Image
3.5.2018 0 Comments

Budúcnosť telekomunikácie je na obežnej dráhe

Rovnako búrlivo ako raketová technológia sa vyvíjajú aj družice, ktoré Elon Musk vynáša na obežnú dráhu. Satelitná telekomunikácia práve prechádza revolúciou, umožňujúcou jej zostať nosným pilierom stále integrovanejšieho sveta.

Vo výške 35 786 kilometrov nad rovníkom je prekvapivo rušno. S odstupom od Zeme rovnajúcim sa asi jedenástine vzdialenosti na Mesiac krúži v tejto chvíli necelých päťsto družíc, zoskupených na takzvaných orbitálnych pozíciách. Výška geostacionárnej obežnej dráhy (GEO), samozrejme, nie je náhodná, satelity sa tu pohybujú rovnakou uhlovou rýchlosťou, akou sa otáča Zem, čo im umožňuje zdanlivo visieť nad určitým bodom planéty a pokrývať ho napríklad televíznym signálom.

Drvivú väčšinu cesty na svoje miesto určenia musí táto družica podniknúť sama, posledný stupeň nosnej rakety sa odpojí asi v dvestokilometrovej výške. Družica sa nasmeruje na eliptickú dráhu prechádzajúcu ku geostacionárnej, o čo sa postará jej vlastná súprava reaktívnych motorov na tekuté palivo. Absolútnu väčšinu paliva spáli satelit pri svojej ceste na GEO, pričom zvyšok si ušetrí na občasné korekcie kurzu a presun na takzvaný orbitálny cintorín, kam sa uchýli po uplynutí štandardnej pätnásťročnej životnosti. Scenár praktizovaný desiatky rokov sa však práve významne mení.

Let na lúči

V posledných rokoch majú totiž družice iónové či plazmové motory, vyžarujúce lúč, prúd nabitých atómov, najčastejšie xenónu v plynnom stave. Ich postupné zrýchľovanie prebieha v zariadení, ktoré tvarom a veľkosťou pripomína väčší reproduktor. Vzniknutá plazma sa z neho pomocou magnetického poľa vyháňa rýchlosťou až 50 km/s. Iónový pohon, nazývaný Hallov motor, má napríklad geostacionárny satelit SES-12, ktorý by mal opustiť Zem v priebehu tohto mesiaca, aby rôznymi druhmi signálu pokryl pruh tiahnuci sa od Balkánu až po Nový Zéland.

S rovnakými prístrojmi na palube, ale vybavený nádržami a motormi na tekuté palivo by mal SES-12 hmotnosť najmenej šesť namiesto 5,3 t. Raketu Falcon 9 spoločnosti SpaceX s konvenčnou pohonnou jednotkou by musel mať celú pre seba, s nižšou hmotnosťou a menšími rozmermi však možno vyslať napríklad i dva stroje naraz. Iónový pohon totiž zaberie len desatinu miesta, ktoré vyžaduje chemický motor vrátane nádrží. Satelitu poháňanému lúčom stačí trocha plynu, pričom elektrinu na ionizáciu si vyrobí sám z energie solárnych panelov.

Nižšia hmotnosť družice znamená pre satelitných operátorov, ako je SES, nižšie náklady na jej vypustenie. Okrem toho môžu do kocky s dĺžkou strán okolo dvoch metrov umiestniť napríklad viac transpondérov, teda prístrojov modulujúcich signál zo Zeme a vysielajúcich ho späť na povrch. Plazmové motory navyše predlžujú operačnú dobu družíc na obežnej dráhe, ktorá nie je limitovaná ani tak životnosťou komponentov stroja, ale množstvom paliva, veď konvenčne poháňaný satelit ho poberie len obmedzené množstvo. Možnosť prevádzkovať satelit dvadsať rokov namiesto pätnástich prináša ďalšiu úsporu nákladov.

