організації радіозв'язку великі відстані у різні місця земної кулі потрібно безліч наземних ретрансляторів, то з появою космічних супутників їх кількість скоротилася в рази. Тепер для трансляції радіосигналу з однієї материкової частини на іншу потрібен лише один супутник.

Супутниковий зв'язок, Загалом, забезпечується цілим комплексом взаємопов'язаних елементів системи зв'язку: супутниками-ретрансляторами; стаціонарними земними станціями супутникового зв'язкуна земній поверхні; центром управління супутникового зв'язку(ЦУСС) та ін. Елементами системи.

Для ефективної передачі радіосигналу на великі відстані аналоговий сигналне підходить внаслідок великого шумового навантаження, тому його попередньо оцифровують (т.зв. цифровий супутниковий зв'язок), а потім передають на супутник. Для виправлення помилок використовують схеми завадостійкого кодування.

На сьогоднішній день прийом/передачу TV-сигналу та радіомовлення на території РФ забезпечують супутникові системи зв'язку(ССС). Супутниковий зв'язокє ключовим елементом взаємопов'язаної мережі зв'язку РФ. До складу супутникової системизв'язку увійшли два базові компоненти - наземний і космічний.

Розвиток супутникового зв'язку. Історія розвитку в СРСР:

Перший штучний супутник Землі було виведено на орбіту 1957 року. Вага космічного апарату становила лише 83,6 кг. Управління супутником здійснювалося через мініатюрний блок – радіопередавач-маяк. Успішні результати прийому/передачі радіосигналу у відкритому космосідозволили реалізувати далекоглядні плани, що передбачають використання ІДС як активний і пасивний ретранслятор радіосигналу. Однак, щоб реалізувати такі перспективні плани, необхідно було створити такі космічні апарати, які могли нести достатню вагу (різноманітну приймально-передавальну апаратуру). Крім того, щоб вивести на орбіту штучнийсупутник, потрібні були потужні ракетні двигунита обладнання. Після того, як російські інженери вирішили ці проблеми, з'явилася можливість запускати у відкритий космос ІДС для проведення наукових і дослідницьких робіт, вирішення навігаційних, метеорологічних, розвідувальних завдань, а також для забезпечення стійкого каналу зв'язкудля передачі радіосигналів великі відстані. Процес формування супутникової системи зв'язку (СРС) активізувався після запуску першого штучного супутника. У рамках реалізації цієї концепції на земній поверхні почали будувати базові приймально-передавальні станції, оснащені параболічними антенами. Діаметр антенидосягав 12 метрів, що дозволило забезпечити стійкий прийом та передачу радіосигналу. У 1965 році російськими інженерами вдалося забезпечити отримання телевізійних програм у Владивостоці, які транслюються з Москви через ССС.

У 1967 році після тестування та доведення технічної потужності до необхідних параметрів було введено в дію систему супутникового зв'язку «Орбіта». У 1975 році на кругову орбіту було виведено космічний супутник «Райдуга». Відстань від земної поверхні до штучного літального апарату становить майже 36 км. Напрямок обертання планети та супутника практично збігався, тому ІДС буквально «парив» над Землею, залишаючись нерухомим протягом доби. Дане технічне рішення полегшило передачу керуючих команд на космічний апарат і гарантувало функціонування стабільного каналу прийому/передачі радіохвиль. У подальшому на орбіту було виведено досконаліший ІДС «Обрій».

Результати експлуатації ІДС «Орбіта» показали неефективність обслуговування радіосигналу на користь трансляції телепрограм у невеликих населених пунктах, що налічують кілька десятків тисяч людей місцевих жителів. Тому пріоритет був наданий компактним наземним станціям прийому-передачі сигналу, що обслуговуються ССС «Екран». Штучний супутник цієї системи супутникового зв'язку було виведено на навколоземну орбіту 1976 року. Тепер програми центрального телебачення могли дивитися люди навіть у віддалених місцях Сибіру та Далекого Сходу.

У 80-х роках минулого століття через ІДС «Обрій» активно експлуатувалася система супутникового зв'язку «Москва».

