Távközlési műholdak
Távközlési műholdak
A távközlési műholdak ismétlőállomások, amelyek veszik az adó földi állomásról feléjük kisugárzott elektromágneses hullámokat, és azokat más frekvenciasávba áthelyezve visszasugározzák a vevő földi állomás felé. Ezt a funkciót ún. transzponderek, mikrohullámú adó-vevők látják el. Egy műholdon általában több transzponder van, az átviteli kapacitás (a létesíthető távbeszélő-csatornák vagy az átvihető televízióprogramok száma) a transzponderek számától és sávszélességétől (az átvitt frekvenciasáv nagyságától) függ. Az űrtávközlési földi állomások a műholdakhoz és egymáshoz különböző, ún. többszörös hozzáférési elvek szerint csatlakoznak, amelyek lehetővé teszik, hogy egy műholdon keresztül ne csak két állomás üzemelhessen egymással, hanem „mindenki mindenkivel”. Az egy távközlési műholdhoz csatlakozó földi állomások rendszerét műholdas hálózatnak nevezzük.
A távközlési műholdak hasznos fedélzeti terhelését a távközlési rendszer, a transzponderek jelentik, amelyek működéséhez általában a következő fő alrendszerekre van szükség:
– mechanikai szerkezet;
– hőszabályozó rendszer (a normális működéshez szükséges hőmérséklet-tartomány tartása a szélsőséges hőhatások és a távközlési rendszer hőtermelése ellenére);
– helyzetstabilizáló rendszer (a műhold helyzetének és az antennák irányításának ellenőrzése és szükség szerinti helyesbítése);
– pozíciótartó rendszer (a geostacionárius pályán a műhold névleges helyének a megadott határokon – általában ± 0,1 oC-on – belül tartása a műholdra ható különböző, a pozíciót módosító természeti erők hatása ellenére);
– elektromosenergia-ellátó rendszer (a műhold működéséhez szükséges villamos energia előállítása napelemekkel, másodlagos energiaforrás–akkumulátor–a műhold földárnyékba kerülésének az idejére);
– távvezérlő és távellenőrző rendszer (a földi ellenőrző és vezérlő állomással való kapcsolat tartása, az üzemeltetési utasítások végrehajtása);
– apogeum motor (a pályára állításkor az átmeneti pályáról a geostacionárius pályára való átálláshoz szükséges önálló rakétahajtómű).
A műholdak megbízhatóságát két fázisban kell vizsgálni. Az egyik a pályára állítás sikerének valószínűsége (a hordozórakéta és a műhold apogeum motorja megfelelő működésének valószínűsége). Az amerikai Atlas–Centaur rakétákkal az Intelsat nemzetközi űrtávközlési szervezetnek végzett 15 fellövésből 13 (azaz 89%) volt sikeres. Amerikai rakétákkal végzett 839 pályáraállítás sikeressége közel 89% (744 eset). Általában 85%-os pályáraállítási valószínűséggel lehet számolni. Maguknak a műholdaknak a megbízhatósága, ha már sikeresen pályára kerültek, alapvetően a tervezés és a kivitelezés gondosságától függ. A korszerű Intelsat–IV és –V műholdsorozat számított és gyakorlati megbízhatósági adatai szerint a pályán lévő műholdak estében a hibamentes működés valószínűsége 5 évvel a felbocsátás után 86%, a tervezett 7 éves élettartam végén 76%, 10 év elteltével pedig 59%.
A műholdak élettartama sok tényező függvénye. Elsősorban azé, hogy a tervezéskor milyen célra és időtartamra szánják a műholdakat. Az elérhető élettartam a felső légkör sűrűségének változása miatt nagyban függ a pálya magasságától: 150–200 km magas pályákon néhány nap vagy hét, 200–500 km között több hónap, 1000–3000 km-es pályamagasság esetén néhány év, a geostacionárius pályán kb. 10 év az élettartam. A geostacionárius távközlési műholdak aktív élettartamát főleg két tényező korlátozza: a pontos hely- és helyzettartáshoz szükséges üzemanyag mennyisége (a tömegkorlátozás miatt) és az elektromos energiát előállító napelemek fokozatos tönkremenetele (a kozmikus sugárzások és a mikrometeoritok károsító hatása miatt). A nagy kapacitású távközlési műholdakra ma reálisan 7–10 éves aktív élettartam tervezhető.
