Искусственный спутник земли

Цифрой 2 на рисунке обозначен маломощный передатчик для радиопеленгации. Он имеет мощность 10 мвт, работает на частоте 108 мгц, весит приблизительно 400 г. Как с его помощью производят пеленгацию ИСЗ, мы опишем в главе о наблюдении за ИСЗ. Этот передатчик почти все время подключен через переключатель 1 к антенне, непрерывно излучающей его сигналы.

Данные измерений приборами-датчиками 9 накапливаются в запоминающем устройстве 8, представляющем собой медленно движущуюся магнитофонную ленту. При подходе спутника к телеметрическим и пеленгационным станциям, расположенным в США главным образом вдоль 75 меридиана, с Земли подается радиокоманда, принимаемая приемником 4 (на входе приемника стоит фильтр 3, для того чтобы не принимать сигналы собственного передатчика 2). От принятого с Земли сигнала срабатывает реле 5, в результате чего включается и подключается к антенне передатчик радиотелеметрии 6, к кодирующему устройству 7 подключается запоминающее устройство 8, и результаты длительных измерений вследствие быстрого движения магнитофонной ленты передаются за 30–60 секунд[30]. После прекращения передачи реле 5 отпускает (отключается), передатчик 2 снова посылает непрерывно сигналы для радиопеленгации, передатчик 6 отключается, магнитофонная лента опять движется медленно, то есть все становится так, как было до прихода команды с Земли.

На наземных станциях радионаблюдения за ИСЗ установлена трехспиральная направленная антенна в 10 раз более чувствительная, чем антенны, существовавшие ранее специально для приема данных радиотелеизмерений (рис. 44).

Рис. 44. Спиральная направленная антенна для приема на Земле данных радиотелеизмерений, получаемых с ИСЗ

Передача данных телеизмерений в течение короткого времени, когда спутник находится над наземной станцией, производится не только с целью экономии энергии, но и с целью свести к минимуму ошибки, связанные с эффектом Допплера. Этот эффект заключается в том, что принимаемая на Земле частота радиосигнала будет большей, чем излучаемая на спутнике, в случае приближения спутника и меньшей при удалении его. Это изменение частоты будет тем большее, чем бóльшая скорость удаления или приближения спутника. Оно может быть принято за изменение частоты передатчика, что при частотной модуляции ведет к ошибкам измерения. За время передачи порядка полминуты и при условии, что спутник находится над станцией, расстояние между ним и приемником изменится очень мало, и ошибка из-за эффекта Допплера будет небольшой.

Если сравнить два спутника, один из которых непрерывно передает информацию на Землю, а другой лишь после запроса с Земли, то можно увидеть, что первый передатчик будет потреблять мощность в два раза бóльшую, чем второй. Это означает, что второй спутник может более длительное время вести измерения разных физических параметров верхних слоев атмосферы и передавать их на Землю. Этот факт и определил режим работы рассмотренной системы передачи данных измерений на земные измерительные пункты. Сравнение двух вариантов работы приборов сделано в табл. 4.

Таблица 4

Весовые данные двух спутников с непрерывной и дискретной передачей данных телеизмерений на Землю
Оборудование спутника	Непрерывная передача информации		Периодическая передача информации
	средняя мощность, вт	вес, кг	средняя мощность, вт	вес, кг
Два счетчика Гейгера-Мюллера	2,75	0,36	2,75	0,36
Термометр сопротивления	1,53	0,11	1,53	0,11
Фотоэлемент	0,82	0,16	0,82	0,16
Два передатчика[31]	8,00	0,68	0,48	0,68
Коммутационный мотор	6,00	0,45	0,36	0,45
Модулятор	1,00	0,45	0,06	0,45
Запоминающее (накопительное) устройство	—	—	0,31	0,73
Приемник	—	—	2,85	0,16
Преобразователи мощности	3,00	0,90	1,65	1,13
Всего	23,10	3,11	10,81	4,23

3. Источники питания ИСЗ

На борту ИСЗ необходимо иметь источник электрической энергии. Мы уже говорили, что таким источником может быть фотоэлектрический преобразователь излучаемой Солнцем энергии в электрическую.

Это устройство основано на замечательном свойстве некоторых материалов, называемых полупроводниками, непосредственно превращать солнечную энергию в электрическую. Они в природе широко распространены (например, кремний).