Vissza

20 éve kezdte meg kereskedelmi működését az Irídium rendszer

Az első, szinte a korát megelőző globális műholdas mobil rádiótelefon rendszer, a 66 műholdból álló Irídium rendszer 20 éve, 1998. november elsején kezdte meg a kereskedelmi működését. A Motorola mérnökei által megálmodott és széles körű összefogással megvalósított rendszer egyszerre volt idő előtti és megkésett: a műholdak felbocsátása korántsem volt olyan egyszerű, mint manapság, de éppen ezért, mire a rendszer elkészült és megkezdte szolgáltatását, az elérhető adatátviteli sebesség már nem bizonyult versenyképesnek. Ennek ellenére egy fantasztikus mérnöki alkotás huszadik évfordulójáról emlékezhetünk meg, melynek azóta pótolták a kezdeti hiányosságait és megújult technikával továbbra is a rendelkezésünkre áll.


A mobil rádiótelefon hálózatok elterjedésével már a nyolcvanas évek második felében egyre inkább alapvető igényként jelentkezett a bárhonnan való telefonálás. A világ nagy részén azonban nem volt kiépített hálózat, sem a tengereken, óceánokon, sem pedig a sivatagokban, a magashegyeken vagy a sarkköri területeken nem lehetett a mobil telefon előnyeit élvezni – pedig néha éppen itt lett volna rá a legnagyobb szükség. A geostacionárius pályán keringő műholdak ugyan rendelkezésre álltak, azonban a 36 ezer kilométeres pályamagasság miatt nagyon nagy teljesítményű végberendezéssel és parabola antenna használatával lehetett csak kommunikálni, használata nehézkes volt és aktatáskányi mérete miatt a hordozhatósága is korlátokat jelentett. Ráadásul a geostacionárius pálya adottságai miatt – ez a pálya az egyenlítő felett helyezkedik el – a sarkköri területeket már nem tudta kiszolgálni.

Az 1980-as évek végén felmerült az a gondolat, hogy inkább alacsony pályán keringő műholdakkal (Low Earth Orbit – LEO) lenne célszerű megvalósítani egy globális mobil rádiótelefon hálózatot. Ennek az egyik előnye az alacsony keringési pálya (36 ezer km helyett 500-2000 km magasság), ami kisebb teljesítményt, egyszerűbb antennát igényel, másik előnye pedig a beszédút kisebb késleltetése. A gondolatot a Motorola három mérnöke, Bary R. Bertiger, Raymond J. Leopold és Kenneth M. Petherson öntötte konkrét formába és a Motorola 1988-ban meg is indította a rendszer szabadalmaztatását (US patent 5410728).

Az eredeti elképzelésben összesen 77 műhold segítségével tervezték a teljes földgolyó lefedését, ahol a műholdak 780 km magasságban keringenek a föld körül. Ezen a pályamagasságon egy műhold kb. 100 perc alatt tesz egy teljes fordulatot a föld körül, azaz 27 ezer km/óra sebességgel robog a fejünk felett. A pályákat úgy képzelték el, hogy összesen hét pályán mozogjanak a műholdak, mindegyik pályán 11 darab, egyenletes távolságban követve egymást a körpályán. Az egyes körpályák az északi illetve déli sarok felett mennek át, inklinációjuk 86,4°, azaz közel merőleges az egyenlítő síkjára. Ezzel a megoldással a teljes földgolyó lefedhető. Természetesen a beszélgetés alatt a műholdak – mint amolyan mozgó bázisállomások – egymásnak adják át a felépült kapcsolatot annak megszakadása nélkül. Ennek a végrehajtásához az szükséges, hogy a műholdak egymással is kapcsolatban legyenek. Az elképzelést – mely hasonló ahhoz, mintha egy atommag körül 77 elektron keringene – a periódusos rendszer 77-es eleme után Irídium rendszernek nevezték el.

A nagyívű és mérnöki szempontból zseniális program megvalósítására a Motorola 1993. július 29-én fix összegű szerződést kötött 1998. november elsejei határidővel a rendszer létrehozására az üzemeltetésre megalakult Irídium SSC céggel.

