26.10.2009

Sateliti artificiali ai Pamantului - partea a II-a

Paul Dolea
In aceasta parte continuarea serialului despre sateliti. Astazi mai mult despre aplicatiile lor in telefonia mobila, meteorologie, observare, fotografiere, cartografiere şi localizare.


Categorie: Tehnologie
Autor: Paul Dolea



 Am arătat în partea I a acestui articol  (publicat in Stiinta.info  la adresa http://www.stiinta.info/satelitii-artificiali-ai-pamantului--partea-1-/news/706/103/  ) că sateliţii artificiali ai Pământului se pot clasifica, în funcţie de parametrii lor orbitali, în sateliţi geostaţionari (GEO-geostationary Earth orbit), sateliţi cu orbită medie (MEO-medium Earth orbit) şi sateliţi cu orbită joasă (LEO-low Earth orbit).Am arătat deasemenea că sateliţii GEO sunt importanţi în asigurarea unor telecomunicaţii globale şi transmisii de televiziune DTH (Direct To Home) 

                    

 Telefonie mobila la nivel planetar

 

 În decursul timpului au fost dezvoltate mai multe reţele de telefonie mobilă utilizând sateliţi  GEO, cea mai cunoscută fiind INMARSAT . Dezavantajele utilizării  acestui gen de sevicii telefonice nu pot fi trecute cu vederea : echipamentele sunt destul de voluminoase, zonele polare nu pot fi acoperite  iar clădirile înalte, versanţii abrupţi sau vegetaţia, pot bloca semnalul. Pentru a asigura un randament energetic bun al legăturii radio  este recomandabilă utilizarea antenelor foarte directive (parabole sau aperturi sintetice) dar acestea reduc mobilitatea utilizatorului. Nu în ultimul rând ca importanţă, comunicarea prin intermediul sateliţilor geostaţionari este afectată de viteza finită de propagare a luminii, care  produce întârzieri supărătoare ce nu pot fi nicicum compensate.

            Soluţia eliminării  acestor neajunsuri este utilizarea unor frecvenţe purtătoare mai mici, cum ar fi cele din banda L (1GHz…3GHz) sau UHF (400MHz…900MHz) şi utilizarea unor sateliţi aflaţi pe orbite mai apropiate de suprafaţa Pământului cum sunt sateliţii cu orbite joase (LEO).

             Începând cu data de 1noiembrie 1998, prin intermediul constelaţiei de sateliţi IRIDIUM s-a reuşit acoperirea întregului glob pământesc cu un serviciu mobil de telefonie. Satetelitii IRIDIUM sunt grupaţi pe şase plane orbitale (câte 11 în fiecare plan) şi au orbite LEO (780km faţă de suprafaţa Pământului). Mişcarea lor este astfel sincronizată încât în orice moment şi în orice punct de pe suprafaţa Pământului să fie vizibil cel puţin un satelit. Comunicarea dintre un echipament aflat la sol şi satelit se face utilizând frecvenţe purtătoare de aproximativ 1,6GHz, iar legăturile radio dintre sateliţi se realizează în banda Ka (26 GHz-40 GHz). Este o stragedie oarecum asemănătoare cu cea utilizată în telefonia celulară, unde un utilizator "mobil" este preluat, pe parcursul deplasării sale, de celule aflate în imediata sa apropiere. Deosebirea constă în faptul că, raportat la mobilitatea sateliţilor LEO, utilizatorul terestru pare fix, urmând a fi deservit de satelitul de telecomunicaţii care se află în imediata sa apropiere. 

 

Sateliti meteorologici

 

Sateliţii meteorologici europeni (METEOSAT) aparţin Agenţiei Spaţiale Europene (ESA -European Space Agency). Ei sunt amplasaţi pe orbite geosincrone (nu geostaţionare!). Spre deosebire de satelitul amplasat pe o orbită geostaţionară care  pare "fix" pe cer, satelitul amplasat pe o orbită geosincronă va "pendula" de o parte şi alta a Ecuatorului, dar va rămâne mereu în acelaş  plan meridian. Pendularea va fi cu atât mai vizibilă cu cât înclinarea orbitei în raport cu planul ecuatorial este mai mare. Această pendulare măreşte semnificativ zona de acoperire a satelitului şi deasemeni, permite vizualizarea atmosferei din unghiuri diferite. Sateliţii METEOSAT au apogeul aproape egal cu perigeul şi o înclinare a orbitelor de ordinul a 7º…12º  faţă de planul ecuatorial. Ei  transmit spre Pământ date meteorologice şi imagini în vizibil sau infraroşu.

           

 

Imagine in vizibil a Pământului, obţinuta de la satelitul Meteosat-2  (www.esa.int)

 

Sateliţii meteorologici ai SUA aparţin agenţiei guvernamentale NOAA (National Oceanic and Atmosferic Administration) şi fac parte din sistemul american de observare a Terrei (GEOSS). NOAA operează cu 2 tipuri de sateliţi meteorologici: cu orbite geostaţionare şi cu orbite polare. Aceştia transmit spre staţiile de recepţie aflate la sol, în mod continuu, date meteo culese din atmosferă sau informaţii privind mările şi oceanele lumii. Deasemenea, tot ei furnizează o mare parte din informaţiile legate de aşa numită vreme spaţială: explozii solare, intensificări ale radiaţiilor cosmice sau perturbaţii electromagnetice la nivel planetar.

