Iridium-Satellitenkonstellation - Iridium satellite constellation

Iridium
Iridium-Satellit.jpg
Nachbildung eines Iridium-Satelliten der ersten Generation
Hersteller Motorola (ursprüngliche Konstellation), Thales Alenia Space (NÄCHSTE Konstellation)
Ursprungsland Vereinigte Staaten
Operator Iridium-Kommunikation
Anwendungen Kommunikation
Spezifikationen
Bus LM-700 (Original), EliteBus1000 (NÄCHSTER)
Startmasse 689 Kilogramm (1.519 Pfund)
Leistung 2 ausklappbare Sonnenkollektoren + Batterien
Regime Niedrige Erdumlaufbahn
Maße
Produktion
Status Im Dienst
Gebaut 98 (Original), 81 (NÄCHSTER)
Gestartet 95 (Original), 75 (NÄCHSTER)
Betriebsbereit 82 (76 im aktiven Dienst, 6 Ersatzteile)
Jungfernstart Iridium 4, 5, 6, 7, 8 am 5. Mai 1997
Letzter Start 11. Januar 2019
Abdeckung der Erde durch die Iridium-Satelliten, die in 6 Umlaufbahnen zu je 11 Satelliten angeordnet sind. Animation zeigt ca. 10 Minuten.

Die Iridium-Satellitenkonstellation bietet eine L-Band- Sprach- und Dateninformationsabdeckung für Satellitentelefone , Pager und integrierte Transceiver über die gesamte Erdoberfläche. Iridium Communications besitzt und betreibt die Konstellation und verkauft zusätzlich Geräte und Zugang zu ihren Diensten. Es wurde Ende 1987 von Bary Bertiger, Raymond J. Leopold und Ken Peterson konzipiert (im Jahr 1988 durch von Motorola in ihrem Namen angemeldete Patente geschützt ) und dann von Motorola mit einem Festpreisvertrag vom 29. Juli 1993 bis zum 1. November entwickelt. 1998, als das System betriebsbereit und kommerziell verfügbar wurde.

Die Konstellation besteht aus 66 aktiven Satelliten im Orbit, die für die globale Abdeckung erforderlich sind, und zusätzlichen Ersatzsatelliten, die im Fehlerfall dienen. Satelliten befinden sich in einer niedrigen Erdumlaufbahn in einer Höhe von etwa 781 Kilometern (485 Meilen) und einer Neigung von 86,4°.

Im Jahr 1999 zitierte die New York Times einen Mobilfunkmarktanalysten, der meinte, dass Menschen „eine Nummer haben, die sie überall hin mitnehmen können“ als „teuer … Es gab nie einen lebensfähigen Markt“.

Aufgrund der Form der reflektierenden Antennen der ursprünglichen Iridium-Satelliten fokussierten die Satelliten der ersten Generation das Sonnenlicht zufällig auf einen kleinen Bereich der Erdoberfläche. Dies führte zu einem Phänomen namens Iridium Flares , wodurch der Satellit vorübergehend als eines der hellsten Objekte am Nachthimmel erschien und sogar bei Tageslicht gesehen werden konnte. Neuere Iridium-Satelliten erzeugen keine Flares.

Überblick

Das Iridium-System wurde für den Zugriff mit kleinen Handhelds in der Größe eines Mobiltelefons entwickelt. Während "das Gewicht eines typischen Mobiltelefons in den frühen 1990er Jahren 10,5 Unzen betrug" , schrieb Advertising Age Mitte 1999, dass "als sein Telefon auf den Markt kam, 1 Pfund wog und 3.000 US-Dollar kostete, wurde es sowohl als unhandlich als auch teuer angesehen."

Eine omnidirektionale Antenne sollte klein genug sein, um auf dem geplanten Telefon montiert zu werden, aber die schwache Akkuleistung des Mobilteils reichte nicht aus für den Kontakt mit einem Satelliten in einer geostationären Umlaufbahn , 35.785 Kilometer (22.236 Meilen) über der Erde; die normale Umlaufbahn von Kommunikationssatelliten , in der der Satellit am Himmel stationär erscheint. Damit ein tragbares Telefon mit ihnen kommunizieren kann, befinden sich die Iridium-Satelliten näher an der Erde, in einer niedrigen Erdumlaufbahn , etwa 781 Kilometer (485 Meilen) über der Oberfläche. Bei einer Umlaufdauer von etwa 100 Minuten kann ein Satellit nur etwa 7 Minuten in Sichtweite eines Telefons sein, so dass der Anruf automatisch an einen anderen Satelliten "übergeben" wird, wenn man den lokalen Horizont überschreitet. Dies erfordert eine große Anzahl von Satelliten, die sorgfältig auf polaren Umlaufbahnen verteilt sind (siehe animiertes Bild der Abdeckung), um sicherzustellen, dass von jedem Punkt der Erdoberfläche aus immer mindestens ein Satellit in Sicht ist. Für eine nahtlose Abdeckung sind mindestens 66 Satelliten in 6 polaren Umlaufbahnen mit jeweils 11 Satelliten erforderlich.

