Kā tas bija: Satelītu televīzija PSRS - Molnija un Orbīta


Jau pirmie eksperimenti 60. gadu sākumā ar Zemes mākslīgajiem pavadoņiem (ZMP), kas tika izmēģināti, kā elektromagnētiskos viļņus atstarojošie spoguļi (projekts Echo), paliecinoši pierādīja, ka kosmiskus objektus var veiksmīgi izmantot radio sakaru nodrošināšanai uz Zemes. Gan militāristi, gan radioamatieri jau sen  ziņojumu „nosūtīšanai” kā signālu atstarotāju izmantoja Mēness virsmu, tomēr pasīvi retranslātori nebija īstais problēmas risinājums. Televīzijas pārraides notika elektromagnētisko viļņu metru un decimetru daļā – vēl īsāka garuma viļņi Zemes atmosfērā ātri vājinājās, bet jo garāks bija viļņa garums, jo lielākam bija jābūt arī atstarotājam. Palaist debesīs tik lielus ZMP nebija iespējams, tāpēc abas lielvalstis, Amerika un PSRS, uzsāka savā starpā "kosmisko sacensību" - metās izstrādāt aktīvos retranslātorus ar pastiprinātājiem un antenām signālu uztveršanai un pārraidei.
Padomju Savienības teritorija bija milzīga liela. Tajos laikos nodrošināt kaut vai visvairāk apdzīvotās vietas ar vienu televīzijas programmu bija ļoti  sarežģīts uzdevums. Tomēr televīzija un radio bija lielisks pastāvošā, komunistiskā režīma propagandas ierocis un šo faktu nekādā ziņā nedrīkstēja ignorēt! 60. gados Maskavas radiosakaru zinātniskās pētniecības institūtā tika izstrādāta troposfēras radioreleju sakaru sistēma Horizonts, kas darbojās 1 GHz frekvenču diapazonā. Šo kompleksu modificēja, uz tā bāzes tika uzkonstruēta televīzijas apraides aparatūra Horizonts-K, kuru uztādīja ZMP Molnija-1 (Молния-1). Augsti eliptiskajā orbītā (Highly Elliptical Orbit – HEO) padomju nesējraķete 8K78 spēja pacelt 1600 kg smagu satelītu. Tas bija iespaidīgi, jo amerikāņu telekomunikāciju satelītu masa tad nepārsniedza pat 300 kg. Turklāt, no Padomju Savienības teritorijas, palaist raķeti uz HEO varēja ar daudz mazāku degvielas daudzumu, nekā uz ģeostacionāro orbītu. Jāsaka gan, ka 60. gados nebija vispāri nevienas valsts ar tik jaudīgu nesējraķeti, lai Klārka orbītā nogādātu televīzijas satelītu - pirmais 560 kg smagais kanādiešu pavdonis Anik A uzsāka darbu tikai 1972. gadā.
Sākumā nekas negāja kā vajag. Divi Молния-1 starti izrādījās neveiksmīgi: 1964. gada 4. jūnijā nesējraķetes 8K78 otrajai pakāpei sabojājās degvielas padeves sistēma un tā avarēja, bet tā paša gada 22. augustā, kaut arī otrais pavadonis sasniedza vajadzīgo orbītu, tam telemetrijas dati uzrādīja, ka nav atvērušies abi stieņi ar paraboliskajām antenām. Iemesls tam bija tāds, ka sagatavojot pavadoni startam, antenu stieņi tika notīti ar izolācijas lentu, kas atklātā kosmosa apstākļos sasala cieta kā akmens un atsperēm vairs nepietika spēka antenu atvēršanai. Ja viss būtu izdevies kā vajag, tad šim pavadonim bija paredzēts retranslēt Vasaras Olimpiskās spēles no Tokijas. Otrā Молния-1 vēl 9 mēnešus no orbītas paklausīgi sūtīja uz Zemi telemetrijas datus, bet retranslātoru darbību pārbaudīt tā arī neizdevās. Beidzot ar trešo mēģinājumu 1965. gada 23. aprīlī tika palaists pavadonis Молния-1 (Nr. 3)  un tas izrādījās darba kārtībā, kaut gan  sākumā nenostrādāja galvenais elektrobarošanas relejs, bet pēc pāris minūtēm, sūtot nepārtrauktas komandas no Zemes, tas tomēr ieslēdzās. Ar šī satelīta palīdzību notika pirmā PSRS televīzijas signāla pārraide no Vladivostokas uz Maskavu. 


Par sasnieguma uzskatāmu pierādījumu Padomju Savienībā kļuva uz Vladivostoku no Maskavas pārraidītās 1. maija darbaļaužu demonstrācija un 9. maija armijas parāde, bet uz Maskavu - Klusā okeāna Flotes jūras parāde no Vladivostokas. 1965. gada rudenī, izmantojot Молния-1 (Nr. 4), starp šīm pilsētām notika arī eksperimenti ar krāsu televīzijas signālu pārraidi. Pasaules mērogā ņemot, tas gan nebija nekas jauns, jo 1962. gadā pirmā televīzijas signāla pārraide jau bija notikusi no amerikāņu satelīta Telstar-1, turklāt pāris nedēļas pirms Молния-1 starta, darbu uzsāka arī pirmais komerciālais sakaru pavadonis Intelsat-1 (Early Bird), kas spēja pāri okeānam pārraidīt vienu televīzijas programmu vai 240 telefonsarunas.
Sākot ar 1965. gada vasaru pavadoņa Молния virszemes kosmisko aparātu kontroles un vadības punktu НИП-14 Щелково-7, kas atradās netālu no Maskavas, sāka apmeklēt dažādu līmeņu delegācijas: sākot no PSRS Aizsardzības ministrijas pārstāvjiem, ģenerāļiem un oficieriem, līdz ārzemniekiem. PSRS Militāri rūpnieciskā kompleksa ietekme bija milzīga, valdīja totāla slepenība, viss pirmkārt bija pakļauts armijas kaujas spēju stiprināšanai. Kosmisko pētījumu un tehnoloģiju jomā 60. gadu vidū iesākās sadarbība ar Franciju. Franču delegācija sastāvēja no 40 personām. Lai no ārzemniekiem noslēptu faktu, ka НИП-14 faktiski bija armijas daļa (в/ч 26178), nevis PSRS Sakaru ministrijas objekts, tehniskais personāls tika pārģērbs civilajās drēbēs, novākti visi aģitācijas materiāli, bet pārējie, formās tērptie karavīri uz laiku paslēpās tuvākajā mežā. Franču speciālisti uzzināja par eksperimentiem ar krāsu televīziju un piedāvāja sadarbībai izmantot savu kosmisko sakaru centru. 1965. gada 27. novembrī notika krāsu televīzijas pārraide no Maskavas uz Parīzi. 
Молния-1 orbīta bija stipri izstiepta, ar plaknes slīpumu +63.4°, apogeju (vislielākais attālums) gandrīz 40000 km, bet perigeju (vismazākais attālums) tikai 500 km. Jo tālāk no Zemes atradās pavadonis, jo lēnāk tas kustējās attiecībā pret to un otrādi. Šāda orbīta bija izdevīga, lai raidītu televīzijas signālu uz PSRS teritoriju, kas atradās ziemeļu platuma grādos, jo katrā ZMP apriņķošanas reizē, kas ilga 12 stundas, tas 8 atradās tiešās redzamības zonā, kad notika televīzijas signāla pārraide. Pēc tam vajadzēja pāriet uz citu pavadoni, kas katru reizi radīja sakaros apmēram 10 minūšu ilgu pārtraukumu. Lai nodrošinātu diennakts apraidi, bija nepieciešama trīs Молния pavadoņu sistēma. Pašā galējā orbītas punktā satelīts bija ne tikai gandrīz nekustīgs, bet ar savu signālu nosedza lielu daļu no Zemes teritorijas. Lielais orbitālās plaknes slīpums savukārt nozīmēja to, ka arī tālos ziemeļu apgabalos signālu varēja uztvert bez tām problēmām, kas piemīt ģeostacionārajai orbītai.



Молния-1 borta aparatūra sastāvēja no trīs 40 W raidītājiem un diviem rezerves ar 20 W katrs, ko baroja saules baterijas ar kopējo jaudu 1,5 kW. Pārraidei tika izmantotas divas vadāmas 1,4 m paraboliskās antenas, kas 0,8 - 1 GHz frekvenču diapazonā translēja uz PSRS teritoriju un Austrumeiropas sociālistiskajām valstīm vienu Centrālās televīzijas programmu "Pirmais kanāls" vai 60 telefona sakaru kanālus. Pirmie Молния satelīti nespēja pārsniegt pat viena darbības gada robežu. Dēļ tā apstākļa, ka katru diennakti satelīts četras reizes šķērsoja radiācijas joslas, saules baterijas ātri vien degradējās. Pirmā Молния-1 dzīves laiks izrādījās ļoti īss - no 1965. gada aprīļa līdz novembrim. Tad konstruktori satelītam pievienoja rezerves saules baterijas, kas atvērās pēc vajadzības, kad pamatbaterijas atteica. Pēc skaita jau Nr. 7 Молния-1 spēja aktīvi darboties no 1966. gada oktobra līdz 1968. gada janvārim. Padomju pavadoņiem tas bija ļoti ilgs dzīves laiks!


Pēc pavadoņa Молния-1 tehnisko iespēju izpētīšanas, PSRS tika ierosināts, izmantojot ZMP sniegtās priekšrocības, atrisināt problēmu ar Centrālās televīzijas programmas translēšanu austrumu reģioniem. Stacijas Орбита uztvēra televīzijas programmu no satelītiem Молния un tālāk pa kabeļiem to padeva uz vietējiem virszemes apraides centriem, kas savukārt izplatīja raidījumus jau ierastajā veidā - metru viļņu diapazonā. Neviena valsts nebija radījusi šādu televīzijas signāla sadales tīklu. Rekorda īsā laikā no 1965 - 1967. gadam tika uzbūvētas un nodotas ekspluatācijā 20 stacijas Орбита. 20 miljoni cilvēku, kas dzīvoja aiz Urālu kalnu grēdām, ieguva iespēju sekot līdzi notikumiem valstī un vērot savos ekrānos PSKP CK ģenerālsekretāra L. Brežņeva runas. Liela uzmanība tika pievērsta tam, lai jaunās būves atrastos maksimāli tuvu vietējiem televīzijas centriem, turklāt tā, lai izslēgtu traucējumu rašanos no troposfēras radioreleju līnijām, kas strādāja tajā pašā 0,8 - 1 GHz diapazonā. Svarīgs bija arī tas apstāklis, ka dēļ relatīvi stiprā signāla, varēja izmantot 12 m lielas paraboliskās antenas. Pašlaik tas, protams, liekas ļoti daudz, bet starptautiskā organizācija Intelsat sakariem ar ZMP sākumā izmantoja 25 - 32 m lielas paraboliskās antenas.


Sistēma  Орбита bija vienīgā, kas nodrošināja PSRS teritorijas lielāko daļu ar televīzijas signālu, tāpēc tā tika plānveidīgi attīstīta un pilnveidota. 70. gadu sākumā staciju skaits sasniedza 70 un pārraides varēja skatīties jau 80% no visas valsts iedzīvotājiem. Rezultātā aОрбита tīklu tika noklāta PSRS ziemeļu un austrumu teritorijas. Jāpiezīmē, ka frekvenču diapazons 0,8 - 1 GHz neatbilda tām prasībām, kuras bija noteiktas ar Starptautisko Radiosakaru reglamentu Fiksētajam satelītu dienestam (FSS). 1971. gadā tika palaists modernāks pavadonis Молния-2, kas darbojās jau 4/6 GHz frekvenču diapazonā, bet paraboliskās antenas tam tika aizstātas ar citām - spirālveida. Tāpēc uztverošajām stacijām Орбита tika nomainīta visa aparatūra. Pēc modernizācijas 1972. gadā tās sāka saukt par Орбита-2. Kaut arī šajās stacijās turpināja izmantot tās pašas 12 m lielās paraboliskās antenas, tām tika nomainīts viss viļņvadu trakts un apstarotāja konstrukcija Atsevišķi trakti raidīšanai un uztveršanai ļāva Орбита-2 darboties  dupleksā darbības režīmā. 1974. gadā tika palaists pirmais jaunākas paaudzes satelīts Молния-3. Šie pavadoņi tika ekspluatēti 29. gadus. Televīzijas signāls tika pārraidīts 3,875 GHz frekvencē, izmantojot frekvenču modulāciju (FM). Tā jaudas plūsmas blīvums pie Zemes virsmas bija neliels - 136 dBW/m2. Ar nedaudz zemāku kvalitāti programmu varēja uztvert  ar 7 m un pat  5 m lielu parobilisko antenu, bet ne mazāku - par individuālo uztveršanu šādos apstākļos nevarēja būt ne runas.



Satelītu televīzijas sistēma Orbīta kļuva par pamatu tam, lai 1971. gadā tiktu nodibināta 9 Austrumu bloka valstu organizācija Intersputnik (Интерспутник). Bez PSRS tajā ietilpa arī Bulgārijas Tautas Republika, Čehoslovākijas Sociālistiskā Republika (ČSSR), Vācijas Demokrātiskā Republika (DDR), Kuba, Mongolija, Polijas tautas Republika un Rumānijas Tautas Republika. Izmantojot satelītu televīzijas sniegtās priekšrocības, šīs valstis ieguva iespēju ātri apmainīties savā starpā ar video materiāliem. Tajā pašā laikā PSRS liela nozīme bija citai organizācijai, vietējai - Vienotai pavadoņu sakaru sistēmai (Единая система спутниковой связи - ECCC). Šis tīkls radās tad, kad Padomju Savienībā tika pieņemts stratēģisks lēmums izmantot vienus un tos pašu ZMP gan civilajām vajadzībām, gan militāriem nolūkiem. Sākumā tajā ietilpa 4 - 8 Молния-2 satelīti, kas ļāva atrisināt gan valsts galveno amatpersonu, gan Aizsardzības ministrijas sakaru nodrošinājuma problēmas, bet vēlāk - četri Молния-3 un četru ģeostacionāro pavadoņu grupējums Varavīksne (Радуга). PSRS vienmēr vispirms tika izvērtēts iespējamais tehnikas pielietojums militārām vajadzībām. Protams, par kaut kādām individuālajām satelītu televīzijas uztveršanas iekārtām, kādas mēs tās pazīstam tagad, tajos laikos vispāri negāja ne runas! 
Pēc savas konstrukcijas visas sistēmas Orbīta televīzijas uztveršanas stacijas būvēja vienādas. Tā bija apaļa dzelzsbetona būve ar 12 m lielu grozāmu parabolisko antenu, kas svēra gandrīz 30 tonnas. Mājās neko tādu uzstādīt nevarēja!

                          

Augsti eliptiskā orbīta ir sarežģīta, tāpēc antenu nācās visu laiku pieskaņot līdzi pavadoņu kustības trajektorijām. Pagriešanas mehānisms ļāva antenu regulēt divās plaknēs: azimuts ±270° un pacēluma leņķis (augstums) no 0 līdz 90°. Konstrukcija saglabāja savu darba spēju līdz vēja ātrumam 25 m/s un temperatūras intervālā ±50°С. Antenas laukuma izmantošanas lietderības koeficients, ņemot vērā fokusa attālumu 3 m, bija robežās no 0,65... 0,7, bet temperatūra pie elevācijas leņķa 5° nepārsniedza 40 K. Paviljona centrālajā daļā atradās antenas pagriešanas aparatūra un kabeļu līnijas, kas bija nostieptas uz vietējiem televīzijas centriem. Telpās, kas bija izvietotas visapkārt centrālajai zālei, atradās kondicionēšanas un ventilācijas iekārtas, antenas elektropiedziņas aparatūra, elektrobarošanas transformatori un laboratorijas ar mēraparatūru. Antenas maztrokšņojošais divu kaskāžu parametriskais pastiprinātājs tika dzesēts ar šķidro slāpekli. Lai nodrošinātu atgriezenisko saiti ar sakaru centru, daudzās virszemes uztverošajās stacijās Орбита bija izvietoti arī raidītāji sakariem ar satelītiem. Орбита stacijas tika uzbūvētas praktiski visās tādu attālu valsts nostūru, kā Sibīrija, Galējie Ziemeļi, Tālie Austrumi lielākajās pilsētās. Tajā pašā laikā šādu kompleksu būve mazās pilsētās ar vien pāris tūkstošus lielu iedzīvotāju skaitu izrādījās neizdevīga. Tāpēc tālāka sistēmas Орбита attīstība pamazām apstājās. Kopējais uzcelto staciju Орбита skaits 1984. gadā pārsniedza simtu. Paralēli to ekspluatācijai 70. gadu vidū, tika meklēts labāks risinājums - pāreja uz ģeostacionāro orbītu. Laika gaitā daudzas sistēmas Орбита stacijas tika iekonservētas vai pamestas un izlaupītas, bet citas tiek joprojām izmantotas. Savukārt Молния grupējuma satelītus Krievija sakaru nodrošināšanai sāka izmantot tikai militāriem mērķiem. Pēdējais Молния-3К tika palaists 2001. gadā, bet augsti eliptiskā orbīta mūsdienās nav zaudējusi savu aktualitāti - tur atrodas gan krievu pavadoņi Meridiāns (Меридиан), gan 2014. gadā palaistais amerikāņu militārais satelīts NROL-35. Ģeostacionārajā orbītā Satelītus PSRS sāka nogādāt  sākot no 1975. gadā, kad tika radīta šim mērķim pietiekoši jaudīga daudzpakāpju nesējraķete Protons (Протон), kas tad arī iezīmēja jaunu posmu  Padomju valsts satelītu televīzijas attīstībā. 




Komentāri

Šī emuāra populārākās ziņas

Satelītu televīzijas pionieri. Voldemārs Ketners: Pasaules iekarošana

WALKET: 1991. gada barikāžu laiks un pirmā Latvijas privātā TV Ogrē

Satelītu novietojums ģeostacionārajā orbītā