Az űrtávközlés műszaki oldalai (2. rész)
(Rovat: Lássuk és halljuk egymást - 2020.06.26 07:15.)

A fejlődési tendenciákból látható, hogy a műholdas távközlés megvalósításának két kritikus műszaki alapja van: a pályapozíciók és a frekvenciák.

A rádiófrekvenciás spektrumhoz hasonlóan a Föld körül a geostacionárius pálya is korlátozott természeti erőforrás. Mindkettőt tisztességesen és zavarmentes módon kell megosztani. 1963-ban az ITU rendkívüli adminisztratív konferenciát szervezett az űrkommunikációról, ahol frekvenciákat különített el a különféle szolgáltatások számára. A későbbi konferenciák további pályapozíciókat jelöltek ki és határozatokat adtak ki a műholdas pályapozíciók használatára vonatkozóan.

A műholdak sokféle pályán helyezkedhetnek el, és rendkívül sokrétű feladatot láthatnak el. Az egyik legfontosabb pálya az ún. geostacionárius pálya. Itt a műholdak pontosan ugyanannyi idő alatt kerülik meg a Földet, mint amennyi idő alatt az egyszer megfordul a tengelye körül. Így ezek a műholdak a Földről nézve mindig az egyenlítő egy adott pontja felett helyezkednek el, mintegy 36 ezer km-es (3 földátmérő) magasságban.

A műholdas rádiótávközlés kezdeti időszakában a geostacionárius pálya elérése volt a fő cél és az első távközlési műholdakat erre a pályára állították.

Geostacionárius távközlési műholdak pályára állítása

1985-ben tartották meg az ORB-85 értekezletet, ahol a geostacionárius pályapozíciók elosztásának módszertani kérdéseit vitatták meg és megkezdődött az előkészítése a pályapozíciók világméretű kiosztásának. Három vezérlő elvet vettek figyelembe:

• az egyenlő hozzáférés elve alapján valamennyi ország méltányos és garantált hozzáférést biztosítson a geostacionáris műholdas pályapozícióra (GSO) és a pályát használó űrszolgáltatásokra,
• a már működő műholdakat, a hozzájuk tartozó lefedettséggel fogadja el a világ és legitim módon működjenek tovább, és
• legyen lehetőség a terven felül műholdas hálózatok létesítésére, amelyek ellátási területe egy körzetre terjedhet ki.

A WARC Orbit Konferencia második ülésének (WARC ORB-88) célja az első ülésen elfogadott alapelvek gyakorlati és megvalósítható kiosztására fordítása volt. Terv, amely az egyes ITU-tagországok számára egyetlen orbitális helyzetet és a hozzájuk tartozó frekvenciákat biztosítana egy belföldi szolgáltatásokat nyújtó nemzeti műhold számára.

Az ORB-88 résztvevői 1988-ban Genfben. (Forrás: ITU)

A konferencián kidolgozott kiosztási terv és az ahhoz kapcsolódó szabályozási rendelkezések nagy kihívást jelentettek. A kiosztási terv arra törekedett, hogy egyensúlyt találjon a különféle követelmények között, mint például a rugalmasság és a hozzáférés hosszú távú biztosítása.

A műholdas pozíciókat az egyenlítőre helyezték el, 6–7 fokos szeparációs távolságok tartásával. A tervezésnél alapvető szempont volt az egyenlő hozzáférés elve: minden országnak kiosztottak egy-egy pályapozíciót, amelyen az adott ország saját műholdat üzemeltethet. Minden pozícióhoz hozzárendeltek egy-egy rögzített paraméterekkel rendelkező nyalábot (angol elnevezéssel: spot vagy beam) a tervezett sávban, amely az adott ország lefedésére alkalmas. Ez a kiosztott pozíció elidegeníthetetlen, és az itt megvalósított szolgáltatások a zavartatások szempontjából védelmet élveznek.

Magyarország az állandó helyű műholdja (FSS) számára a 6,6° nyugati hosszúság fölötti (6,6°W) nemzeti pozíciót kapta. A műholdgyártás és -üzemeltetés magas költségei miatt az országok legnagyobb részével együtt Magyarország sem volt abban a helyzetben, hogy saját műholddal foglalja el a nemzeti pozíciót, így számos más ország pozícióival együtt a 6,6°W is kihasználatlan maradt.

Lényeges körülmény, hogy korábban a fizikailag létező műholddal még nem rendelkező pozíciók bizonyos feltételekkel elmozgathatók voltak. A számítások útján feltételezett zavartatás esetén egy, a zavarással potenciálisan érintett fél kezdeményezhette a kérdéses – műholddal nem rendelkező – másik pályapozíció elmozgatását. A magyar nemzeti pozíciót 1996-ban ilyen okokból 7,0°W-ra, majd később, 1999-ben 7,5°W-ra tolták el.

A HUNSTAR–1A főbb műszaki jellemzői a következők:

A HUNSTAR–1A 7,5°W pozícióhoz rendelt nyaláb lefedése a 4 GHz-es és a 11 GHz-es tartományban. A WARC ORB-88-on kiosztott pozíció technikai megnevezése: HNG00000, mely megjelenik az ITU-BR adatbázisából származó képek aláírásában is.

A konferencia feladata volt továbbá a műholdas műsorszórási szolgáltatás (BSS) feladó és lesugárzó frekvenciák (feeder-összeköttetési) tervének kidolgozása, ezáltal a közvetlen műholdas televíziós műsorszórásról szóló átfogó megállapodás teljesítése. A WARC ORB-88 egyik sikere a műholdas műsorszórási szolgáltató feeder-link terv elfogadása volt az 1. és a 3. régió számára. Ez kiegészítette a 2. régió feeder-link kapcsolatának tervét, amelyet a Rádiószabályzatba építettek be 1985-ben. Ezek a határozatok kiegészítették a műholdas műsorszolgáltatásról szóló, 1977-ben elfogadott megállapodást.

A rádióspektrum az űrtevékenység másik kritikus eleme. Szinte minden műhold felhasználja a rádióspektrum egy részét a Földdel vagy más műholdakkal való kommunikációhoz. Mivel a spektrum korlátozott természeti erőforrás, a földi és űrfelhasználók számának növekedése a frekvenciasávok zsúfoltságát eredményezheti, ami véletlen rádiófrekvenciás interferenciát okozhat. A rádióspektrum kezelése bonyolult szakmapolitikai kérdés, használatát nemzeti és nemzetközi szintű szervezetek felügyelik és koordinálják. Az egyre növekvő számú űripari szereplő és az űr iránti igény miatt a spektrum használatának szabályozása jelentős kihívást jelent a világűr fenntarthatóságának és biztonságának biztosítása szempontjából.

(Folytatjuk!)

Dr. Pados László, Dr. Vári Péter