Спутниковая связь
Спу́тниковая связь, радиосвязь, использующая радиостанции, расположенные на искусственном спутнике Земли (ИСЗ), в качестве промежуточных и/или оконечных; вид космической связи. История спутниковой связи ведёт начало с 4 октября 1957 г., когда в СССР был запущен первый в мире ИСЗ («Спутник-1»), передававший короткие радиосигналы. Первый активный спутник связи Telstar-1 (США. 1962) обеспечивал двустороннюю телефонную спутниковую связь по 60 каналам или трансляцию одной ТВ-программы. 23 апреля 1965 г. в СССР запущен первый спутник связи «Молния-1».
Современное оборудование позволяет организовывать радиосвязь (как между фиксированными, так и между мобильными абонентами) с помощью спутников связи, находящихся друг от друга на расстоянии до 10–15 тыс. км на круговых или эллиптических орбитах с разным периодом обращения, различающихся углом наклонения плоскости орбиты к плоскости земного экватора, удалением от Земли и др. Орбиты условно подразделяют на низкие околоземные (до 2 тыс. км), средние околоземные (20 тыс – 35,786 тыс. км) и высокие эллиптические (апогей свыше 35,786 тыс. км).
Выделяют геосинхронную орбиту – орбиту вращающегося вокруг Земли спутника, на которой период обращения равен звёздному периоду вращения Земли – 23 ч 56 мин 4,1 с. Её частный случай – геостационарная орбита – круговая орбита, лежащая в плоскости земного экватора на удалении 35,786 тыс. км от уровня моря, – особенно удобна для телекоммуникационных ИСЗ, т. к. спутники, вращаясь вместе с земным шаром, как бы висят над одной точкой Земли, что упрощает наведение направленных приёмных антенн земных радиостанций. Три спутника, находящиеся на орбите на расстоянии 120° друг от друга, обеспечивают связь по всей территории Земли от 72° с. ш. до 72° ю. ш. между земными станциями при высоте антенн 1,5–2 м. При этом арктические и антарктические области оказываются в зонах радиотени геостационарных спутников, обусловленной кривизной поверхности Земли (для установления радиосвязи в этих районах необходим подъём антенн земных станций на значительную высоту). Для обслуживания северных территорий запускают спутники на высокоэллиптические орбиты (3–4 спутника одновременно на орбите с апогеем 40 тыс. км и перигеем 500 км).
Основной недостаток спутниковой связи, использующей высокие орбиты, – большое время распространения сигнала, затрудняющее обмен телефонными сообщениями (задержка составляет около 0,6 с между посланным и ответным сигналами при каждой передаче «Земля – космос – Земля»). Такая задержка неважна для командных и вещательных систем, поэтому одно из главных применений спутниковой связи – передача сигналов телевизионного и звукового вещания. Сокращение времени распространения радиосигнала возможно лишь при уменьшении высоты орбиты, что обусловило создание низкоорбитальных систем спутниковой связи с десятками (Iridium) и сотнями (OneWeb, Starlink) спутников, распределённых на нескольких орбитах, что позволяет обеспечить мобильную связь и передачу данных (спутниковый Интернет) по всему земному шару, включая околополюсные территории.
Обеспечение спутниковой связи требует специфической координации радиочастотных полос, выделенных Международным союзом электросвязи с учётом взаимовлияния как сетей спутниковой связи, так и спутниковых и земных систем радиосвязи.