RU2474959C2 - Способ радиосвязи с землей постоянно действующей обитаемой базы на обратной (невидимой) стороне луны и система для осуществления данного способа - Google Patents
Способ радиосвязи с землей постоянно действующей обитаемой базы на обратной (невидимой) стороне луны и система для осуществления данного способа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474959C2 RU2474959C2 RU2011119030/07A RU2011119030A RU2474959C2 RU 2474959 C2 RU2474959 C2 RU 2474959C2 RU 2011119030/07 A RU2011119030/07 A RU 2011119030/07A RU 2011119030 A RU2011119030 A RU 2011119030A RU 2474959 C2 RU2474959 C2 RU 2474959C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- moon
- earth
- lunar
- satellite
- relay
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radio Relay Systems (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технике связи. Технический результат состоит в создании постоянной радиосвязи лунной базы на обратной стороне Луны. Для этого три лунных спутника-ретранслятора выведены в точки либрации системы Луна-Земля, через которые осуществляется связь расположенной на обратной стороне Луны лунной базы с земными станциями. Причем первый спутник-ретранслятор расположен на условной оси Земля-Луна с противоположной от Земли стороны и соединен радиоканалом VHF, Ка и Кu диапазонов с ретрансляционной станцией и удаленными станциями. Второй спутник-ретранслятор расположен на орбите Луны, опережая Луну по ходу движения на 60 градусов относительно условной оси Земля-Луна. Третий спутник-ретранслятор расположен на орбите Луны с отставанием от Луны по ходу движения на 60 градусов относительно условной оси Земля-Луна. Связь с Землей происходит при помощи системы радиосвязи по каналам: приемопередающая станция связи Земли - второй спутник-ретранслятор - первый спутник-ретранслятор - ретрансляционная станция и приемопередающая станция связи Земли - третий спутник-ретранслятор - первый спутник-ретранслятор - ретрансляционная станция, одновременно система связи осуществляет связь с подвижными объектами на поверхности Луны. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области космонавтики, а именно к системам космической радиосвязи. В программах освоения Луны, разрабатываемых рядом передовых стран, в том числе Российской Федерацией, одним из первых шагов является создание постоянно действующей обитаемой лунной базы (ПЛБ) на видимой стороне Луны. Следующим шагом станет создание обитаемой лунной базы на обратной стороне Луны.
Из уровня техники известно изобретение «Спутниковая система связи», патент JP 09-223995 опубл. 26.08.1997, в котором система связи обеспечивает непрерывную связь между Луной и Землей, включая объекты, находящиеся на обратной (невидимой) стороне Луны, с помощью станций, находящихся на видимой стороне поверхности Луны и поверхности Земли, и спутников-ретрансляторов, одного на стационарной орбите Луны и двух на геостационарной орбите Луны и двух на геостационарных орбитах Земли, сдвинутых по широте на 120°. Недостатком изобретения является использование спутников-ретрансляторов на стационарных орбитах Луны, так как вследствие особенностей гравитационного взаимодействия Луны и Земли стационарные орбиты Луны неустойчивы и не могут использоваться для размещения на них спутников-ретрансляторов.
Технический результат заявленного изобретения заключается в создании постоянной радиосвязи лунной базы на обратной стороне Луны с Землей.
Технический результат достигается тем, что способ радиосвязи с Землей постоянно действующей обитаемой базы на обратной (невидимой) стороне Луны. заключающийся в том, что три лунных спутника-ретранслятора размещают в точках либрации системы Земля-Луна, причем первый лунный спутник-ретранслятор расположен на условной оси Земля-Луна с противоположной от Земли стороны, второй лунный спутник-ретранслятор расположен на орбите Луны, опережая Луну по ходу движения на 60 градусов относительно условной оси Земля-Луна, третий лунный спутник-ретранслятор расположен на орбите Луны с отставанием от Луны по ходу движения на 60 градусов относительно условной оси Земля-Луна, при этом радиосвязь с Землей осуществляется одновременно по двум каналам: приемопередающая станция связи Земли - второй лунный спутник-ретранслятор - первый лунный спутник-ретранслятор - ретрансляционная станция и приемопередающая станция связи Земли - третий лунный спутник-ретранслятор - первый лунный спутник-ретранслятор - ретрансляционная станция, связь с подвижными объектами на поверхности Луны осуществляется через первый лунный спутник-ретранслятор по радиоканалам Ka и Ku диапазонов через ретрансляционную станцию, расположенную на обратной стороне Луны, и удаленные станции, распложенные на Луне.