Vesmírna stavebnica

Do konca dvadsiatych rokov preto bude vraj až polovicu geostacionárnych družíc poháňať nejaký druh elektrického pohonu. Jediná, no v praxi bezvýznamná nevýhoda iónového motora je v tom, že ním poháňaný stroj zrýchľuje dosť pomaly: namiesto týždňa mu cesta z nízkej obežnej dráhy na GEO trvá niekoľko mesiacov. Satelity tohto druhu však možno budú časom vypúšťané úplne bez paliva. Inžinieri riešia systémy elektricky poháňaných ťažných sond, ktoré družicu po odpojení od nosiča naberú a ako remorkér dotlačia na GEO. Môžu pritom niesť zásobu tekutého paliva či xenónu, ktorým satelit naplnia.

Už dnes stavia Airbus Defense and Space či Boeing Satellite Systems družice na princípe stavebnice, čo podobne ako v automobilovom priemysle šetrí peniaze i čas na vývoj jednotlivých strojov. Dizajn družíc budúcnosti však bude modulárny do takej miery, že umožní jednotlivé komponenty meniť priamo na obežnej dráhe. Robotická sonda krátkodobo zakotví na satelite, vymení mu či doplní určitý diel, prípadne sa na niekoľko rokov spojí priamo so satelitom, aby svojimi prístrojmi rozšírila jeho funkcionalitu. Až ňou nesený transpondér či iné zariadenie nebude potrebné, oba stroje sa zase rozpoja a pomocná sonda sa vydá k inej družici.

Viacúčelovými sa telekomunikačné satelity stávajú už dnes. Transpondéry starších strojov štartovali s viac-menej pevným nastavením, výkonné počítače na palube najmodernejších družíc však dovoľujú významne upravovať parametre vysielania podľa aktuálneho dopytu a potrieb vysielateľov. Efektívnejšie využitie „hardvéru“ družice môže zvýšiť jej vysielaciu kapacitu aj o stupeň, navyše už nemusí niesť filtre signálu, frekvenčné konvertory a ďalšie prístroje ťažké niekoľko metrákov.

Satelity budú hrať kľúčovú úlohu v zabezpečovaní prenosu čoraz väčšieho objemu dát a všadeprítomnej konektivity. V nedostupných alebo menej rozvinutých regiónoch nahrádzajú družice už dnes pozemnú telekomunikačnú infraštruktúru. „Naša flotila pokrýva 99,99 % zemského povrchu,“ vysvetľuje Martin Ornass-Kubacki, viceprezident satelitného operátora SES a riaditeľ SES Video pre región strednej a východnej Európy. „Navyše je to mimoriadne spoľahlivá technológia, pravdepodobnosť poškodenia družice na orbite je 0,6 %, zatiaľ čo v prípade terestriálnych systémov hovoríme o desiatkach percent.“

V najbližších rokoch sa teda budú náklady na výrobu, vypustenie a prevádzku telekomunikačných satelitov významne znižovať. Širšie možnosti využitia každého stroja umožnia úplne nové podnikateľské modely, napríklad krátkodobý a na okamžité vyžiadanie dostupný prenájom vysielacích kapacít. Ich rozvoj bude stláčať nižšie náklady na vypúšťanie čohokoľvek raketou, čo spolu s technologickým vývojom nosičov takisto zlacní a rozbehne kozmický výskum.

Zobrazit Galériu

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Magazín 1

Možnosti využitia technológie blockchainu a kryptomien

10.07.2018 10:13

Blockchain je inovatívna technológia, ktorú väčšina ľudí pozná v súvislosti s najznámejšou kryptomenou bitcoin. Táto technológia môže otvoriť nové možnosti na akceleráciu biznisu, a to tak pre zaveden ...

Magazín

Kia Stinger 3.3 T-GDi: Na rodinný výlet aj na okruh

10.07.2018 09:44

Keď bol Stinger po prvýkrát predstavený na minuloročnom autosalóne v Ženeve, priťahoval zaslúženú pozornosť. Jeho korene siahajú ku konceptu Kia GT z roku 2011 a Stinger prichádza ako najvýkonnejšie s ...

Magazín

ELEKTROMOBILITA: Cestovanie s elektromobilom po Slovensku

04.08.2018 00:10

V súvislosti s dlhodobým testom elektrického IONIQu som, samozrejme, vyskúšal aj možnosti cestovania a nabíjania na Slovensku.  Na nabíjanie elektromobilov máte dve základné možnosti. Prvá je nabíjani ...

q

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Najnovšie videá



PC forum button