CHƯƠNG 1. TẬP HỢP VÀ XỬ LÝ CÁC TÀI LIỆU LIÊN QUAN ĐẾN CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỤ THỂ CỦA VỆ TINH VINASAT 1. Cấu trúc vệ tỉnh và công nghệ sử dụng Một vệ tỉnh viễn thông bao gồm rất nhiều các phân hệ, mà chức năng của chúng về cơ bản là khác nhau tuỳ theo yêu cầu nhiệm vụ. Như trên đã trình bày, vệ tỉnh thông tin gồm 2 phần chính: Khung vệ tỉnh (Platform) và Thiết bị thông tin (Payload).
Trong đó phần khung gồm các khối chức năng phục vụ phần thông tin và đảm bảo cho phần thông tin hoạt động đạt các chỉ tiêu kỹ thuật danh định. Khung vé tinh (platform) Khung vệ tỉnh gồm nhóm những cấu kiện cơ khí được chuẩn hoá kích thước, mà mỗi hãng đã chế tạo sẵn. Đó là các khớp quay, ổ trục, bánh xe gia tốc, giá đỡ anten, các phiến gắn các thiết bị thông tin, thiết bị đo xa điều khiển vệ tinh; bình nhiên liệu, ống lưu dẫn nhiên liệu, ống lưu dẫn hoá chất trao đổi nhiệt, các động cơ điều khiển, hộp chứa các tổ Ac quy; các hệ thống dây cáp đấu nối sẵn với các phiến với nhau theo chức năng như: hệ thống cáp dẫn điện, cáp thông tin v. Về mặt kích thước, và trọng lượng khung vệ tỉnh chiếm khoảng 70-80% trọng lượng quả vệ tỉnh, đo đó kết cấu khung vệ tinh quyết định loại vệ tinh.
Kích cỡ khung liên quan tương đối với giá thành của vệ tinh và tên lửa đẩy (tý lệ thuận) đồng thời được chế tạo sẵn bởi các hãng sản xuất và là sản phẩm tiêu chuẩn hoá về kích cỡ. Một điểm cần phân biệt giữa loại vệ tỉnh và dung lượng truyền dẫn trên vệ tỉnh. Dung lượng vệ tỉnh (số bộ phát đáp) cũng chia làm 3 loại: lớn, vừa và nhỏ và thông thường liên quan tỉ lệ thuận với kích cỡ khung, tuy nhiên cũng còn phụ thuộc vào công suất vệ tinh và một phần vào kích cỡ anten thông tin trên đó Danh sách các phân hệ của phần platform được đưa ra trong Bảng 1-1. Các chức năng chủ yếu và những đặc tính quan trọng nhất được nêu ra ở đây.
Các phân hệ của vệ tỉnh. Phân hệ Các chức năng chủ yếu | Đặc tính Điều khiển tư thế và | Ổn định tư thế và xác định | Chính xác quỹ đạo (AOSC) quỹ đạo Lt Tên lửa đẩy "Tạo gia tốc Chỉ tiêu lực đẩy, khối lượng nhiên liệu Nguồn điện Cung cấp năng lượng điện | Ổn định công suất, điện áp Đo xa, bám và điều | Trao đổi thông tin phục vụ | Số lượng kênh, độ bảo khiển (TTC) mật truyền thông Điều khiển nhiệt Duy trì nhiệt độ Khả năng tiêu tán Cấu trúc khung Hỗ trợ lắp đặt thiết bị Chắc chắn, nhẹ Ang ten Nhận và phát tín hiệu RF | Vùng phủ, hệ số tăng ích Bộ lặp Khuếch đại tín hiệu và đổi | Chỉ số tạp âm, công suất, tần sự tuyến tính Ba yêu cầu chung đối với các phân hệ của vệ tinh cần được nhấn mạnh đó là: w_ Khối lượng tối thiểu, s_ Công suất tiêu thụ điện tối thiểu, " Độ tin cậy cao. Phần tải tin (payload) Phần tải tin là các thiết bị thông tin bao gồm toàn bộ những cấu kiện điện tử gắn theo vệ tinh. Đối với một vệ tỉnh thông tin, hệ thống thiết bị thông tin là bộ phận duy nhất để truyền tải ( chuyển tiếp tín hiệu) các luồng thông tin, các dạng dịch vụ theo yêu cầu từ một điểm đến nhiều điểm trên trái đất trong vùng sóng của vệ tỉnh.
Thành phần chính của thiết bị thông tin là các bộ phát đáp của từng băng tần khác nhau, làm nhiệm vụ đổi tần cho tín hiệu qua vệ tỉnh và có thể bao gồm một số bộ phận chuyển mạch cho hệ thống dự phòng. Một bộ phận quan trọng không thể thiếu được trên vệ tỉnh là các anten thông tin. Thông thường các anten thông tin có đường kính từ 1 + 3 mét và được gắn vào giá đỡ ngay trên mặt ngoài của phiến thiết bị thông tin. Thông thường, theo nguyên tắc cơ bản của truyền dẫn vô tuyến số lượng anten phải bằng số lượng băng tần sử dụng trên vệ tinh (Ví dụ: vệ tỉnh VINASAT có 2 băng tần C, Ku thì phải có 2 anten tương ứng).
Về mặt kích thước và khối lượng, có thể coi hệ thống thiết bị thông tin như những phần tử đeo bám vào khoang vệ tỉnh và thường chiếm tỷ lệ khoảng 20-30% trọng lượng của vệ tỉnh. Thống kê trọng lượng thiết bị thông tin và khung vệ tỉnh TT Danh mục Trọng lượng Trọng lượng đanh định (kg) cực đại (kg) I Thiết bị thông tin 11 | Phat dap Ku 59.1 | Anten bang Ku 44.2 | Điều khiến nhiệt 67.4 | Pin mặt trời 127.8 | Chuyển đổi nguồn 62.9 | Bo nan/ rung 142.8 Tong I 929 948 Trọng lượng khô (không có 1146.6 nhiên liệu) Tổng (I+I+HD) Trong tổng trọng lượng. của vệ tỉnh thông tin phải kể đến phần trọng lượng các bình nhiên liệu. Nhiên liệu mang theo vệ tỉnh chiếm tỷ trọng khá lớn trong tổng trọng lượng vệ tỉnh, dùng để "nuôi" các động cơ đẩy, động cơ lái trong quá trình di chuyển và ổn định vị trí quỹ đạo.
Số lượng nhiên liệu mang theo phụ thuộc vào cách phóng, địa điểm phóng vệ tỉnh và yêu cầu tuổi thọ vệ tính khi thiết kế. Cụ thể là vệ tỉnh có tuổi thọ 13 + 15 năm thì nhiên liệu mang theo có trọng lượng lớn xấp xỉ hoặc hơn trọng lượng khô của vệ tỉnh 1. Công nghệ sử dụng 1. Tình hình chung Lĩnh vực thông tin qua vệ tỉnh là lĩnh vực mới, gắn liền với yêu cầu công nghệ hiện đại, liên quan đến nhiều lĩnh vực và được sử dụng trong vài thập niên gần đây, vì vậy nó được sử dụng và áp dụng công nghệ cao, hiện đại, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và đa đạng của các dịch vụ qua vệ tỉnh đồng thời giảm giá thành, tăng độ tin cậy và tăng thời gian khai thác của hệ thống.
Theo đà tiến bộ của khoa học kỹ thuật thì công nghệ của thông tin vệ tỉnh đã có những tiến bộ đáng kể nhất là đối với vệ tinh thông tin. Những tiến bộ về tên lửa đẩy (khả năng đưa khối lượng lớn hơn lên quï đạo, điều khiển chính xác hơn, linh hoạt hơn. ) và hệ thống các thiết bị như sử lý của các ma trận chuyển mạch hệ thống, sử lý tự động trên vệ tỉnh, sử lý đồ thị phương hướng của anten vệ tinh, nguồn điện, thế hệ động cơ mới, vật liệu mới chính xác cho chế tạo thiết bị trên vệ tính. đã tạo ra bước đột phá không những trong việc thiết lập hệ thống vệ tỉnh thông tin cá nhân di động tầm thấp toàn cầu mà chỉ hơn năm năm trước còn là vấn đề nan giải với các chuyên gia kỹ thuật, mà còn được áp dụng cho vệ tỉnh thông tin địa tĩnh làm cho nó ngày càng trở lên có nhiều chức năng hơn, tăng dung lượng thông tin so với vệ tỉnh cùng khối lượng trước đây, thời gian sống dài hơn.vì vậy nó trở lên linh hoạt và đã trở thành mặt hàng thương mại toàn cầu mà hiện nay các Quốc gia có thể có quyển sở hữu riêng các hệ thống vệ tỉnh của mình 1.
