Vệ tinh Ngày càng nhỏ hơn: Kích thước Hubble đến Starlink và nhỏ hơn.

0
86

Ngày 4 tháng 10 năm 1957, Liên Xô phóng vệ tinh nhân tạo trước tiên trên toàn cầu, Sputnik 1. Nó nặng 83,6 kg, đường kính khoảng 58 cm & sử dụng công suất 1 watt. Theo thời gian, các vệ tinh ngày càng tiến triển về kích cỡ & độ cầu kỳ, nhưng thiên hướng gần đây là chúng thu nhỏ lại. Hubble nặng 11.110 kg & 13,2 m x 4,2 m & ước tính ban đầu với ngân sách 400 triệu USD Mỹ. Để xem qua, kính viễn vọng không gian Hubble có kích cỡ bằng một chiếc xe buýt tp hoặc đầu kéo của xe đầu kéo.

Kính viễn vọng không gian Hubble Kính viễn vọng không gian Hubble, được chụp bởi tàu con thoi Discovery. Tháng 4 năm 1990 NASA

Với các hệ thống cầu kỳ lớn, ngân sách vượt mức, việc tối ưu hóa kiến trúc & những thách thức khác đã nâng ngân sách ước tính của kính viễn vọng Không gian Hubble lên hơn 4,7 tỷ USD vào thời điểm nó phóng vào ngày 24 tháng 4 năm 1990. Ngân sách sửa chữa & bảo dưỡng kính thiên văn vũ trụ đã làm tăng ngân sách ít nhất 5 tỷ USD khác vào năm 2010. Với ngân sách đồ sộ như thế, cộng đồng không gian cần phải tìm một biện pháp thay thế cho các vệ tinh lớn khi có thể. Việc thu nhỏ các vệ tinh đang biến đổi cách tất cả chúng ta tiếp cận không gian.

Chẳng hạn tóm lược về một số kích cỡ vệ tinh khác nhau

Khuynh hướng giảm quy mô này đã trổ tài trong thị trường vệ tinh thương mại. Inmarsat-4A F4 (Được chế tác bởi Thales Alenia Space) là một tàu liên lạc lớn 6.649 kg do công ty tư vấn du học Inmarsat có trụ sở tại Anh cộng tác với Đơn vị Vũ trụ Châu Âu vận hành. Nó được phóng bởi Ariane 5, một phương tiện phóng hạng nặng của châu Âu vào năm 2013. Inmarsat-4A F4 đã được mang vào quỹ đạo địa tĩnh 35.786 km để phân phối thông tin liên lạc di động đến châu Phi & các khu vực của châu Âu & châu Á. Bằng phương pháp để vệ tinh đứng yên đối với mặt đất, thiết bị mặt đất luôn biết điểm phải chỉ (giúp KH đơn giản hơn). Các vệ tinh này cũng có thể bao phủ một khu vực mênh mang dựa theo khoảng cách của chúng với hành tinh.

XEM THÊM  [Wiki] Ngư lôi là gì? Chi tiết về Ngư lôi update 2021

Điểm yếu của các vệ tinh GEO to hơn

Vậy ngoài ngân sách, điểm yếu là gì? Một số thách thức với các vệ tinh địa tĩnh to hơn là chúng bị giới hạn các tùy chọn phóng do khối lượng lớn. Khối lượng càng nhiều & quỹ đạo càng cao thì hoả tiễn càng mạnh. Do vậy, các vệ tinh địa tĩnh lớn này thường được nâng lên bằng các phương tiện phóng hạng nặng hoặc siêu nặng. Các tín hiệu khoảng cách cần đến vệ tinh & để vệ tinh comment dẫn theo độ trễ, có thể to hơn nửa giây độ trễ. Vì vệ tinh là một khoản đầu tư lớn, tuổi thọ cao & thí nghiệm rộng rãi đã được thực hiện để giúp cắt giảm tổn thất tài sản có giá trị. Thật không may, đã có một số trường hợp vệ tinh bị lỗi, trong lúc phóng hoặc trong lúc hoạt động. Các vệ tinh, sau thời điểm được thực hiện với vòng đời hoạt động của chúng, sau đó cần được khử quỹ đạo hoặc đặt vào quỹ đạo nghĩa địa, với mong chờ cắt giảm va chạm & tạo nên các mảnh vỡ quỹ đạo.

