Tietoliikennesatelliitti

Tietoliikennesatelliitti on satelliitti, joka välittää radiolinkillä tietoa avaruuden kautta maa-aseman ja vastaanottimien välillä.

Yhdysvaltain puolustusvoimien Milstar-tietoliikennesatelliitti.

Erään arvion mukaan vuonna 2008 avaruudessa oli 280 toimivaa tietoliikennesatelliittia, joista 80 palvelee Aasiaa.

Asema ja radiotaajuudet

Tietoliikennesatelliiteilla on ainakin kaksi rajallista resurssia: fyysinen sijainti geostationaarisella radalla (264 000 km pitkä rengas 36 000 km päiväntasaajan yläpuolella) ja satelliittien käyttämät lähetys- ja vastaanottotaajuudet (uplink, downlink). Kansainvälinen telealan unioni ITU jakaa taajuudet ja fyysisestä asemasta käydään eri maiden välillä kauppaa.

Marraskuussa 2008 Global Industry Analysts-yrityksen julkaiseman "Satellite Transponders: A Global Strategic Business Report" raportin arvio oli, että vuoteen 2012 mennessä tietoliikennesatelliittien transponderien lukumäärä nousee 7 262 kappaleeseen. Tämä merkitsee 442 kappaleen nousua neljässä vuodessa vuoden 2008 lukumäärään. Uudet transponderit palvelevat Aasiaa. Tietoliikennesatelliittien käyttö ei muutu: ne välittävät edelleenkin pääasiassa TV-ohjelmia.

Historia

Slovenialainen Herman Potočnik laski geostationaarisen kiertoradan vuonna 1928, mutta vasta englantilainen tieteiskirjailija Arthur C. Clarke sai geostationaarisella kiertoradalla toimivan tietoliikennesatelliitin perusidean julkisuuteen. Tämän hän teki toisen maailmansodan jälkeen vuonna 1945 työskenneltyään sodan ajan Britannian tutkajärjestelmien kehittämisessä. Clarke esitti, että kolme sopivaan kohtaan kiertoradalle sijoitettua satelliittia riittää maailmanlaajuiseen kommunikaatioon. Clarken kirjoitukset perustuivat osin myös venäläisen Konstantin Tsiolkovskin kirjoituksiin 1880-luvun lopulta 1920-luvun alkuun.

1950-luvun lopulla tietoliikennesatelliittia kehitettiin Yhdysvalloissa ja Neuvostoliitossa.

Yhdysvallat kehitti 1950-luvun lopussa Echo-koesatelliitteja, jotka olivat suuria metallipintaisia paineistettuja palloja. Ne toimivat passiivisina heijastimina: niihin suunnatusta radiosäteilystä osa heijastui takaisin niin että se voitiin vastaanottaa toisaalla. Eisenhowerin presidenttikaudella SCORE-satelliitilla lähetettiin Eisenhowerin nauhoitettu puhe Eurooppaan. Nämä koesatelliitit lensivät matalilla kiertoradoilla.

Yhdysvalloissa Hughes Aircraft kehitti ensimmäiset geosynkronisen radan Syncom-tietoliikennesatelliitit. Kehittäjiä oli vain muutamia. He olivat tutkijoita, jotka tekivät ensimmäisen prototyypin kotonaan ennen siirtymistä töihin Hughesille. NASA esti Hughesin monopoliaseman Yhdysvalloissa jakamalla Syncomin suunnittelutiedot muille yhtiöille ja maksamalla laihan korvauksen Hughesille vuosikymmen myöhemmin. Täten RCA:sta tuli toinen yhdysvaltalainen tietoliikennesatelliittien valmistaja ja Fordin autoradiotehdas muuntui kolmanneksi (Ford Aerospace). Toiminta alkoi kaukopuheluiden linkkinä Eurooppaan ja TV-lähetyksien levityksenä Yhdysvaltoihin.

Neuvostoliitto sijaitsi liian pohjoisessa GEO-radan satelliiteille. Jatkuva tietoliikennepeitto saatiin aikaan laukaisemalla tietoliikennesatelliitit nk. Molnija-radalle.

Euroopan avaruusjärjestön edeltäjä ESRO pyrki 1960-luvun lopussa kehittämään eurooppalaisen tietoliikennesatelliitin. 1970-luvulla Ranska ja Saksa kehittivät Symphonie-tietoliikennesatelliitin, jota NASA kieltäytyi laukaisemasta kunnes sovittiin, ettei se toiminnallaan uhkaa tuolloin täysin Yhdysvaltain hallinnassa (liittovaltion omistaman valtionyhtiön kautta!) olevan Intelsat-satelliittitietoliikenneyhtiön kaupallisia intressejä. Tämä johti Ranskan päätökseen toteuttaa Ariane 1 -kantoraketti. Muun muassa Ruotsi kehitti oman tietoliikennesatelliitin, TELE-X:n, jossa kaikki pohjoismaat olivat mukana rahoittajina. Sen teknologia perustui saksalaiseen satelliittiin.

