Zprávy ze světa

293a8_illustration1
29.11.2014

První laserový přenos dat…

… mezi dvěma družicemi proběhl úspěšně mezi Sentinelem-1A a Alphasatem.

Předchozí laserová spojení probíhala dosud jen mezi družicí a její pozemní stanicí, jedinou známou výjimkou byl pokus v roce 2008, kdy proběhla zkouška možnosti laserového spojení mezi dvěma družicemi na nízkých oběžných drahách (mezi německou radarovou družicí TerraSAR-X a americkou vojenskou družicí NFIRE). Laserová komunikace je ale ideální a nejpraktičtější především pro vysokorychlostní přenos dat na telekomunikační družice obíhající ve větších výškách.

První takový přenos dat se nyní uskutečnil dne 28.11.2014 na vzdálenost 45 000 km mezi dvěma evropskými družicemi – radarovou družicí Sentinel-1A a telekomunikační družicí Alphasat. Při tomto prvním přenosu byla dosažena přenosová rychlost 0.6 Gigabitů za vteřinu při teoretické maximální možné rychlosti 1.8 Gigabitů za vteřinu. Poté byla data z Alphasatu přenesena na pozemní stanici už konvenčním přenosem v Ka pásmu.

Na stejném principu má být založen budoucí Evropský systém přenosu dat EDRS (z angl. European Data Relay System), o kterém se někdy mluví jako o Vesmírné datové dálnici (angl. Space Data Highway). První družicí systému EDRS bude Eutelsat-9B, který má být vypuštěn už během roku 2015. A v blízké budoucnosti se také očekává zvýšení přenosové rychlosti dat mezi družicovými laserovými komunikačními terminály LCT (z angl. Laser Communication Terminal) až na 7.2 Gigabitů za vteřinu.

Největší evropská telekomunikační družice Alphasat je výrazná hlavně svou velkou hlavní anténou o průměru 11 metrů. Zdroj: ESA

 

Obr.: Největší evropská telekomunikační družice Alphasat je výrazná hlavně svou velkou hlavní anténou o průměru 11 metrů. Zdroj: ESA

Praktické důvody k budování tohoto systému jsou zřejmé. Naprostá většina družic dálkového průzkumu Země se pohybuje na nízkých oběžných drahách LEO (z angl. Low Earth orbit), v případě Sentinelu 1A je to výška 693 km nad Zemí. Důvodem je možnost z nižší oběžné dráhy pořizovat data s vyšším rozlišením. Takové družice ale přeletí nad každou pozemní stanicí poměrně rychle a dostupné pro komunikaci jsou proto jen krátce. Doba, kdy se družice dostane znovu nad konkrétní pozemní stanici a bude možné pokračovat v komunikaci, je různá, ale může být až několik dní. Pro odvysílání nových příkazů a stáhnutí pořízených dat se proto vždy používá síť hned několika vhodně rozmístěných stanic. Pro Sentinel se tyto stanice nacházejí v Norsku, Itálii a Španělsku. Pokud je družice mimo dosah svých stanic, není komunikace s ní prakticky možná a dodání nasnímaných dat se tak opožďuje.

Zcela jiná situace je s telekomunikačními družicemi, které jsou v naprosté většině případů umístěné na geostacionární oběžné dráze GEO (z angl. geostationary orbit) ve výšce téměř 36 000 km nad zemským rovníkem. Při pohledu ze Země geostacionární družice setrvávají na stejném místě na obloze (zdánlivě nehybně, ale ve skutečnosti obíhají okolo Země stejně jako ostatní družice, jen je v této výšce na kruhové oběžné dráze nad rovníkem jejich úhlová rychlost pohybu stejná jako je úhlová rychlost rotace Země). Proto každá pozemní stanice v přímé viditelnosti může s geostacionární družicí komunikovat nepřetržitě. Cílem plánovaného systému přenosu dat EDRS je zkombinovat výhody družic na nízkých a na geostacionárních drahách. Z družice dálkového průzkumu Země na nízké oběžné dráze se mají nasnímaná data přenést vysokou rychlostí pomocí laseru na některou ze skupiny geostacionárních telekomunikačních družic a odtud pak budou odvysílána na pozemní stanici. Nasnímaná data tak bude možné mít k dispozici s jen zcela minimálním časovým zpožděním.

Mezi prvními daty přenesenými touto cestou byla radarová data nasnímaná Sentinelem 1A nad územím Evropy. Pořízená radarová data v nepravých barvách (podle polarizace signálu) zachycují například Berlín a okolí. Jako tmavé se na radarových datech zobrazují hladké povrchy, tj. zejména vodní nebo umělé plochy. Severozápadně od centra Berlína je zde poblíž jezera jasně viditelná i tmavá plocha a dráhy letiště Tegel, jižně od centra Berlína téměř kruhová tmavší oblast je plocha historického letiště Tempelhof se svými dvěma jasně viditelnými rovnoběžnými dráhami.
Berlín s okolím na radarových datech pořízených družicí Sentinel 1A dne 28.11.2014 a následně přenesených laserem na telekomunikační družici Alphasat. Zdroj: Copernicus data / ESA 2014.

 

Obr.: Berlín s okolím na radarových datech pořízených družicí Sentinel 1A dne 28.11.2014 a následně přenesených laserem na telekomunikační družici Alphasat. Zdroj: Copernicus data / ESA 2014.

Družice Alphasat (také se někdy označuje jako Inmarsat-4A F4) byla vynesena 25.7.2013 z evropského kosmodromu Kourou ve Francouzské Guyaně nejvýkonnějším raketovým nosičem – raketou Ariane-5. Při tomto letu byla současně vynesena i meteorologická družice Insat 3D. Samotná družice Alphasat patří mezi opravdu velké družice, je největší evropskou telekomunikační družicí, její hmotnost je 6 649 kg a hlavním prvkem je 11 metrová anténa. Předpokládaná životnost této družice je 15 let (tj. zhruba do roku 2028). Družice vznikla jako výsledek spolupráce mezi evropskou kosmickou agenturou ESA a soukromou společnostní Inmarsat v rámci podpory partnerství veřejného a soukromého sektoru.

Družice Sentinel 1A je radarová družice, první z družic programu Copernicus a byla vynesena 3.4.2014 také z evropského kosmodromu Kourou, ale na středním raketovém nosiči Sojuz. Životnost této družice se předpokládá minimálně 7 let.

Starší článek o startu družice Sentinel 1A je zde.

 

nahoru

zpět