Система для реализации способа радиосвязи с Землей постоянно действующей обитаемой базы на обратной стороне Луны включает в себя ретрансляционную станцию, расположенную на обратной стороне Луны, три лунных спутника-ретранслятора, через которые осуществляется связь расположенной на обратной стороне Луны лунной базы с земными станциями, при этом приемопередающая станция связи Земли соединена радиосвязью со вторым лунным спутником-ретранслятором, второй лунный спутник-ретранслятор соединен радиосвязью с первым лунным спутником-ретранслятором, первый лунный спутник-ретранслятор соединен радиосвязью с ретрансляционной станцией, приемопередающая станция связи Земли соединена радиосвязью с третьим лунным спутником-ретранслятором, третий лунный спутник-ретранслятор соединен радиосвязью с первым лунным спутником-ретранслятором, при этом связь с подвижными объектами на поверхности Луны осуществляется через первый лунный спутник-ретранслятор по радиоканалам Ka и Ku диапазонов через ретрансляционную станцию и удаленные станции.
Размещают лунные спутники-ретрансляторы (ЛСР) для связи ПЛБ с Землей в точках либрации системы Земля-Луна, в которых выполняется требование одновременной видимости Земли и ПЛБ, расположенной на обратной стороне Луны (точки Лагранжа L2 (поз.1), L4 (поз.2), L5 (поз.3), см. фиг.1).
Точка L1 (поз.4, фиг.1) расположена на условной оси Земля-Луна на расстоянии 56, 5 тысяч км от центра масс Луны со стороны Земли.
Точка L2 расположена на условной оси Земля-Луна на расстоянии 65, 9 тысяч км от центра масс Луны с противоположной от Земли стороны.
Точка L3 (поз.5, фиг.1) расположена на пересечении условной оси Земля-Луна с орбитой Луны противоположной от Луны стороны.
Точка L4 расположена на орбите Луны, опережая Луну по ходу движения на 60 градусов.
Точка L5 расположена на орбите Луны с отставанием от Луны на 60 градусов.
Используются одновременно два канала связи с Землей, что повышает надежность системы связи и повышает ее пропускную способность. При этом каналы выглядят следующим образом. Первый канал: Земля - ЛСР2 (точка либрации L4) - ЛСР1 (точка либрации L2) - ретрансляционная станция (PC) на территории ЛБ. Второй канал: Земля - ЛСР3 (точка либрации L5) - ЛСР1 (точка либрации L2) - ретрансляционная станция.
Для построения системы связи ПЛБ - Земля мог бы использоваться спутник-ретранслятор, располагаемый в точке либрации L2. Но при использовании точки L2 Луна будет частично экранировать радиолинию ЛСР - Земля.
Поэтому в системе радиосвязи ПЛБ с Землей предлагается использовать ЛСР, располагаемые в трех точках либрации L2, L4, L5, (см. фиг.1).
Аналогично строится дублирующий канал связи Земля - ПЛБ через ЛСР3 (точка либрации L5), ЛСР1 и ретрансляционную станцию (PC).
Такое построение радиоканалов Земля - ПЛБ решает задачи обеспечения высокой надежности системы связи путем частичного дублирования радиолиний либо удвоения суммарной пропускной способности при передаче по радиоканалам Земля - ПЛБ через ЛСР2 и ЛСР3 различной информации.
