50 let komunikačních družic

Před padesáti lety, 23. července 1962, se uskutečnil první televizní přenos ze Spojených států do Evropy prostřednictvím telekomunikační družice Telstar. Toto vysílání se všeobecně považuje za počátek satelitních komunikací, které podstatně změnily svět.

Schémafunkce družice TelstarNASA

Telstaru předcházely jiné družice, které experimentálně ověřovaly možnosti kosmické komunikace. První z nich, americký satelit SCORE (Signal Communication Orbit Relay Experiment), startoval již v roce 1958, ale jeho "vysílání" bylo z dnešního pohledu velice primitivní. Na družici bylo odvysíláno vánoční poselství amerického prezidenta Eisenhowera, které bylo na družici zaznamenáno na magnetofonový záznam, a později bylo poselství odvysíláno na zem. Nejednalo se tedy o retranslaci signálu, ale byl to první krok k ověření možnosti využít družici pro vysílání do pozemní stanice. Navíc se družice pohybovala po nízké oběžné dráze a tak mohl být do jednoho místa odvysílán jen krátký záznam, protože se družice nad obzorem pohybovala jen několik minut.

Další experimentální komunikační družicí byla balónová družice Echo 1 vypuštěná v srpnu 1960. V tomto případě byla družice využita jako pasivní prvek, který odrážel rádiové paprsky. Přestože byly na trase Země - družice - Země velké ztráty signálu, proběhla řada pokusných přenosů mezi USA a Anglií, při nichž se přenášely telefonní hovory a statické obrázky. Nevýhodou takové družice byla její krátká životnost. Družice, jež měla na dráze průměr přes 30 metrů, brzy ztratila ideální tvar koule a její odrazivost z původních 98% rychle klesala. Také družice Echo 1 se pohybovala po poměrně nízké dráze (nad 1500 km) a tak jednotlivé relace mohly trvat přibližně pět minut; po dobu, kdy byla viditelná jak z místa vysílání, tak z místa příjmu. Jiným problémem byla nestabilní dráha, neboť na družici mimo gravitačních a aerodynamických vlivů působil i tlak slunečního záření. Družice Echo 1 díky svým rozměrům byla na dráze velmi jasná, a proto byla využívána i pro geodetická měření.

Třetí družicí prověřující možnosti kosmických komunikací byl Courier 1B, který startoval v říjnu 1960. Družice byla určená pro potřebu armády a její kapacita měla být 3,4 miliónu přenesených slov denně. Princip přenosu byl obdobný jako u družice SCORE: při přeletu nad vysílací stanicí byla zpráva vysílaná rychlostí 68 tisíc slov za minutu zaznamenána na jeden z pěti palubních magnetofonů (čtyři sloužily pro dálnopis a jeden pro hlasové zprávy) a při přeletu nad přijímací stanicí byl záznam na příkaz ze země odvysílán. Nevýhodou takového řešení je to, že mezi odvysíláním zprávy a jejím přijetím uplynulo i několik hodin. Aktivní životnost se v různých pramenech uvádí 17 nebo 18 dní, ale všechny zdroje se shodují v tom, že komunikační aparatura za tuto dobu pracovala jen 35 hodin.

První skutečnou komunikační družici vypustili ve Spojených státech 10. července 1962 a družice získala prvenství nejen uskutečněním prvního mezikontinentálního TV přenosu (mimochodem v jeho rámci byla odvysílána reportáž z baseballového utkání mezi týmy Philadelphia Phillies a Chicago Cubs a tisková konference prezidenta Kennedyho), ale jednalo se i o první soukromou družici. Její vývoj, výrobu i vypuštění plně financovala společnost AT&T. Souběžně se stavbou družice probíhala také výstavba vysílacích a přijímacích stanic - jedna byla v USA v Andoveru a v Evropě se budovaly stanice ve Francii (v Pleumeur Bodou) a ve Velké Británii (v Goonhilly Downs).

Společnost AT&T předpokládala komerční využití svého prvenství, ale už koncem srpna 1962 schválil americký Kongres zákon, jímž se na neomezenou dobu zřizoval monopol na satelitní komunikace organizaci Comsat, již měla americká vláda zřítit k 1. lednu 1963.

První "státní" telekomunikační družicí, kterou vypustil NASA, byla družice Relay, která se na oběžnou dráhu dostala v prosinci 1962.

V únoru 1963 byl uskutečněn další významný krok - byla vypuštěna první družice Syncom 1, která byla umístěna na geostacionární dráhu. Ovšem během navádění družice na dráhu s ní bylo ztraceno spojení a nebyl tak splněn hlavní účel letu testování možností komunikací ze stacionární dráhy. Úspěšný byl až Syncom 2, jenž odstartoval z Cape Canaveral v červenci 1963 a na stacionární dráze zaujal polohu kolem 59° z.d. Družice nebyla navedena na zcela stacionární dráhu - v průmětu na zemský povrch opisovala osmičku. Telekomunikační pokusy proběhly úspěšně a zkušební provoz americké ministerstvo obrany ukončilo k 1. lednu 1965.

Třetí družice Syncom vypuštěná v září 1964 už byla určená ke komerčnímu využití. Družice byla zakotvena nad Pacifikem a díky ní mohli Američané v říjnu 1964 sledovat přímé TV přenosy z olympijských her v Tokiu. Tyto přenosy se dostaly i do Evropy, ale jen jako krátké zlomky, neboť pro retranslaci mezi USA a Evropou byly využívány družice Relay létající na nižších oběžných drahách. Syncom pracoval spolehlivě několik let a to přispělo k vybudování celosvětového systému stacionárních družic.

V Sovětském svazu se komunikačními družicemi začali zaobírat později než v USA. První sovětská komunikační družice odstartovala v roce 1964 pod kódovým označením Kosmos 41 a od roku 1965 začali v SSSR budovat síť komunikačních družic Molnija. Tyto družice se pohybují po eliptických drahách s dobou oběhu 12 hodin, kdy perigeum leží ve výšce několika set km nad jižní polokoulí a apogeum přesahuje 40 tisíc km nad severní polokoulí. Trajektorie letu je volena tak, že družice prolétá apogeem nad sovětským územím (druhé denní apogeum je nad Kanadou) a je možné ji po dobu asi 9 hodin využívat, a to i z oblastí vysokých zeměpisných šířek, kde stacionární družice využívat nelze.

Později Sověti vypustili také stacionární komunikační družice - první z nich startovala v roce 1974 jako Kosmos 637.

HLAVNÍ PRAMENY:
[1] P. Lála, A. Vítek: Malá encyklopedie kosmonautiky, Mladá fronta, Praha 1982
[2] K. Pacner, A. Vítek: Půlstoletí kosmonautiky, Epocha 2008
[3] P. Toufar, M. Balous: Cesty ke hvězdám, Albatros, Praha 1976
[4] http://www.lib.cas.cz/space.40/[5] http://www.thespacereview.com/article/2123/1

-----
Příště: Historická výročí kosmonautiky; plánované zveřejnění: 31.7.2012.