 

Sateliţii de observare, fotografiere şi cartografiere

 

Sateliţii de observare, fotografiere şi cartografiere sunt  sateliţi cu orbită joasă (LEO). Pentru a avea tot timpul o iluminare optimă  a zonei observate, aceştia sunt amplasaţi pe orbite aproape polare, iar perioada de revoluţie este astfel aleasă încât satelitul să survoleze aceaşi zonă de pe Pământ, mereu, la aceesi oră (solară). În acest fel, Soarele va ilumina zona fotografiată sub acelaş unghi, punându-se uşor în evidenţa formele de relief, clădirile sau vegetaţia. O astfel de orbită  are denumirea de orbită solar-sincronă (sun-synchronous orbit), altitudinea de zbor la 600-800 km şi periada de revoluţie de 96-100 minute.

 

Satelitul GeoEye-1 (imagine preluata de pe site-ul www.geoeye.eu)

 

 Un reprezentant important al acestei clase de sateliţi este satelitul  civil GeoEye-1, lansat la data de 06 septembrie 2008. Înălţimea medie de zbor este de 684km, înclinaţia orbitei de 98 grade faţă de planul ecuatorial iar perioada de revoluţie este de 98minute.  Camerele amplasate pe satelit asigură o rezoluţie la sol  de 0,41m (cele alb-negru) şi 1,65m (cele color).

 

 Sateliţii de poziţionare globală

 

O ultimă categorie de sateliţi artificiali ai Pământului pe care o amintim aici sunt sateliţii de poziţionare globală. Aceşti sateliţi sunt de fapt structuri complexe de radiobalize mobile ce orbitează în jurul Pământului pe orbite medii şi care-şi comunică prin radio, în mod continuu, poziţia exactă. Receptoare radio specializate şi dotate cu un sistem de calcul adecvat pot să-şi determine poziţia relativă la acel grup de sateliţi cu un grad ridicat de exactitate  şi implicit, în acest mod, îşi pot determină propriile coordonate geografice. Deasemenea , prin intermediul acestor sisteme de poziţionare se transmite un standard de timp unic, pe toată suprafaţa Pământului.

 

Sistemul american de navigare asistată de sateliţi se numeşte GPS (Global Positioning System) şi este conceput să funcţioneze cu o constelaţie de sateliţi amplasaţi pe 6 plane orbitale, câte 4 pe fiecare plan. Nodurile ascendente ale orbitelor sunt echidistante. Sistemul este astfel conceput încât în orice punct de pe suprafaţa Pământului să fie vizibili cel puţin 6 sateliţi. Orbitele sunt de tip MEO,  cu rază de aproximativ 26600km , perioada de revoluţie a fiecărui satelit fiind de o jumătate de zi siderală. 

 

Sistemul rusesc de navigare asistată de sateliţi se numeşte GLONASS  şi este conceput ca o  constelaţie de 24 sateliţi ce gravitează în jurul Pământului pe trei plane orbitale. Pe lângă cei  24 sateliţi activi mai sunt prevăzuţi  trei sateliţi inactivi (câte unul pentru fiecare plan orbital)  pentru a rezolva eventualele avarii. Orbitele sunt circulare, la altitudinea de 19100 km. Cele trei plane orbitale intersectează planul ecuatorial în aşa fel încât nodurile ascendente sunt distanţate la 120º unul de calalalt. Pe fiecare plan orbital se vor afla câte 8 sateliţi plasaţi echidistant, la distante de 45º unul de celălalt. Perioada orbitală a acestor sateliţi este de aproximativ 11ore şi 15 minute.  Conform agenţiei de ştiri Novosti, începând cu data de 1 iunie 2009, prin plasarea pe orbită a încă trei sateliţi, sistemul GLONASS a ajuns să funcţioneze cu 17 sateliţi operaţionali şi trei păstraţi pentru mentenanţa.

Sistemul de navigare iniţiat de Uniunea Europeană poartă numele de GALILEO şi se prevede că va fi operaţional în 2013.

 

Concluzie 

           

În concluzie, putem spune că sateliţii artificiali ai Pământului îşi aduc aportul lor la dezvoltarea  omenirii. Practic nu mai există nici un domeniu de activitate în care, chiar dacă mulţi dintre noi nu-şi dau seama, să nu fie utilizaţi sateteliţii sau datele furnizate de aceştia. Pentru a avea un segment spaţial, investiţiile trebuie să fie într-adevăr foarte mari şi  de aceea, doar state cu mare putere economică îşi permit să aibă programme spaţiale proprii. Dar şi state cu posibilităţi financiare reduse pot dezvolta facilităţi terestre, care să le permită accesul la date satelitare sau la alte avantaje tehnologice oferite de segmentul spaţial. Pe de altă parte, se pot efectuă activităţi în parteneriat, se pot închiria facilităţi oferite de platformele  tehnologice amplasate pe orbite circumterestre sau alt gen de colaborări cu diverse agenţii spaţiale. Iar pentru aceasta nu sunt necesare sume mari de bani ci mai degrabă specialişti în domeniu care să fie motivaţi salarial în aşa fel încât să nu-şi caute loc de muncă pe alte meleaguri.  

 Cluj, 12 octombrie 2009

Articolul este preluat de pe portalul spacesignals.blogspot.com cu permisiunea autorului.

Comentarii

Adauga un comentariu

Adauga un comentariu

This is a captcha-picture. It is used to prevent mass-access by robots. (see: www.captcha.net)
Introdu codul:
Numele dumneavoastra:
Comentariu. Atentie, salveaza textul inainte de a-l trimite, ca o precautiune... Poti selecta tot comentariul cu CTRL-A si copia cu CTRL-C: