Advertisement

Abstract

The paper describes a study by the above company of a communication satellite system to provide world coverage with particular reference to the global interests of the British Commonwealth and European countries. The study assumes that a global communication satellite system is already in some form of operation before the European system, and the traffic studies have been carried out on this basis, thus influencing the catchment areas of the traffic. Several techniques have been used to estimate the traffic and data is given on the traffic within the catchment areas which could be expected, if the service was provided predominantly for the British Commonwealth. In this case over a twenty year period an average growth rate of 9.6% per annum (overall growth factor of 6.35) of telephone traffic is estimated. This is believed to be conservative and would in any case be greatly increased when the full catchment area to include European interests is added. To meet the peak demand levels anticipated, the initial operational satellite would be provided with a capacity equivalent to five hundred high quality two-way telephone circuits, and the available bandwidth could be used either for telephones, telegraph etc. or partially for a television link, together with a few telephone circuits etc. as an alternative. As the program develops and traffic demand increases, the satellite capacity would rise to at least two thousand high quality two-way circuits in addition to simultaneous television links. Different forms of traffic loading are considered and it is shown that the main revenue is based on the telephone and telegraph services. The service requirements are carefully considered, emphasis being given to the need for flexibility in the operation of the system, in view of the circuit locations, and a method is proposed to achieve extremely flexible telecommunication operation by the satellites, allowing for both large and small blocks of telephone circuits. The system design is discussed first with reference to the relative merits of low, medium and synchronous altitude orbits. If the apparently fundamental problem of time delay is substantiated, it is proposed that the first form of commercial operational system to meet the above European requirements would best make use of a pattern of nine equally spaced, station keeping satellites located in the same circular orbit moving east in relation to the earth at an altitude of 7,480 nautical miles. Certain advantages of synchronous satellites are recognized and the possibility of a mixed system discussed. In substantiating the choice of a nine satellite system as an example of an operational system, various factors are reviewed which must yet be resolved in detail before final decisions can be reached that this is the best combination of orbit height and number of satellites. Such factors include the single hop requirement, (particularly with respect to the transatlantic route and the associated depth of the Atlantic terminals into Western Europe), this parameter having powerful bearing on the choice of system. The broad description of the satellite’s specifications is given, together with certain design trends on the form the satellite may take. Several different forms of ground stations are visualised working with the satellite system; these include main relay stations, and high and low capacity terminal stations. All stations would make use of steerable parabolic antennae of various diameters, as opposed to horn antennae. The specifications of these stations are described, together with the necessary operational facilities, such as computing centers. The proposal is based on the use of the three-stage rocket vehicle now under development with the European Launcher Development Organisation, using the British “Blue Streak” rocket as the first stage, which will be capable of placing at least 800-lb satellites into the 7,480 nautical mile orbit. The particular requirements for the vehicle in this application are discussed, together with the suitability of Woomera as opposed to a new equatorial launching site. The cost of the various parts of the system have been established in detail incorporating, for example, each individual launch attempt of the order of ₤ 1.4m., including the satellite. Within the first phases of the program, it is expected that the satellite life will increase to at least four years duration, and this can be expected to improve as the program develops. Parametric studies have been made on the effects of such factors as satellite life, showing the influence of this on the cost of the system over a twenty year period. Development costs of the rocket vehicle are not discussed in the paper, but the satellite system development, deployment and operation costs are given, together with revenue figures over the twenty year period, which is expected to gross some ₤ 700 million. The extent of probable European interest in the development and operation of such a system is discussed with respect to the present situation.

