Владимир Губарев - Космические мосты
Такие спутники имеют огромное практическое значение. Кстати, принцип их работы был впервые проверен при полете корабля «Восток-2», пилотируемого Г. Титовым. Датчики, установленные на теле космонавта, сообщали специальному накопителю данные о его состоянии. А когда корабль входил в зону радиовидимости, эти сведения поступали на Землю, и врачи знали, как чувствовал себя космонавт в течение всего полета.
Ретрансляторы без задержки принимают передачу и тут же возвращают ее на Землю. Чтобы связь была надежной, нужно довольно много таких спутников. Основной недостаток спутников-ретрансляторов без задержки состоит в том, что для их работы надо использовать только мощные передатчики. Правда, и достоинств у них немало: во-первых, высокая надежность и простота конструкции, во-вторых, ориентация на любое число радиопередатчиков, в отличие от ретранслятора с задержкой, который является «собственностью» лишь одного корреспондента.
Если запустить спутник на высоту около 36 тысяч километров в направлении вращения Земли и в плоскости экватора, то он будет висеть над одной и той же точкой земной поверхности. Достаточно системы трех таких спутников, чтобы обеспечить радиосвязью всю землю. Этот проект очень рационален. Подобная система станет, бесспорно, одним из звеньев Всемирной космической системы радиосвязи.
Уже сейчас нашу планету окружают многочисленные спутники-ретрансляторы. С помощью одних установлена прямая радиосвязь между странами, другие помогают ориентироваться самолетам и кораблям, третьи транслируют на весь мир передачи чемпионата мира по футболу...
Телепередачей из Франции или Америки, Японии или Англии сегодня никого не удивишь. Когда мы сидим у телевизоров, нам и в голову не приходит, что без искусственных спутников Земли такие передачи были бы невозможны.
Система спутников «Молния» и наземных станций «Орбита», разработанная нашими конструкторами, практически обеспечила прием телепередач по всей территории Советского Союза, а также в самые отдаленные уголки земного шара.
В наши дни резко возросла интенсивность обмена радио- и телеинформацией в стране и между странами. Для передачи большого потока информации используются кабельные и радиорелейные линии. Однако прокладка таких линий на большие расстояния стоит очень дорого, особенно на Крайнем Севере, в горных и других труднодоступных районах. Расчеты показывают, что значительно эффективнее комбинированная система связи, сочетающая наземные линии со спутниками.
Запуском «Молнии-1» была открыта экспериментальная линия сверхдальней телевизионной и многоканальной телефонной связи через искусственные спутники Земли с длительным сеансом связи.
Советские спутники связи позволяют вести непрерывную телепередачу в течение нескольких часов, так как они выводятся на сильно вытянутую орбиту - около 40 тысяч километров в апогее.
Повышение мощности космического передатчика даже на один ватт требует дополнительных сложных paдиоэлектронных устройств и значительно увеличивает вес спутника. Успехи советской ракетной техники позволили разместить на «Молнии-1» передатчики очень большой мощности.
Самое главное требование к аппаратуре спутника - высокая надежность работы. В космосе некому исправлять дефекты. Все должно быть предусмотрено на Земле, задолго до пуска.
Спутник-ретранслятор - это комплекс сложнейших радиотехнических средств. Он состоит из приемника, передатчика (ретранслятора), приемника команд, поступающих с Земли, передатчика телеметрических данных, постоянно сообщающего о работе всей аппаратуры спутника антенной системы, источников литания и системы автоматики. На каждом спутнике имеется остронаправленная антенна. Мощные передатчики, несмотря на большую высоту, позволяют установить надежную связь.
Вся аппаратура, как на спутнике, так и на Земле, может работать в двух режимах. Кроме получения телевизионного изображения, через спутник «Молния» можно разговаривать по телефону - бортовая и наземная аппаратура приспособлена к приему и передаче сигналов многоканальной телефонии. Теперь житель Владивостока может быстро связаться по телефону с ленинградцем и спокойно говорить с ним, не мешая своим землякам в это же время беседовать, например, с москвичами. Для «космической» линии телефонной связи не страшны шумы - помехи не ощущаются.
