Спутниковое созвездие
Спутниковое созвездие - это группа искусственных спутников, работающих вместе как система. В отличие от одного спутника, созвездие может обеспечить постоянное глобальное или почти глобальное покрытие , так что в любое время повсюду на Земле видно, по крайней мере, один спутник. Спутники обычно помещаются в комплекты дополнительных орбитальных плоскостей и подключаются к глобально распределенным наземным станциям . Они также могут использовать межзателлитную связь .
Другие спутниковые группы
[ редактировать ]Спутниковые созвездия не следует путать:
- спутниковые кластеры , которые представляют собой группы спутников, движущихся очень близко друг к другу на почти идентичных орбитах (см. Полет спутникового образования );
- Спутниковые серии или спутниковые программы (такие как Landsat ), которые являются поколениями спутников, запущенных последовательно;
- спутниковые флоты , которые являются группами спутников от того же производителя или оператора, которые функционируют независимо друг от друга (не как система).
Обзор
[ редактировать ]
Спутники на орбите средней земли (MEO) и низкоземной орбите (LEO) площадь покрытия, обеспечиваемая одним спутником часто развертываются в спутниковых созвездиях, потому что . его орбита . Многие спутники MEO или LEO необходимы для поддержания непрерывного покрытия над областью. Это контрастирует с геостационными спутниками, где один спутник на гораздо большей высоте и движущийся на той же угловой скорости, что и вращение поверхности Земли, обеспечивает постоянное покрытие на большой площади.
Для некоторых приложений, в частности цифровой подключения, более низкая высота созвездий спутника MEO и LEO обеспечивает преимущества по сравнению с геостационарным спутником, с более низкими потери пути (снижение требований и затрат на электроэнергию) и задержкой. [ 2 ] Задержка распространения в обратном направлении для передачи интернет-протокола через геостационарный спутник может составлять более 600 мс, но всего 125 мс для спутника MEO или 30 мс для системы LEO. [ 3 ]
Примеры спутниковых созвездий включают в себя глобальную систему позиционирования (GPS), Галилео и Глонасса созвездия для навигации и геодезии в MEO, службы спутниковой телефонии иридий и Globalstar Satellite и служба обмена сообщениями Orbcomm в Leo, контролирование катастрофы и rapideye для удаленных чувств на солнце. Синхронные созвездие Лео, российская мольния и тундра коммуникаций на эллиптической орбите и созвездие широкополосной связи спутниковой связи, строящиеся из Starlink и OneWeb в LEO, и работают от O3B в MEO.
Дизайн
[ редактировать ]Созвездие Уокера
[ редактировать ]Существует большое количество созвездий, которые могут удовлетворить определенную миссию. Обычно созвездия разработаны таким образом, чтобы спутники имели сходные орбиты, эксцентриситет и наклон, так что любые возмущения влияют на каждый спутник примерно одинаково. Таким образом, геометрия может быть сохранена без чрезмерного ведения станции, тем самым уменьшая использование топлива и, следовательно, увеличивая срок службы спутников. Другое соображение заключается в том, что фазирование каждого спутника в орбитальной плоскости поддерживает достаточное разделение, чтобы избежать столкновений или помех на пересечениях плоскости орбиты. Круглые орбиты популярны, потому что тогда спутник находится на постоянной высоте, требующий постоянного сигнала прочности для общения.
Класс круговой геометрии орбиты, которая стала популярной, - это созвездие дельты Уокера. Это имеет связанную нотацию, чтобы описать это, которое было предложено Джоном Уокером. [ 4 ] Его нотация:
- I: T/P/F.
где:
- Я склонность;
- t - общее количество спутников;
- P - количество одинаково расположенных самолетов; и
- F - это относительное расстояние между спутниками в соседних плоскостях. для эквивалентных спутников в соседних плоскостях равно F × 360 / T. Изменение истинной аномалии (в градусах )
Например, навигационная система Galileo представляет собой дельту ходьбы 56 °: 24/3/1. Это означает, что в 3 самолетах наклонены 24 спутника, наклоненные на 56 градусов, охватывающие 360 градусов вокруг экватора . «1» определяет фазирование между плоскостями и то, как они расположены. Дельта Уокера также известна как Баллард Розетт, после аналогичной более ранней работы Ах Балларда. [ 5 ] [ 6 ] Обозначение Балларда - (t, p, m), где M - кратное дробное смещение между плоскостями.
