Komunikazio satelite

Komunikazio satelitea Lurreko alde batetik beste batera irrati eta telebista seinaleak igortzeko erabiltzen den satelite artifiziala da, zeruan esekitako antena erraldoi gisa erabiltzen baitira. Erabilitako frekuentziak altuak dira, GHz-en tartean. Komunikazio sateliteak telebista, telefono, irrati, Internet eta aplikazio militarretarako erabiltzen dira.Lehen komunikazio-satelitea, Telstar 1, 1962ko uztailaren 10ean jarri zen orbitan, eta urte horretan bertan egin zen satelite bidezko lehen telebista-transmisioa. 2021eko urtarrilaren 1etik 2.224 komunikazio satelite daude Lurraren orbitan.     

Telekomunikazioetarako erabiltzen diren maiztasun handiko uhinek ikuslerroetatik bidaiatzen dute eta, beraz, Lurraren kurbadura oztopo bat da. Komunikazio sateliteen helburua lurreko bi puntu geografiko banaturen arteko komunikazioa ahalbidetzea da, horretarako, seinalea igorriko da lurraren kurbadura kontuan hartuz.Interferentziak saihesteko, nazioarteko erakundeek arauak dituzte maiztasunak edo "bandak" erabiltzeko. Banden esleipen honek interferentziak izateko arriskua minimizatzen du.

Historia

Jatorria 

1945eko urrian, Arthur C. Clarkek Wireless Word aldizkari britaniarrean "Extraterrestial Relay" tituludun artikulu bat argitaratu zuen. Horregaitik, Arthur C. Clarke maiz aipatzen da komunikazio satelitearen kontzeptuaren asmatzaile gisa, eta 'Clarke Belt' terminoa erabiltzen da orbitaren deskribapen gisa. 

Lehen Lurreko satelite artifiziala Sputnik 1 izan zen, Sobietar Batasunak 1957ko urriaren 4an orbitatu zuena. Mikhail Tikhonravovek eta Sergey Korolevek garatu zuten, Konstantin Tsiolkovskyrekin elkarlanean egina. Sputnik 1en jaurtiketa espazioaren eta suziriaren garapenaren esplorazioan urrats handia izan zen, eta Espazio Aroaren hasiera markatzen du.

Lehenengo satelite aktiboen eta pasiboen esperimentua 
Bi komunikazio satelite mota nagusi daude: pasiboa eta aktiboa. Satelite pasiboek iturburutik datorren seinalea bakarrik islatzen dute hartzailearen norabiderantz. Satelite pasiboekin islatutako seinalea ez da anplifikatzen satelitean, eta transmititutako energiaren kopuru oso txikia iristen da hartzailearengana. Satelite aktiboek, aldiz, anplifikatu egiten dute jasotako seinalea, lurreko hartzaileari bota aurretik. Satelite pasiboak lehen komunikazio sateliteak izan ziren, baina orain gutxi erabiltzen dira.

1951n AEBetako Itsas Armadako Ikerketa Laboratorioan inteligentzia elektrikoaren alorrean hasi ziren lanek Communication Moon Relay izeneko proiektu batera eraman zuten. Washington D.C. eta Hawaiiren arteko lehen komunikazio transozeanikoa 1956ko urtarrilaren 23an lortu ondoren, sistema hau publikoki inauguratu zen eta 1960ko urtarrilean produkzio formalean jarri zen.

Satelite bidezko komunikazio aktiboaren lehen helburua SCORE proiektua izan zen, Advanced Research Projects Agency (ARPA) enpresak zuzenduta eta 1958ko abenduaren 18an abian jarri zen. Dwight D. Eisenhower presidente estatubatuarraren Gabonetako agurra bidaltzeko erabili zen. Sateliteak hainbat denbora-transmisio ere exekutatu zituen, bateria ez berreskuragarriek 1958ko abenduaren 30ean huts egin aurretik, 8 orduko operazio errealaren ondoren.

SCOREren ordeko zuzena Courier izeneko beste proiektu bat izan zen. Courier 1B 1960ko urriaren 4an bidali zen. 17 egun pasa ondoren, aginte-sistemak porrot egin zuen.

NASAren satelite bidezko aplikazioen programak lehen satelite artifiziala abiarazi zuen Echo 1eko komunikazio pasiboetarako 1960ko abuztuaren 12an. Esperimentu honek mundu osoko telefono, irrati eta telebista seinaleen gaitasuna ezarri nahi zuen.

Nazioarteko satelite proiektu komertzialak 
1962an, Estatu Batuetan, Komunikazio Satelite Korporazioa (COMSAT), korporazio pribatua sortu zen. Enpresa hori Estatu Batuetako Gobernuak estatu mailako politikari buruzko gaietan eman zuen, eta haren menpe zegoen. Hurrengo bi urteetan, nazioarteko negoziazioek Intelsat Akordioetara eraman zuten, eta horren ondorioz, 1965eko apirilaren 6an Intelsat 1, Early Bird izenez ezaguna, jaurti zen. Hau izan zen geosinkronoko orbitan jarri zen lehen komunikazio satelite komertziala.  1980ko hamarkadan, satelite bidezko gaitasun komertzialean hedapen esanguratsuak zituela, Intelsat telekomunikazioen industria pribatuaren parte izatera zihoan, eta Estatu Batuetako PanAmSat bezala lehiatzen hasi zen, zeina, ironiaz, 2005ean erosi zuen bere artxirribalak. 

Intelsat abiarazi zutenean, Estatu Batuak izan ziren Sobietar Batasunetik kanpoko iturri bakarra, Intelsat akordioetan parte hartu ez zutenak. Sobietar Batasunak bere lehen komunikazio satelitea 1965eko apirilaren 23an jaurti zuen Molniya programaren zati bezala. Programa hau ere bakarra izan zen orduan Molniyako orbita bezala ezagutu zena, orbita oso eliptiko bat deskribatzen duena, ipar hemisferioan egunero bi apogeo garai zituena. Orbita honek luze eta bizi ematen du Errusiako lurraldean nahiz Kanadan ekuatoreko orbita geoegonkorrak baino latitude altuagoetan.

Satelite orbitak

Orbita baxuko satelitea (LEO) 

Lurreko orbita baxua (LEO) Lurraren azalera baino 160 edo 2.000 kilometro gorago dagoen orbita biribil bat da. 

Beren altuera txikia dela eta, LEO sateliteak satelite azpiko puntutik 1.000 km-ko erradiora baino ez daude ikusgai. Gainera, sateliteek lur baxuan orbitatzen dute, eta azkar aldatzen dute posizio erlatiboa lurrarekiko. Beraz, aplikazio lokaletarako ere satelite asko behar dira misioak etenik gabeko garapena eskatzen badu.

Satelite orbitalak geoegonkorrak baino garestiagoak dira orbitan jartzeko eta, lurretik hurbil egoteagatik, ez dute indar seinalerik behar. Beraz, badago trukea satelite kopuruaren eta hauen kostuaren artean.

Tarteko orbitako satelitea (MEO) 
Lurreko orbita ertaina satelite bat da, Lurraren azalera baino 2.000 eta 35.786 kilometro artean dagoena. MEO sateliteak LEOren antzekoak dira funtzionaltasunean. MEO sateliteak LEO sateliteak baino denbora askoz luzeagoak ikusten dira, normalean 2 eta 8 ordu bitartean. MEO sateliteek LEO sateliteek baino estaldura handiagoa dute. MEO satelite batek ikusgarritasunaren eta oin-marka zabalagoaren iraupen luzeagoak ditu MEO sare batean LEO sare batean baino  satelite gutxiago behar direlako. Desabantaila bat da MEO satelite baten distantziak LEO satelite batek baino denbora luzeagoa eta seinale ahulagoa ematen duelako, nahiz eta muga hauek ez diren GEO satelite batenak bezain gogorrak.

Satelite geoegonkor (GEO) 

Lurreko behatzaile batentzat, satelite bat orbita geoegonkor batean geldirik agertzen da zeruan, posizio finko batean; izan ere, GEO sateliteak Lurraren inguruan  abiadura angeluarrean egiten du bira. 

Orbita geoegonkor bat komunikazioetarako erabilgarria da, lurreko antenak satelitera zuzendu daitezkeelako satelitearen mugimendua aztertu beharrik gabe. Hau ez da garestia.

Lurreko antena asko behar dituzten aplikazioetan, hala nola DirecTV banaketan, lurreko ekipoen aurrezkiak satelite bat orbitan jartzearen kostua eta konplexutasuna gainditu dezake.

Egitura 
Komunikazio sateliteak honako azpisistema hauetaz osatuta egon ohi dira:

 Komunikazioa, normalean transponderez, antenaz eta sistema mugikorrez osatua.
 Satelitea bera nahi zuen orbitara eramateko erabiltzen ziren motorrak.
 Satelitea orbita egokian mantentzeko, antenak norabide egokian jartzeko eta energia sistema eguzkira apuntatzeko estazio bat marraztea eta egonkortzea erabiltzen zen.
 Energia subsistema, satelite sistemari energia emateko erabiltzen dena, normalean eguzki zelulek eta eguzki eklipsean energia mantentzen duten pilez osatua.
 Aginte- eta kontrol-sistema, lurreko kontrol estazioekin komunikazioa mantentzen duena. Lurreko kontrol estazioek satelitearen errendimendua ikuskatzen dute eta bere funtzionaltasuna kontrolatzen dute bere bizi-zikloaren hainbat fasetan.

Satelite batetik eskuragarri dagoen banda-zabalera sateliteak ematen duen transponder-kopuruaren araberakoa da. Zerbitzu bakoitzak banda-zabalera ezberdina behar du transmisiorako.

Erabilpenak

Telefonia 

Komunikazio sateliteen lehenengo aplikaziorik garrantzitsuena distantzia luzeko telefonia interkontinentala izan zen. Telefono publiko finkoak Lurreko telefonoetatik lurreko estazio batera deiak bidaltzen ditu eta satelite geoegonkor batera igortzen dira. Jaitsierak bide analogo bat jarraitzen du. Itsaspeko komunikazio-kableetan zuntz-optikoa erabiliz egindako hobekuntzek beherakada eragin zuten sateliteen erabileran telefonogune finkoetarako XX. mendearen amaieran.

Satelite bidezko komunikazioak oraindik aplikazio askotan erabiltzen dira. Ascension uhartea, Saint Helena, Diego Garcia eta Easter uhartea bezalako urrutiko uharteek, itsaspeko kableak zerbitzatzen ez dituzten tokian, satelite bidezko telefonoak behar dituzte. Kontinente eta herrialde batzuetako eskualdeak ere badira, non landa-telekomunikazioak oso urriak diren, adibidez, Hego Amerika, Afrika, Kanada, Txina, Errusia eta Australiako eskualde handiak. Satelite bidezko komunikazioek Antartika eta Groenlandiako ertzekin ere lotura ematen dute. Itsasontziek, itsasoan, baita hegazkinek ere, maiz erabiltzen dituzte satelite bidezko telefonoak.

Satelite bidezko telefono sistemak hainbat baliabideren bidez lor daitezke. Eskala handian, sarritan, tokiko telefono sistema bat egongo da isolatutako eremu batean, lurreko eremu nagusi bateko telefono sistemarekin lotura duena. Zerbitzu batzuek irrati-seinalea jarriko diote telefono sistema bati. Adibide honetan ia edozein satelite mota erabil daiteke. Satelite bidezko telefonoek zuzenean konektatzen dute geoegonkorra edo beheranzko orbitako sateliteen konstelazio bat. Deiak, orduan, telefonia satelite batera bidaltzen dira, telefono-kate publikoari lotuta.

Telebista 
Telebista merkatu nagusi bihurtu zenean, banda zabalera handiko seinale gutxi eman behar izan zituen ikusle askorentzat, kometa geosinkronoen ahalmenen arteko berdinketa zehatzagoa izanik. Bi satelite mota erabiltzen dira Ipar Amerikako telebista eta irratietarako: zuzeneko telebista satelitea (DBS) eta satelite zerbitzu finkoa (FSS).

Ipar Amerikatik kanpoko FSS eta DBS sateliteen definizioak, batez ere Europan, anbiguoagoak dira. Europako telebistarako erabiltzen diren satelite gehienek DBSko sateliteen antzeko potentzia dute Ipar Amerikan, baina FSS-klaseko sateliteen polarizazio lineala erabiltzen dute.

Satelite zerbitzu finkoak C banda erabiltzen du, eta Ku bandaren beheko zatiak. Normalean telebista kateetarako eta tokiko afiliatuentzako erabiltzen dira, baita urrutiko eskola eta unibertsitate ikasketetarako, negozio-telebistentzarako (BTV), bideokonferentzietarako eta telekomunikazio komertzial orokorrentzako ere. FSS sateliteak telebistarako kable nazionaleko kanalak banatzeko erabiltzen dira.

Aire libre satelite bidezko telebista kanalak FSS sateliteetan ere banatu ohi dira, Ku bandan. Intelsat Americas 5, Galaxy 10R eta AMC 3 sateliteek, Ipar Amerikan zehar, FTAko kanal kopuru handia ematen dute Ku bandaren transponderrekin.

Zuzeneko telebista satelite bat komunikazio satelite bat da, DBS satelite seinale txikiak igortzen dituena. Ku bandaren goiko partean jarduten du. DTHren teknologia satelite bidezko telebista zerbitzuetarako erabiltzen da; hala nola, DirecTV, DISH Network eta Orby TV, Estatu Batuetan, Bell Satellite TV eta Shaw Direct Kanadan, Freesat eta Sky Erresuma Batuan, Irlandan, eta Zeelanda Berrian eta DSTV Hegoafrikan. 

DBSak baino maiztasun eta potentzia baxuagoan funtzionatzen du. FSS sateliteek askoz ere zona handiagoa behar dute harrera egiteko. Polarizazio lineala erabiltzen dute transponderren RF input eta irteera bakoitzerako, baina hau alde tekniko txikia da, erabiltzaileek antzematen ez dutena. FSS satelite bidezko teknologia DTH satelite bidezko telebistarako erabili zen 1970eko hamarkadaren amaieratik 1990eko hamarkadaren hasierara arte Estatu Batuetan TVRO teleskopio eta plater formatuetan. Ku bandan ere erabili zen Primestar satelite bidezko gaur egungo telebista zerbitzurako.

Ka bandan transponderrak dituzten satelite batzuk ere abiarazi dituzte; hala nola DirecTV 's SPACEWAY-1 satelitea, eta Anik F2. NASAk eta ISROk Ka bandan satelite esperimentalak ere abiarazi dituzte duela gutxi.

Zenbait fabrikatzailek DBS telebista mugikorra hartzeko antena bereziak ere aurkeztu dituzte. Kokapen Sistema Globaleko teknologia erreferentzia gisa erabiliz, antena hauek satelitera zuzentzen dira, berdin dio ibilgailua non edo nola dagoen kokatuta. Satelite bidezko antena mugikorrak ezagunak dira. Horrelako DBS antena mugikorrak JetBlue Airwaysek ere erabiltzen ditu DirecTV telebistarako, bidaiariek LCD pantailetan ikus ditzaketenak eserlekuetan.

Irrati-difusio 
Satelite bidezko irratiek audio difusio zerbitzuak eskaintzen dituzte herrialde batzuetan, batez ere Estatu Batuetan. Zerbitzu mugikorrek entzuleei kontinente batetik bestera ibiltzeko aukera ematen diete, entzuleen programazio bera edonon entzunez.

Satelite bidezko irrati edo harpidetza bidezko irrati bat (SR) irrati-seinale digital bat da, komunikazio satelite batek zabaltzen duena, lurreko irrati-seinaleak baino eremu geografiko zabalagoa estaltzen duena.

Satelite bidezko irratiek aukera esanguratsua eskaintzen diete herrialde batzuetako irrati-zerbitzuei, batez ere Estatu Batuei. Eraikin altuek, zubiek edo baita aparkalekuek ere seinalea itzaltzen duten eremuetan, errepikagailuak jar daitezke seinaleak ikusleen eskura jartzeko.

Normalean, irrati zerbitzuak bentilazio komertzialen bidez ematen dira eta harpidetzan oinarritzen dira. Hainbat zerbitzu jabetza-seinaleak dira. Dekodetzeko eta jolaserako hardware espezializatuak behar dira. Hornitzaileek albiste, eguraldi, kirol eta musika kanal asko eraman ohi dituzte, gehienetan musika kanalak askeak.

Populazio dentsitate erlatiboki altua duten eskualdeetan, errazagoa da eta ez da hain garestia populazioaren bolumenera iristea, lurtarrekin. Horrela, Erresuma Batuan eta beste herrialde batzuetan, irrati-zerbitzuen garapen garaikidea Digital Audio Broadcasting (DAB) edo HD Radio (HD) zerbitzuetan oinarritzen da, satelite bidezko irratian baino.

Erreferentziak

Ikus, gainera

Kanpo estekak 
 Harrera-eremuak eta maiztasun eguneratuak etengabe.
 Komunikazio-sateliteen historia laburra.
 NASA komunikazio-satelite esperimentalak.
 Lloyd Sateliteen Konstelazioa.
Satelite Industria Elkartea.
Europako Satelite Operatzaileen Elkartea.
Komunikazio satelitearen etorkizuna.

Enpresa aeronautikoak
Komunikazio-sateliteak
Internet