ANVENDELSER AV ROMMET

Transkript

1 ANVENDELSER AV ROMMET Gunnar Stette Slide 1

2 Månelanding Slide 2

3 Astronomiske observasjoner A star is born Hubbleteleskopet Observation of space from ouside the eart s atmosphere Slide 3

4 THE ARIANE FAMILY 47 m 58 m Solid or liquid strap-on boosters Solid strap-on boosters Slide 4 AR 1 AR 2 AR 3 AR 4 AR t 217 t 237 t 470 t 750 t

5 Satellittnavigasjon Slide 5

6 Værkart/jordobservasjon Jordobservasjon Slide 6

7 SAR-bilde av Nord-Tyrkia Slide 7

8 Interferometri A a a c a a c b b Slide 8

9 Interferogram av Nord-Tyrkia Slide 9

10 Jordobservasjon Slide 10

11 Observasjon av atmosfæren Slide 11

12 Vektløshet i rommet Slide 12

13 SDI (Strategic Defence Initiative) Slide 13

14 Utnyttelse av rommet til telekom. Slide 14

15 Jorda sett fra INTELSAT 901 1g. vest 22 februar 2006 kl Slide 15

16 Hvorfor er satellittkommunikasjon så krevende? Hver databit må ha en energi som er høyere enn støyen Høyere datahastigheterkrever høyere effekt Slide 16

17 Utvikling av rotasjonsstabiliserte satellitter Slide 17

18 Interkontinental kommunikasjon Telstar 10 July 1962 Mottakerntenne i Pleumeur Bodot (vekt 340 høyde 60 meter) Slide 18

19 Transmission rates Analog signal kilde Telegrafi: Telefoni: Musikk: TV: Analog kanal 50 Hz 3000 Hz Hz Hz DIGITAL TRANSMISJON 10 kb/s 100 kb/s 1 Mb/s 10 Mb/s 100 Mb/s Telefoni Musikk Kapasiteten For en satellitttransponder TV Slide 19

20 Data rates 100Mb/s 10Mb/s 1Mb/s 100kb/s 10kb/s 1kb/s TV no compresion typ. 250 Mbit/s Compressed 5 Mbit/s Data rates 50 times compression 100 times compression Video phone Standard digital telephony 25 times compression Compressed 64 kbit/s speech 2.4 kbit/s Slide 20

21 JPEG 0.125bpp Slide 21

22 JPEG bpp Slide 22

23 INTELSAT INTELSAT established i member countries operates 25 satellites 36 nationale systemes Global system in 1969 Slide 23

24 INTELSAT Standard A (Umm Haraz) Slide 24

25 TV broadcasting, The ASTRA Satellite Fleet Asiasat 1 Brasilsat B1 C-3 G-Star 4 AMC - 1 AMC - 4 Brasilsat B4 AMC - 3 AMC - 2 Brasilsat B3 K2 C1 AMC - 5 C515 C-4 AMC-8 AMC-7 Sirius 3 SN-4 TD RS-5 ASTRA 3 Asiasat 2 AAP - 1 Asiasat 3S Brasilsat B2 Brasilsat A2 TD RS - 6 Sirius W Sirius 2 ASTRA 2 Fleet Size (actual) SES GLOBAL Wholly Owned 29 (incl. 12 ASTRA) Equity Interest 13 Total 42 Slide 25 ASTRA 1

26 INMARSAT INMARSAT established in 1981 Operates now 8 satellites Slide 26

27 INMARSAT-TERMINALER INMARSAT A Maritim versjon G/T = -4 db/k Antennediameter 1 meter Analog tale+ telex Land mobil versjon Slide 27

28 DIGITAL USER TERMINALS Inmarsat Bt(voice, data) Inmarsat M (voice,data) Inmarsat C (600 bit/s data) Hand held Slide 28

29 INMARSAT Mini M and M4 INMARSAT mini-m, portable, semi-fixed and maritime version, light, 2 kg, INMARSAT s most popular model, US$ 3000, $2.70 per minute INMARSAT M4, end 1999, GAN service, speech at 4,8 kbit/s, data up to 64 kbit/s, ISDN, PDS (Inmarsat Packed Data Service), Internet access, video conferencing etc. Slide 29