В целом система радиосвязи ПЛБ должна обеспечить постоянный обмен информацией между ПЛБ и Землей. Для решения этой задачи в состав системы постоянно действующей обитаемой базы на обратной стороне Луны войдут следующие подсистемы: подсистема магистральной связи с Землей через ЛСР: подсистема связи с подвижными объектами на поверхности Луны (космонавты, луноходы) и наиболее удаленными объектами ПЛБ (полигон исследования лунного грунта, взлетно-посадочный комплекс). Структура подсистемы магистральной связи с Землей (ПМС) представлена на фиг 2. Ретрансляционная станция (PC) (9 на. фиг.2) в составе подсистемы поддерживает постоянную связь с Землей через лунные спутники-ретрансляторы ЛСР1 ЛСР2 и ЛСР3 (см. 6, 7, 8 на фиг.2). Таким образом, спутник ЛСР1 (6) функционально входит как в состав подсистемы магистральной связи с Землей, так и в состав подсистемы связи с удаленными и подвижными объектами. При этом он имеет отдельные антенны и транспондеры для работы в указанных системах, за исключением радиоканала ЛСР1 - PC. который является общим для обеих подсистем.
На Земле устанавливаются три приемопередающие станции связи (10, 11, 12, см. фиг.2), разнесенные по долготе на 120о и ведущие связь с ПЛБ поочередно, по мере вращения Земли и Луны.
Для создания подсистемы связи с подвижными и удаленными объектами (см. фиг.3) используется лунный спутник-ретранслятор ЛСР1 (поз.13. фиг.3), выводимый в точку либрации L2 (поз.14, фиг.3), отстоящую от поверхности Луны на 64 тыс. км. При этом видимая подспутниковая область составит часть сферы на поверхности невидимой части Луны.
В этой области должна быть расположена ПЛБ (поз.15, фиг.3) и находиться все объекты, с которыми необходимо поддерживать связь.
При выходе космонавтов на поверхность Луны обеспечивается телефонная связь с каждым из них и прием биотелеметрической информации о состоянии здоровья космонавта.
В состав объектов, удаленных от основной части ПЛБ, входят радиостанции для связи с подсистемой сбора, обмена и обработки информации через ЛСР1. Эти радиостанции имеют наименование - удаленные станции (УС).
При работе с луноходами и удаленными неподвижными станциями (УС) необходимо обеспечить обмен с ними достаточно большим объемом информации, что требует использования в радиоканалах остронаправленных антенн.
Антенны УС будут постоянно направлены на ЛСР1, а антеннам луноходов необходимо обеспечить автоматическое наведение на ЛСР1.
Использование остронаправленной антенны с автоматическим наведением в скафандре практически невозможно. Поэтому, учитывая, что объем информации обмена с космонавтами невелик, в каналах связи с космонавтами целесообразно использовать метровый диапазон радиоволн, в котором достаточно просто обеспечивается конструкция всенаправленной антенны.
Для обмена информацией с космонавтами, луноходами и удаленными станциями на ЛСР1 устанавливаются два отдельных трансподера с выходами на приемопередающие антенны метрового и Ku-диапазонов.
В радиолиниях ЛСР - PC циркулирует максимальный объем информации, который складывается из потоков информации, передаваемых с Земли на ПЛБ по двум спутниковым каналам, и потоков информации между ПЛБ и удаленными станциями, луноходами и космонавтами. В радиолиниях ЛСР - PC целесообразно использовать Ka-диапазон радиоволн и фазовую модуляцию BPSK.
Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет обеспечить постоянную радиосвязь ПЛБ с Землей, а также обеспечить постоянную радиосвязь ПЛБ с подвижными и неподвижными объектами, находящимися на поверхности Луны.
Claims (2)
1. Способ радиосвязи с Землей постоянно действующей обитаемой базы на обратной (невидимой) стороне Луны, заключающийся в том, что три лунных спутника-ретранслятора размещают в точках либрации системы Земля - Луна, причем первый лунный спутник-ретранслятор расположен на условной оси Земля - Луна с противоположной от Земли стороны, второй лунный спутник-ретранслятор расположен на орбите Луны, опережая Луну по ходу движения на 60 градусов относительно условной оси Земля - Луна, третий лунный спутник-ретранслятор расположен на орбите Луны, с отставанием от Луны по ходу движения на 60 градусов относительно условной оси Земля - Луна, при этом радиосвязь с Землей осуществляется одновременно по двум каналам: приемопередающая станция связи Земли - второй лунный спутник-ретранслятор - первый лунный спутник-ретранслятор - ретрансляционная станция и приемопередающая станция связи Земли - третий лунный спутник-ретранслятор - первый лунный спутник-ретранслятор - ретрансляционная станция, связь с подвижными объектами на поверхности Луны осуществляется через первый лунный спутник-ретранслятор по радиоканалам Ка и Ки диапазонов через ретрансляционную станцию, расположенную на обратной стороне Луни, и удаленные станции, расположенные на Луне.