Другим популярным типом созвездий является ближне Полярная Звезда Уокера, которая используется иридием . Здесь спутники находятся в почти полярных круговых орбитах на приблизительно 180 градусах, движутся на север с одной стороны земли и на юге с другой. Активные спутники в полном созвездии иридиума образуют звезду Уокера 86,4 °: 66/6/2, то есть фазинг повторяется каждые два плоскости. Уокер использует подобные нотации для звезд и дельт, которые могут запутаться.
Эти наборы круглых орбит на постоянной высоте иногда называются орбитальными оболочками.
Орбитальная оболочка
[ редактировать ]При космическом полете орбитальная оболочка представляет собой набор искусственных спутников на круглых орбитах на определенной фиксированной высоте . [ 7 ] При проектировании спутниковых созвездий орбитальная оболочка обычно относится к коллекции круглых орбит с той же высотой и, часто, орбитальным наклоном , Равномерно распределяется в небесной долготе (и средней аномалии ). [ Цитация необходима ] Для достаточно высокой навыки и высоты орбитальная оболочка покрывает все вирбинированное тело. В других случаях покрытие простирается до определенной максимальной широты . [ Цитация необходима ]
Несколько существующих спутниковых созвездий обычно используют одну орбитальную оболочку. новые большие мегаконтеллации , которые состоят из нескольких орбитальных оболочек. Были предложены [ 7 ] [ 8 ]
Список спутниковых созвездий
[ редактировать ]Навигационные спутниковые созвездия
[ редактировать ]| Имя | Оператор | Спутники и орбиты (Последний дизайн, исключая запчасти) |
Покрытие | Услуги | Статус | Годы в службе |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Глобальная система позиционирования (GPS) | USSF | 24 в 6 плоскостях при 20 180 км (55 ° MEO ) | Глобальный | Навигация | Оперативно | 1993 -Present |
| Глонасс | Роскосос | 24 в 3 самолетах при 19 130 км (64 ° 8 'MEO) | Глобальный | Навигация | Оперативно | 1995 - Present |
| Галилео | EUSPA , ESA | 24 из 3 плоскостей при 23 222 км (56 ° MEO) | Глобальный | Навигация | Оперативно | 2019 - Present |
| Бейду | CNSA | Глобальный | Навигация | Оперативно |
| |
| Более | Isro |
|
Региональный | Навигация | Оперативно | 2018 - Present |
| QZSS | Джакса |
|
Региональный | Навигация | Оперативно | 2018 - Present |
Спутниковые созвездия
[ редактировать ]Вещание
[ редактировать ]- Сириус Спутниковое радио
- XM спутниковое радио
- ЕГО
- Другое сети
- Molniya (discontinued)
Мониторинг
[ редактировать ]- Spire (AIS, ADS-B)
- Иридий (AIS, ADS-B, IoT)
- Мириота (IoT)
- Swary Technologies (IoT)
- Астрокаст (IoT)
- TDRSS
Доступ к Интернету
[ редактировать ]| Имя | Оператор | Созвездие дизайн | Покрытие | Фрейк. | Услуги |
|---|---|---|---|---|---|
| Широкополосная глобальная сеть областей (BGAN) | Inmarsat | 3 геостационарные спутники | От 82 ° С до 82 ° с.ш. | Доступ к Интернету | |
| Global Xpress (GX) | Inmarsat | 5 геостационарных спутников [ 9 ] | Плохая группа | Доступ к Интернету | |
| Глабалстар | Глабалстар | 48 при 1400 км, 52 ° (8 самолетов) [ 10 ] | От 70 ° до 70 ° с.ш. [ 10 ] | Доступ к Интернету, спутниковая телефония | |
| Иридий | Общение иридий | 66 при 780 км, 86,4 ° (6 плоскостей) | Глобальный |
|
Доступ к Интернету, спутниковая телефония |
| O3B | ЕГО | 20 при 8 062 км, 0 ° (круглая экваториальная орбита) | От 45 ° С до 45 ° с.ш. | Плохая группа | Доступ к Интернету |
| Orbcomm | Orbcomm | 17 при 750 км, 52 ° (OG2) | От 65 ° С до 65 ° с.ш. | IoT и M2M , AIS | |
| Система защиты спутниковой связи (DSC) | 4 -я эскадрилья космических операций | Военные коммуникации | |||
| Широкий глобальный Satcom (WGS) | 4 -я эскадрилья космических операций | 10 геостационарных спутников | Военные коммуникации | ||
| Виасат | Viasat, Inc. | 4 геостационарные спутники | Варьируется | Доступ к Интернету | |
| Eutelsat | Eutelsat | 20 геостационарных спутников | Коммерческий | ||
| Турая | Турая | 2 геостационарные спутники | Эмеа и Азия | L Band | Доступ к Интернету, спутниковая телефония |
| Starlink | SpaceX | Лео в нескольких орбитальных оболочках
|
|
Доступ к Интернету [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] | |
| OneWeb Constellation | Eutelsat (завершено слияние в сентябре 2023 года) | 882–1980 [ 14 ] (запланировано)
Общее количество эксплуатационных спутников: 634 по состоянию на 20 мая 2023 г. |
Глобальный | Доступ к Интернету |
Другие системы доступа к Интернету предлагаются или разрабатываются в настоящее время:
| Созвездие | Производитель | Число | Масса | Раскрыть. | Пользоваться | Высота | Предложение | Группа | Между-сат. ссылки |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Iris² | Европейское космическое агентство | TBD | TBD | ||||||
| O3B Mpower , ( SES ) | Boeing | 13 | 1700 кг | 2017 | Q2 2024 [ 16 ] |
|
K A (26,5-40 ГГц) | Никто | |
| Тело Лео | 117–512 [ 19 ] | — | 2016 | 2027 | 1000–1 248 км 621–775 миль |
Волокно-оптический кабельный кабель | K A (26,5-40 ГГц) | Оптический [ 20 ] [ 21 ] | |
| Хонгьюн [ 22 ] | Казич | 156 | 2017 | 2022 | 160–2000 км 99–1,243 миль |
||||
| Пустой [ 23 ] | Корпус | 320-864 [ 24 ] | 2017 | 2023 | 1100–1,175 км 684–730 миль |
||||
| Hanwha Systems [ 25 ] | 2000 | 2022 | 2025 | ||||||
| Проект Куйпер | Амазонка | 3236 | 2019 | 2024 | 590–630 км 370–390 миль |
От 56 ° С до 56 ° с.ш. [ 26 ] |
Некоторые системы были предложены, но никогда не осознавали:
| Имя | Оператор | Созвездие дизайн | Фрейк. | Услуги | Заброшенная дата |
|---|---|---|---|---|---|
| Селестри | Motorola | 63 спутники при 1400 км, 48 ° (7 самолетов) | K группа (20/30 ГГц) | Глобальные широкополосные интернет-услуги с низкой задержкой | 1998 май |
| Теледесик | Теледесик |
|
K группа (20/30 ГГц) | 100 MBIT/S UP, 720 MBIT/S DOWN GLOBAL INTERCE ACCEST Интернет | 2002 октябрь |
| Лесат | Фалес Алении | 78–108 спутники на 1400 км | K A (26,5-40 ГГц) | Высокоскоростный широкополосный интернет | 2019 |
- ^ Первые два прототипа
- Прогресс
- Спутник Boeing передает заявку на OneWeb [ 27 ]
- Лесат полностью закрылся в 2019 году [ 28 ]
- в Constellation было 6 пилотных спутников В феврале 2019 года , 74 спутника были запущены по состоянию на 21 марта 2020 года. [ 29 ] но подано на банкротство 27 марта 2020 года [ 30 ] [ 31 ]
- Starlink : First Mission ( Starlink 0 ) запущена 24 мая 2019 года; 955 Спутники запущены, 51 деорбит, 904 на орбите по состоянию на 25 ноября 2020 года. [update]; Публичный бета -тест в диапазоне ограниченного широты начался в ноябре 2020 года [ 32 ]
- O3B Mpower : первые 2 спутника, запущенные в декабре 2022 года; Еще 9 в 2023–2024 годах, с начальным началом обслуживания в 3 -м квартале 2023 года. [ 33 ]
- Telesat Leo: два прототипа: запуск 2018 года
- Casic Hongyun : прототип запущен в декабре 2018 года [ 34 ]
- CASC Hongyan Prototype запущен в декабре 2018 года, [ 35 ] может быть объединен с Хонгьюн [ 36 ]
- Project Kuiper : FCC подала заявление в июле 2019 года. Прототипы, запущенные в октябре 2023 года.
