Должны ли антенны на МКС постоянно перемещаться для поддержания каналов передачи данных?

В этой паре вопросов и ответов я вижу, что МКС может поддерживать каналы передачи данных на Землю через прямой доступ к наземным станциям, а также через геостационарную спутниковую сеть TDRSS .

Какие антенны используются на МКС для этих каналов? Они направленные? Должны ли они постоянно перемещаться, чтобы поддерживать прямую связь — например, в случае потокового просмотра в формате HDEV ? Мне интересно, являются ли они фазированными решетками, которыми можно управлять (потенциально очень быстро) электронным способом, или это более обычная тарелка на карданном подвесе, как на картинке ниже.

Я был взволнован, когда нашел это изображение через поиск в Google для GIF-файлов космической антенны, но оказалось, что это нечто совершенно другое . (тоже здесь )

введите описание изображения здесь

Ответы (2)

На американской стороне МКС есть несколько антенн для поддержки довольно сложной системы связи. Наиболее заметными являются две антенны с высоким коэффициентом усиления Ku-диапазона, которые представляют собой параболические антенны с шарнирным подвесом диаметром 6 футов по азимуту и ​​углу места, установленные на сегменте фермы Z1 (около центра фермы МКС). Эти антенны иногда называют SGANT (космос-земля).

введите описание изображения здесь

На протяжении большей части своей жизни у МКС был только один SGANT. Второй был поднят во время одной из более поздних миссий шаттла . Эта система передает видеоданные и экспериментальные данные на землю и, как правило, постоянно вращается, чтобы указать на выбранный геосинхронный спутник связи (т. е. TDRS).

В этом видео вы можете увидеть, как один из них отслеживает спутник TDRS (не обращайте внимания на выброс аммиака!)

В системе S-диапазона используются узлы поддержки антенн S-диапазона (SASA), которые содержат коническую антенну с высоким коэффициентом усиления и всенаправленную антенну. SASA также могут перемещаться по высоте и азимуту, чтобы указать на используемую TDRS. Они расположены на секциях фермы S1 и P1, ближе к центру фермы. S-диапазон используется для передачи голоса и данных.

введите описание изображения здесь

(Фото НАСА ISS021E033057, в настоящее время недоступно в сети)

На МКС также есть две сверхвысокочастотные антенны, которые в основном используются для связи с членами экипажа внекорабельной деятельности, ранее использовавшиеся для связи с орбитальным кораблем космического корабля "Шаттл". Это всенаправленные антенны без подвеса.

Моя информация о российской системе связи МКС очень ограничена и, возможно, устарела, но у них есть (или была) система, аналогичная системе S-диапазона под названием «Регул», которая связывается с российскими наземными станциями и бывшей спутниковой системой «Луч». Существует также российская система УВЧ, используемая для связи космос-космос.

Очень хорошо! При длине волны Ku-диапазона порядка 2 см эти SGANT должны отслеживать с точностью более 0,5 градуса. Если они направлены на землю, им приходится поворачиваться со скоростью до 1,3 градуса в секунду, а по направлению к TDRS — примерно в 100 раз медленнее. Вы знаете, есть ли у них доступ к наземным станциям? Вы упомянули об этом в своем предыдущем ответе , но я не знаю, имели ли вы в виду, что прямая трансляция иногда была прямой на землю или на TDRS, а затем на землю.
Я далек от эксперта по связи МКС, но я достаточно уверен, что SGANT никогда не использовались для прямой связи с наземными станциями, как по причине упомянутой вами скорости нарастания, так и потому, что система TDRSS предшествует МКС, поэтому не было бы повода. Является ли это возможным? Я не знаю.
Хорошо понял. Так что вообще потоковые данные скорее всего всегда (можно так сказать?) через TDRS. Действительно красивое фото!! PDF - файл действительно полезен (мне нравится изображение на странице 41, не уверен, настоящая ли это фотография или просто иллюстрация) - спасибо!
Я думаю, это точно. Может быть возможно отправить видео в системе s-диапазона, но это не нормальная работа. Намерением были данные видео и полезной нагрузки на Ku, голосовые и служебные данные на s-диапазоне, но они не всегда могут использоваться именно так.
Если они оба активны, один может захватить следующий спутник TDRS и установить связь до того, как другой потеряет связь с текущим TDRS, и поэтому непрерывная потоковая передача может быть возможной без перерывов. Но я предполагаю, что они предпочли бы оставить один в качестве резервного устройства, а не «изнашивать его».
Я полагаю, что они чередуются между системами двух диапазонов Ku с интервалом в шесть месяцев или около того. Также случайный комментарий - есть только 2 наземных терминала TDRSS, и они оба находятся в Уайт-Сэндс, Нью-Мексико.
Я также вижу наземные станции, перечисленные на Гуаме и Годдарде, в https://en.wikipedia.org/wiki/Tracking_and_Data_Relay_Satellite_System#Ground_segment , но я не знаю точности этой статьи. Я посмотрел на отдельные спутники в Википедии, но сдался, почти все они много перемещались. Завтра я проверю TLE, но кажется, что некоторые из этих мест для активных спутников недоступны даже из White Sands.
Не знал о Гуаме, интересно.
Я надеюсь, вы не возражаете; Я только что наткнулся на это видео и заволновался, и захотелось его куда-нибудь выложить!
Отличный клип! Я просто переместил его в ответ из русского раздела.
поразительная анимация в этом видео, найденная в вашем недавнем вопросе (уменьшите громкость перед воспроизведением) youtu.be/d6lBmmxScsI?t=166
@uhoh, да, очень круто. Помещение «слона» в доверенности.
Моя акронимология — DOA; что такое ПОА?
@uhoh это аббревиатура 2-го уровня. Адаптер ORU полезной нагрузки, ORU = орбитальный сменный блок. По сути, это один из «захватов» от рычага станции, установленный на «вагоне», чтобы временно разместить там компонент. Рука помещает 2-е приспособление захвата полезной нагрузки в POA, POA захватывает его, затем рука отпускает.
Видение слона в 3D: geekandsundry.com/a-history-of-three-Dimension-Chess (но я не могу сказать, какую фигуру он там двигает)