Résumé

Le conférence donne une description d’une étude faite par la Société ci-dessus d’un système de communication mondial avec référence, particulièrement, aux intérêts globaux du British Commonwealth et des pays Européens. L’étude présuppose qu’un système de communication globale par satellite soit déjà dans un genre de fonctionnement avant le système Européen et les études du trafic ont été entamées sur cette base, ayant ainsi une influence sur les surfaces de captations de trafic. Diverses techniques ont été utilisées pour arriver à une estimation du trafic et les données portent sur le trafic auquel on peut s’attendre dans les surfaces de captation si le service était prévu surtout pour le Commonwealth britannique. Dans ce cas on peut évaluer sur une période de vingt ans une croissance moyenne de 9.6% par an du trafic téléphonique (facteur global d’augmentation 6.35%). Ceci représente une appréciation prudente et serait en tout cas augmenté de beaucoup en y ajoutant l’aire complète de captation pour comprendre les intérêts européens. Pour répondre à la demande de pointe anticipée, le satellite d’opération initiale serait prévu pour une capacité équivalente à cinq cent circuits téléphonique duplex et la largeur de bande disponsible pourrait servir soit pour le téléphone, le télégraphe, etc., ou bien en partie pour une connexion de télévision avec quelques circuits téléphoniques, etc. comme variante. Au fur et à mesure que le programme se développe et que la demande du trafic augmente, la capacité du satellite augmenterait d’au moins deux mille circuits duplex de haute qualité en outre des connexions simultanées de télévision. Diverses formes de charge du trafic sont considérées et les recettes principales, il est indiqué, s’entenderaient sur la base des services téléphoniques et télégraphiques. Les besoins du service ont été soigneusement étudiés, tout en soulignant le besoin de flexibilité dans le fonctionnement du système en vue de l’emplacement des circuits, et une méthode a été proposée pour achever un fonctionnement de télécommunication excessivement flexible aux moyens des satellites tenant compte de grands et petits blocs de circuits téléphoniques. La conception du système est discutés, tout d’abord au point de vue des avantages relatifs des orbites d’altitude réduite, moyenne et synchrone, si le problème, paraissant être fondamental, du délai de temps est réalisé. Il est proposé que la première forme d’un système d’exploitation commerciale pour répondre aux besoins européens ci-dessus indiqués se serviraient de préférence d’un groupement de neuf satellites équidistants et gardant leurs stations dans la même orbite circulaire et se déplaçant vers l’est par rapport à la Terre à une altitude de 7480 milles marins. Certains avantages de satellites synchrones sont bien connus et la possibilité d’un système mixte est discuté. En proposant le choix d’un système à neuf satellites à titre d’échantillon d’une installation d’exploitation, divers facteurs sont préconsiés qui demandent encore à être revus en détail avant que des décisions finales ne soient prises et que ceci soit la meilleure combinaison de hauteur orbitale et nombre de satellites. Ces facteurs comprennent la demande de saut unique (surtout pour la route transatlantique et la profondeur associée des terminus atlantiques dans l’Europe Occidentale), ce paramètre influançant fortement sur le choix de système. Une description générale est donnée de la spécification des satellites, de même que certaines tendances de conception quant à la forme éventuelle du satellite. Plusieurs formes diverses de stations terrestres sont envisagées à fonctionner avec ce système à satellites; celles-ci visent les stations principales à relais ainsi que les stations terminus de haute ou faible capacité. Toutes les stations feraient emploi d’antennes paraboliques dirigeables de divers diamètres plutht que d’antennes en entonnoir. Les spécifications sont présentées pour ces stations de même que les installations nécessaires au fonctionnement, telles que des centres de calculations. La proposition repose sur l’emploi d’un astronef-fusée à trois étages actuellement sous développement auprès de l’organisation européene de développement de lancement, en se servant de la fusée britannique “Blue Streak” comme premier étage, laquelle sera capable de lancer un satellite de 360 kg en une orbits de 7480 milles marins. Les désidérata particulières de ce véhicule à cette fin cont discutées ainsi que la convenance de se servir de Woomera en opposition à un nouvel emplacement équatorial de lancement. Les frais de diverses parties du système ont été établis en détail y compris, par example, chaque essai particulier de lancement de l’ordre de ₤ 1.4 y compris le satellite. Dans les premières phases de ce programme on s’attend à ce que la durée utile du satellite augmentera à quatre ans au moins et une amélioration même peut être attendue au fur et à mesure que le programme se développe. Les frais de développement de l’astronef-fusée ne sont pas discutés dans l’article, mais les frais de développement du système à satellites, de déploiement et de marche sont présentés, de même que les chiffres de recettes sur une période de vingt ans, la valeur globale brute étant estimée atteindre ₤ 700 millions. L’importance de l’intérêt européen probable dans le développement et l’exploitation d’un tel système est discuté en rapport avec la situation actuelle.

