До того, как спутники связи начали передавать сигналы для обеспечения международного телевещания, электронных транзакций по кредитным картам и даже электронной почты и социальных сетей, существовала программа Synchronous Communications Satellite, или Syncom.
На фото: Томас Хадспет (слева), Гарольд Розен (справа) и
Дон Уильямс разработали электронику, двигательную установку и систему
электропитания для Syncom, первого в мире геостационарного спутника связи.
Boeing
Запущенная в начале 1960-х годов и состоявшая из спутников Syncom 1, 2 и 3, программа заложила основу для современных гигантских геосинхронных спутников связи. Однако тогда она существовала как небольшая экспериментальная программа космических аппаратов, реализуемая компанией Hughes Aircraft Co., основанной миллиардером-затворником Говардом Хьюзом.
Гарольд Розен, инженер-электрик из компании Hughes, поделился идеей геостационарного спутника со своим коллегой-инженером Томасом Хадспетом и бывшим сотрудником Hughes Дональдом Уильямсом, математиком. Идея заключалась в создании спутника, который мог бы передавать сигналы в любую точку Земли.
До Syncom негеостационарные спутники связи требовали больших поворотных антенн на земле и дорогих компьютеров слежения, чтобы оставаться на связи со спутниками в течение короткого времени, когда они пролетают над заданной точкой на планете.
В отличие от этого, геостационарные спутники остаются в фиксированных экваториальных точках и следят за вращением Земли. Розен предположил, что если три таких спутника разместить на геостационарной орбите, примерно в 36 000 километрах над экватором Земли, они могли бы оставаться в постоянной прямой видимости друг с другом и отправлять сигналы в любую точку планеты.
Геосинхронная орбита — это орбита, на которой период обращения спутника совпадает со временем, необходимым Земле для совершения одного оборота вокруг своей оси. Другими словами, спутник совершает один оборот по орбите за 24 часа.
В статье Los Angeles Times о жизни Розена говорилось, что он думал, что двигатель, работающий на апогее, мог взорваться. «Мы были в отчаянии», — сказал Розен в статье. Команда приступила к работе над несколькими модификациями и повторила попытку с Syncom 2, запущенным 26 июля 1963 года с мыса Канаверал.
«Розен и другие члены команды ждали в бункере рядом со стартовой площадкой», — говорилось в статье. «Запуск снова прошёл безупречно. Пять с половиной часов спустя заработал двигатель апогея. Секунды тикали. Сигналы продолжали поступать без перерыва, и зал взорвался ликованием».
Спутник находился над Атлантическим океаном и Бразилией на долготе 55 градусов. Хотя период обращения составлял 24 часа, а долгота космического аппарата оставалась практически постоянной, его орбита имела наклон 33 градуса. Таким образом, хотя спутник и достиг геосинхронной орбиты, он не достиг истинно геостационарной, а двигался по вытянутой восьмёрке, с шагом 33 градуса к северу и югу от экватора, согласно описанию программы Syncom, составленному NASA.
Система Syncom 2 начала регулярную эксплуатацию 16 августа 1963 года. Были успешно проведены испытания передачи голоса, телетайпа, факса и данных между наземной станцией в Лейкхерсте, штат Нью-Джерси, и грузовым судном USNS Kingsport, стоявшим у берегов Африки. Телевизионные передачи успешно ретранслировались из Лейкхерста на наземную станцию Telstar в Андовере, штат Мэн.
Также в августе, когда судно «Кингспорт» выполняло функции ретрансляционной станции в порту Лагоса, Нигерия, состоялся телефонный разговор между президентом Джоном Ф. Кеннеди и премьер-министром Нигерии Абубакером Балевой. Это был первый спутниковый телефонный разговор между главами двух государств.
Спутник Syncom 3 был запущен с мыса Кеннеди, штат Флорида, 19 августа 1964 года и стал первым геостационарным спутником над экватором. Этот спутник обеспечил прямую трансляцию церемонии открытия летних Олимпийских игр 1964 года в Токио, которая стала первой непрерывной телевизионной трансляцией через Тихий океан.
Спутники Syncom 2 и 3 обслуживались НАСА до 1 января 1965 года, после чего управление ими было передано Министерству обороны США. Как сообщает Times, оба спутника проработали до 1966 года, обеспечивая телефонную связь для американских войск во Вьетнаме.