2. Система радиосвязи с Землей постоянно действующей обитаемой базы на обратной невидимой стороне Луны включает в себя ретрансляционную станцию, расположенную на обратной стороне Луны, три лунных спутника-ретранслятора, через которые осуществляется связь расположенной на обратной стороне Луны лунной базы с земными станциями, при этом приемопередающая станция связи Земли соединена радиосвязью со вторым лунным спутником-ретранслятором, второй лунный спутник-ретранслятор соединен радиосвязью с первым лунным спутником-ретранслятором, первый лунный спутник-ретранслятор соединен радиосвязью с ретрансляционной станцией, приемопередающая станция связи Земли соединена радиосвязью с третьим лунным спутником-ретранслятором, третий лунный спутник-ретранслятор соединен радиосвязью с первым лунным спутником-ретранслятором, при этом связь с подвижными объектами на поверхности Луны осуществляется через первый лунный спутник-ретранслятор по радиоканалам Ка и Ки диапазонов через ретрансляционную станцию и удаленные станции.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011119030/07A RU2474959C2 (ru) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Способ радиосвязи с землей постоянно действующей обитаемой базы на обратной (невидимой) стороне луны и система для осуществления данного способа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011119030/07A RU2474959C2 (ru) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Способ радиосвязи с землей постоянно действующей обитаемой базы на обратной (невидимой) стороне луны и система для осуществления данного способа |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011119030A RU2011119030A (ru) | 2012-11-20 |
| RU2474959C2 true RU2474959C2 (ru) | 2013-02-10 |
Family
ID=47322865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011119030/07A RU2474959C2 (ru) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Способ радиосвязи с землей постоянно действующей обитаемой базы на обратной (невидимой) стороне луны и система для осуществления данного способа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2474959C2 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2633911C2 (ru) * | 2016-03-04 | 2017-10-19 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Цифровой комплекс спутниковой системы связи |
| RU2715411C2 (ru) * | 2018-03-12 | 2020-02-28 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Цифровой комплекс спутниковой системы связи |
| RU2735874C1 (ru) * | 2020-07-07 | 2020-11-09 | Владимир Федорович Петрищев | Космический аппарат, осуществляющий информационное обеспечение массовой доставки туристов с окололунной орбиты на обратную сторону луны и последующего возвращения на землю |
| RU2738263C1 (ru) * | 2020-04-27 | 2020-12-11 | Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва» | Способ построения космической системы ретрансляции информации между земными станциями и абонентскими терминалами |
| RU2752753C1 (ru) * | 2020-08-14 | 2021-08-02 | Игорь Николаевич Пантелеймонов | Способ организации связи с объектами, расположенными на орбите и поверхности планеты или спутника планеты, и система дальней космической связи для осуществления данного способа |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115483973A (zh) * | 2022-09-13 | 2022-12-16 | 广州爱浦路网络技术有限公司 | 一种地月通信系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09223995A (ja) * | 1996-02-15 | 1997-08-26 | Nec Corp | 衛星通信システム |
| RU2112718C1 (ru) * | 1996-08-16 | 1998-06-10 | Александр Анатольевич Расновский | Способ достижения устойчивого развития и защиты земли от опасных космических объектов и система для достижения устойчивого развития цивилизации |
-
2011
- 2011-05-12 RU RU2011119030/07A patent/RU2474959C2/ru active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09223995A (ja) * | 1996-02-15 | 1997-08-26 | Nec Corp | 衛星通信システム |
| RU2112718C1 (ru) * | 1996-08-16 | 1998-06-10 | Александр Анатольевич Расновский | Способ достижения устойчивого развития и защиты земли от опасных космических объектов и система для достижения устойчивого развития цивилизации |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| БРЫКОВ А. Станция в точке либрации. - Авиация и Космонавтика, No.7, 1987, с.42, 43, рис.1, 2. * |