Intian avaruusjärjestö on kehittänyt laajan maan kasvavan tietoliikenteen tarpeisiin tietoliikennesatelliitteja, niin myös Kiinan avaruusjärjestö.

1960-luvun puolivälistä 1980-luvulle toiminta oli pääosin valtioiden hallinnassa, Margaret Thatcherin Englannin koko EU-alueella musiikkia jakeleva kaupallinen TV-yhtiö oli murroksen alku. Vasta 1990-luvun lopulla Eutelsat ja Inmarsat muutettiin postilaitosten omistamista pörssiyhtiöiksi. Samaan aikaan syntyivät Iridium ja Globalstar-matkapuhelinpuheluita välittävät yhtiöt. Kummankin omistus on vaihtunut alenevaan hintaan useita kertoja, mutta myös käyttäjiä on löytynyt.

1990-luvun lopussa ja 2000-luvun alussa satelliittitelevisioyhtiöiden, etenkin TV-ohjelmia välittävien, parissa on tapahtunut konsolidaatio. Tämä vähensi jonkin verran tietoliikennesatelliittien kysyntää.

Tietoliikennesatelliittien valmistajat

Tietoliikennesatelliittien valmistus on ainoa osa kaupallista avaruustoimintaa, jossa satelliitteja ostavat liiketoimintaa harjoittavat yritykset. Tämä on taloudellisesti merkittävä osa avaruustoimintaa ja senkin vuoksi suurten ilmailu- ja avaruusteollisuusyhtiöiden kiinnostuksen kohde. Suurimmat tietoliikennesatelliittien valmistajat ovat

• Hughes Aircraftista kehittynyt Hughes Space and Communications, joka liittyi Boeingiin (Boeing Satellite Systems, BSS), on määrällisesti suurin satelliittien valmistaja Venäjän ulkopuolella.
• Space Systems/Loral
• Lockheed Martin, johon liitettiin 1990-luvun lopulla alan pioneereihin kuulunut RCA Astro Electronics (myöhemmin GE Astro Space)
• Northrop Grumman
• Thales Alenia Space, joka on Alcatel Alenia Spacen jatkaja Thalesin ostettua Alcatelin ulos 2000-luvun alussa.
• EADSiin kuuluva Astrium.
• Saksalainen OHB Systems GmbH
• Intialainen päävalmistaja on ISROn alainen valtionyhtiö
• China Aerospace Corporation Kiinassa
• Venäjällä tietoliikennesatelliittitehtaita on muutamia, joista osa alkoi 1990-luvulla yhteistoiminnan Yhdysvaltain ja EU:n alueen yritysten kanssa.

Satelliittitietoliikennettä harjoittavia yhtiöitä

Suurimmat yhtiöt

• INTELSAT, Washington D.C., suurin
• SES, Luxemburg
• Eutelsat, Pariisi
• Telesat, Kanada – myynnissä vuoden 2011 alussa

Aakkosellinen luettelo

• Arabsat, Saudi-Arabia; palvelualue Lähi-itä, Keski-itä, Eurooppa
• AsiaSat, Hongkong (yhdysvaltalaisomisteinen)
• B-SAT, Japani
• China Direct Broadcast Satellite, Kiinan kansantasavalta
• Deutsche Telekom, Saksa
• Eurasiasat SAM, Turkki
• EUTELSAT, globaali (Eurooppa)
• France Télécom, Ranska
• Gazkom, Venäjä
• Global Information Systems, Venäjä
• Hellas Sat, Kreikka
• Hisdesat, Espanja
• Hispasat, Espanja
• ICO Satellite Management, Englanti
• INMARSAT, Englanti, palvelualue: merenkulku
• INTELSAT, globaali (Yhdysvallat)
• Intersputnik, Venäjä
• Iridium, Yhdysvallat; jonkintasoinen globaali palvelu
• Media Most (Bonum), Venäjä
• Molnija, Venäjä
• New Skies, Alankomaat
• Nordiska Satellitaktiebolaget, Ruotsi
• NPO Kosmicheskaja Sviaz, Venäjä
• Palapa, Indonesia
• RSCC, Venäjä
• SES, Luxemburg
• Sirius XM, Inc, Yhdysvallat
• Stellat, Ranska
• Télédiffusion de France, Ranska
• Telenor, Norja
• Telesat Canada, Kanada
• Thaicom, Thaimaa
• Thuraya, Indonesia
• Turksat, Turkki