По данным сайтов слежения за спутниками space-track.org и N2YO.com, все три спутника Syncom, по состоянию на май 2025 года, как предполагалось, находились на орбите Земли, хотя они больше не функционируют.
Космические аппараты и подсистемы
Спутники Syncom представляли собой цилиндры диаметром 71 сантиметр и высотой 39 сантиметров, согласно NASA. Полностью заправленная масса космического корабля составляла 68 килограммов. Сопло твердотопливного двигателя апогейной ступени (тяга 454 килограмма, рассчитанная на увеличение скорости на 1431 метр в секунду) выступало из нижней части цилиндра, а коаксиальная щелевая антенная решетка — из верхней.
Общая высота, включая сопло, составляла 64 сантиметра. Радиальная внешняя поверхность была покрыта кремниевыми солнечными элементами, которые обеспечивали прямую мощность 29 Вт в течение 99% времени, когда космический корабль находился на солнце.
Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи обеспечивали питание, когда космический корабль находился в тени Земли. Никакого активного терморегулирования не требовалось. Большая часть центрального внутреннего пространства космического корабля состояла из баков и камеры сгорания для апогейного двигателя. Вокруг него были расположены два бака с перекисью водорода и два бака с азотом, а также электроника.
Струи азота обеспечивали управление положением и скоростью для выравнивания оси вращения, а струи перекиси водорода обеспечивали позиционирование спутника. Каждая система имела две струи: одну параллельную и одну перпендикулярную оси вращения.
Синком 2
Космический аппарат Syncom 2 был запущен на геосинхронную орбиту с мыса Канаверал 26 июля 1963 года. Через шесть часов после запуска был включён двигатель апогея, чтобы вывести космический аппарат на орбиту высотой от 34 100 до 36 440 километров со скоростью дрейфа 7,5 градусов в сутки к востоку. Затем апогей был поднят, а скорость дрейфа изменена до 4,5 градусов в сутки к западу к желаемому положению через 55 градусов долготы.
После двух недель дрейфа азотные струи были запущены серией из четырёх импульсов для замедления космического аппарата до почти нулевого дрейфа 16 августа, после чего был выполнен манёвр выравнивания. Конечная орбита была геосинхронной с наклонением 33 градуса. 1 января 1965 года управление было передано Министерству обороны США.
Синком 3
Syncom 3 был выведен на эллиптическую орбиту с наклоном 16 градусов к экватору после маневра рыскания третьей ступени. Двигатель апогея был включен, чтобы устранить большую часть оставшегося наклонения и обеспечить круговую почти синхронную орбиту 35 670 километров на 35 908 километров.
Затем космический аппарат выполнил серию манёвров положения и скорости, чтобы выровняться с экватором с наклонением 0,1 градуса и снизить свою скорость, чтобы он дрейфовал на запад к запланированному месту на 180 градусах долготы, где его скорость на высоте была синхронизирована с Землей.
Эти манёвры были завершены к 23 сентября 1964 года, и Syncom 3 использовался в различных испытаниях связи, включая трансляцию Олимпийских игр, передачи между Филиппинами, USNS Kingsport и Camp Roberts, Калифорния, а также телетайпные передачи на самолёт на маршруте Сан-Франциско-Гонолулу.
После того как управление спутником было передано Министерству обороны, оно эксплуатировало его до 1966 года. В апреле 1969 года спутник был выключен. По данным НАСА, ожидается, что он останется на орбите еще долгое время, возможно, в течение миллионов лет.
Наследие Syncom
Спутники Syncom были крошечными по сравнению с современными геостационарными спутниками, длина которых составляет 6 метров, а их удлинённые солнечные панели простираются на всю длину баскетбольной площадки. Однако эти меньшие по размеру и более старые космические аппараты оставили после себя огромное наследие, продемонстрировав общую жизнеспособность геостационарных спутников связи.
Они стали предшественниками современной мощной серии Intelsat, продемонстрировав технологии и возможности геостационарных спутников для коммерческой связи. Intelsat развила разработки Syncom, увеличив коммерческие возможности и увеличив функциональность, сообщает apogee-magazine.com
Комментариев нет:
Отправить комментарий