История спутникового телевизионного вещания Опции

[Frocus]

Cорок лет назад советские конструкторы изобрели первую телевизионную систему "Орбита"

Cорок лет назад советские конструкторы изобрели первую телевизионную систему "Орбита", которая позволяла через искусственный спутник Земли передавать одну программу Центрального телевидения. Сегодня его называют Первый канал. Тогда же и создали знаменитую студию "Останкино". Пытались решить этот вопрос инженеры и других стран, в том числе США.

Советское изобретение оказалось технически более совершенным, чем заокеанский аналог. Система "Орбита" базировалась на спутниковой системе "Молния – Один". Ретрансляторы советского спутника по мощности превосходили американские в восемь раз. Мировая общественность признала открытие советских конструкторов.

Оксана Аунина, начальник производственно – технического отдела ОРТПЦ: "На тот момент это было глобальное явление, прогрессивное и технологически и социально прогрессивное явление".

Телевизионная сеть Первого канала "Орбита" включала всего 20 городов по всему Советскому Союзу, в том числе и Читу. Здесь телевизионную систему "Орбита" установили в ноябре 1967 года.

Оксана Аунина, начальник производственно – технического отдела ОРТПЦ: "Это было большое сооружение, диаметр приемной антенны – 12 метров. Постоянно осуществлялась подстройка под спутник. Это было гигантское сооружение".

Алюминевая тарелка весила 30 тонн. Ее мощности хватало для того, чтобы транслировать одну программу центрального телевидения на территорию областного центра и близлежащих населенных пунктов. Через семь лет подобную конструкцию установили в Краснокаменске. Радиус действия точно такой же, как в Чите – сам город и немного Краснокаменского района. Чуть позже систему "Орбита" усовершенствовали. Появилась возможность транслировать еще и радиопрограммы. Спустя тридцать три года телевизионная система "Орбита" стала неактуальной, она морально и технически устарела.

Оксана Аунина, начальник производственно – технического отдела ОРТПЦ: "В начале 2000 года в связи с развитием телевещательной и телекоммуникационной техники эти станции были демонтированы за ненадобностью".

Сегодня с приходом эры цифрового телевидения передающие антенны диаметром всего 60 сантиметров позволяют принимать более 30 теле и радиопрограмм.

http://www.broadcasting.ru/newstext.php?news_id=36879

[Гость_Георгий_*]

Длина окружности ГСО составляет более 265 тыс. км. Может показаться, что при такой огромной протяженности орбиты на ней можно разместить практически неограниченное количество искусственных спутников. Однако, около 50% длины ГСО располагается над Тихим и Атлантическим океанами, где потребность размещения спутников для ретрансляции телевидения достаточно низка. Вместе с тем, наибольшим спросом на размещение космических ретрансляторов пользуется только та часть ГСО, которая расположена между 30° западной и 100° восточной долготы, откуда наиболее удобно вести ретрансляцию на государства Европы, Азии и Африки. Эта часть составляет всего около 1/3 всей геостационарной орбиты. Оказывается, что только теоретически при периоде обращения геостационарного спутника вокруг Земли, равного 24 ч, и совпадении направления своей оси вращения с направлением вращения Земли наблюдателю ИСЗ представляется неподвижным. В действительности возникает неизбежное отклонение реальных параметров орбиты от идеальных под воздействием внешних и внутренних дестабилизирующих факторов. В первую очередь к ним относятся тяготение Луны и Солнца, аналогичные приливам и отливам морей и океанов на Земле. Дестабилизирующее действие оказывают притяжения других планет, а также отклонения формы Земли от шарообразной (на северном и южном полюсах земля вогнута на 30 км). Другими факторами являются: гравитационный градиент (разность сил земного притяжения, вызванная разностью расстояний от центра массы Земли до различных частей ИСЗ); неровности формы и неравномерности поля сил тяжести Земли; магнитное поле Земли; давление солнечного излучения ("солнечный ветер"); некомпенсируемые движения внутренних двигателей, зубчатых передач, рычагов. Все силы, кроме внутренних крутящих моментов, хотя и малы, но оказывают постоянное воздействие. Внутренние крутящие моменты велики, но являются кратковременными. В результате перечисленных дестабилизирующих факторов спутник не может лететь по математической орбите. Геостационарный спутник постоянно уходит с идеальной орбиты, совершает колебательные движения в виде "восьмерки", то есть отклоняется по ширине и долготе от точки стационарного положения. Такое медленное смещение ИСЗ со среднего положения на орбите называется дрейфом. Кроме того, происходит небольшое отклонение плоскости орбиты относительно экваториальной плоскости Земли примерно на 1 градус в год. На борту любого спутника имеются двигательные установки, которые по командам оператора с Земли стабилизируют его положение на ГСО. При необходимости с помощью двигателей-толкачей спутник изменяет свое положение на орбите в направлениях север - юг и запад - восток. Именно для работы двигателей коррекция на борту спутника находится определенное количество горючего. В некоторых случаях горючее используется для изменения позиции спутника на ГСО. Так, например, российская компания "НТВ+" в 1997 году арендовала французский спутник TDF2, который находился в позиции 19°Е. По командам с Земли с помощью собственной двигательной установки спутник переместился на позицию 36°Е, где уже находились два ИСЗ ГАЛС этой компании. Какой большой путь пришлось преодолеть спутнику по ГСО, можно представить по рис. 5