A terveket felülvizsgálva végül úgy döntöttek, hogy a teljes lefedéshez a hét pálya helyett hat is elég, így a végleges rendszert 66 aktív műholddal tervezték meg és ezt még 6 pályára állított, de tartalékként készenlétben álló műholddal szándékoztak kiegészíteni. A rendszer beszédátvitelre és 2400 bit/s-os adatátvitelre lett megtervezve, ami akkor még kellően nagy sebességnek bizonyult.

A hosszú előkészítő munka, fejlesztés és tesztelés után az első öt műhold pályára állítására 1997. augusztus 21-én került sor egy, az USA Vandenberg légitámaszpontjáról indított Delta II 7920-10C hordozórakétával. Szeptember 14-én újabb hét műhold állt pályára a Bajkonurból indított Proton-K/17S40 hordozórakéta segítségével. Két újabb vanderbergi indítás után december 8-án a Taiyuan támaszpontról a kínai Chang Zheng 2C-III/SD (a Nagy Menetelés) nevű hordozóval két műholdat juttattak pályára. A teljes konstellációt ez a három hordozórakéta típus vitte fel a 780 km-es magasságba, s ahogy egyre több műhold került a tervezett pozíciójába, megkezdődtek az intenzív tesztelések is.

A műholdak a földi mobil készülékkel az L-sávban kommunikálnak, míg az egymás közötti kommunikációra a Ka-sávot használják. Minden egyes műhold 1100 telefonkapcsolat együttes kezelésére képes. A 680 kg-os műholdak négy másik műholddal vannak kapcsolatban: az adott pályán előtte és mögötte haladóval, illetve a bal és a jobb szomszédos pályán a közvetlen szomszédjával. Ezeken a kapcsolatokon keresztül valósul meg a felépült kapcsolatok műholdak közötti átadása. A Motorola a szerződése szerint 1998. november elsején elindította a teljes rendszert és ezzel megszületett a világ első globális műholdas telefon- és adatszolgáltatása.

A fantasztikus mérnöki teljesítmény azonban nem párosult üzleti sikerrel, így az Irídium SSC kilenc hónappal később, 1999. augusztus 13-án csődvédelembe volt kénytelen menekülni. Mivel azonban a globális rendszerre mind a hajózás, mind a katonai alkalmazások miatt nagy szükség volt, így tetemes pénzügyi támogatással megmenekült a teljes kikapcsolás elől és 2001-re az új Iridium Satellite LLC már megkezdte a szolgáltatások nyereségessé tételét. Az első generációs műholdakból 2002 közepéig összesen 95-öt helyeztek üzembe, így a kieső műholdak folyamatos pótlása is megoldottá vált. Azóta már a második generációs műholdakra való áttérés is megtörtént, ezeket a Space X Falcon 9 hordozói tízesével állítják pályára 2017 januárja óta. 65 második generációs műhold már a pályáján van, az utolsó tíz fellövésére pedig 2018 decemberében kerül sor. Az Iridium NEXT névre keresztelt rendszer már 128 kbit/s-os adatátviteli sebességre képes a legegyszerűbb végberendezéseken, de az Iridium Pilot tengeri terminál 1,5 Mbit/s-os sebességgel fog tudni kommunikálni.

Végezetül még egy érdekesség: az Irídium rendszer elavult vagy hibás műholdjait általában süllyedő pályára állítják, ahol a légkör felső rétegeiben teljes mértékben elég. A tervezett cserék és a technológiai elfáradás mellett azonban az Irídium találkozott először összeütközéses katasztrófával a műholdas történelemben. 2009. február 10-én 16:56 UTC időpontban ugyanis az üzemelő Irídium 33 műhold összeütközött a már használaton kívüli Kozmosz 2251-es halott műholddal. A két űreszköz mintegy 35 ezer km/órás sebességgel csapódott egymásnak, hatalmas törmelékfelhőt generálva a LEO pályán, ami a későbbi időkre vonatkozóan is folyamatos veszélyforrást jelent. Az Irídium 33-as egyébként még az első bajkonuri fellövésnél állt pályára, így már 12 éve működött és cseréje amúgy is aktuális lett volna. Ezt azonban a váratlan esemény soron kívül előrehozta.

dr. Bartolits István

Legközelebbi események

22. Projektmenedzsment Fórum 2019.04.04. 8:00 - 2019.04.04. 18:00