Communicatiesatelliet

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Een communicatiesatelliet is een kunstmaan die voor telecommunicatiedoeleinden wordt gebruikt. Signalen worden verzonden via krachtige zendantennes op aarde. Deze worden in de satelliet versterkt en vervolgens teruggezonden naar de aarde. De apparatuur in de satelliet heeft elektriciteit nodig, die door zonnepanelen wordt opgewekt. Kleine stuwraketjes houden de satelliet in positie, zodat de antennes op de aarde gericht blijven.

Het gebruik van satellieten voor telecommunicatie is al aan het einde van de jaren 40 van de 20e eeuw voorgesteld. Met de lancering van de Spoetnik 1 door de Sovjet-Unie in 1957 begonnen de eerste toepassingen in de ruimte. De AT&T Echo I (1960) en de Echo II (1964) waren niet meer dan grote en met reflecterende folie beklede ballonnen die, zwevend in de ruimte, radiosignalen reflecteerden. Er waren geen batterijen die leeg konden raken en ze vereisten geen bepaalde frequentie voor de "uplink". De Echo's waren in een zeer lage baan, zodat ze zichtbaar waren voor de grondstations gedurende een paar minuten per keer. Later werden communicatiesatellieten met radiorelais uitgerust. Een signaal dat op de ontvangerfrequentie werd ontvangen, werd direct doorgezonden op de zenderfrequentie van de satelliet. In 1962 ontwikkelde Bell Laboratories Telstar, de eerste communicatiesatelliet voor commercieel gebruik. De Telstar-satelliet was een vroeg voorbeeld van een satelliet die was uitgerust met een eenvoudig relaisstation.

Grondstation in 1975 voor internationaal telefoonverkeer tussen Amerika en Nederland via Intelsat IV

Dankzij satellieten konden voor het eerst trans-Atlantische televisie-uitzendingen plaatsvinden. De tot dan toe gebruikte trans-Atlantische kabels hadden daarvoor een te beperkte bandbreedte.

Geostationaire baan[bewerken]

In 1945 berekende Arthur C. Clarke, een Engelse science-fictionschrijver, dat als een satelliet in een baan om de aarde draait met een straal van 42 242 kilometer, deze een hoeksnelheid heeft die gelijk is aan die van de aarde. Een satelliet die aan deze eigenschappen voldoet, zou volgens Clarke altijd boven het aardoppervlak stilstaan en kan signalen zenden naar een groot gedeelte van de aarde. Het is mogelijk dat drie van zulke satellieten, die elk 120 graden van elkaar geplaatst zijn, de hele wereld kunnen bedekken (behalve de polen). Deze ring bevindt zich op ongeveer 36 000 kilometer boven de evenaar, en noemt men de Clarke Belt. De omlooptijd is dezelfde als de tijd die de aarde nodig heeft voor een complete rotatie om zijn as. De satellieten vliegen met een snelheid van ongeveer 11 700 km/u, maar lijken vanaf de aarde gezien stil te staan. De satelliet is altijd beschikbaar en schotelantennes kunnen er blijvend op gericht worden. Communicatiesatellieten moeten jarenlang blijven werken. Ze moeten daarom hun eigen elektriciteit kunnen opwekken, wat gebeurt met behulp van zonnepanelen. Als er licht op een zonnepaneel valt wordt er een stroom opgewekt. De zonnepanelen wekken genoeg elektriciteit op om de apparatuur van de satelliet te laten functioneren.

Het nadeel aan een satelliet is de grote tijdvertraging, waardoor deze onpraktisch is voor tweeweg communicatie, zoals een telefoonverbinding. Het duurt ongeveer 250 milliseconden voordat een spreker een reactie op zijn woorden hoort. Tot in de jaren 80 van de 20e eeuw liepen intercontinentale telefoonverbindingen vaak over een satelliet, soms zelfs over twee satellieten, wat bij een gesprek een merkbare vertraging gaf. Tegenwoordig lopen ze vrijwel uitsluitend over onderzeese kabels. Door de invoering van glasvezelkabels is de bandbreedte sterk vergroot en zijn de kosten lager geworden dan die van satellietverbindingen.

1rightarrow blue.svg Zie Omroepsatelliet voor achtergrondinformatie over de werking van de satellieten voor de consument.

Andere banen om de Aarde[bewerken]

Drie geostationaire satellieten zijn, indien goed geplaatst, genoeg om de hele wereld te bedekken, met uitzondering van het poolgebied. Om in de poolgebieden via een communicatiesatelliet te kunnen werken, moet de satelliet in een andere baan worden gebracht, bijvoorbeeld een elliptische baan met het hoogtepunt boven de noordpool voor communicatie in Siberië. Dat is dan geen geostationaire baan, zodat de antennes van het grondstation voortdurend moeten worden bijgesteld en dat de satellieten niet de hele dag binnen bereik zijn. Sommige moderne communicatiesystemen zoals Iridium maken gebruik van een netwerk van satellieten die op lage hoogte (LEO) of middelgrote hoogte (MEO) rond de aarde cirkelen.

Banen om andere hemellichamen[bewerken]

Het plan Mars One omvat onder meer een communicatiesatelliet om Mars, als tussenstation tussen de Aarde en de basis op Mars.

1rightarrow blue.svg Zie Baan (hemellichaam) en Geostationaire baan voor meer informatie over de banen rond de aarde.