Это было сделано для того, чтобы зрители компании "НТВ+" смогли смотреть всего лишь пять программ телевидения с одного направления! В дальнейшем произошли другие изменения в позиции 36°Е, так что нам придется еще вернуться к рис. 5. А пока рисунок напоминает, как принято сокращенно обозначать восточную (Е), западную (W) долготы спутников на ГСО. Наземная служба наблюдения постоянно работает не для того, чтобы удержать спутник на идеальной орбите (это практически невозможно), а управляет им так, чтобы он оставался в допустимом окне, то есть уходил не более чем на определенный угол от заданного положения на геостационарной орбите над экватором. Регламент радиосвязи рекомендует, чтобы нестабильность положения современных геостационарных ИСЗ по долготе и широте не превышала ±0,1 °. Углу 0,1° соответствует расстояние 74 км. Из-за маневров орбита геостационарных спутников будет не круговой, а слегка эллиптической. Геометрическое расстояние спутника от центра Земли колеблется в течение суток, - он приближается и удаляется. При этом перигей на 10...20 км ниже, а апогей на 10...20 км выше точного радиуса ГСО. Траектория движения спутника является эллипсом, центр которого смещен на 10.. .20 км по радиусу от центра Земли наружу и на 20.. .40 км в направлениях запад - восток. Этот эллипс называется относительной эллиптической орбитой. Его не следует путать с почти круговым абсолютным эллипсом, по которому спутник двигается вокруг Земли. При контроле орбиты спутника окно допуска используется полностью, чтобы сделать минимальным расход топлива на сохранение позиции. Для уменьшения числа корректирующих маневров, допускается определенная болтанка спутников по долготе и широте в течение суток, так же как и определенный дрейф в пределах окна допуска. Спутники не очень велики, а в космосе много места, и статистически шансы столкновения кажутся незначительными. Инженеры, однако, хотят иметь полную гарантию. Управляя спутниками в узком окне допуска, специалисты следят за тем, чтобы на относительной эллиптической орбите спутники находились в противоположных точках. Если спутник 1 расположен в ближайшей к Земле точке, спутник 2 находится в дальней от Земли точке. Спустя шесть часов спутник 1 окажется в восточной точке относительно эллиптической орбиты, а его партнер - в западной. Иначе говоря, оба спутника динамически разделены. Из-за неизбежных ошибок при выполнении маневров и определении орбиты спутники двигаются по не совершенно одинаковым траекториям и не совсем в фазе. Также в связи с тем, что абсолютно исключить влияние дестабилизирующих воздействий невозможно, смещения спутника делают минимальными периодической корректировкой его положения, для чего на спутниковой платформе установлены двигатели, которые либо включаются по команде с Земли, либо работают в автоматическом режиме. Частая коррекция приводит к уменьшению окна, в пределах которого смещается спутник. При редкой корректировке это окно увеличивается. Малое окно в пределах около 0,07° достигается еженедельной коррекцией положения спутника, если же осуществлять коррекцию один раз в две-три недели, окне увеличивается до 0,2°. Оказывается, что расход горючего от точности удержания не зависит, так как удержание спутника в пределах малого окна требует частой коррекции, но с меньшим расходом энергии при каждой корректировке. Колебания спутника около заданной точки стояния в пределах установленного окна имеют и полезные результаты, так как позволяют разместить в одной позиции орбиты двух или несколько спутников, пользуясь тем, что эти колебания вполне закономерны и предсказуемы. Такой эффект использован группой из шести спутников ASTRA(1A, 1В, 1С, 1D, 1Е. 1F), пяти спутников НОТ BIRD (рис. 5) Даже при малом окне размерами 0,07° линейные размеры такого окна достаточно велики и составляют более 50 км. При использовании бортовых систем автоматической корректировки число спутников, размещенных водной позиции, может быть увеличено по сравнению с ныне достижимым. Управляющий центр учитывает и наклонение относительной эллиптической орбиты относительно экваториальной плоскости Земли. Эта степень свободы позволяет еще безопаснее удерживать спутники в окне допуска, так как даже при смещениях отдельных относительных орбит в восточно-западном направлении спутники постоянно находятся на удалении. Немаловажной проблемой в области космонавтики является утилизация отслуживших свой срок космических аппаратов. Обычно такие спутники постепенно приближаются к Земле и сгорают в атмосфере. Однако иногда происходит падение остатков аппаратов в самые неподходящие для этого места. Геостационарная орбита и тут имеет свои преимущества. В зависимости от типа спутника его "жизнедеятельность" на орбите составляет от семи до 12... 15 лет. Срок эксплуатации спутника ограничен количеством горючего для двигателей коррекции, которые он может взять с собой на борт. Специалисты на Земле знают количество израсходованного горючего. После принятия решения об окончании эксплуатации спутника на остатках горючего по команде с Земли космический аппарат переводится на так называемую "кладбищенскую орбиту", которая располагается на 200 км выше геостационарной (рис. 6).