Orbit

Die Umlaufgeschwindigkeit der Satelliten beträgt etwa 27.000 Kilometer pro Stunde (17.000 mph). Satelliten kommunizieren mit benachbarten Satelliten über Ka-Band- Inter-Satelliten-Verbindungen. Jeder Satellit kann vier Verbindungen zwischen den Satelliten haben: jeweils eine zu den Nachbarn vorn und hinten in derselben Orbitalebene und je eine zu Satelliten in benachbarten Ebenen auf beiden Seiten. Die Satelliten kreisen von Pol zu Pol mit einer Umlaufzeit von etwa 100 Minuten. Dieses Design bedeutet eine hervorragende Satellitensichtbarkeit und Serviceabdeckung insbesondere am Nord- und Südpol. Das Orbitaldesign über dem Pol erzeugt "Nähte", in denen Satelliten in gegenläufigen Ebenen nebeneinander in entgegengesetzte Richtungen fliegen. Nahtübergreifende Inter-Satelliten-Verbindungsübergaben müssten sehr schnell erfolgen und große Doppler-Verschiebungen bewältigen ; Daher unterstützt Iridium Verbindungen zwischen den Satelliten nur zwischen Satelliten, die in der gleichen Richtung umkreisen. Die Konstellation von 66 aktiven Satelliten hat sechs Orbitalebenen im Abstand von 30°, mit 11 Satelliten in jeder Ebene (ohne Reserven). Das ursprüngliche Konzept bestand darin, 77 Satelliten zu haben, daher der Name Iridium, das Element mit der Ordnungszahl 77 ist, und die Satelliten erinnern an das Bohrsche Modellbild von Elektronen, die als Kern um die Erde kreisen. Dieser reduzierte Satz von sechs Ebenen reicht aus, um zu jedem Zeitpunkt die gesamte Erdoberfläche abzudecken.

Geschichte

Die Iridium- Satellitenkonstellation wurde in den frühen 1990er Jahren konzipiert, um mit zuverlässigen Satellitenkommunikationsdiensten hohe Breitengrade der Erde zu erreichen. Frühe Berechnungen zeigten, dass 77 Satelliten benötigt würden, daher der Name Iridium, nach dem Metall mit der Ordnungszahl 77 . Es stellte sich heraus, dass nur 66 erforderlich waren, um die flächendeckende Abdeckung des Planeten mit Kommunikationsdiensten zu vervollständigen.

Erste Generation

Die erste Generation der Konstellation wurde entwickelt von Iridium SSC , und finanziert von Motorola . Die Satelliten wurden 1997-2002 eingesetzt. Alle Satelliten mussten sich im Orbit befinden, bevor der kommerzielle Dienst beginnen konnte.

Iridium SSC setzte eine weltweit vielfältige Raketenflotte ein, um ihre 77 Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen, darunter Trägerraketen (LVs) aus den USA, Russland und China. 60 wurden auf zwölf Delta-II- Raketen mit jeweils fünf Satelliten in die Umlaufbahn gebracht ; 21 auf drei Proton-K/DM2- Raketen mit je sieben, zwei auf einer Rokot/Briz-KM- Rakete mit zwei; und 12 auf sechs Long March 2C/SD- Raketen mit jeweils zwei. Die Gesamtkosten für die Einrichtung der Flotte der ersten Generation beliefen sich auf rund 5 Milliarden US-Dollar .

Das erste Testtelefonat wurde 1998 über das Netz geführt, und 2002 war die vollständige globale Abdeckung abgeschlossen. Obwohl das System seine technischen Anforderungen erfüllte, war es auf dem Markt kein Erfolg. Schlechter Empfang aus dem Inneren von Gebäuden, sperrige und teure Telefone und die Konkurrenz mit dem herkömmlichen Mobiltelefon trugen zum Scheitern bei. Zu den von Iridium angebotenen Preispunkten, wie sie von der Muttergesellschaft Motorola festgelegt wurden, bestand für das Produkt keine ausreichende Marktnachfrage . Das Unternehmen erzielte keine Einnahmen, die ausreichten, um die mit dem Aufbau der Konstellation verbundenen Schulden zu bedienen, und Iridium ging in Konkurs , einer der größten Konkurse in der US-Geschichte zu dieser Zeit.

Die Konstellation wurde nach dem Konkurs der ursprünglichen Iridium-Gesellschaft weitergeführt. Eine neue Einheit entstand, um die Satelliten zu betreiben und eine andere Produktplatzierungs- und Preisstrategie zu entwickeln, die Kommunikationsdienste für einen Nischenmarkt von Kunden anbietet, die zuverlässige Dienste dieser Art in Gebieten der Erde benötigen, die nicht von traditionellen geosynchronen Kommunikationssatellitendiensten im Orbit abgedeckt werden . Zu den Benutzern gehören Journalisten , Entdecker und Militäreinheiten.

Von 2002 bis 2017 wurden keine neuen Satelliten gestartet, um die Konstellation wieder aufzufüllen, obwohl die ursprünglichen Satelliten auf Basis des LM-700A- Modells nur eine Lebensdauer von 8 Jahren hatten.

Zweite Generation

Die zweite Generation der Iridium-NEXT-Satelliten wurde im Januar 2017 in die bestehende Konstellation eingesetzt. Iridium Communications , das Nachfolgeunternehmen von Iridium SSC, hat insgesamt 81 neue Satelliten für den Bau von Thales Alenia Space und Orbital ATK bestellt : 66 betriebsbereit Einheiten, neun Reserveeinheiten im Orbit und sechs Reserveeinheiten am Boden.