Абстрактный

В статье описаны результаты исследований, произведенных Компанией, по созданию мировой системы связи посредством спутников, принимая особенно во внимание общие интересы Британского Коммонуэлса и европейских стран. При наших изысканиях мы предполагали, что уже существует какая-то общая сигнальная система связи при помощи спутников перед введением европейской системы и что уже был.произведен анализ средств передачи этой системы, влияющих на пространства уловления. Для расчета интенсивности сообщений нами применялось несколько способов, и полученные данные относятся к плотности одновременного оомена в улавливающих пространствах, которую можно ожидать в системе, обслуживающей гл.обр. Британский Коммонуэлс. Для этого частного случая и для 20-ти летнего периода можно ожидать ежегодного прироста в 9,6% при общем факторе роста экономического потенциала в 6,35% для телефонного обмена. Мы считаем этот подсчет скорее скромным, и цифры значительно возрастут, если площадь улавливания распространится и на другие европейские страны. Чтобы удовлетворить пиковые требования, первый промышленный спутник будет снабжен передаточной способностью 500 современных высокопроизводительных двухсторонних телефонных контуров, а имеющаяся в распоряжении полоса частот может служить для телефонных, телеграфных и под. сообщений, отчасти и для телевизорной связи в комбинации с несколькими звуковыми контурами при желании. По мере расширения поля деятельности и повышения спроса, мощность спутников будет повышаться по меньшей мере до 2000 высококачественных двухсторонних телефонных контуров помимо дальнейших каналов для одновременной телевизорной связи. Были рассмотрены различные способы распределения нагрузки, причем выяснилось, что главным источником дохода будут телефонные и телеграфные передачи. Эксплуатационные требования были подробно проанализированы и особое внимание было уделено легкой приспособляемости к изменяющимся условиям в смысле распределения приемно-передаточных центров. Была выработана система для быстрого приспособления телевизорных передач через спутник с одновременным наличием и малых и больших пачек телефонных контуров. Проект системы рассматривается прежде всего в целях выявления взаимных преимуществ орбит низкой, средней и синхронной высоты, и для случая, что при реализации проекта вопрос о запаздывании во времени, кажущийся теперь основным, окажется обоснованным. Предполагается, что первая попытка коммерческой передаточной системы, отвечающей европейским нуждам, будет основана на сети из девяти спутников, распределенных на одинаковых расстояниях по круговой орбите и движущихся по отношению к земле на восток на высоте 7=480 морских миль 14 км. Известные преимущества синхронных спутников полностью учитываются и рассматриваются возможности применения смешанных систем. При обосновании применимости системы из девяти спутников, как примера, рассматриваются различные факторы, которые еще нуждаются в детальном решении, в смысле оптимальной комбинации высоты орбиты и числа спутников. В числе этих факторов находится вопрос об отражении волны от ионосферы, (в особенности в отношении трансатлантического пути и связанной с этим расстоянием глубиной атлантических оконечных станций в Западной Европе); этот параметр имеет чрезвычайно сильное влияние на выбор системы. Приводится также общее описание показателей спутников и некоторые конструкционные принципы, могущие повлиять на их дальнейшее развитие. Приводятся проекты нескольких наземных станций, сопряженных с системой спутников, включая главные трансляционные и оконечные станции высокой и низкой мощности. Все станции применяли бы регулируемые параболические антенны различных диаметров вместо рупорных антенн. Описывается характеристика этих станций вместе с необходимыми эксплуатационными средствами, как например вычислительные механизмы. Проект основан на применении трех-ступенчатых ракетных снарядов, находящихся ныне в разработке Компании Европейской Организации для Конструкции Пусковых Ракетных Установок; в качестве первой ступени предполагается применение Британской ракеты “Блю Стрик”, имеющей мощность, потребную для введения на орбиту по меньшей мере номинальных 390 кг на высоту 7=480 миль 14 км. Рассмотрены особые требования, предъявляемые к снаряду для данной цели и дано критическое сравнение пусковой станции Вумера с новой станцией на экваторе. Стоимость различных элементов всей системы расчитана подробно. Например, каждая отдельная попытка запуска, включая спутник, обойдется примерно в 1,4 миллионовvфунтов стерлингов. На первых стадиях реализации проекта ожидается, что долговечность спутника повысится не менее чем до 4-х лет и что сроки службы спутников в дальнейшем будут повышаться. Произведено параметрическое исследование влияния такого рода факторов, как долговечность спутника и показано влияние последней на стоимость системы в течение 20-ти лет. Стоимость разработки ракетного снаряда в данной статье не рассматривается, но даны сведения о разработке и усовершенствовании самого спутника, и приведены расходы, связанные с развертыванием и эксплуатацией. Возможный валовой доход в течении первых 20-ти лет может достигнуть суммы порядка 700 миллионов фунтов стерлингов. Размеры вероятной заинтересованности европейских стран в разработке и эксплуатации рассмотренной системы обсуждены с учетом современного положения.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Copyright information

© Springer-Verlag Wien 1964

Authors and Affiliations

  • G. K. C. Pardoe
    • 1
  1. 1.British Space Development Co. Ltd.LondonEngland

Personalised recommendations