第二千五百三十三章 光通信的優勢(2/2)
小夥伴們聽得心曠神怡,在沒有阻力的世界裡,給上噸重的衛星持續施加在地面上只能吹動A4紙的微弱動力,就可以讓衛星開始移動並且克服引力作用產生加速度。
哪怕這個加速度非常的微小,但只要作用時間夠長,最終也會讓衛星產生極高的速度,跨越上萬公里的距離,抵達另一個軌道。
「解決了動力問題,接下來就要解決指向精度和穩定性的問題。」
「雷射就好像燈塔,雖然它在太空中基本上沒有衰減,可以讓極遠處的衛星接收,但是有一個重要的問題,就是它和成波面傳播的信號不一樣,它是點狀的,接收衛星就好比是海洋上的帆船,要接受到燈塔的信息,首先需要眼睛能夠找到燈塔才行。」
「這項技術叫光源牽引穩定技術。」周至繼續介紹道:「說起來也比較簡單,光學設備安裝在一個類似陀螺儀一樣的雲台上,可以進行自動調整,調整的方法就是設計一個可以在球面上運行的光點採集頭,並設計一個電靶,採集頭接收到雷射後,會根據衛星相對運動時雷射在電靶上產生的位移,對採集頭進行反向的作用,消減掉這樣的運動。」
「這項設備的作用,就是不管衛星怎麼動,也可以保證衛星上的雷射信號採集端始終準確地對準另一顆衛星的光源,保證通信鏈路不會中斷。」
「而這個運動只需要內部電機驅動通過雲台和基座的相互作用來實現平衡,這是一套內力系統,因此無需動用作為外力系統的離子電推發動機,這樣可以延長離子電推發動機的總體壽命。」
「從理論上講,三顆位於赤道上空的同步軌道衛星,單顆覆蓋張角一百六十二度,三顆間隔一百二十度,就能夠覆蓋除兩級以外的全球表面,這個原理叫做『最小衛星數量全球通信原理』,也是衛星通信系統核心基礎。」
「但是我們的要求要更高一點,利用四顆衛星在地球高空同步軌道構成一個『平移帶』,類似光線在回歸線里的上下移動方式,利用輪班形式讓同步衛星信號覆蓋範圍將兩極都包含了進去,以儘量多地產生信號共同覆蓋區域,這樣就可以讓更多的低軌衛星和地面站可以參與到星間交換和星地交換工作中來。」
「同時還有一顆常駐在我們國家的上空,用來作為冗餘備份衛星,同時也為國內衛星通信提供更大的負載分流能力,分擔部份值班衛星的任務。」
「原理都解釋清楚了,剩下的部分就簡單了。」周至說道:「十顆中軌衛星的覆蓋範圍不大,它們每一顆都有自己的星區,在同一星區內的通信需求,需要跨兩到三個地面站的那種,就通過單星中繼。」
「如果是相鄰的星區,則由中軌衛星自行中繼。」
「如果要跨兩到三個星區,如果靠中軌衛星的話需要中繼多次,這種時候就由高軌衛星來承擔中繼任務了。」
「當然這只是一個最簡單的例子,而在實際中繼任務時,情況就是比較複雜的,比如在海洋上沒有地面站,船隻直接將信號發送給中軌星傳遞。」
「不管實際傳輸鏈路是如何,總之遵循一個原則,那就是最少中繼原則,而我們的這個網絡,可以保證地球上任何地點兩個人,最多只需要經過四顆星即可建立起通信連接。」(本章完)