Im August 2008 wählte Iridium zwei Unternehmen – Lockheed Martin und Thales Alenia Space – zur Teilnahme an der letzten Phase der Beschaffung der Satellitenkonstellation der nächsten Generation aus.

Ab 2009 war ursprünglich geplant, 2014 mit dem Start neuer Satelliten zu beginnen.

Das Design war bis 2010 abgeschlossen, und Iridium erklärte, dass die bestehende Konstellation von Satelliten betriebsbereit bleiben würde, bis Iridium NEXT vollständig betriebsbereit ist, wobei viele Satelliten voraussichtlich bis in die 2020er Jahre in Betrieb bleiben würden, während die NEXT-Satelliten eine verbesserte Bandbreite hätten. Das neue System sollte mit dem aktuellen System abwärtskompatibel sein. Im Juni 2010 wurde Thales Alenia Space als Gewinner des Vertrags bekannt gegeben, der von der Compagnie Française d'Assurance pour le Commerce Extérieur gezeichnet wurde . Iridium erklärte außerdem, dass es voraussichtlich etwa 800 Millionen US-Dollar ausgeben werde, um die Satelliten zu starten und einige Bodeneinrichtungen zu modernisieren.

SpaceX wurde beauftragt, alle Iridium NEXT-Satelliten zu starten. Alle Starts von Iridium NEXT fanden mit einem Falcon 9- Raketenstart von der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien statt. Die Bereitstellung der Konstellation begann im Januar 2017 mit dem Start der ersten zehn Iridium NEXT-Satelliten. Zuletzt, am 11. Januar 2019, startete SpaceX weitere zehn Satelliten, wodurch sich die Zahl der aufgerüsteten Satelliten im Orbit auf 75 erhöht.

Im Januar 2020 wurde die Iridium-Konstellation für den Einsatz im Global Maritime Distress and Safety System (GMDSS) zertifiziert . Die Zertifizierung beendete ein Monopol auf die Erbringung von Seenotdiensten, das Inmarsat seit Inbetriebnahme des Systems im Jahr 1999 innehatte.

Ursprüngliche Iridium-Konstellation

Ein Iridium-Flare aufgrund von Iridium 39
Video eines Iridium-Flares im Sternbild Cassiopeia
Aufflackern von Iridium-Satelliten durch Reflexion der Sonne

Die Satelliten enthielten jeweils sieben Motorola/ Freescale PowerPC 603E- Prozessoren, die mit etwa 200 MHz betrieben und über ein spezielles Backplane-Netzwerk verbunden waren. Ein Prozessor war für jede Querverbindungsantenne ("HVARC") bestimmt, und zwei Prozessoren ("SVARC") waren für die Satellitensteuerung bestimmt, von denen einer ein Ersatz war. Später im Projekt wurde ein zusätzlicher Prozessor ("SAC") hinzugefügt, um das Ressourcenmanagement und die Telefonanrufverarbeitung durchzuführen.

Die zellulare Lookdown-Antenne hatte 48 Punktstrahlen, die als 16 Strahlen in drei Sektoren angeordnet waren. Die vier Inter-Satelliten-Crosslinks auf jedem Satelliten arbeiteten mit 10 Mbit/s. Optische Verbindungen hätten eine viel größere Bandbreite und einen aggressiveren Wachstumspfad unterstützen können, aber Mikrowellen-Querverbindungen wurden gewählt, weil ihre Bandbreite für das gewünschte System mehr als ausreichend war. Nichtsdestotrotz wurde eine parallele optische Querverbindungsoption einer kritischen Designüberprüfung unterzogen und endete, als sich zeigte, dass die Mikrowellen-Querverbindungen die Größen-, Gewichts- und Leistungsanforderungen, die innerhalb des Budgets des einzelnen Satelliten zugewiesen wurden, unterstützten. Iridium Satellite LLC erklärte, dass ihre Satelliten der zweiten Generation auch Mikrowellen- und keine optischen Kommunikationsverbindungen zwischen den Satelliten verwenden würden. Die Querverbindungen von Iridium sind einzigartig in der Satellitentelefonbranche, da andere Anbieter keine Daten zwischen Satelliten weiterleiten; Globalstar und Inmarsat verwenden beide einen Transponder ohne Querverbindungen.

Das ursprüngliche Design, wie es sich in den 1960er Jahren vorgestellt hatte, war das eines vollständig statischen "dummen Satelliten" mit einer Reihe von Kontrollnachrichten und Zeitauslösern für eine gesamte Umlaufbahn, die hochgeladen werden würden, wenn der Satellit über die Pole ging. Es wurde festgestellt, dass dieses Design im weltraumgestützten Backhaul nicht genügend Bandbreite hatte , um jeden Satelliten schnell und zuverlässig über die Pole zu laden. Darüber hinaus hätte eine feste, statische Planung zu jeder Zeit mehr als 90% der Satellitenverbindungen im Leerlauf gelassen. Daher wurde der Entwurf zugunsten eines Entwurfs verworfen, der spät im Projektverlauf eine dynamische Steuerung des Routings und der Kanalauswahl durchführte, was zu einer einjährigen Verzögerung bei der Systemlieferung führte.

Jeder Satellit kann bis zu 1.100 gleichzeitige Telefongespräche mit 2.400 Bit/s unterstützen und wiegt etwa 680 Kilogramm. Das Iridium-System arbeitet derzeit in einem 1.618,85 bis 1.626,5 MHz-Band, das Teil des breiteren L-Bands ist , das neben dem 1.610,6-1.613,8 MHz- Band des Radio Astronomy Service (RAS) liegt.