Беседа по телефону через космос все-таки несколько отличается от обычного телефонного разговора. Радиоволны распространяются со скоростью 300 тысяч километров в секунду. Расстояние от Владивостока до спутника и от него до Москвы они проходят за 0,3 секунды. Поэтому нужно терпеливо слушать собеседника, учитывая небольшое запаздывание ответных реплик.
Кроме телепередач и телефонных разговоров, через спутник можно вести двусторонние передачи радиовещательной программы, передавать телеграфные сигналы, фототелеграфные изображения и т. д.
До сих пор мы говорили только о самом спутнике-ретрансляторе, но в систему связи «Земля - космос - Земля» входят и сложнейшие наземные и передающие комплексы.
В наземные комплексы (они названы «Орбита») входят не только мощные радиостанции для приема и передачи информации, антенные устройства, напоминающие радиотелескопы, и системы наведения антенн, но и радиосредства, обеспечивающие работу систем сопровождения спутника, а также специальная аппаратура, регистрирующая телеметрические сигналы с борта спутника и сообщающая сведения о работе всех бортовых Устройств, о дальности и скорости полета.
Полученные данные передаются в координационно-вычислительный центр. Электронная вычислительная машина «приказывает» приемным и передающим антеннам нацеливаться на тот участок неба, где в данный момент находится спутник. На спутник информация поступает из передающего центра. Оттуда она ретранслируется на приемные центры.
Из-за большой дальности сигналы со спутника приходят на Землю сильно ослабленными. Поэтому приемные устройства и антенны должны обладать высокой чувствительностью. Приемные устройства системы «Орбита» способны выделить из космических радиошумов сигнал ничтожно малой мощности - менее одной биллионной ватта.
В приемном центре сигнал обрабатывается, и информация поступает к абонентам через местные узлы связи или телецентры. Телезритель пока не может принять передачу непосредственно из космоса на свой приемник не только из-за того, что сигналы очень слабы, но и потому, что принципы построения ретрансляционной линии отличны от принципа телевизионного вещания. В «космической линии связи» используются более высокие радиочастоты, применяется другой вид модуляции и, в частности, иная система звукового сопровождения.
- Но «Молнии» не имеют прямого отношения к «Салютам»...
- И на станциях «Салют» проводится серия экспериментов, которые позволяют создавать более совершенную радиотехническую аппаратуру.
- А если использовать «Салют» как ретранслятор?
- Это невыгодно. «Салют» - станция широкого профиля, своеобразный научно-исследовательский институт. На ее борту осуществляются фундаментальные исследования, воплощающиеся потом в прикладных спутниках, таких, как «Молния» или «Метеор».
- «Метеоры» - это же спутники погоды!
- Да. Но и для них добывается информация в экспериментах, которые ведутся на орбитальных станциях.
Как только по радио звучит сообщение ТАСС о запуске космического корабля или спутника, В. Иванников из Калинина берет лист бумаги и выводит: «Дорогая редакция! Сегодня опять запустили ракету, и, как всегда погода к вечеру должна испортиться».
На четвертый день после запуска «Салюта» в «Комсомольскую правду» пришло второе письмо.
«Теперь убедитесь, - торжественно сообщал В. Иванников, - в Подмосковье стояли хорошие, теплые дни, а теперь дожди, похолодало... Вы сообщите там ученым, чтобы поосторожнее обращались они с погодой».
Я показал это письмо сотрудникам координационно-вычислительного центра. Все дружно посмеялись и начали думать, как ответить автору.
Искры «Салюта»-21
«Надо объяснить, что в этом случае дожди должны идти на всем земном шаре, - посоветовал один из инженеров, - ведь «Салют» пролетает над всеми континентами...»
«А в Казахстане так же жарко, как и до запуска», - заметил второй.
«Все гораздо сложнее, - неожиданно вмешался метеоролог, - мнение о том, что запуски влияют на погоду, достаточно распространено, хотя оно и наивно. Да, да, краткосрочные прогнозы погоды мы можем устанавливать точно, другое дело долгосрочные... Почему вдруг среди лета резко холодает, а в январе идет дождь... Когда это уже случится, мы объясняем, но очень трудно предугадать, как будет вести себя атмосфера. Слишком много неясного...»