Використання супутникового зв'язку. Особливості експлуатації супутників зв'язку:

У початковий період освоєння навколоземного простору на користь ретрансляції радіосигналу в космос запускалися найпростіші супутники, що містять мінімум апаратури на борту (космічні супутники «ВІДЛУННЯ» і «ВІДЛУННЯ-2»). Як ретранслятор використовувалася металева сфера корпусу, що має відбиваючу дію. Нерідко як відбивач використовувалася полімерна сфера з металевим напиленням. Коефіцієнт корисної дії таких пристроїв був надзвичайно низьким, тому пасивні штучні супутники належного розвитку не отримали. Їх повною протилежністю стали активні штучні супутники, що мають всередині складну електронну начинку, призначену для прийому, обробки, посилення та передачі радіосигналу у будь-яку точку земної кулі.

За способом обробки радіосигналукосмічні супутники класифікуються на два типи: регенеративні та нерегенеративні ІДС.

Регенеративні супутники зв'язкуздійснюють більш об'ємний набір операцій – на стадії прийому сигналу здійснює його демодуляцію, а в момент ретрансляції здійснює його модуляцію. Такий спосіб обробки радіосигналу потребує додаткового обладнаннята характеризується достатньою складністю. Регенеративні супутники вирізняються високою вартістю.

Нерегенеративні супутники зв'язкузабезпечують найпростіший набір операцій із радіосигналом. У момент прийому сигналу від земної станції – штучний супутник зв'язку забезпечує його посилення та перенесення іншу частоту. Надалі радіосигнал ретранслюється на іншу земну станцію. Супутник може одночасно приймати та передавати безліч радіосигналів різними каналами (транспондерами). Кожному каналу приділяється виділена частина спектра. Недоліком методу є помітна затримка радіосигналу, що ретранслюється, обумовлена ​​подвійним регламентом виправленням помилок.

Орбіти супутникового зв'язку. Орбіти космічних супутників зв'язку:

на даний моментІснує наступна класифікація орбіт супутникових ретрансляторів.

Екваторіальна орбіта супутникового зв'язку.Характерною особливістю екваторіальної орбіти є геостаціонарний підхід, закладений в основу запропонованої технології. Сутність підходу у тому, що кутова швидкість супутника-ретранслятора і Землі як збігаються, а й здійснюються у одному напрямі. Іншими словами, напрямок руху супутника та обертання нашої планети ідентичні. Головний плюс екваторіальної орбіти у тому, що земний приймач постійно перебуває у зв'язку з супутником. І тут супутник, ніби перебуває в одному місці, тому радіохвилі не зустрічають перешкод.

До недоліків запропонованого варіанта звернення супутника зв'язку належить таке:

- оскільки на орбіту одночасно виводиться сотні та тисячі різних супутників, зростає ризик зіткнення їх один з одним, тому доводиться ретельно розраховувати та контролювати їх траєкторії;

– велика висота (близько 36 тис. км) виведення супутників на орбіту призводить до істотних затримок під час передачі корисної інформації(ефект запізнення радіосигналу);

- Значна висота виведення супутників на орбіту вимагає істотних матеріальних витрат;

- Неможливість обслуговування земних станцій у приполярних областях.

Похила орбіта супутникового зв'язкуявляє собою складніший варіант руху в космічному просторі та взаємодії супутника із земними станціями.

У рамках запропонованої схеми земні станції обладнуються спеціальними приладами стеження, які полегшують пошук космічного ретранслятора на навколоземній орбіті та забезпечують корекцію кута повороту антенного дзеркала. Важливим плюсом цього підходу є опція постійного супроводу супутника. Іншими словами, земна станція постійно контролює розташування супутника і «веде» його по небосхилу. Нововведення повністю виправдовує себе в передаварійних та форс-мажорних ситуаціях, коли власники супутників з різних причин не контролюють їхнього розташування.

Полярна орбіта супутникового зв'язкуототожнюється з окремим випадком похилої орбіти і передбачає нахил до площини екватора в 90°.

Діапазони частот супутникового зв'язку. Види супутникового зв'язку:

Земні станції передають радіосигнал на супутник у певному діапазоні. Специфіка даного процесуобумовлена ​​тим, що діапазон частот на передачу радіосигналу із земної станції відрізняється від частотного спектра сигналу, що ретранслюється з супутника. Інакше кажучи, передачі радіосигналу використовується один діапазон частот, а ретрансляції – інший. Ця особливістьпояснюється тим, що шари атмосфери по-різному пропускають радіосигнал, активізуючи процес загасання та поглинання сигналу. Діапазони частот супутникового зв'язку визначаються "Регламентом радіозв'язку", при цьому береться до уваги специфіка "вікон прозорості для радіохвиль" атмосфери, рівень радіоперешкод та вплив інших факторів.

Діапазони частот, які використовуються у супутниковому зв'язку, позначаються спеціальними літерами.

Для L-діапазону виділяється смуга частот 1, 5-1,6 ГГц, сфера застосування рухомий супутниковий зв'язок(ПСС).

Для S-діапазону виділяється смуга частот 1, 9-2,2 та 2,4-2,5 ГГц, сфера використання рухомий супутниковий зв'язок(ПСС).

Для C-діапазону виділяється смуга частот 4-6 ГГц, сфера застосування – (ФСС).

Для Ku-діапазону виділяється смуга частот 11, 12, 14 ГГц, сфера застосування – фіксований супутниковий зв'язок(ФСС), супутникове мовлення.

Для K-діапазону виділяється смуга частот 20 ГГц, сфера застосування – фіксований супутниковий зв'язок(ФСС), супутникове мовлення.

Для Ka-діапазону виділяється смуга частот 30 ГГц, сфера застосування – фіксований супутниковий зв'язок(ФСС), рухомий супутниковий зв'язок(ПСС), зв'язок між супутниками.

Для ENF-діапазону виділяється смуга частот 40-50 ГГц, сфера застосування – фіксований супутниковий зв'язок(ФСС), перспектива.

Більше висока якістьприйому радіосигналу забезпечує C-діапазон, проте для цього потрібна антена зі збільшеним діаметром тарілки.

Скільки каналів може організувати один супутник? Система супутникового зв'язку:

Типовий супутниковий приймач, що працює в діапазоні 4-6 ГГц, займає смугу частот шириною 36 МГц, що дозволяє забезпечити ретрансляцію 6 TV-каналів або 3,6 тис. телефонних каналів. На одному супутнику зазвичай встановлюють 12 або 24 приймачі.

У перспективі сучасна система супутникового зв'язку включатиме кілька підсистем:

- Фіксований супутниковий зв'язок (ФСС), призначену для обслуговування взаємопов'язаної мережі зв'язку РФ;

– підсистему супутникового телемовлення та радіомовлення;

- Підсистему рухомого супутникового зв'язку (ПСС), призначену для обслуговування потреб віддалених та рухомих абонентів.

Для того, щоб супутниковий ретранслятор могли експлуатувати, багато користувачів застосовують технологію множинного доступу з частотним, кодовим або тимчасовим поділом.

Примітка: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com

супутникові системи мережі лінії зв'язку
станція оператори послуги використання розрахунок характеристика організація телефон супутникового зв'язку
робота супутник військовий мобільний сучасний супутниковий зв'язок тарифи іридіум в росії інтернет офіційний сайт купити глобалстар інмарсат гонець
супутниковий канал зв'язку

Коефіцієнт затребуваності 2 101

Запущені в космос супутники зв'язку, як правило, надходять на геостаціонарні орбіти, тобто вони літають зі швидкістю обертання Землі і опиняються у незмінному положенні до поверхні планети. Циркулюючи на висоті 22300 миль над екватором, один такий супутник може приймати радіосигнали з однієї третини планети.

Початкові супутники, такі як Ехо, запущений на орбіту в 1960 році, просто відбивали спрямовані на них радіосигнали. Удосконалені моделі не тільки приймають сигнали, але й посилюють їх і передають у вказані точки земної поверхні. З часів запуску першого комерційного супутника зв'язку INTELSAT в 1965 ці пристрої значно ускладнилися. остання модельсупутника, що працює на сонячній енергії, оперує з 30 000 телефонними дзвінкамиабо обслуговує чотири телевізійні передачі одночасно. Сигнали надходять з антен станції зв'язку Земля-ЛА і приймаються транспондер супутника. Цей електронний пристрій посилює сигнал і перемикає його на антену, яка передає його на найближчу станцію зв'язку ЛА-Земля. З метою уникнути інтерференції, сигнали, що йдуть вгору і вниз, передаються на різних частотах.