Земные наблюдения спутниковых созвездий
[ редактировать ]- Радарсат Созвездие
- Планета Лаборатории
- Pléiades 1a и 1b
- Satellogic
- Rapideye
- Стихивание мониторинг созвездия
- A-Train
- Spot 6 и Spot 7
- Шпиль
- Синсоверная
Смотрите также
[ редактировать ]
- Спутниковое интернет -созвездие
- Световое загрязнение
- Космический мусор
- Типы геоцентрической орбиты
- Орбитальная механика
Примечания
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «О растущем количестве спутниковых созвездий» . www.eso.org . Получено 10 июня 2019 года .
- ^ Спутниковые эволюционные эволюционные группы Лео, сентябрь 2017 года, доступ к 26 марта 2021 г.
- ^ Задержка в реальном времени: переосмысление удаленных сетей архив 2021-07-21 на машине Wayback Telesat, февраль 2020 года, по состоянию на 26 марта 2021 г.
- ^ JG Walker, Спутниковые созвездия, журнал Британского межпланетарного общества, Vol. 37, с. 559-571, 1984
- ^ Ах Баллард, Розетка Созвездия Земли Спутников, IEEE Transactions на аэрокосмических и электронных системах, том 16 № 5, сентябрь 1980 года.
- ^ Jg Walker, Комментарии к «Розетке Constellations of Earth Satellites», IEEE Transactions на аэрокосмических и электронных системах, Vol. 18 Нет. 4, с. 723-724, ноябрь 1982.
- ^ Jump up to: а беременный SpaceX Негестационная спутниковая система, вложение A, техническая информация к расписанию дополнений S , Федеральная комиссия по коммуникациям США, 8 ноября 2018 года, по состоянию на 19 ноября 2019 года.
- ^ «Amazon излагает цели, развертывание и деорбит в CONTELLATION SERVICTIOR Spacenews.com . 2019-07-08 . Получено 2019-11-22 .
- ^ «Земля Xpress» . Получено 1 ноября 2021 года .
- ^ Jump up to: а беременный «Глобальные спутники» . www.n2yo.com . Получено 2019-11-22 .
- ^ «Вот как Элон Маск планирует использовать SpaceX, чтобы дать интернет всем» . CNET . 21 февраля 2018 года.
- ^ «SpaceX устанавливается, чтобы запустить 2 спутника Starlink для тестирования широкополосной связи Gigabit» . Ispreview . 14 февраля 2018 года . Получено 10 января 2019 года .
- ^ «Спутниковая интернет -задержка SpaceX составляет менее 20 миллисекунд» . PCMAG UK . 2020-09-09 . Получено 2020-10-23 .
- ^ «OneWeb просит FCC разрешить еще 1200 спутников» . Spacenews . 2018-03-20 . Получено 2018-03-23 .
- ^ Тьерри Дюбуа (19 декабря 2017 г.). «Восемь спутниковых созвездий, обещающих интернет -сервис из космоса» . Авиационная неделя и космическая технология .
- ^ Ses ytd 2023 Результаты SES 31 октября 2023 г. Доступ 31 октября 2023 г.