Vuoden 2008 jälkipuolella neljä johtavaa länsimaista satelliittitietoliikenteen operaattoria rakensi nimellä Coalition for Competitive Launches toimivan ostokartellin. Eräänä sen perusteena on se, että Yhdysvaltain Atlas- ja Delta-kantoraketteja valmistaa nykyisin vain yksi yhtiö, United Launch Alliance (ULA). Sen ainoa asiakas on Yhdysvaltain liittovaltio, jonka väitetään hankkivan tehtaan kantorakettien koko tuotantokapasiteetin. Ostokartellin jäsenet ovat Echostar, INTELSAT, SES ja Telesat. Sen pystyttämisessä oli mukana entinen Yhdysvaltain senaattori John Warner, joka on toiminut pitkään Yhdysvaltain aseteollisuuden asioita käsittelevässä puolustuskomiteassa. Hänen mukaansa kartelli alentaa laukaisujen hintoja ja tuo tietoliikennesatelliittien laukaisijoille enemmän kantorakettivaihtoehtoja, mutta hän tunnusti teknologiansiirron estämisen olevan eräs syy. Myönteinen syy voi olla Kiinan kansantasavallan päästäminen pysyvämmin tarjoamaan myös yhdysvaltalaisten satelliittien laukaisuja. Toistaiseksi Yhdysvaltain hallitus on muutaman vuoden välein keskeyttänyt Kiinan laukaisupalvelut yhdysvaltalaisille yhtiöille. Hankkeen päätarkoitus voi olla Venäjän laukaisujen vähentäminen, vaikkakin se on maininnut myös Arianespacen johtavana tietoliikennesatelliittien laukaisutahona. Arianespace tuskin kuitenkaan pystyy laskemaan omia hintojaan.

Rakettiyhtiöt olivat vuonna 2011 huolestuneita siitä, miten tietoliikennesatelliittien laukaisuja oli voitettu eri maiden vientitukiorganisaatioiden tukirahoituksen avulla. Myös alan vakaus on ottamassa uuden askelen, kun EchoStar ostaa Hughesin Yhdysvaltain ja Kanadan sekä Meksikon ulkopuolisen toiminnan ja Intelsat ja Telesat pohtivat fuusiota.

Tietoliikennesatelliitteja

• Anik, Kanada
• Alphabus, AlphaSat, ESA
• Chinasat, Kiina
• Dong Fang Hong 1, Dong Fang Hong 2, Kiinan kansantasavalta
• Echo, NASA (historiallinen)
• Ekran, Neuvostoliitto (historiallinen)
• Ekspress, Venäjä
• Garuda-1, Indonesia
• Globalstar, Yhdysvallat
• Gonets, Venäjä
• GSAT, Intia
• Horizont, Neuvostoliitto ja Venäjä
• INSAT, Intia
• Iridium, Yhdysvallat
• Meridian, Venäjä
• Molnija, Neuvostoliitto ja Venäjä
• NIGCOMSAT, Nigeria
• Nimiq, Telesat Canada
• Olympus, ESA (historiallinen)
• Orbcomm, Yhdysvallat
• SCORE, Yhdysvallat (historiallinen)
• SICRAL, Italian puolustusministeriö
• Spacebus
• Strela, Neuvostoliiton ja Venäjän sotilaallinen tietoliikennesatelliitti
• Syncom, Yhdysvallat
• Tele-X, Pohjoismaat, mukaan lukien Suomi
• Telstar, Yhdysvallat
• TerreStar, Yhdysvallat
• Thor, Norja
• VENESAT, Venezuela

Kehityshankkeita on menossa jatkuvasti lukuisia, ja osa niistä johtaa satelliittien toteutukseen. Esimerkiksi Ukraina kehittää omaa tietoliikennesatelliittia, joka pitäisi laukaista vuonna 2011.

Merkittävä rakettien ostaja, jatkossa huoltoa avaruudessa?

GEO-radan tietoliikennesatelliittien laukaisut ovat rakettiyhtiöiden merkittävä tulonlähde, se on kaupallista toimintaa lukuun ottamatta Yhdysvaltain ilmavoimien suuren tietoliikennesatelliittilaivaston laukaisuja.

Vuonna 2011 kanadalainen MDA-yhtiö on tuomassa markkinoille tietoliikennesatelliittien tankkauspalvelua. Se on kehittämässä avaruusalusta, joka voi viedä 2 000 kilogramman verran ajoainetta GEO-radan satelliiteille. Se vähentäisi laukaisutarpeita, vaikka itse tankkausalus painaisi 6 000 kg ja tarvitsisi suuren kantoraketin viemään sitä GEO-radalle.

Teknologioita

• satelliitti-Internet
• satelliittipuhelin

Aiheesta muualla

• Satellite Industry Association
• SatMagazine an on-line magazine on communications satellites
• SatNews an on-line directory of communications satellites
• LyngSat, an on-line directory of FSS & DBS communications satellites, and their transponder information
• The future of communication satellite business
• Communications satellites short history (Arkistoitu – Internet Archive) by David J. Whalen
• Beyond The Ionosphere: Fifty Years of Satellite Communication (NASA SP-4217, 1997) – an entire book online—scroll down for “contents” link.
• NASA experimental communications satellites (Arkistoitu – Internet Archive)
• Syncom 2 satellite description (Arkistoitu – Internet Archive)
• Lloyd’s Satellite Constellations (Arkistoitu – Internet Archive)
• Satcom Online – A Resource for Satcom Engineers (Arkistoitu – Internet Archive)