| БРЫКОВ А. Станция в точке либрации. - Авиация и Космонавтика, №7, 1987, с.42, 43, рис.1, 2. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2633911C2 (ru) * | 2016-03-04 | 2017-10-19 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Цифровой комплекс спутниковой системы связи |
| RU2715411C2 (ru) * | 2018-03-12 | 2020-02-28 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Цифровой комплекс спутниковой системы связи |
| RU2738263C1 (ru) * | 2020-04-27 | 2020-12-11 | Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва» | Способ построения космической системы ретрансляции информации между земными станциями и абонентскими терминалами |
| RU2735874C1 (ru) * | 2020-07-07 | 2020-11-09 | Владимир Федорович Петрищев | Космический аппарат, осуществляющий информационное обеспечение массовой доставки туристов с окололунной орбиты на обратную сторону луны и последующего возвращения на землю |
| RU2752753C1 (ru) * | 2020-08-14 | 2021-08-02 | Игорь Николаевич Пантелеймонов | Способ организации связи с объектами, расположенными на орбите и поверхности планеты или спутника планеты, и система дальней космической связи для осуществления данного способа |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011119030A (ru) | 2012-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2474959C2 (ru) | Способ радиосвязи с землей постоянно действующей обитаемой базы на обратной (невидимой) стороне луны и система для осуществления данного способа | |
| MX2020005990A (es) | Sistemas y metodos de transmision de datos mediante el uso de enlaces de radio satelite a satelite. | |
| US10512021B2 (en) | System and method for providing continuous communications access to satellites in geocentric, non-geosynchronous orbits | |
| US20170373754A1 (en) | System and method for communicating with deep space spacecraft using spaced based communications system | |
| EP3419899B1 (en) | Inclined geosynchronous orbit spacecraft constellations | |
| Giordano et al. | The Lunar Pathfinder PNT experiment and Moonlight navigation service: The future of lunar position, navigation and timing | |
| US10536674B2 (en) | Low earth orbiting spacecraft with a dual-use directional antenna | |
| Enderle et al. | Space user visibility benefits of the multi-GNSS Space Service Volume: An internationally-coordinated, global and mission-specific analysis | |
| Schonfeldt et al. | A system study about a lunar navigation satellite transmitter system | |
| Sirbu et al. | Evaluation of different satellite navigation methods for the Moon in the future exploration age | |
| Giordano et al. | Orbit determination and time synchronisation in lunar orbit with GNSS-Lunar Pathfinder experiment | |
| Stallo et al. | Candidate system concepts for a lunar satellite navigation system | |
| Stadter et al. | A weak-signal GPS architecture for lunar navigation and communication systems | |
| Flanegan et al. | NASA lunar communication and navigation architecture | |
| Draim et al. | Demonstration of the Cobra Teardrop concept using two smallsats in 8-hour elliptic orbits | |
| Baldwin et al. | Space Communications in Support of the Artemis Program | |
| Martin-Mur et al. | Using optical communications links for deep-space navigation | |
| Schier | NASA's Lunar Space Communication and Navigation Architecture | |
| Cheung et al. | Ground-assisted position navigation and timing (pnt) for moon and mars | |
| Jasper et al. | Data production on past and future NASA missions | |
| Kudriashov et al. | System design progress in the event horizon imaging using the concept of space-to-space VLBI from medium earth orbits | |
| Molli et al. | Navigation Performance of Low Lunar Orbit Satellites Using a Lunar Radio Navigation Satellite System | |
| RU2475957C1 (ru) | Способ обеспечения постоянной радиосвязи обитаемой базы на поверхности марса с землей и система для осуществления данного способа | |
| Korobchak et al. | Method of construction constellations satellite communication system | |
| Männel et al. | E-GRIP: A Highly Elliptical Orbit Satellite Mission for Co-location in Space |