Моя небольшая команда в Dynacon в Торонто разработала программное обеспечение, используемое стабилизаторами для наведения SGANT (антенн Space to Ground); Завод SPAR Aerospace в Монреале разработал SGANT для GE (подрядчик подсистемы связи МКС), которая, в свою очередь, была субподрядчиком McDonnell Douglas (подрядчик рабочего пакета 3, IIRC, подчиняющийся Космическому центру имени Джонсона НАСА). Это было в 1989-1993 годах.

Контроллер SGANT имеет 3 режима работы: поворот, поиск и отслеживание. Первый - без обратной связи: как можно быстрее перемещаться из одного направления в другое (в основном, как устанавливает TDRS (спутник слежения и ретрансляции данных), поворачивать туда, где поднимается следующий). Поиск представляет собой схему поиска по спирали с разомкнутым циклом, при которой происходит поиск самого сильного сигнала (т. е. целевого TDRS), что занимает минуту или две, после чего подается команда на поворот туда, где этот сигнал был обнаружен. Отслеживание - это режим с обратной связью, в котором используются сигналы моноимпульсных датчиков слежения, встроенных в рупор SGANT, для измерения ошибки наведения относительно TDRS, который управляет контроллером обратной связи для минимизации этой ошибки наведения. Все довольно просто в принципе, усложнено собственной внутренней динамикой карданного подвеса (включая трение),

Он используется только для отслеживания спутников TDRS, у него нет скорости нарастания для отслеживания целей на Земле.

Отличная информация, добро пожаловать в космос!
Я начал ломать голову, что такое моноимпульсное слежение в ответах на Как именно обрабатывались сигналы счетверенных тарелок Apollo Deep Space High-Gain Antenna или российского B-529 для локального управления слежением? Я узнал, как работает классическое коническое сканирование, в ответах на вопрос Почему крутится рефлектор на этой антенне миллиметрового диапазона? и, глядя на разницу в мощности с четырех немного разных направлений, можно сделать нечто подобное.
Но не означает ли моноимпульс, что происходит что-то еще, возможно, что-то полезное закодировано в самой передаче?
На этой вики-странице есть неплохой обзор моноимпульсного трекинга: en.wikipedia.org/wiki/Monopulse_radar . По сути, это включает в себя наведение двух антенн в несколько разных направлениях и сравнение сигналов от них двух. Когда два сигнала имеют одинаковую амплитуду, цель находится ровно посередине между ними (по модулю различий в калибровке между двумя антеннами).
Моноимпульсная конструкция SPAR была довольно сложной, в том смысле, что умная конструкция выполняла функцию отслеживания, а также функцию основной линии связи, используя одно и то же оборудование. Фокальная плоскость параболической антенны имеет четыре рупора, расположенных в виде квадрата, назовем их А и В в верхнем ряду и С и D в нижнем ряду.
Облучающая сеть позади рупоров настроена так, чтобы объединять сигналы от всех четырех рупоров для получения «суммированного» сигнала (A+B+C+D), а также двух «разностных» сигналов ((A+B)- (C+D)) и ((A+C)-(B+D)) --- то, как это делается, автоматически минимизирует разницу в калибровке между рупорами.
Сигнал, который используется для слежения, представляет собой два сигнала «разность, деленная на сумму», которые (как оказывается) в значительной степени линейно зависят от ошибки наведения по оси прицеливания в двух направлениях, вплоть до угла первого нуля основного направления. доля. Таким образом, идеальный сигнал для управления контроллером обратной связи (из-за линейности) --- конечно, пока цель находится где-то в пределах главного лепестка. Если вы сместитесь слишком далеко, то сигнал слежения будет стремиться увести контроллер дальше от цели, а не ближе к ней.
Вот почему SPAR разработал систему с режимом «Поиск», чтобы они могли навести точку прицеливания достаточно близко к цели, прежде чем включать режим слежения, чтобы сигнал слежения находился в пределах его линейного диапазона.
(Кстати, рабочий пакет MD на самом деле был WP2, а не WP3.)
Должны ли антенны на МКС постоянно перемещаться для поддержания каналов передачи данных?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v