二、行色匆匆的高空信使
不知你观察过卫星没有,它似乎先是“停”在空中某一位置上。这样, 卫星地面站的天线便可以固定不动,卫星通信也可准确可靠地进行。也正是这个缘故,通信卫星又称为地球静止卫星或同步卫星。
其实,卫星却不是这样安逸的。在前面讲到“大哥大”时就提到了一群小卫星,知道了它们是在不停地赶路的。我们的通信卫星也一样,时刻“马不停蹄”。它的速度甚至超过了地球自转的速度,不过它们相同的时间内转过的弧度是相等的,所以它们相对静止,就像两辆并排行驶的汽车,司机看旁边的汽车总像没动一样。
那么把天线架到天上之后,通信范围扩大到多大了呢?如果你站在一颗通信卫星上,你能看到地球表面的三分之一还多一些的地方。也就是,一颗通信卫星所发出的微波,可以达到地球表面上三分之一还多的地方,反之, 这些地方发出的微波,也能被这颗卫星接收到。那么,只要在赤道上空等距离发射三颗通信卫星,它们的通信范围就可以覆盖住整个地球,从而实现全球范围的卫星通信。现在,在太平洋、印度洋、大西洋上空就各有一颗国际通信卫星,这三颗卫星和地面上的卫星地面站一起组成了一个全球通信网。通过这个通信网可以把在任何一个地方进行的比赛演出等实况及时传到世界各地。
通信卫星发射成功并开始正常工作后,并非万事大吉。太空中的各种因素会使通信卫星飘移出预定轨道,地面站必须时刻监视、遥控卫星的轨道位置和运行姿态,使它“循规蹈矩”。最初发射的通信卫星,其寿命仅一年多, 而如今的已可达到近 10 年。
北京与欧洲各国都在印度洋上空那颗通信卫星的传送范围之内,彼此之间的通信都靠这题卫星来转接。要是两地分属两颗卫星的通信范围怎么办? 如新西兰的惠灵顿与奥地利的维也纳就分属太平洋和印度洋上空那两颗卫星的传送范围,这两地要互相通信,可由惠灵顿地面站通过太平洋上空的通信卫星将信息先发到北京或香港的地面站。因为北京或香港地面站是两颗卫星通信范围的重复区,故可再由北京或香港地面站通过印度洋上空的通信卫星将信息传到奥地利的维也纳。反之亦然,这样远隔重洋的洲际信息传递过程犹如弹跳跨越,其传递路线可简化为:
由此可见,卫星通信距离远,通信范围大,可以实现全球通信,而且不受地面条件限制及气候干扰,可靠性高。卫星通信速度快,用它传输的长途电话比原来有线传输快几百倍,而且可同时传送 10000 余路电话和多路彩色
电视节目。现在已有 150 多个国家和地区总共建立了近 1000 个通信卫星地面
站。我国也于 1986 年 2 月 1 日成功地发射了第一颗实用通信卫星。通过这颗卫星展开了电视、电话、广播、电报、传真等多项卫星通信业务。如今卫星通信正迅速发展到教育、气象、医疗、救灾抢险和导航等领域。随着卫星转发能力的增强,家庭电视机仅需配上直径 1 米左右的小型接收天线,就能随时收到世界各地精彩的电视节目了。