Segmento Spaziale

1) Elevazione :

Si tratta della distanza angolare del satellite rispetto all'orizzonte, è importante in quanto se è bassa allora la ricezione dei segnali è scarsa per i seguenti motivi:

• Ostacoli fisici frapposti come alberi ed edifici
• Attenuazione atmosferica maggiore a basse latitudini
• Rumore elettrico generato dal calore della Terra

2) Periodi di contatto tipici per le diverse tipologie di satelliti :

3) Orbita GEO :

Essa è caratterizzata dal fatto che il satellite la percorre esattamente in un giorno e quindi è visto da Terra come un punto fisso anche se in realtà percorre un 8 all'interno del box.

4) Orbita Eliosincrona :

Si tratta di orbite LEO comprese tra  500Km ed 800Km, sono caratterizzate dal fatto che il piano orbitale ruota verso est di un grado ogni giorno, ne consegue che ogni meridiano è attraversato sempre alla stessa ora del giornopertanto è possibile effettuare rilevazioni sempre con la medesima illuminazione. Si tratta di orbite quasi polari, le più famose sono la 0° - 180° utilizzata per ottima illuminazione solare e la 90° - 270° utilizzata per satelliti equipaggiati con SAR.

5) ICO :

Sono delle orbite MEO circolari, sono pertanto comprese tra 8000Km e 12000Km.

6) HEO :

Sono orbite inclinate di 63,4° che hanno un perigeo a circa 500Km dal centro della Terra ed un apogeo che può arrivare sino a 50000Km. Il periodo orbitale varia da 8 a 24 ore e 2/3 del tempo il satellite lo passa nei pressi dell'apogeo, dove esso appare quasi come stazionario.

7) Principali caratteristiche delle costellazioni di satelliti :

• Numero di satelliti
• Angolo minimo di elevazione
• Altezza
• Numero di piani orbitali
• Strategia EOL

8) Costellazione di Walker :

Sono orbite circolari che vengono automaticamente tracciate una volta settati il numero di satelliti, il numero di piani orbitali e la spaziatura relativa tra satelliti in piani adiacenti.

9) Vantaggi e svantaggi della orbita GEO :

Vantaggi:

• Non serve handover tra satelliti
• Non occorre tracking da parte delle stazioni di Terra
• Effetto Doppler trascurabile

Svantaggi:

• Le ampie distanze richiedono ampie antenne nel caso di applicazioni per dispositivi portatili
• Zone polari non coperte con un angolo di inclinazione decente ossia di almeno 10°
• Elevati ritardi di propagazione

10) Vantaggi e svantaggi della orbita LEO :

Vantaggi:

• Ottima qualità del collegamento conseguente alla bassa altezza
• Bassi ritardi di propagazione
• Facilità di lancio

Svantaggi:

• Tempi lunghi nell'allestimento della costellazione
• Handover ogni 10 minuti tra satelliti ed ogni 2 minuti tra differenti beam dello stesso satellite
• Effetto Doppler non trascurabile

11) Vantaggi e svantaggi della orbite ICO :

• Le orbite a 10000Km sono poste tra le due fasce di Van Allen
• Frequenza di handover inferiore rispetto alle LEO
• Ampi ritardi di propagazione ma non inficiano sulla qualità di una comunicazione mobile - mobile

12) MAGSS-14 :

Medium Altitude Global Satellite System, si tratta di una costellazione a 10000Km proposta dall'ESA, ha 7 piani orbitali inclinati a 56°, ogni orbita è occupata da 2 satelliti spaziati di 180°. Il periodo orbitale è di 6 ore e si ottiene una copertura globale con angolo di elevazione minimo pari a 28,5°.

13) Esempi di costellazioni su orbite HEO :

• Molniya: 3 satelliti su orbite ellittiche con apogeo a 1000Km e perigeo a 39354Km, il periodo orbitale è di 12 ore ed i piani orbitali sono spaziati tra loro di 120°
• Tundra: 2 satelliti su orbite ellittiche con apogeo a 17951Km e perigeo a 53622Km, il periodo orbitale è di 24 ore ed i piani orbitali sono spaziati tra loro di 180°
• Loopus: 3 satelliti su orbite ellittiche con apogeo a 1238Km e perigeo a 39117Km, il periodo orbitale è di 8 ore ed i piani orbitali sono spaziati tra loro di 120°

14) Vantaggi e svantaggi della orbita HEO :

Vantaggi:

• Angoli di elevazioni pari a circa 50° sulla zona in prossimità della traccia a terra dell'apogeo
• Possibilità di dimensionare in modo da coprire aree di interesse specifico
• La zona in prossimità della traccia a terra dell'apogeo è coperta per 4 - 8 ore

Svantaggi:

• Antenne a bordo molto grandi
• Non consente una copertura globale
• Effetto Doppler non trascurabile
• Durata limitata per via dei ripetuti attraversamenti delle fasce di Van Allen

15) Principali famiglie di lanciatori :

16) Caratteristiche dei lanciatori per satelliti GEO :

Il cambio di inclinazione viene ottenuto all'apogeo dai motori del satellite, consuma mlto pertanto sono maggiormente convenienti i lanciatori che come Ariane partono in prossimità dell'equatore. Atlas ha cercato di ovviare proponendo l'orbita supersincrona che però da luogo ad un progetto maggiormente complesso.

Alcuni consentono anche l'immissione diretta sull'orbita geostazionaria utilizzando un quarto stadio, quindi la spesa di carburante non è più a carico del satellite.

17) Finestra di lancio del satellite :

E' un intervallo di tempo nel quale debbono essere rispettati tutti i seguenti vincoli:

• Posizione dell'orbita rispetto al Sole
• Durata dell'eclisse
• Incidenza del sole sui pannelli solari

18) Orbita di Drift :

Dopo l'ultimo sparo di Apogeo non si è ancora sull'orbita geostazionaria, si giunge ad essa mediante drift.

19) IOT :

In Orbit Test, esso riguarda sia la piattaforma che il Payload comprensivo delle antenne per le quali il mapping viene effettuato muovendo il satellite lungo gli assi di roll e di pitch.

20) Principali perturbazioni che agiscono sul satellite e manovre di recupero necessarie :

• Il potenziale terrestre causa una variazione di longitudine mentre la pressione solare aumenta l'eccentricità, si ovvia con delle manovre Est - Ovest
• L'influenza del Sole e della Luna determina delle variazioni di inclinazione alle quali si ovvia con delle manovre Nord - Sud

21) Fasamento dei satelliti appartenenti a costellazioni :

Il satellite da posizionare viene posto su un'orbita più bassa in modo che si muova più velocemente rispetto alla costellazione sovrastante, quando ha raggiunto la posizione corretta viene portato alla corretta distanza dalla Terra.

22) Metodi per il de-orbiting dei satelliti :

• Si aumenta la altitudine dei GEO di circa 400Km
• Si abbassa l'altitudine dei LEO in modo che si distrugga entro 25 anni