Запущені на геостаціонарні орбіти, три супутники INTELSAT (ліворуч) здійснюють передачу довгохвильових радіосигналів по всьому світу. Обслуговуючи регіони басейнів Тихого, Індійського та Атлантичного океанів, супутники уможливлюють високошвидкісну телефонну, телевізійну та телеграфний зв'язок. У цьому відношенні програють радіосигнали високих частот, оскільки вони відштовхуються від заряджених частинок, що становлять шари Е та F атмосфери.

Ця параболічна антена може приймати навіть дуже слабкі сигнали з супутника, більшість подібних систем можуть служити для зв'язку Земля-ЛА.

INTELSAT-6

Радіосигнали, що надходять до супутника, на тривалому шляху поступово слабшають до такого рівня, що навряд чи можуть бути передані на Землю. Супутники типу INTELSAT, модель якого наводиться вгорі, посилюють сигнали, що надходять, використовуючи енергію сонячних батарей. Кожен супутник також має запас твердого пального, що дозволяє йому дотримуватись своєї орбіти.

На малюнку зверху статті:

1. елемент сонячної батареїелектроживлення
2. параболічні рефлектори
3. параболічні рефлектори
4. параболічні рефлектори
5. параболічні рефлектори

Як і наземні антени, ця супутникова антенаскладається з зубоподібного пристрою, званого первинним емітером, і параболічного щита, що рефлектує. Два елементи цієї системи забезпечують прийняття радіохвиль, що надходять, і знищення чужорідних хвиль.

Станції, розташовані на поверхні планети, взаємодіють з INTELSAT через величезні, в 30 футів завширшки параболічні антени, подібні до тієї, що показана на ілл. зверху.

Космічний або супутниковий зв'язок по суті є різновидом радіорелейного (тропосферного) зв'язку і відрізняється тим, що його ретранслятори знаходяться не на поверхні Землі, а на супутниках у космічному просторі.

Вперше ідею супутникового зв'язку представив 1945 року англієць Артур Кларк. У радіотехнічному журналі він опублікував статтю про перспективи ракет, подібних до «Фау-2», для запуску супутників Землі в наукових та практичних цілях. Знаменний останній абзац цієї статті: «Штучний супутник на певній відстані від Землі здійснюватиме один оборот за 24 год. Він залишатиметься нерухомим над певним місцем і в межах оптичної видимості майже з половини земної поверхні. Три ретранслятори, розміщені на правильно обраній орбіті з кутовим рознесенням на 120°, зможуть покрити телебаченням та УКХ радіомовленням всю планету; я боюся, що ті, хто планує післявоєнні роботи, не визнають цю справу простою, але я вважаю саме цей шлях остаточним вирішенням проблеми».

4 жовтня 1957 р. у СРСР було здійснено запуск першого у світі штучного супутника Землі, першого космічного об'єкта, сигнали якого приймалися Землі. Цей супутник започаткував космічну епоху. Випромінювані супутником сигнали використовувалися не тільки для пеленгації, але і для передачі інформації про процеси на супутнику (температура, тиск та ін.). Ця інформація передавалася шляхом зміни тривалості посилок, які випромінювали передавачами (широтно-імпульсна модуляція). 12 квітня 1961 р. у Радянському Союзі вперше в історії людства здійснено політ людини у космічний простір. Космічний корабель "Схід" з льотчиком-космонавтом Ю. А. Гагаріним на борту було виведено на орбіту супутника Землі. Для вимірювання параметрів орбіти корабля-супутника та контролю роботи його бортової апаратури на ньому було встановлено численну вимірювальну та радіотелеметричну апаратуру. Для пеленгації корабля та передачі телеметричної інформації використовувалася радіосистема "Сигнал", що працювала на частоті 19,955 МГц. Двосторонній зв'язок космонавта із Землею забезпечувався радіотелефонною системою, що працювала в діапазонах коротких (19,019 та 20,006 МГц) та ультракоротких (143,625 МГц) хвиль. Телевізійна система здійснювала передачу Землю зображення космонавта, що дозволяло мати візуальний контролю над його станом. Одна з телевізійних камер передавала зображення пілота до анфасу, а інша – збоку.

Досягнення вітчизняної науки у сфері освоєння космічного простору дозволили здійснити передбачення Артура Кларка. Наприкінці 50-х років минулого століття в СРСР і США почали проводитися експериментальні дослідження можливостей використання штучних супутників Землі як радіоретранслятори (активні та пасивні) у наземних системах зв'язку. Теоретичні розробкив галузі енергетичних можливостей ліній супутникового зв'язку дозволили сформулювати тактико-технічні вимоги до пристроїв супутникового ретранслятора та наземних пристроїв, виходячи з реальних характеристик технічних засобів, що існували на той час.