Đến gần hơn với KH

Vệ tinh O3b được đặt ở độ cao 8.000 km xuôi theo đường xích đạo & gần Địa cầu hơn 4 lần đối với vệ tinh trên quỹ đạo địa tĩnh. Hoạt động trên băng tần Ka, họ phân phối các dịch vụ viễn thông & connect Internet với vận tốc như cáp quang trên toàn thế giới. Credit Thales Alenia Space

XEM THÊM  [Wiki] Kính thiên văn Chân trời sự kiện là gì? Chi tiết về Kính thiên văn Chân trời sự kiện update 2021

Với phấn đấu cải tạo, O3b (nay là SES Networks) đã chọn một kế hoạch khác. Vào năm 2013, sự bắt đầu của một mạng lưới các vệ tinh tầm trung 700kg bé hơn được đặt trong Quỹ đạo Địa cầu Bình quân 8063 km đã tìm cách tối ưu hóa các hoạt động của liên lạc vệ tinh. Bằng cách hạ thấp khối lượng vệ tinh đi một phần mười, cùng một phương tiện phóng có thể nâng số lượng vệ tinh gấp mười lần. Bằng cách giảm độ cao của quỹ đạo, các yêu cầu so với phương tiện phóng cũng được cắt giảm. Lợi nhuận cuối cùng là các vệ tinh cũng giảm độ trễ & với một mạng lưới các vệ tinh, mạng lưới của chúng có thể tăng phạm vi phủ sóng.

SpaceX đã gia nhập thiên hướng này với Starlink. 60 vệ tinh Starlink được xếp chồng lên nhau để phóng lên Quỹ đạo Địa cầu Thấp . Sự phối hợp của khối lượng thấp hơn & quỹ đạo gần hơn là một yếu tố biến đổi cuộc chơi. Trước đó, các vệ tinh liên lạc như Starlink sử dụng băng tần Ku & Ka được đặt ở quỹ đạo cao hơn & vệ tinh to hơn. Điểm yếu của quỹ đạo gần hơn, này là ít có thể “nhìn thấy” hoặc che phủ Địa cầu bởi vệ tinh riêng rẽ. Bên cạnh đó, một chòm sao lớn quay quanh trong LEO có thể làm việc bên nhau để phân phối phạm vi phủ sóng tốt hơn với độ trễ thấp hơn.

Một số lợi thế của vệ tinh bé hơn ở quỹ đạo thấp hơn:

Starlink phân phối truyền thông vệ thấu hiểu lượng cao (HTS) có thể phân phối dịch vụ internet đường truyền rộng có độ trễ thấp cho phạm vi phủ sóng toàn thế giới. Việc giải quyết các Nguyên vật liệu nhỏ như Starlink trong thời gian cuối tuổi thọ ít được quan tâm vì vệ tinh có thể được khử hấp thụ một cách an toàn trên biển khơi. Hai mối quan tâm lớn so với các chòm sao lớn như Starlink là khả năng va chạm tăng trưởng trên quỹ đạo dẫn theo các trường mảnh vụn có thể gây nguy cơ cho các vệ tinh khác. Mối quan tâm chính cuối cùng là từ các nhà thiên văn học hiện đang thường xuyên xem xét các vệ tinh Starlink trong lúc họ thích xem các thiên thể hơn.

XEM THÊM  Top 30 phim du hành vượt thời gian hay nhất mọi thời đại

SpaceX có thể phóng song song 60 vệ tinh Starlink vào Quỹ đạo Địa cầu thấp chứ không phải một Vệ tinh như Inmarsat-4A F4. Một chiếc Falcon 9 có sức nâng khoảng 15.600kg & 60 vệ tinh vừa khít với khả năng phóng của một chiếc Falcon 9. SpaceX cần nhiều vệ tinh được phóng hơn để phân phối vùng phủ sóng liên tục, chính vì thế này là một điểm yếu tạm thời của Starlink.

Hệ thống SpaceX Starlink đang được triển khai trong không gian. Credit SpaceX

Phóng nhiều vệ tinh song song giống như SpaceX đã làm với vệ tinh Starlink, SpaceX đã khởi đầu marketing chương trình chia sẻ vệ tinh Smallsat. $ 1 triệu cho 200kg đến SSO với khối lượng bổ sung là $ 5k / kg. SpaceX đang phân phối quyền truy cập vào LEO, GTO & TLI có thiên hướng bình quân. Các vệ tinh bé hơn cũng có thể được làm chủ bởi các phương tiện phóng bé hơn có thể phân phối các dịch vụ phóng chuyên dụng hoặc các chuyến du ngoạn chung nhỏ cùng triệu chứng. Một số công ty tư vấn du học đang phân phối hoặc tiến triển dịch vụ bao gồm RocketLab, Firefly Aerospace & Virgin Orbit.

Trong phần hai của bài nhận xét về kích cỡ Vệ tinh, tất cả chúng ta sẽ đi sâu vào các vệ tinh bé hơn nữa. Chúng tôi sẽ suy xét cuộc cách mạng CubeSat & giảm thêm kích cỡ để PocketQubes có thể vừa với túi của các bạn giống như những chiếc được tiến triển bởi Alba Orbital.

Được xuất bản lần đầu tại https://westeastspace.com vào ngày 2 tháng 4 năm 2020.

Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Khoa học vũ trụ