Proč jsou indické komunikační satelity tak těžké? | Vysvětleno

2. listopadu vypustila Indian Space Research Organization (ISRO) družici GSAT-7R pro indické námořnictvo. Hmotnost startu družice byla 4 410 kg, což znamená, že start je nejtěžší ze všech komunikačních družic z indické půdy. K této misi použilo ISRO svou raketu LVM-3, dosud nejvýkonnější ve své stáji nosných raket.

Indické komunikační satelity jsou těžké, protože kombinují široké pokrytí, vysoký výkon a dlouhou životnost v jedné kosmické lodi.

Aby bylo možné obsluhovat celou zemi a blízká moře, musí komunikační zátěž podporovat mnoho kanálů ve více frekvenčních pásmech. Obvykle se jedná o pásma C (4-8 GHz), Ku (12-18 GHz) a někdy Ka (27-40 GHz). To zase vyžaduje několik velkých rozmístitelných antén, vysoce výkonných zesilovačů, vlnovodů, filtrů, přepínačů a buď mnoho analogových transpondérů nebo flexibilních digitálních procesorů.

Antény a polohovací mechanismy také musí držet pevné zarovnání v prostoru, takže konstrukce a systémy tepelné regulace jsou odpovídajícím způsobem robustní a přidávají více hmoty.

Vysoká propustnost satelitů vyžaduje několik kilowattů elektrické energie. Aby to bylo zajištěno na 12–15 let, satelity nesou velká solární pole, dostatečně velké baterie, aby odpovídaly denním zatměním, a jednotky pro úpravu energie. Tyto prvky také zvyšují hmotnost, i když musí být vyrobeny tak, aby vydržely záření a opakované cykly ohřevu a chlazení.

Dlouhá životnost kosmických lodí vyžaduje redundanci, včetně duplicitních počítačů, rádií a pohonných jednotek, aby mohly pokračovat v práci po selhání. Redundance zlepšuje spolehlivost, ale zvyšuje hmotnost.

Dále, dostat se na geostacionární oběžnou dráhu (GTO) přidá více hmoty v pohonné hmotě. GTO je vysoce eliptická dráha, která se používá k pohybu satelitů na geostacionární nebo geosynchronní dráhy. Nosná raketa, jako je LVM-3 od ISRO, umístí družici do GTO a odtud se družice pomocí svých vlastních pohonných systémů přesune na konečnou zamýšlenou oběžnou dráhu. V GTO může být perigeem, tj. bodem nejblíže k Zemi, nízká orbita Země (150-2 000 km výše), zatímco apogeum může být stejně vysoké jako geostacionární dráha (35 786 km).

Když komunikační družice poprvé vstoupí do GTO, musí provést manévry pro zvýšení oběžné dráhy a udržení stanice a také řídit svou hybnost po více než deset let. Chemické pohonné systémy, které jsou stále běžné na mnoha indických satelitech, potřebují pro tyto úkoly značné množství paliva.

A konečně ekonomické faktory tyto volby posilují. Příležitosti k vypuštění jsou omezené a operátoři dávají přednost menšímu počtu schopnějších satelitů, aby pokryli specifické národní potřeby. V důsledku toho je pro komunikační satelity lepší, když mají vysoký výkon, široké pokrytí, dlouhou životnost a robustní zálohy. V budoucnu mohou elektrické pohonné systémy snížit hmotnost pohonné hmoty, i když kompromis mezi schopností satelitu a životností satelitu bude stále přetrvávat.