Враховуючи ідентичність підходів, експериментальні дослідження в галузі створення ліній супутникового зв'язку представимо на прикладі США. Перший активний радіоретранслятор "Score" був запущений 18 грудня 1958 на похилу еліптичну орбіту з висотою апогею 1481 км, перигею 177 км. Апаратура супутника складалася з двох приймачів, що працювали на частотах 132.435 і 132.095 МГц. Робота проводилася у режимі уповільненої ретрансляції. Запам'ятовування сигналу, надісланого наземною передавальною станцією, проводилася шляхом запису на магнітну стрічку. Як джерела живлення застосовувалися срібно-цинкові акумулятори ємністю 45 ампер – годину при напрузі 18 вольт. Тривалість зв'язку становила приблизно 4 хв за 1 оборот супутника. Проводилася ретрансляція 1 телефонного або 7 телетайпних каналів. Термін служби супутника дорівнював 34 дням. Супутник згорів біля входу в атмосферу 21 січня 1959 року. Другий активний радіоретранслятор "Кур'єр" був запущений 4 жовтня 1960 на похилу еліптичну орбіту з висотою апогею 1270 км і перигею 970 км. Апаратура супутника складалася з 4 приймачів (частота 150 МГц для передачі команд та 1900 МГц для зв'язку), пристрої магнітної пам'яті та джерел живлення – сонячних елементів та хімічних батарей. Як первинне джерело живлення використовувалися кремнієві сонячні елементи в кількості 19 152 штук. Як буферний каскад застосовувалися нікель-кадмієві батареї ємністю 10 ампер - годину при напрузі 28-32 вольта. Тривалість сеансу зв'язку становила 5 хв за оборот супутника. Термін служби супутника становив 1 рік. 10 липня 1962 року на похилу еліптичну орбіту з апогеєм 5600 км та перигеєм 950 км було запущено активний ретранслятор «Телстар», який призначався для активної ретрансляції радіосигналів у реальному масштабі часу. Одночасно він ретранслював або 600 симплексних телефонних каналів, або 12 дуплексних телефонних каналів або один телевізійний канал. У всіх випадках робота провадилася за способом частотної модуляції. Частоти зв'язку: лінії супутник – Земля 4169,72 МГц, лінії Земля – супутник 6389,58 МГц. Тривалість сеансу зв'язку на лінії США – Європа через цей супутник складала близько двох годин на добу. Якість телевізійних зображень, що передаються, змінювалося від хорошого до відмінного. За проектом передбачався дуже значний термін служби супутника -2 роки, проте після чотирьох місяців успішної роботи відмовила командна лінія. Було встановлено, що причинною відмовою з'явилися поверхневі пошкодження внаслідок дії радіації при проходженні супутником внутрішнього радіаційного поясу.

14 лютого 1963 був запущений перший синхронний супутник системи «Сінком» з параметрами орбіти: висота апогею 37 022 км, висота перигею 34185, період звернення 1426,6 хвилин. Робоча частота лінії Земля – супутник дорівнює 7360 МГц, лінії супутник – Земля 1820 МГц. Як первинне джерело живлення на супутнику використовувалися сонячні елементи в кількості 3840 штук загальною потужністю 28 Вт при напрузі 27,5 вольт. Зв'язок із супутником підтримувався лише 20 077 секунд, після чого спостереження велися астрономічними методами.

23 квітня 1965 р. в СРСР було запущено першого супутника зв'язку «Блискавка-1». Із запуском другого супутника зв'язку «Блискавка-2» 14 жовтня 1965 р. почалася регулярна експлуатація лінії телекомунікації через ШСЗ. Пізніше було створено систему далекого космічного зв'язку «Орбіта». Вона складалася з мережі наземних станцій та штучних супутників Землі «Блискавка», «Райдуга», «Обрій». Нижче, у розділі 7, буде показано, що модифікації супутників «Обрій» продовжують функціонувати й у ХХІ столітті. Це говорить про високу надійність вітчизняної техніки порівняно із зарубіжною.

