ності кожен з них дубльований. Більша частина даних транслюється на Землю зі швидкістю 160 біт/с - це всього рази в три-чотири швидше, ніж швидкість набору тексту професійної друкаркою і в 300 разів повільніше телефонного модему. Для прийому сигналу на Землі використовується 34-метрові антени мережі далекого космічного зв'язку КА8А, але в деяких випадках задіюються найбільші 70-метрові антени, і тоді швидкість вдається підняти до 600 і навіть 1 400 біт/с. У міру віддалення станції її сигнал слабшає, але ще важливіше те, що поступово знижується потужність радіоізотопних генераторів, які живлять передавачі. Очікується, що станція зможе передавати наукові дані ще принаймні 10 років, після чого зв'язок з нею припиниться.
Вже з цього опису видно, що космічна радіозв'язок залежить від безлічі різних факторів: дальності, потужності передавача, розмірів бортової і наземної антен, довжини хвилі, якості приемопередающей електроніки, перешкод, шумів, поглинання сигналу в навколишньому середовищі і навіть від швидкості руху космічного апарату. Принцип дії радіозв'язку полягає в тому, що коливання струму і антені передавача створюють в навколишньому просторі електромагнітні хвилі, які, рухаючись зі швидкістю світла, досягають антени приймача і збуджують у ній змінний електричний струм. Цей наведений струм дуже слабкий, але якщо налаштувати приймач томно в резонанс з частотою радіохвилі, то навіть слабке її вплив може розгойдати в антені цілком помітні коливання. Потім їх підсилюють, аналізують і витягують передану інформацію. Радіохвилі різних діапазонів по-різному проходять через земну атмосферу. Для космічного зв'язку оптимальний діапазон від 1,5 до 30 сантиметрів. За межами цього вікна радіосигнал помітно послаблюється в атмосфері або навіть може від неї відбитися. На більш коротких хвилях втрати енергії зростають за рахунок поглинання молекулами води і кисню в тропосфері, а на більш довгих хвилях проходженню сигналу все сильніше заважає іоносфера, яка для хвиль довші 10-30 метрів стає непереборною перешкодою. Поглинання радіохвиль також викликається дощем і туманом, але, звичайно, не в такій мірі, як в оптичному діапазоні. Приймач не уловлює радіохвилі, якщо вони слабкіше його порога чутливості.
Тим часом енергія електромагнітних хвиль падає як квадрат пройденого ними відстані. Це означає, що сигнал з Марса буде в сотні тисяч разів слабкіше, ніж такий самий сигнал, переданий з Місяця, а з Плутона - ще в тисячу разів слабкіше. У інженерів є кілька способів утримати радіосигнал вище порога чутливості приймача. Самий очевидний - збільшити потужність передавача. На Землі це легко зробити - антени системи далекого космічного зв'язку NASA випромінюють в космос до полмегаватта енергії. А ось на космічному апараті бюджет енергії жорстко обмежений. Чи не виробляють або сонячні батареї, або радіоізотопні генератори. І для отримання більшої потужності треба збільшувати їх масу.
При цьому ростуть також площа і маса радіаторів, відвідних надлишок вироблюваного тепла. Загальна маса апарату обмежена можливостями ракети носія, а збільшити ж масу окремої системи за рахунок інших найчастіше неможливо. Космічні апарати - це дуже гармонійні технічні комплекси, де всі параметри жорстко зав'язані один на одного: не можна серйозно змінити одну систему, не вплинувши на параметри інших. Сьогодні для супутників існує емпірична формула: 1 кг, 1 Вт, 1літр raquo ;, яка означає, що обсяг супутника масою в 1 тонну складе близько 1кубометра, а його система енергоживлення здатна досягти потужності 1 кіловат.
Якщо збільшити розмір приймальної антени, то можна зібрати більше енергії електромагнітної хвилі і зловити сигнал слабшого передавача. У космосі розміри антен зазвичай не перевищують габаритів обтічника ракети-носія, тобто кілька метрів. Хоча останнім часом інженери навчилися обходити це обмеження антени. Все частіше роблять розвертатися. На Землі для далекого космічного зв'язку використовуються параболічні антени діаметром до 70 метрів. Це вже близько до межі - сучасні конструкційні матеріали не дозволяють створювати на поверхні Землі набагато більші рухливі антени, оскільки вони деформуються під власною вагою.
2.6 Застосування лазерів в космічних системах зв'язку
З вдосконаленням квантових оптичних генераторів (лазерів) стають перспективною оптична зв'язок, т. к. на оптичних хвилях можна передати повідомлення на наддалекі відстані (до десятків світлових років) завдяки дуже високої спрямованості променя (розбіжність променя не більше часткою сек) при відносно малих розмірах випромінювачів і прийом споживаної потужності. Але вузьконаправлене випромінювання і прийом оптичних хвиль вимагають ретельної стабілізації пристроїв, орієнтації оптичних систем, складного входження в зв'язок і підтримки її. Найбільш вигідні оптичні лінії зв'язку, що знах...