Die Konfiguration des Satellitenkonzepts wurde als Triangular Fixed, 80 Inch Main Mission Antenna, Light-weight (TF80L) bezeichnet. Das Verpackungsdesign des Raumfahrzeugs wurde vom Lockheed Bus Spacecraft-Team verwaltet; Es war der erste kommerzielle Satellitenbus, der von der Sunnyvale Space Systems Division in Kalifornien entwickelt wurde. Die TF80L-Konfiguration galt als unkonventioneller, innovativer Ansatz zur Entwicklung eines Satellitendesigns, das in fünf Tagen zusammengebaut und getestet werden konnte. Die Designkonfiguration des TF80L war auch maßgeblich daran beteiligt, gleichzeitig grundlegende Designprobleme zu lösen, die die Optimierung der thermischen Umgebung der Kommunikationsnutzlast und der HF-Hauptmissionsantennenleistung umfassen, während gleichzeitig die höchste Nutzlast-Verkleidungsverpackung für jeden der drei Hauptanbieter von Trägerraketen erreicht wurde.

Das erste Raumfahrzeug-Mock-up dieses Designs wurde in der Garagenwerkstatt in Santa Clara, Kalifornien, für den Bus PDR/CDR als Proof-of-Concept-Modell gebaut. Dieser erste Prototyp ebnete den Weg für die Konstruktion und den Bau der ersten technischen Modelle. Dieses Design war die Grundlage der größten Konstellation von Satelliten, die in einer niedrigen Erdumlaufbahn eingesetzt wurden . Nach zehn Jahren erfolgreicher Leistung im Orbit feierte das Iridium-Team 2008 das Äquivalent von 1.000 Jahren Leistung im Orbit. Eines der technischen Iridium-Satellitenmodelle wurde in einer Dauerausstellung im National Air and Space Museum in Washington ausgestellt. DC

Kampagne starten

95 der 99 gebauten Satelliten wurden zwischen 1997 und 2002 gestartet. Vier Satelliten wurden als Reserve am Boden gehalten.

Die 95 Satelliten wurden über 22 Missionen gestartet (neun Missionen im Jahr 1997, zehn im Jahr 1998, eine im Jahr 1999 und zwei im Jahr 2002). Eine zusätzliche Mission auf Chang Zheng war ein Nutzlasttest und trug keine echten Satelliten.

Erscheinungsdatum Startplatz Startfahrzeug Satellitennummer (beim Start)
1997-05-05 Vandenberg Delta II 7920-10C 4, 5, 6, 7 , 8
1997-06-18 Baikonur Proton-K /17S40 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16
1997-07-09 Vandenberg Delta II 7920-10C 15, 17, 18, 20, 21
1997-08-21 Vandenberg Delta II 7920-10C 22, 23, 24, 25, 26
1997-09-01 Taiyuan Chang Zheng 2C -III/SD Iridium Nutzlasttest / kein Satellit
1997-09-14 Baikonur Proton-K/17S40 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33
1997-09-27 Vandenberg Delta II 7920-10C 19, 34, 35, 36, 37
1997-11-09 Vandenberg Delta II 7920-10C 38, 39, 40, 41, 43
1997-12-08 Taiyuan Chang Zheng 2C-III/SD 42, 44
1997-12-20 Vandenberg Delta II 7920-10C 45, 46, 47, 48, 49
1998-02-18 Vandenberg Delta II 7920-10C 50, 52, 53, 54, 56
1998-03-25 Taiyuan Chang Zheng 2C-III/SD 51, 61
1998-03-30 Vandenberg Delta II 7920-10C 55, 57, 58, 59, 60
1998-04-07 Baikonur Proton-K/17S40 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68
1998-05-02 Taiyuan Chang Zheng 2C-III/SD 69, 71
1998-05-17 Vandenberg Delta II 7920-10C 70, 72, 73, 74, 75
1998-08-19 Taiyuan Chang Zheng 2C-III/SD 3, 76
1998-09-08 Vandenberg Delta II 7920-10C 77 , 79, 80, 81, 82
1998-11-06 Vandenberg Delta II 7920-10C 2, 83, 84, 85, 86
1998-12-19 Taiyuan Chang Zheng 2C-III/SD 11a, 20a
1999-06-11 Taiyuan Chang Zheng 2C-III/SD 14a, 21a
2002-02-11 Vandenberg Delta II 7920-10C 90, 91, 94, 95, 96
2002-06-20 Plesetsk Rokot /Briz-KM 97, 98

^ Die Iridium-Satellitennummer änderte sich im Laufe der Zeit nach Ausfall und Austausch.

Ersatzteile im Orbit

Iridium 6 und sein Ersatz, Nr. 51, flackern beide in einer 21-sekündigen Belichtung.

Ersatzsatelliten werden normalerweise in einer Speicherbahn von 666 Kilometern (414 Meilen) gehalten. Diese können auf die richtige Höhe gebracht und bei einem Satellitenausfall in Betrieb genommen werden. Nachdem das Unternehmen Iridium aus dem Konkurs hervorgegangen war, beschlossen die neuen Eigentümer, sieben neue Ersatzteile auf den Markt zu bringen, die sichergestellt hätten, dass in jedem Flugzeug zwei Ersatzsatelliten verfügbar waren. Ab 2009 hatte nicht jedes Flugzeug einen Ersatzsatelliten; die Satelliten können jedoch bei Bedarf in eine andere Ebene verschoben werden. Ein Umzug kann mehrere Wochen dauern und verbraucht Treibstoff, was die erwartete Lebensdauer des Satelliten verkürzt.

Signifikante Änderungen der Bahnneigung sind normalerweise sehr kraftstoffintensiv, aber die Analyse der Bahnstörung unterstützt den Prozess. Die äquatoriale Ausbuchtung der Erde bewirkt, dass die orbitale Rektaszension des aufsteigenden Knotens (RAAN) mit einer Geschwindigkeit präzediert , die hauptsächlich von der Periode und der Neigung abhängt .

Ein Iridium-Ersatzsatellit in der unteren Speicherbahn hat eine kürzere Periode, sodass sich sein RAAN schneller nach Westen bewegt als die Satelliten in der Standardbahn. Iridium wartet einfach, bis die gewünschte RAAN (dh die gewünschte Orbitalebene) erreicht ist und hebt dann den Ersatzsatelliten auf die Standardhöhe, wobei seine Orbitalebene in Bezug auf die Konstellation fixiert wird. Dies spart zwar erhebliche Mengen an Kraftstoff, kann aber ein zeitaufwändiger Prozess sein.

Im Jahr 2016 kam es bei Iridium zu Ausfällen im Orbit, die nicht mit Ersatzsatelliten im Orbit behoben werden konnten, sodass nur 64 der 66 Satelliten, die für eine nahtlose globale Abdeckung erforderlich sind, in Betrieb waren. Dies führte zu einigen Dienstunterbrechungen, bis die Konstellation der nächsten Generation in Betrieb genommen wurde.

Konstellation der nächsten Generation

Im Jahr 2017 begann Iridium mit dem Start von Iridium NEXT, einem weltweiten Netzwerk von Telekommunikationssatelliten der zweiten Generation, bestehend aus 66 aktiven Satelliten, mit weiteren neun Reserven im Orbit und sechs am Boden. Diese Satelliten enthalten Funktionen wie die Datenübertragung, die im ursprünglichen Design nicht betont wurden. Die Terminals und Dienste der nächsten Generation wurden 2018 kommerziell verfügbar.

Die NEXT-Satelliten enthalten eine sekundäre Nutzlast für Aireon , einen weltraumqualifizierten ADS-B- Datenempfänger für die Flugsicherung und über FlightAware von Fluggesellschaften. Eine tertiäre Nutzlast auf 58 Satelliten ist ein Marine AIS Schiff Tracker - Empfänger für kanadische Firma exactearth Ltd .

Iridium NEXT bietet auch eine Datenverbindung zu anderen Satelliten im Weltraum und ermöglicht die Steuerung und Kontrolle anderer Weltraumressourcen unabhängig von der Position von Bodenstationen und Gateways.

Kampagne starten

Im Juni 2010 unterzeichnete Iridium den größten kommerziellen Raketenstartvertrag aller Zeiten, einen Vertrag über 492 Millionen US-Dollar mit SpaceX zum Start von 70 Iridium NEXT-Satelliten auf sieben Falcon 9- Raketen von 2015 bis 2017 über eine von SpaceX geleaste Startanlage auf der Vandenberg Air Force Base . Die letzten beiden Satelliten sollten ursprünglich von einem einzigen Start einer ISC Kosmotras Dnepr umkreist werden . Technische Probleme und daraus resultierende Forderungen der Versicherung von Iridium verzögerten den Start des ersten Paars von Iridium NEXT-Satelliten bis April 2016.

Die Startpläne von Iridium NEXT beinhalteten ursprünglich den Start von Satelliten sowohl auf ukrainischen Dnepr- Trägerraketen als auch auf SpaceX Falcon 9- Trägerraketen, wobei die ersten Satelliten im April 2016 auf dem Dnepr starteten; Im Februar 2016 kündigte Iridium jedoch eine Änderung an. Aufgrund einer längeren Verzögerung beim Erhalt der erforderlichen Startlizenzen der russischen Behörden hat Iridium die gesamte Startsequenz für die 75-Satelliten-Konstellation überarbeitet. Es startete und setzte am 14. Januar 2017 10 Satelliten mit SpaceX erfolgreich ein, verzögerte sich aufgrund des Wetters vom 9. Januar 2017, und der erste dieser neuen Satelliten übernahm am 11. März 2017 die Aufgaben eines alten Satelliten.

Zum Zeitpunkt des Starts der ersten Charge war geplant, den zweiten Flug von zehn Satelliten nur drei Monate später im April 2017 zu starten. In einer Erklärung vom 15. Februar sagte Iridium jedoch, dass SpaceX den Start der zweiten Charge von Iridium NEXT-Satelliten von Mitte April bis Mitte Juni 2017. Dieser zweite Start, der am 25. Juni 2017 stattfand, brachte weitere zehn Iridium NEXT-Satelliten mit einer SpaceX Falcon 9-Rakete in die niedrige Erdumlaufbahn (LEO). Ein dritter Start, der am 9. Oktober 2017 stattfand, lieferte wie geplant weitere zehn Satelliten an LEO. Die Mission Iridium NEXT IV startete am 23. Dezember 2017 mit zehn Satelliten. Die fünfte Mission, Iridium NEXT V, startete am 30. März 2018 mit zehn Satelliten. Der sechste Start am 22. Mai 2018 schickte weitere 5 Satelliten nach LEO. Der vorletzte Start von Iridium NEXT fand am 25. Juli 2018 statt und startete weitere 10 Iridium NEXT-Satelliten. Die letzten zehn NEXT-Satelliten wurden am 11. Januar 2019 gestartet. Sechs weitere Satelliten sind als Reserve am Boden gelagert.

Erscheinungsdatum Startplatz Startfahrzeug Satellitennummern (beim Start)
2017-01-14 Vandenberg Falke 9 FT 102, 103, 104, 105, 106, 108, 109, 111, 112, 114
2017-06-25 Vandenberg Falke 9 FT 113, 115, 117, 118, 120, 121, 123, 124, 126, 128
2017-10-09 Vandenberg Falke 9 B4 100, 107, 119, 122, 125, 129, 132, 133, 136, 139
2017-12-23 Vandenberg Falke 9 FT 116, 130, 131, 134, 135, 137, 138, 141, 151, 153
2018-03-30 Vandenberg Falke 9 B4 140, 142, 143, 144, 145, 146, 148, 149, 150, 157
2018-05-22 Vandenberg Falke 9 B4 110, 147, 152, 161, 162
2018-07-25 Vandenberg Falke 9 B5 154, 155, 156, 158, 159, 160, 163, 164, 165, 166
2019-01-11 Vandenberg Falke 9 B5 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 175, 176, 180

^ Die Nummer des Iridium-Satelliten kann sich im Laufe der Zeit nach einem Ausfall und Austausch ändern.

Iridium 127 musste vor dem Start aufgrund eines Problems mit der Bodensoftware in Iridium 100 umbenannt werden. Iridium 101, 174, 177, 178, 179 und 181 sind die Bodenersatzteile.

Patente und Herstellung

Die Hauptpatente des Iridium-Systems, die US-Patente 5,410,728: "Satellite Cellular Telephone and Data Communication System" und 5,604,920, liegen im Bereich der Satellitenkommunikation, und der Hersteller hat mehrere hundert Patente zum Schutz der Technologie im System erstellt. Auch Initiativen zur Herstellung von Satelliten trugen zum technischen Erfolg des Systems bei. Motorola hat eine Schlüssel leihweise des Ingenieurs, der die automatisierte Fabrik für einrichten Apple - s Macintosh . Er entwickelte die Technologie, die für die Massenproduktion von Satelliten auf einem Gimbal erforderlich ist, was Wochen statt Monate oder Jahre dauerte und zu rekordverdächtig niedrigen Baukosten von nur 5 Millionen US-Dollar pro Satellit. Auf seinem Höhepunkt während der Startkampagne 1997 und 1998 produzierte Motorola alle 4,3 Tage einen neuen Satelliten, wobei die Vorlaufzeit eines einzelnen Satelliten 21 Tage betrug.

Ausgefallene Satelliten

Im Laufe der Jahre haben eine Reihe von Iridium-Satelliten ihre Arbeit eingestellt und sind nicht mehr im aktiven Dienst, einige sind teilweise funktionsfähig und sind im Orbit geblieben, während andere außer Kontrolle geraten oder wieder in die Atmosphäre eingedrungen sind .

Iridium 21, 27, 20, 11, 24, 71, 44, 14, 79, 69 und 85 litten alle unter Problemen, bevor sie kurz nach ihrer Einführung im Jahr 1997 in den operativen Dienst traten. Bis 2018 von diesen elf Iridium 21, 27, 79 und 85 sind aus der Umlaufbahn gefallen; Iridium 11, 14, 20 und 21 wurden in Iridium 911, 914, 920 bzw. 921 umbenannt, da die gleichnamigen Nachfolger eingeführt wurden.

Ab 2017 wurden mehrere Iridium-Satelliten der ersten Generation absichtlich aus der Umlaufbahn genommen, nachdem sie durch betriebsbereite Iridium NEXT-Satelliten ersetzt wurden.

Mit Stand Oktober 2020 sind insgesamt 73 zuvor in Betrieb befindliche Satelliten nun stillgelegt oder existieren nicht mehr.

