Wat doen en wat zijn satellieten

Een satelliet is een kunstmatig of een natuurlijk lichaam, zoals een planeet, die 'n baan in de ruimte heeft, bv om de Aarde. Er zijn verschillende kunstmatige lichamen (satellieten) zoals bv, communicatie- of observatiesatellieten. Het verdere verloop van dit verhaal betreft hoofdzakelijk communicatiesatellieten. Communicatiesatellieten hebben tot doel signalen te transporteren die nodig zijn voor Televisie/Radio, Telefonie/Fax, en Computers (o.a. internet).

terug

Hoe werken satellieten

Een gericht signaal wordt door een satelliet zoals een spiegel gereflecteerd en teruggezonden naar de aarde De door de satellieten gebruikte signalen (microgolven) zijn onzichtbaar en planten zich met de snelheid van het licht voort. Het naar de satelliet verzonden signaal is na enkele 10-den van een seconde weer retour en heeft dan een afstand van 2 x 36000 km afgelegd. De signalen (microgolven) zijn door hun frequentie zeer hoog, GigaHertzen (GHz). Deze signalen worden overgebracht door parabolische antennes van de aarde naar de satelliet. De signalen worden geconverteerd (= veranderd/overgezet) en versterkt (transponder) naar andere frequenties en vervolgens weer naar Aarde teruggezonden. De meeste satellieten bezitten al gauw 'n 20-tal transponders.
Het teruggezonden signaal (return beam of down-link) is minder geconcentreerd dan het opgezonden signaal (upward beam of up-link).

Dit teruggezonden signaal bestrijkt een groot deel van het aardoppervlak, de zg "coveragezone" of "footprint". Zo kan dit signaal op verschillende manieren teruggezonden worden, bv een klein, of juist een groot stuk op Aarde. Deze "vlek" is te vergelijken met een gebundelde of een uitgestrekte lichtstraal. U begrijpt dat, hoe groter deze vlek is, ook de intensiteit (sterkte) van het signaal minder wordt. Vooral aan de randen van dit gebied.Daarom zal er aan de rand van dit signaal/gebied een grotere schotel nodig zijn dan voor het midden van dit gebied.

terug

Satelliet banen/bewegingen

Wanneer je een ontvangstschotel plaatst zal je deze uit moeten richten naar een satelliet of een groep satellieten (cluster).
De exacte positie hangt af van waar de satelliet zich bevindt. Bv. de Astra-vloot 19,2° oost of 28,2° oost, Eutelsat's Hot Bird-vloot op 13° oost.
De aanduiding van het aantal graden oost of west, betekent dat de satelliet zich bevindt x graden t.o.v. de Greenwich Meridiaan (= 0 graden). Satellieten kunnen zich natuurlijk ten westen of ten oosten begeven van dit punt.
Door het plaatsen van meerdere satellieten op een locatie (cluster), heeft de gebruiker keuze uit veel meer zenders, zonder de schotelantenne te hoeven draaien naar een andere positie. Een satelliet begeeft zich in een geostationair slot d.w.z. dat hij t.o.v. de Aarde stilstaat. De satelliet maakt een cirkelvormige beweging om de Aarde en wordt "orbit" genoemd. Om te voorkomen dat gebruikers voortdurend hun schotelrichting bij moeten stellen, of om onderbrekingen van het signaal te krijgen, is een punt gekozen waar de satelliet dezelfde snelheid heeft als de roterende beweging van de Aarde. Dit punt ligt 35786,04 km boven de evenaar.

terug

Het in een baan om de Aarde ("in orbit") brengen van satellieten.

Satellieten hebben geen constante motor nodig om zich voort te bewegen. Kleine raketjes zorgen ervoor dat een evt. afwijking wordt gecorrigeerd. Ze gebruiken gewoon hun eigen baan voor onbepaalde tijd rond de aarde. Deze bereikt een zekere snelheid. De aantrekkingskracht van de Aarde heeft geen invloed op bv het teruglopen van de snelheid en zijn zwaartekracht richting Aarde is beperkt. Dit resulteert zich in een kromming in de weg die de satelliet volgt. Dat betekent dat wanneer je een satelliet in een baan om de aarde brengt er voldoende snelheid moet zijn, zodat de kromming gelijk is aan die van de aarde. Om een satelliet in de goede baan te manoeuvreren zijn meerdere fases nodig met voortdurende bijstellingen. Hierna zullen we op een aantal van die fases ingaan.

FASE 1 - Lancering:
De functie van de lanceerraket is om de satelliet voldoende snelheid te geven om eerst in een voorlopige baan te brengen, voordat hij de geostationaire baan bereikt.De lancering bestaat uit verschillende stappen. De raket gaat met verschillende stappen naar zijn einddoel en zal de niet meer benodigde onderdelen afstoten om zo voldoende (vooruitstuwende) kracht over te houden en brandstof te besparen.

Stap 1:
De raket schiet door de atmosfeer de ruimte in. Het doel van deze stap is om de luchtweerstand te overwinnen en de luchtlagen te doorbreken.

Stap 2:
Dit houdt in, een eerste horizontale aanzet/ versnelling voor een duur minder dan 2 minuten. Belangrijkste functie van deze stap is om 'n grotere snelheid te krijgen voor 'n grotere opstuwing naar grote hoogte. Het punt dichts bij aarde, wat perigeum wordt  genoemd (200km), moet minstens worden bereikt om zijn elliptische baan te bereiken. De raket is in een horizontale positie en is klaar voor de volgende stap. Op dit punt wordt een beschermende schild, ter voorkoming van atmosferische wrijving, afgekoppeld/afgestoten.

