XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

ПЕРСПЕКТИВЫ КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ СВЯЗИ

Трухова А.А.

Научный руководитель: проф. Глущенко А.Г

Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, e-mail: nastyatruhova@yandex.ru

Аннотация: в данной работе рассматривается космическая связь, ее история, принципы работы, преимущества и недостатки, а также будущее космической связи.

PROSPECTS FOR SPACE COMMUNICATION SYSTEMS

Trukhova A.A.

Scientific director: prof. Glushchenko A.G.

Povolzhskiy State University of Telecommunications and Informatics, e-mail: nastyatruhova@yandex.ru

Abstract: this paper examines space communications, its history, principles of operation, advantages and disadvantages, as well as the future of space communications.

Введение

Космическая связь — это система передачи данных, которая использует спутники, расположенные на орбите Земли, для обеспечения связи между различными точками на планете. Эта технология играет ключевую роль в современном мире, обеспечивая связь, телевидение, интернет и множество других сервисов.

Освоение космоса, космические исследования относятся к одному из основных направлений научно-технической революции. Рассмотрение этого направления в технико-экономическом аспекте представит определенный интерес для специалистов, разрабатывающих международные программы сотрудничества в области экономики, науки и техники.

1. История космической связи

Первый искусственный спутник Земли, Спутник-1, был запущен Советским Союзом в 1957 году. С этого момента началась эра космической связи. В 1960-х годах появились первые коммуникационные спутники, такие как Telstar и Relay, которые продемонстрировали возможность передачи телевизионных сигналов через спутники.

2. Принципы работы космической связи

Принципы работы космической связи основаны на использовании радиоволн для передачи информации между наземными станциями и спутниками, находящимися на орбите Земли. Вот основные аспекты, которые объясняют, как функционирует космическая связь:

1. Спутниковая орбита

Спутники могут находиться на различных орбитах:

• Геостационарная орбита (GEO): Спутники находятся на высоте около 35 786 км и движутся с такой же угловой скоростью, что и Земля. Это позволяет им оставаться над одной и той же точкой на поверхности.

• Низкая околоземная орбита (LEO): Спутники находятся на высоте от 160 до 2 000 км. Они обеспечивают низкую задержку сигнала, но требуют большей сети спутников для покрытия всей планеты.

• Средняя околоземная орбита (MEO): Спутники расположены на высоте от 2 000 до 35 786 км. Примером являются спутники системы GPS.

2. Передача данных

Космическая связь включает несколько ключевых этапов передачи данных:

• Передача от наземной станции к спутнику: Наземная станция отправляет радиосигнал на определенной частоте к спутнику. Этот сигнал включает в себя информацию, которую необходимо передать (например, голос, видео или данные).

• Ретрансляция сигнала: Спутник принимает сигнал и усиливает его. Затем он ретранслирует сигнал обратно на Землю, направляя его к другой наземной станции или пользователю.

• Прием сигнала: Наземная станция или пользовательская антенна принимает сигнал от спутника. Декодирование и обработка информации происходят на этом этапе.

3. Частотные диапазоны

Для передачи данных используются различные частотные диапазоны, включая:

• UHF (Ультра высокие частоты): Обычно используется для военных и некоторых коммерческих приложений.

• C-диапазон: Применяется для телевизионной трансляции и передачи данных.

• Ku-диапазон: Используется для спутникового телевидения и интернет-сервисов.

• Ka-диапазон: Обеспечивает более высокую пропускную способность для современных интернет-сервисов.

4. Модуляция и кодирование

Для эффективной передачи данных используются различные методы модуляции (например, QPSK, 8PSK) и кодирования (например, LDPC-коды), которые помогают повысить устойчивость сигнала к помехам и потере данных.

5. Устойчивость к помехам

Космическая связь должна быть устойчива к различным помехам, таким как атмосферные условия, солнечная активность и радиочастотные интерференции. Для этого применяются технологии коррекции ошибок и адаптивные методы модуляции.

3. Преимущества и недостатки космической связи

Преимущества:

• Широкий охват: Спутники могут обеспечивать связь в самых удаленных уголках планеты.

• Высокая скорость передачи данных.

• Устойчивость к природным катастрофам.

Недостатки:

• Высокая стоимость запуска и обслуживания спутников.

• Задержка сигнала, особенно для геостационарных спутников.

• Зависимость от погодных условий.

4. Будущее космической связи

С развитием технологий ожидается увеличение числа малых спутников (констелляций), которые будут обеспечивать более быстрый и доступный интернет по всему миру. Проекты, такие как Starlink от SpaceX, уже демонстрируют потенциал этой технологии. Будущее космической связи обещает быть захватывающим и многогранным, с новыми технологиями и концепциями, которые могут значительно изменить способ передачи данных и связи на Земле и в космосе. Эти изменения откроют новые возможности для связи, передачи данных и взаимодействия как на Земле, так и в космосе.

Заключение

Космическая связь продолжает развиваться и играть важную роль в жизни современного общества. Она обеспечивает не только связь, но и доступ к информации, что делает ее неотъемлемой частью глобальной инфраструктуры.
Список литературы

1. https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=580357#text

2. https://znanierussia.ru/articles/%D0%9A%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B2%D1%8F%D0%B7%D1%8C

3. https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=580357#text

Код для цитирования: Скопировать