Перші станції супутникового зв'язку були побудовані, випробувані та введені в експлуатацію у підмосковному м. Щелково та в Уссурійську. Кабельними та релейними лініями зв'язку вони з'єднувалися відповідно з телецентрами та телефонними міжміськими станціями Москви та Владивостока.

Найбільш підходящою для обладнання земних станцій супутникової системи виявилася апаратура тропосферного зв'язку ТР-60/120, в якій, як відомо, використовувалися передавачі великої потужності та високочутливі приймальні пристрої з малошумними параметричними підсилювачами. На її основі розробляється приймально-передавальний комплекс «Горизонт», що встановлюється на наземних станціях першої лінії супутникового зв'язку між Москвою та Владивостоком.

Спеціально були розроблені передавачі для зв'язкової та командно-вимірювальної лінії, параметричні підсилювачі з температурою шуму 120 К для встановлення в підзеркальній кабіні антени, а також нове обладнання, що забезпечує стикування з місцевими телецентрами та міжміськими телефонними станціями.

У ті роки проектувальники земної станції, боячись впливу потужних передавачів на приймачі, встановлювали їх на різних антенах і в різних будинках (приймальному та передавальному). Однак досвід використання однієї загальної антени для прийому та передачі, отриманий на лініях тропосферного зв'язку, дозволив надалі перенести приймальне обладнання на антену, що значно спростило і здешевило експлуатацію станцій супутникового зв'язку.

У 1967 р. через супутник зв'язку «Блискавка-1» створено розгалужену телевізійну мережу приймальних земних станцій «Орбіта» з центральною станцією, що передає, під Москвою. Це дозволило організувати перші канали зв'язку між Москвою та Далеким Сходом, Сибіром, Середньою Азією, передавати програму Центрального телебачення у віддалені райони нашої Батьківщини та додатково охопити понад 30 млн телеглядачів.

Однак супутники "Блискавка" оберталися навколо Землі по витягнутих еліптичних орбітах. Для стеження ними антени наземних приймальних станцій повинні постійно повертатися. Набагато простіше вирішують це завдання супутники, що обертаються стаціонарною круговою орбітою, яка знаходиться в площині екватора на висоті 36 000 км. Вони роблять один оберт навколо Землі за 24 години і тому здаються наземному спостерігачеві, що висять нерухомо над однією точкою нашої планети. Трьох таких супутників достатньо для забезпечення зв'язком усієї Землі.

У 80-ті роки минулого століття ефективно функціонували супутники зв'язку «Райдуга», що працюють на стаціонарних орбітах, і телевізійні супутники «Екран». Для прийому їх сигналів не були потрібні складні наземні станції. Телевізійні передачі з таких супутників приймаються просто на нескладні колективні, і навіть індивідуальні антени.

У 1980-ті роки почався розвиток персонального супутникового зв'язку. У зв'язку з цим супутниковий телефон безпосередньо з'єднується з супутником, що знаходиться на навколоземній орбіті. З супутника сигнал надходить на наземну станцію, звідки передається до звичайної телефонної мережі. Число супутників, необхідне стабільного зв'язку у будь-якій точці планети, залежить від радіуса орбіти тієї чи іншої системи супутників.

Основний недолік персонального супутникового зв'язку - її відносна дорожнеча в порівнянні зі стільниковим зв'язком. Крім того, у супутникові телефони вбудовуються передавачі великої потужності. Тому вони вважаються небезпечними для здоров'я користувачів.

Найнадійніші супутникові телефони працюють у мережі Інмарсат, створеній понад 20 років тому. Супутникові телефони системи Інмарсат являють собою валізку з відкидною кришкою розміром з перші портативні комп'ютери. Кришка супутникового телефону за сумісництвом є антеною, яку необхідно повертати у напрямку до супутника (на дисплеї телефону відображається рівень сигналу). Здебільшого такі телефони використовуються на суднах, поїздах чи великовантажних автомобілях. Щоразу, коли потрібно зателефонувати або відповісти на чийсь дзвінок, потрібно буде встановлювати супутниковий телефон на якусь рівну поверхню, розкривати кришку і крутити його, визначаючи напрямок максимального сигналу.

В даний час у загальному балансі зв'язку на супутникові системи поки що припадає приблизно 3% світового трафіку. Але потреби у супутникових лініях продовжують зростати, оскільки за дальності понад 800 км супутникові канали стають економічно вигіднішими проти іншими видами телекомунікації.