30 IRIDIUM CONSTELLATION Orbit planes: 6 Satellites per orbital planes: Altitude: 780 km Inclination: 86.4 degrees Period: 100 min Visible time each satellite: 11.1 min Transmission delay 2.6 ms min 8.2 ms max Coverage: global Slide 30

31 Global, kontinuerlig dekning Slide 31

32 GMR Geo-Mobile Radio Main idea: Extension of the successful GSM system ACeS Thuraya Slide 32

33 Regional coverage by spot beams from GEO Digital Beamforming ensures that beams can be set up according to traffic Slide 33

34 System for jordobservasjon Signalkilde (belysning) Overføringskanal (atmosfære) Mål (jordoverflata) Analyse/ tolkning Mottaker (sensor) Overføringskanal (atmosfære) Nedlesing av data Analyse/ tolkning Arkivering og distribusjon Slide 34

35 Innflytelse fra ekstern stråling Slide 35

36 Vinduer i atmosfæren Synlig lys 10 MHz, 30 m 10 GHz, 3 cm 1000 MHz = 1 GHz, 30 cm 100 MHz, 3 m Slide 36

37 Opptak av Engeløya fra QuickBird-satellitten 4. juni Slide 37

38 Optiske sensorer Oppløsningen er bestemt av aperturediameter og bølgelengde. Slide 38

39 Utforming av kamera i satellitt. Detektorplate Pixeldiameter d Banehøyde H Pixel eller objekt diameter X Aperture diameter A Brennpunktavstand b 1, 22D Vinkeloppløsning θ = rad λ Hovedlobe Sidelobe θ 3dB = 72 λ D grader Slide 39

40 Bruk av lys (optisk) og radiobølger (radar) Diameter D Oppløsning A Bølgelengde λ A Avstand H Optisk λ = 0,5 µm D = 10 cm H = 1000 km RADAR λ= 0,03 m F = 10 GHz D = 3 m H = 1000 km A 6 1, 22 λ 1, 22 0, 5 10 A= H = = 6 meter D 0,1 1, 22 λ 1, 22 0, 03 = H = = meter D 3 Slide 40

41 Hvordan lage radarbilder med høy oppløsning? Satellitt med bevegelse normalt på tavleplanet Eksempel (Radiobølger): 1 MHz 1 µs 300 meter 10 MHz 0,1 µs 30 meter 100 MHz 0,01 µs 3 meter Posisjonsforskjell er omformet til tidsforskjell På tvers av banen. 10 km Slide 41

42 Satellittbane Langs banen Utsendte pulser og mottatte reflekser registreres nøyaktig med amplitude, fase og posisjoner. Dermed blir radarbildet som om satellitten er tilstede samtidig over den aktuelle banedelen. Dette gir en stor syntetisk aperture. Syntetisk aperture RADAR λ = 0,03 m D = 3 m H = 1000 km A = 0,03 = meter 3 RADAR λ = 0,03 m D = 30 km H = 1000 km A = 0,03 = 1 meter Slide 42

43 Satellittbane Langs banen Utsendte pulser og mottatte reflekser registreres nøyaktig med amplitude, fase og posisjoner. Dermed blir radarbildet som om satellitten er tilstede samtidig over den aktuelle banedelen. Dette gir en stor syntetisk aperture. Syntetisk aperture RADAR λ = 0,03 m D = 5 m H = 1000 km A = 0,03 = meter 3 RADAR λ = 0,03 m D = 50 km H = 1000 km A = 0,03 = meter 3 Slide 43

44 Drivhuseffekten Sollyset har en maksimalintensitet ved λ = 0,483 µm. Hvordan er overføring gjennom atmosfæren ved denne bølgelengden? Middeltemperaturen på jordoverflata er ca 300 K. Hvilken bølgelengde tilsvarer det og hvordan er overføringsforholdene ved denne verdien av λ? 2898 λ max = µ m 10 µ m 300 Slide 44