Liste der stillgelegten Iridium-Satelliten, die zuvor in Betrieb waren
Satellit Datum Ersatz Status
Iridium 2 ? ? Unkontrollierte Umlaufbahn
Iridium 73 ~1998 Iridium 75 Unkontrollierte Umlaufbahn
Iridium 48 Mai 2001 Iridium 20 Verfallen im Mai 2001
Iridium 9 Oktober 2000 Iridium 84 Verfallen im März 2003
Iridium 38 September 2003 Iridium 82 Unkontrollierte Umlaufbahn
Iridium 16 April 2005 Iridium 86 Unkontrollierte Umlaufbahn
Iridium 17 August 2005 Iridium 77 Unkontrollierte Umlaufbahn
Iridium 74 Januar 2006 Iridium 21 Als Ersatz im Orbit
Iridium 36 Januar 2007 Iridium 97 Unkontrollierte Umlaufbahn
Iridium 28 Juli 2008 Iridium 95 Im Orbit
Iridium 33 Februar 2009 Iridium 91 Zerstört im Februar 2009
( Kollision mit Kosmos 2251 )
Iridium 26 August 2011 Iridium 11 Im Orbit
Iridium 7 Juli 2012 Früher Iridium 51* Im Orbit gescheitert
Iridium 4 2012 Iridium 96 Im Orbit
Iridium 29 Anfang 2014 Iridium 45 Im Orbit
Iridium 42 August 2014 Iridium 98 Unkontrollierte Umlaufbahn
Iridium 63 August 2014 Iridium 14 Im Orbit
Iridium 6 Oktober 2014 *Iridium 51 Verfallen am 23. Dezember 2017
Iridium 57 Mai 2016 Iridium 121 Beobachtetes Abdriften von der Sollposition
Iridium 39 Juni 2016 Iridium 15 Im Orbit
Iridium 74 Juni 2017 (Ersatzteil) Verfallen im Juni 2017
Iridium 30 August 2017 Iridium 126 Verfallen September 2017
Iridium 77 August 2017 Iridium 109 Verfallen September 2017
Iridium 8 November 2017 Iridium 133 Verfallen am 24. November 2017
Iridium 34 Dezember 2017 Iridium 122 Verfallen am 8. Januar 2018
Iridium 43 Verfallen am 11. Februar 2018 Iridium 111 Verfallende Umlaufbahn
Iridium 3 Verfallen am 8. Februar 2018 Iridium 131 Verfallende Umlaufbahn
Iridium 21 Verfallen am 24. Mai 2018 Verfallen
Iridium 37 Verfallen am 26. Mai 2018 Verfallen
Iridium 68 Verfallen am 6. Juni 2018 Verfallen
Iridium 67 Verfallen am 2. Juli 2018 Verfallen
Iridium 75 Verfallen am 10. Juli 2018 Verfallen
Iridium 81 Verfallen am 17. Juli 2018 Verfallen
Iridium 65 Verfallen am 19. Juli 2018 Verfallen
Iridium 41 Verfallen am 28. Juli 2018 Verfallen
Iridium 80 Verfallen am 12. August 2018 Verfallen
Iridium 18 Verfallen am 19. August 2018 Verfallen
Iridium 66 Verfallen am 23. August 2018 Verfallen
Iridium 98 Verfallen am 24. August 2018 Verfallen
Iridium 76 Verfallen am 28. August 2018 Verfallen
Iridium 47 Verfallen am 1. September 2018 Verfallen
Iridium 12 Verfallen am 2. September 2018 Verfallen
Iridium 50 Verfallen am 23. September 2018 Verfallen
Iridium 40 Verfallen am 23. September 2018 Verfallen
Iridium 53 Verfallen am 30. September 2018 Verfallen
Iridium 86 Verfallen am 5. Oktober 2018 Verfallen
Iridium 10 Verfallen am 6. Oktober 2018 Verfallen
Iridium 70 Verfallen am 11. Oktober 2018 Verfallen
Iridium 56 Verfallen am 11. Oktober 2018 Verfallen
Iridium 15 Verfallen am 14. Oktober 2018 (Over No. Pacific) Verfallen
Iridium 20 Verfallen am 22. Oktober 2018 Verfallen
Iridium 11 Verfallen am 22. Oktober 2018 Verfallen
Iridium 84 Verfallen am 4. November 2018 Verfallen
Iridium 83 Verfallen am 5. November 2018 Verfallen
Iridium 52 Verfallen am 5. November 2018 Verfallen
Iridium 62 Verfallen am 7. November 2018 Verfallen
Iridium 31 Verfallen am 20. Dezember 2018 Verfallen
Iridium 35 Verfallen am 26. Dezember 2018 Verfallen
Iridium 90 Verfallen am 23. Januar 2019 Verfallen
Iridium 32 Verfallen am 10. März 2019 Verfallen
Iridium 59 Verfallen am 11. März 2019 Verfallen
Iridium 91 Verfallen am 13. März 2019 Verfallen
Iridium 14 Verfallen am 15. März 2019 Verfallen
Iridium 60 Verfallen am 17. März 2019 Verfallen
Iridium 95 Verfallen am 25. März 2019 Verfallen
Iridium 55 Verfallen am 31. März 2019 Verfallen
Iridium 64 Verfallen am 1. April 2019 Verfallen
Iridium 58 Verfallen am 7. April 2019 Verfallen
Iridium 54 Verfallen am 11. Mai 2019 Verfallen
Iridium 24 Verfallen am 12. Mai 2019 Verfallen
Iridium 61 Verfallen am 23. Juli 2019 Verfallen
Iridium 97 Verfallen am 27. Dezember 2019 Verfallen
Iridium 96 Verfallen am 30. Mai 2020 Verfallen
Gesamt: 73

Kollision mit Iridium 33

Am 10. Februar 2009 um 16:56 UTC kollidierte Iridium 33 mit dem nicht mehr existierenden russischen Satelliten Kosmos 2251 . Diese zufällige Kollision war die erste Hypergeschwindigkeitskollision zwischen zwei künstlichen Satelliten in einer niedrigen Erdumlaufbahn . Iridium 33 war zum Unfallzeitpunkt im aktiven Dienst. Er war einer der ältesten Satelliten der Konstellation und wurde 1997 gestartet. Die Satelliten kollidierten mit einer relativen Geschwindigkeit von etwa 35.000 km/h (22.000 Meilen pro Stunde). Bei dieser Kollision entstanden über 2000 große Weltraumschrottfragmente , die gefährlich sein können andere Satelliten.