Công nghệ cho vệ tính thông tin địa fĩnh Do thị trường sản xuất vệ tính có tính cạnh tranh, mặt khác công nghệ đã tiến bộ nhanh nên xu hướng sản xuất vệ tình có xu hướng chuyên môn hoá cao với nhiều thay đổi: + Các Modul khối "black boxes" có cấu trúc đa chức năng với độ tin cậy cao đã được thử nghiệm, áp dụng và được xem như là tiêu chuẩn cho nhiều loại vệ tỉnh. Các công nghệ máy tính điều khiển cũng được ứng dụng trên vệ tính (on - boad processing) và đã được chế tạo thành các thiết bị ứng dụng cho hàng loạt các loại vệ tinh. + Các hệ thống pin mặt trời (các tấm pin mặt trời kép loại Gallium-arcenide - hiệu quả gấp đôi - có hiệu suất biến đổi khoảng 28% - so với loại pin mặt trời truyền thống trước đây dùng chất Silicon ) và các loại nguồn acqui như niken-hydro, acqui Lithium Ion dùng công nghệ mới với công suất, hiệu suất và độ tin cậy cao hơn, đồng thời trọng lượng lại giảm hơn. + Kỹ thuật hiện đại áp dụng trong cấu trúc vệ tỉnh với việc sử dụng tế bào sợi grafit gia cường cho cấu trúc ba lớp chất dẻo của mảng năng lượng mặt trời.
4 + Hệ thống điều khiển chuyển động tiên tiến sử dụng các bộ cảm biến quang và những thiết bị đo góc với độ chính xác cao. + Các hệ thống điều khiển nhiệt thụ động có khả nãng điều hoà nhiệt, sử dụng các ống dẫn nhiệt có định hướng, hiệu suất cao, dọc theo modul thông tin của vệ tỉnh. + Hệ thống động cơ định vị vệ tỉnh sử dụng công nghệ mới Plasma (Động cơ Xeon-Ion dùng năng lượng điện trường tốn ít nhiên liệu) cho phép giảm đáng kể trọng lượng của vệ tinh cùng nhiên liệu. Hệ thống anten dàn sử lý kiểu ma trận điều khiển đồ thị phương hướng của anten.
Mặt khác do tính chất đặc thù riêng là hoạt động độc lập, chịu tác động điều khiển từ mặt đất, vận hành chủ yếu dựa trên hai yếu tố: Độ tin cậy hoạt động ổn định của hệ thống thiết bị trên vệ tỉnh và một số thiết bị dự phòng quan trọng được thiết ké lap đặt sẵn từ khi chế tạo nên trong thời gian hoạt động của vệ tinh các hệ thống này phải được tính toán kỹ, hoạt động phải ổn định và không được phép hỗng hóc mặc dù không được bảo dưỡng và thay thế như các hệ thống mặt đất khác. Vì vậy trên thực tế, công nghệ mới trước khi đưa ra áp dụng thường được kiểm nghiệm đo thử theo một qui trình rất ngặt ngèo. Tuy vậy, vẫn thường xảy ra những sự cố khó lường trước được nhất là đối với các vệ tinh áp dụng công nghệ mới, thêm nữa đi đôi với việc sử dụng nó là giá thành tương đối cao, do đó các nhà khai thác thác với tiềm lực kinh tế hạn chế (nhất là các nhà khai thác lần đầu tiên có vệ tinh riêng) thường lựa chọn phương án an toàn và hiệu quả, đó là lựa chọn công nghệ đã được sử dụng, kiểm nghiệm trên các vệ tỉnh thế hệ gần nhất, đang sử dụng và khai thác có hiệu quả rõ rệt.