Stap 3:
Dit houdt in, de snelheid wordt opgevoerd (in 12 min.) naar een goede baan (orbit)-snelheid. Het verst gelegen punt (orbital position) die hij bereikt heet het apogeum (36000 km). Wanneer de juiste snelheid is bereikt worden de motoren afgezet. Nu behoudt de satelliet z'n correcte positie door te roteren.

FASE 2 Afstemming en geostationaire positie:
Voordat de satelliet de geostationaire positie bereikt, wordt hij eerst naar de hoogste positie van de elliptische baan gebracht. Dit is de "transfer orbit". Deze heeft 2 specifieke punten nl: Perigeum (punt dichts bij de aarde-200 km) en Apogeum (punt verst van de aarde af-36000 km). Ook in deze stap worden er vele afstemmingen/ bijstellingen vanaf de aarde gemaakt. De motoren aan boord worden gebruikt om in de apogeum te komen.


FASE 3 In baan testen en testen/ instellen van de satelliet:
In deze fase wordt de satelliet operationeel. De zonnepanelen worden uitgevouwen en de zendantennes worden aangezet. Alle functies worden nu doorlopen om er zeker van te zijn dat alle vitale onderdelen goed werken.

terug

Satelliet controllers

De levensduur van de satelliet begint pas echt als hij in zijn baan om de Aarde is. De satelliet is blootgesteld aan extreme omstandigheden (-100° tot +200°), niet te vergeten dat na de lancering er geen stuwing / aandrijving van de raket meer is. Elke fout in dit stadium kan fatale gevolgen hebben en het is heel makkelijk het zeer belangrijke werk in het controlecentrum te vergeten. Ook na het operationeel worden van de satelliet gaat dit werk door.De transmissie en onderhoud van de 100-den kanalen hangt af van het werk dat in deze "control rooms" gedaan wordt.

terug

24 uur per dag statuscontrole van de satelliet

Om de gebruikers/kijkers, die hun favoriete programma's kijken, bescherming te bieden zonder onderbrekingen, worden er vanuit het controlecentrum alle programma's 24 uur per dag, 365 dagen per jaar gemonitored. Er bestaat dus ook 24 uur per dag contact tussen dit centrum en de verschillende sensoren aan boord van de satelliet(en). Ook wordt de verzamelde data door de sensoren, door de satelliet verstuurd naar 1 van de 3 "Earth stations" en vervolgens naar het satellietcontrolecentrum gestuurd om  geanalyseerd te kunnen worden. Dit centrum is in staat, om de satelliet vanaf de grond te besturen.

terug

Hoe blijft  de satelliet op z'n plaats

Een van de essentiële taken van de controleurs is om een eventuele afwijking omtrent de positie te voorkomen. Om uw ontvangstantenne niet bij te hoeven stellen/draaien, zal de satelliet binnen een denkbeeldige ruimte van 150 km² gehouden moeten worden en dat zo'n 36.000 km boven de aarde. Een heleboel factoren kunnen de baan en de positie van de satelliet op deze baan beïnvloeden. Zoals: De zwaartekracht van zon en maan, onregelmatige aantrekkingskracht van de aarde en zonnewind. Zulke verstoringen resulteren in een afwijking van de positie en heeft de volgende consequenties voor de bewegingen over z'n 3 assen (X-, Y- en Z-as): lengtedrift van de satelliet, veranderingen in het baanvlak en toenemende afwijkingen uit z'n centrale punt. Het controlecentrum waakt daarom voortdurend op al deze feiten.
De satelliet is uitgerust met een centrale computer en aangesloten sensoren om zelf correcties uit te voeren, maar menselijk ingrijpen blijft onmisbaar. Elke 2 weken zal het nodig zijn om een satelliet kleine correcties te geven. De kleine "gasjetmotoren" aan boord zorgen dan voor de juiste beweging om weer in de goede baan te komen.

terug

Voorbereiding op verduistering

In de herfst en in het voorjaar, als de dag en nacht even lang duren, zullen de zonnepanelen gedurende 4 - 72 minuten per dag geen zonnestralen kunnen ontvangen. Dit vindt plaats in een periode van totaal 46 dagen. Het resultaat hiervan is tijdelijk geen gebruik kunnen maken van zijn hoofdkrachtbron, en een belangrijke daling van z'n temperatuur. Om deze periodes van het jaar aan te kunnen, zal het controlecentrum de apparatuur aanpassen. Zij zal de volgende acties ondernemen: Ze gaan na of de back-up batterijen/accu's voldoende energie hebben om de satelliet gelijkwaardig te kunnen voeden. Deze worden bij normaal bedrijf, opgeladen door de zonnepanelen. De accu's zullen minimaal 65 A/h per transponder kunnen leveren om het continu doorzenden te kunnen garanderen. Het herconfigureren van het verwarmingssysteem om de interne temperatuur tussen 0 en 20° C te houden, terwijl de buitentemperatuur kan dalen tot -100° C. Dit houdt in, dat alle systemen aan boord normaal kunnen functioneren.

terug

Onderlinge afstand
In onderstaande tabel de door de CCIR aanbevolen onderlinge afstand tussen twee satellieten.

terug

Gereserveerde Frequenties voor (mobiele en vaste) Satellietverbindingen (WARC 1979).

a       = aeronoutical
BS    = Broadcasting Satellites
DBS = Direct Broadcasting Satellietes
FSS  = Fixed Satellites Services
ISL   = Inter-Satellites Links
LM   = Land - Mobile
MM  = Maritime- Mobile
MS   = Mobile Services

terug

terug

Antennewinst en Bundelbreedte van schotels bij 12 GHz.