Iridium verlegte eines seiner Ersatzteile im Orbit, Iridium 91 (früher bekannt als Iridium 90), um den zerstörten Satelliten zu ersetzen, und schloss den Umzug am 4. März 2009 ab.

Technische Details

Luftschnittstelle

Die Kommunikation zwischen Satelliten und Handgeräten erfolgt unter Verwendung eines TDMA- und FDMA- basierten Systems, das ein L-Band- Spektrum zwischen 1.616 und 1.626,5 MHz verwendet. Iridium steuert davon ausschließlich 7,775 MHz und teilt sich weitere 0,95 MHz. Im Jahr 1999 stimmte Iridium zu, einen Teil des Spektrums zu teilen, was es Radioastronomen ermöglichte, Hydroxylemissionen zu beobachten ; die Menge des gemeinsam genutzten Spektrums wurde kürzlich von 2,625 MHz reduziert.

External „Hockey Puck“ Typ - Antennen verwendet , um mit Iridium Handtelefonen, Datenmodem und SBD Klemmen sind in der Regel als 3 definiert  dB Verstärkung, 50  Ohm Impedanz mit RHCP (rechts zirkulare Polarisation ) und 1,5: 1 VSWR . Da Iridium-Antennen bei Frequenzen funktionieren, die denen von GPS sehr nahe kommen , kann eine einzelne Antenne durch einen Durchgang sowohl für den Iridium- als auch für den GPS-Empfang verwendet werden.

Die verwendete Modulationsart ist normalerweise DE- QPSK , obwohl DE- BPSK auf dem Uplink (Mobile to Satellite) zur Erfassung und Synchronisation verwendet wird. Jeder Zeitschlitz ist 8,28 Millisekunden lang und sitzt in einem 90-Millisekunden-Rahmen. Innerhalb jedes FDMA- Kanals gibt es vier TDMA-Zeitschlitze in jede Richtung. Der TDMA-Rahmen beginnt mit einer 20,32-Millisekunden-Periode, die für Simplex-Nachrichten an Geräte wie Pager und zur Benachrichtigung von Iridium-Telefonen über einen eingehenden Anruf verwendet wird, gefolgt von den vier Upstream-Slots und den vier Downstream-Slots. Diese Technik ist als Zeitmultiplex bekannt . Zwischen den Zeitschlitzen werden kleine Schutzperioden verwendet. Unabhängig vom verwendeten Modulationsverfahren wird die Kommunikation zwischen Mobileinheiten und Satelliten mit 25  Kilobaud durchgeführt .

Die Kanäle haben einen Abstand von 41,666 kHz und jeder Kanal belegt eine Bandbreite von 31,5 kHz; dies lässt Raum für Doppler-Verschiebungen.

Weiterleiten

Das Iridium-System verwendet drei verschiedene Übergabetypen . Wenn sich ein Satellit über die Bodenposition bewegt, werden Anrufe an benachbarte Punktstrahler weitergeleitet; dies geschieht ungefähr alle fünfzig Sekunden. Ein Satellit bleibt nur sieben Minuten am Äquator in Sicht. Wenn der Satellit aus dem Sichtfeld verschwindet, wird versucht, den Anruf an einen anderen Satelliten weiterzugeben. Wenn kein anderer Satellit in Sicht ist, wird die Verbindung abgebrochen. Dies kann auftreten, wenn das Signal von einem der Satelliten durch ein Hindernis blockiert wird. Bei Erfolg kann die Übergabe zwischen den Satelliten durch eine Viertelsekunden-Unterbrechung wahrnehmbar sein.

Die Satelliten sind auch in der Lage, mobile Einheiten innerhalb desselben Punktstrahls auf verschiedene Kanäle und Zeitschlitze zu übertragen.

Bodenstationen

Iridium leitet Telefongespräche durch den Weltraum. Zusätzlich zur Kommunikation mit den Satellitentelefonen in seinem Footprint hält jeder Satellit in der Konstellation auch Kontakt mit zwei bis vier benachbarten Satelliten und leitet Daten zwischen ihnen weiter, um effektiv ein großes Maschennetzwerk zu schaffen . Es gibt mehrere Bodenstationen, die über die für sie sichtbaren Satelliten mit dem Netzwerk verbunden sind. Der weltraumbasierte Backhaul leitet ausgehende Telefonanrufpakete durch den Weltraum zu einem der Downlinks der Bodenstation ("Feeder Links"). Iridium-Bodenstationen verbinden das Satellitennetzwerk mit landgestützten festen oder drahtlosen Infrastrukturen weltweit, um die Verfügbarkeit zu verbessern. Anrufe von Station zu Station von einem Satellitentelefon zu einem anderen können direkt durch den Weltraum geleitet werden, ohne eine Bodenstation zu durchlaufen. Wenn Satelliten den Bereich einer Bodenstation verlassen, werden die Routing-Tabellen aktualisiert und Pakete, die zur Bodenstation geleitet werden, werden an den nächsten Satelliten weitergeleitet, der gerade in Sichtweite der Bodenstation kommt. Die Kommunikation zwischen Satelliten und Bodenstationen erfolgt auf 20 und 30 GHz.

Gateways befinden sich in

Die Unternehmensinkarnation von Iridium vor der Insolvenz baute elf Gateways, von denen die meisten inzwischen geschlossen wurden.

Siehe auch

Verweise

Externe Links