Телстар

Телстар (англ. Telstar) — серия экспериментальных спутников связи, запущенных в 1960-х годах компанией AT&T (American Telephone and Telegraph Company) в партнёрстве с NASA (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США). Первый спутник серии, Telstar 1, стал первым в мире активным ретранслятором, способным передавать телевизионные, телефонные и факсимильные сигналы между континентами в реальном времени. Запуск Telstar 1 ознаменовал начало эры коммерческой спутниковой связи и глобальных телекоммуникаций.

История создания

Предпосылки

В конце 1950-х годов развитие космической техники и ракетостроения открыло перспективу использования искусственных спутников Земли для ретрансляции радиосигналов. Первые пассивные спутники (например, американский «Эхо-1», запущенный в 1960 году) отражали сигнал от своей поверхности, но требовали мощных передатчиков на Земле и имели низкую пропускную способность. Активный спутник-ретранслятор, оснащённый приёмником, усилителем и передатчиком, мог обеспечить гораздо более качественную и стабильную связь.

Проект Telstar

Проект Telstar был инициирован компанией AT&T, которая стремилась создать коммерчески выгодную систему спутниковой связи. Разработка велась в лабораториях Bell Telephone Laboratories (подразделение AT&T) с 1960 года. Основной целью было создание спутника, способного принимать сигнал с Земли, усиливать его и ретранслировать обратно на другую станцию. Техническое задание предусматривало работу в диапазоне частот около 6 ГГц (на Землю) и 4 ГГц (со спутника), что позволяло минимизировать помехи от наземных систем.

Запуск Telstar 1

Первый спутник серии, Telstar 1, был запущен 10 июля 1962 года с мыса Канаверал (штат Флорида, США) с помощью ракеты-носителя «Тор-Дельта». Спутник был выведен на эллиптическую орбиту с высотой апогея около 5630 км и перигея около 950 км, с наклонением 44,7°. Такая орбита позволяла спутнику находиться в зоне видимости между США и Европой в течение примерно 20 минут за один виток. Первый сеанс связи состоялся в тот же день: с наземной станции в Андовере (штат Мэн, США) на станцию в Племер-Боду (Франция) был передан короткий телевизионный сигнал, а затем — телефонный разговор.

Telstar 2 и дальнейшие запуски

Telstar 2 был запущен 7 мая 1963 года. Он имел улучшенную конструкцию, в частности, более мощные солнечные батареи и усиленную защиту от радиации. Спутник был выведен на более высокую орбиту (апогей около 10 800 км, перигей около 970 км) для увеличения времени сеансов связи. Однако из-за воздействия радиационных поясов Ван Аллена, которые были изучены в ходе полёта Telstar 1, срок службы Telstar 2 также оказался ограниченным. Впоследствии AT&T запустила ещё несколько спутников серии Telstar (Telstar 3, Telstar 4 и т.д.), но они уже относились к геостационарным спутникам связи нового поколения.

Устройство и характеристики

Конструкция Telstar 1

Telstar 1 представлял собой сферу диаметром 88 см и массой около 77 кг. Корпус был изготовлен из алюминиевого сплава и покрыт солнечными батареями (около 3600 фотоэлементов), которые обеспечивали мощность около 14 Вт. Внутри корпуса размещались:

• Приёмник и передатчик: работали в диапазоне частот 6/4 ГГц. Приёмник усиливал сигнал, поступающий с Земли, и передавал его на передатчик, который ретранслировал его обратно.
• Усилитель на лампе бегущей волны (ЛБВ): ключевой элемент, обеспечивавший усиление сигнала до 10 000 раз (40 дБ).
• Система терморегуляции: для поддержания рабочей температуры внутри спутника использовались пассивные радиаторы и теплоизоляция.
• Телеметрическая система: передавала на Землю данные о состоянии спутника (температура, напряжение, токи).

Орбита и срок службы

Эллиптическая орбита Telstar 1 была выбрана для обеспечения максимального времени нахождения в зоне видимости одновременно над США и Европой. Однако такая орбита проходила через радиационные пояса Ван Аллена, где интенсивность космической радиации была высокой. Это привело к быстрой деградации электронных компонентов спутника. Уже через несколько месяцев после запуска, в декабре 1962 года, Telstar 1 вышел из строя из-за повреждения транзисторов радиацией. Впоследствии, в 1963 году, после временного восстановления, он был окончательно выведен из эксплуатации. Telstar 2 проработал около двух лет, также выйдя из строя из-за радиации.

Применение и значение

Первые трансляции

Сразу после запуска Telstar 1 начал использоваться для экспериментальных передач. 11 июля 1962 года состоялась первая в истории прямая телевизионная трансляция между США и Европой: из Франции в США были переданы кадры с участием певца Ива Монтана, а из США во Францию — изображение флага США и речь президента Джона Кеннеди. 23 июля 1962 года была проведена первая трансатлантическая телевизионная передача в цвете. Эти события получили широкую огласку и продемонстрировали возможности спутниковой связи.

Коммерческое использование

Хотя Telstar 1 был экспериментальным аппаратом, он заложил основы для коммерческой спутниковой связи. AT&T планировала использовать спутники для расширения своей телефонной сети, но из-за ограниченного срока службы и высокой стоимости запусков коммерческая эксплуатация началась только с запуском геостационарных спутников серии Intelsat (первый — Intelsat I «Early Bird», 1965 год). Тем не менее, Telstar доказал, что активные спутники-ретрансляторы могут работать в космосе и обеспечивать связь на межконтинентальных расстояниях.

Научное значение

Помимо связи, Telstar 1 и 2 использовались для научных исследований. Данные телеметрии позволили учёным изучить распределение радиации в поясах Ван Аллена, что впоследствии помогло в проектировании более устойчивых к радиации спутников. Кроме того, спутники серии Telstar стали первыми объектами, на которых была испытана технология активной ретрансляции сигнала в космосе.

Интересные факты

• Название «Телстар» стало нарицательным для спутников связи. В честь первого спутника была названа песня «Telstar» (1962 год) британской группы The Tornados, ставшая международным хитом.
• Стоимость проекта Telstar (включая разработку, запуск и наземные станции) составила около 50 миллионов долларов США (в ценах 1962 года).
• Наземная станция в Андовере (штат Мэн) была построена специально для работы с Telstar и оснащена антенной диаметром 30 метров.

Источники

• Bell Telephone Laboratories. «The Telstar Project». Technical Report, 1963.
• NASA. «Telstar 1 — NSSDCA ID: 1962-029A». National Space Science Data Center.
• «Telstar: Communication Satellite». Encyclopedia Britannica, 2020.
• «The First Active Communications Satellite: Telstar 1». IEEE History Center, 2012.