При этом увеличивается окружная скорость спутника до такой величины, чтобы он перешел с круговой орбиты на параболическую, после чего спутник начнет удаляться от Земли и станет спутником Солнца. Если спутник находился бы ниже геостационарной орбиты, он приближался бы к Земле. Следует учесть, что отнюдь не все геостационарные спутники используются для ретрансляции радиотелевизионных передач: необходимы также специальные спутники, оснащенные аппаратурой для морской и воздушной навигаций, для метеорологических служб, для военных целей. При этом многие государства желали бы иметь свои собственные спутники, предназначенные для таких целей, не связанных с ретрансляцией телевидения. Очевидной стала необходимость взаимного соглашения между государствами о распределении свободных мест на геостационарной орбите для размещения ИСЗ. Быстрое развитие спутниковых систем связи потребовало разработки и принятия ряда международных конвенций, соглашений и норм. Технические вопросы, связанные с использованием частот и положениям ИСЗ на орбите, во избежание взаимных помех друг другу решаются в рамках Международного консультативного комитета по радио (МККР) и Международного комитета по регистрации частот (МКРЧ). Правовые вопросы рассматриваются и регулируются региональными соглашениями и отдельными решениями ООН. В соответствии с Регламентом радиосвязи для телевизионного вещания предусматривается использование двух видов спутниковой связи: фиксированной и радиовещательной. Телевизионное вещание практически во всех странах проводится в соответствии со стандартами, предусматривающими разложение изображения на 625 или 525 строк. Странам, которые намечают начать телевизионное вещание, MKKF' рекомендует принять эти стандарты (рекомендация №470). Естественно, это не исключает необходимости исследований в области создания новых телевизионных систем высокой четкости, систем стереоскопического и многоракурсного телевидения и других перспективных систем. Международная конференция, проводившаяся в Брюсселе в мае 1974 года, была представлена делегатами 57 государств и представителями ООН, ЮНЕСКО и других международных организаций. На ней была принята Конвенция, определившая, в частности, авторские права создателей телевизионных программ. В 1977 году Всемирная административная конференция радиосвязи Международного союза радиосвязи (ВАКР-77) разработала и приняла план распределения диапазонов частот спутникового вещания. В соответствии с Регламентом радиосвязи земной шар разделен на три района, для каждого из которых выделены определенные полосы частот. Как видно из рис. 7, Россия и страны СНГ входят в район 1.

Из них непосредственное спутниковое телевизионное вещание DTH ведется исключительно в диапазоне Ки, причем диапазон 10,700... 12,570 ГГц отведен для линии Космос-Земля, а диапазон 12,700... 14,800 ГГц - для линии Земля - Космос. Остальные диапазоны предназначены для систем фиксированной службы связи (ФСС). Радиотелевизионное вещание здесь осуществляется в диапазоне С. Одним из важнейших факторов является то, что использование полосы частот 10,700... 12,570 ГГц для телевизионного вещания является наиболее выгодным с экономической точки зрения. Два последних диапазона, К и Ка, широко не используются, их пока можно считать экспериментальными. При использовании этих диапазонов в системах спутникового телевидения возможно значительное уменьшение диаметра антенны. Кроме того, информационная емкость канала на этих частотах значительно выше. Под понятием информационной емкости подразумевается количество телевизионных каналов, которое можно разместить в данном диапазоне частот. Основная трудность освоения этих диапазонов - экономическая, а именно проблема создания недорогих массовых индивидуальных приемников. В соответствии с принятым планом ВАКР-77 в диапазоне Ки выделено 40 частотных каналов для района 1, приведенных в табл. 2.

Однако передатчики разных спутников могут работать на одинаковых каналах, если спутники и их зоны обслуживания достаточно разнесены. Поэтому общее число каналов на всех орбитальных позициях, предусмотренных планом, составляет 984. В плане предусмотрена ширина полосы частот каждого канала в 27 МГц. Для передачи телевизионных сигналов предусмотрен метод частотной модуляции с ЧМ поднесущей звукового сопровождения и общей девиацией комплексным сигналом 13,5 МГц. Разнос между центральными частотами видео и звука составляет 19,18 МГц. Каналы нумеруются с 1-го по 40-й. Разнос между двумя частотными каналами, которые подводятся к общей антенне, превышает 40 МГц. Планом ВАКР-77 предусмотрено выделение каждой стране пяти частотных каналов. Однако для бывшей СССР с его протяженной территорией для этих программ выделено 70 каналов в пяти участках геостационарной орбиты, которые были "унаследованы" Содружеством Независимых Государств.

http://www.nowradio.nm.ru/orbity%20iskustv...20sputnikov.htm