- ^ «Boeing построить четыре дополнительных 702x спутника для флота SES O3B Mpower» (пресс -релиз). Boeing. 7 августа 2020 года . Получено 29 марта 2021 года .
- ^ СОЗДАНИЕ СОЗДАНИЕ 10-ТЕРЕВИТНОГО O3B MPOWER CONNTELLATION , Spacenews, 11 сентября 2017 года, по состоянию на 29 марта 2021 г.
- ^ «Telesat говорит, что идеальным созвездием Лео является 292 спутниками, но может быть 512» . Spacenews . 11 сентября 2018 года . Получено 10 января 2019 года .
- ^ Telesat Canada (24 августа 2017 г.). «Техническое повествование TELESAT» . Приложения космической станции FCC . Получено 23 февраля 2018 года .
- ^ Telesat Canada (24 августа 2017 г.). "SAT-PDR-20170301-00023" . Приложения космической станции FCC . Получено 23 февраля 2018 года .
- ^ Чжао, Лей (5 марта 2018 г.). «Спутник проведет тестирование плана для сети связи» . Китай ежедневно . Получено 20 декабря 2018 года .
- ^ Джонс, Эндрю (13 ноября 2018 г.). «Китай скоро запустит первый спутник Constellation Communications Communications Communications» . GBTIMES . Архивировано из оригинала 20 декабря 2018 года . Получено 20 декабря 2018 года .
- ^ El2squirrel (Cedar) (12 декабря 2019 г.). «Китайская версия OneWeb: Hongyan System состоит из 864 спутников, с 8 Tbps пропускной способности, орбитальной высоты 1175 км» . Twitter Получено 16 декабря 2019 года .
- ^ Джуветт, Рэйчел (31 марта 2022 года). «Hanwha Systems планирует 2000-сателлитный созвездие Лео для мобильных приложений» . Через спутник . Получено 12 июля 2022 года .
- ^ Портер, Джон (2019-04-04). «Amazon выпустит тысячи спутников для предоставления Интернета по всему миру» . Грава . Получено 2019-11-17 .
- ^ «Boeing хочет помочь Satellite Plans OneWeb» . Продвинутый телевизор. 2017-12-17 . Получено 2018-10-21 .
- ^ «Лесат, отсутствующие инвесторы, закрывается» . Космические новости .
- ^ «OneWeb увеличивает мега-консервацию до 74 спутников» . 2020-03-21 . Получено 2020-04-07 .
- ^ «Коронавирус: OneWeb обвиняет пандемию в коллапсе» . 2020-03-30 . Получено 2020-04-07 .
- ^ «Добровольная петиция для неиндивидуальных, поданных на банкротство» (PDF) . Omni Agent Solutions . 2020-03-27 . Получено 2020-04-07 .
- ^ Саманта Мэтьюсон (6 ноября 2020 г.). «SpaceX открывает спутниковой интернет Starlink для публичных бета -тестеров: отчет» .
- ^ SpaceX запускает первую пару Spacenews O3B Mpower Spacenews. 16 декабря 2022 года. Доступ 27 декабря 2022 года
- ^ Барбоса, Руи С. (21 декабря 2018 г.). «Китайский длинный 11 марта запускается с первым спутником Hongyun» . Nasaspaceflight.com . Получено 24 декабря 2018 года .
- ^ Барбоса, Руи (29 декабря 2018 г.). «Долго 2 марта завершает кампанию 2018 года с запуском Hongyan-1» . Nasaspaceflight.com . Получено 29 декабря 2018 года .
- ^ @Cosmic_penguin (14 декабря 2019 г.). «Обратите внимание, что эти спутники из CASC упоминаются как часть« национальной спутниковой интернет -системы ». Ходят слухи, что несколько запланированных китайских частных созвездий Лео Комат недавно были впитаны в один большой национализированный» ( твит ) . Получено 16 декабря 2019 года - через Twitter .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
Спутниковые инструменты моделирования созвездия:
- AVM Dynamics Satellite Constellation Modeler
- Savi спутниковое созвездие визуализация
- Transfinite Visualyse Professional
Больше информации: