Спутниковое телевизионное вещание

Впервые вывести летательные аппараты в верхние слои атмосферы попытались инженеры фашистской Германии, создав управляемое ракетное «оружие возмездия». В 1944 г. немецкими ракетами Фау-1 был обстрелян Лондон с целью деморализации боевого духа и выведения Великобритании из войны. В сентябре того же года немцы применили усовершенствованные Фау-2, достигавшие таких высот, что система противовоздушной обороны Лондона оказалась бессильной. Своих целей гитлеровцы не добились, но привлекли внимание множества специалистов к разработкам ракетного оружия.

Один из офицеров британской армии, будущий писатель-фантаст Артур Кларк (род. в 1917 г.), в 1945 г. опубликовал статью о возможности превращения подобных ракет в «неземные ретрансляторы. Причем А. Кларк рассчитал геостационарную орбиту (орбита, удаленная на 35 860 км от поверхности Земли, находясь на которой спутник неподвижно висит над одной точкой земной поверхности), на которой, по его мнению, достаточно было расположить три спутника, чтобы покрыть УКВ-вещанием всю планету. Электроэнергию для радиопередатчика автор статьи предлагал извлекать из света при помощи солнечных батарей.

Практики рассматривали статью как научно-фантастическую, думается, и сам автор не осознавал, что его предложения очень скоро изменят мир. Артур Кларк полагал, что на реализацию идеи потребуется 50 лет. Впоследствии идея спутникового теле- и радиовещания принесла автору множество наград, в том числе международную премию имени Маркони, золотую медаль Института Франклина, премию Линдберга и другие. Международный астрономический союз (International Astronomical Union) официально присвоил геостационарной орбите наименование «Орбита Кларка» («The Clarke Orbit»).

Интересно, что поднять ретранслятор на возможно I высокую точку при помощи самолета предлагал еще П. В. Шмаков 1937 г., и только 20 лет спустя, в 1957 г., во время VI Всемирного фестиваля молодежи и студентов в Москве, идею осуществили. На высоту четыре километра поднялись самолеты ЛИ-2 с активными передатчиками на бортах, что дало возможность экспериментально транслировать фестиваль в Смоленск, Киев и Минск.

Первый искусственный спутник Земли был выведен на орбиту 4 октября 1957 г. специалистами Советского Союза.

Он двигался по эллиптической орбите и просуществовал до 4 января 1958 г. Уже в ноябре 1957 г, к Первому секретарю ЦК КПСС Н. С. Хрущеву обратилась группа специалистов (С.В. Новаковский, С. И. Катаев, Л. А. Дружкин) с предложением начать работы по реализации космического вещания. Ученым было ясно, что выбор спутника в качестве высокой «точки подвеса» идеален: в безвоздушном пространстве радиоволны распространяются почти без затухания, чего нельзя сказать об атмосфере Земли.

Американские ученые смогли осуществить запуск первого спутника лишь 1 февраля 1958 г. Международные договоры предусматривали, что космический аппарат называется спутником, если он совершит не менее одного оборота вокруг Земли, в противном случае его считают ракетным зондом. Спутник с установленными радиопередатчиками считается активным, примером пассивного спутника стал знаменитый американский шар «Эхо-1» (12 августа 1960 г.) с алюминиевым покрытием для отражения радиосигнала. Первым спутником, при помощи которого осуществили передачу телевизионного сигнала, был американский «Telstar I», выведенный на эллиптическую орбиту 10 июля 1962 г. На геостационарную орбиту США вышли 26 июля 1963 г. со спутником связи «Syncom 2».

Первая трансляция ТВ-сигнала из Владивостока в Москву при помощи советского спутника связи «Молния» в СССР осуществилась 23 апреля 1965 г. Техническое решение оказалось настолько эффективным, что перед учеными сразу же поставили задачу обеспечить прием видеосигнала на персональные телевизоры. Теоретически проблема была решаема, но для ее практической реализации было необходимо существенно повысить мощность бортового радиопередатчика (до десятков Квт) на спутнике, что невыполнимо по сей день, так как получить энергию в космосе можно только преобразовав свет в электричество при помощи солнечных батарей и буферов-аккумуляторов, КПД которых недостаточно высок.

Кроме того, проблема оказалась не только технической, но и политической, так как спутник с огромной высоты не может облучать территорию с учетом границ каждого государства, неизбежен «естественный перелив» радиосигнала. Ситуация осложнялась тем, что, поняв преимущества спутникового ТВ на орбитах, при помощи американских ракетоносителей свои спутники на орбите разместили многие страны: Франция (1965), Австралия (1967), Япония (1970) и т.д. Во избежание эфирной каши Международный союз электросвязи разработал план спутникового ТВ-вещания, распределив позиции спутников на геостационарной орбите, каналы, уровни сигналов и т.п. Для СССР было выделено пять позиций, так как страна разбита на пять вещательных зон (10 часовых поясов), что позволяет одновременно транслировать 70 ТВ-программ. Специалисты в области спутникового вещания приняли терминологию: «индивидуальный прием» — прием на небольшие домовые антенны, «коллективный прием» — прием излучения на сложные устройства с большими антеннами и распределительными сетями. Для увеличения пропускной способности канала связи спутники могут группироваться на небольшом участке орбиты, облучая определенный район Земли, или в различных орбитальных точках, направляя передающие антенны на обслуживаемую территорию.