【日凌&星蚀】原来不过是一部地球、卫星与太阳的“三角恋”

   一直以来,在卫星通信界都流传着这样两个恐怖的名字:“日凌&星蚀”。它们令每一颗通信卫星都闻风丧胆。可以说,这两个现象就是卫星通信的“阿喀琉斯之踵”。

   不过在星果儿看来,这其实不过就是一部地球、卫星太阳的“三角恋”…

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【阿喀琉斯之踵】

故事要从遥远的古希腊神话说起~

在很久很久以前,long long ago,有一个叫珀琉斯(Peleus)的凡人国王,他娶了美貌的海洋女神忒提斯(Thetis),生下了一个宝贝儿子阿喀琉斯(Achilles)。忒提斯做为一名女神是可以永生嗒,但是她的儿子阿喀琉斯因为是个“半人半神”的血统,所以和人类一样难免一死。爱子心切的忒提斯希望儿子可以和她一样长生不老,所以孩子一出生,她就试着将阿喀琉斯放到天火中烤,希望借此提炼他身体内的神力。(也有一种版本说是将阿喀琉斯倒浸在冥河之中)

可怜的阿喀琉斯又不是孙悟空齐天大圣,怎么可能经受得住“三味真火”的炙烤呢?于是,正当忒提斯握着儿子的脚将他放入天火(冥河)中的时候,珀琉斯及时赶到制止了她,忒提斯匆忙把孩子提了出来。结果,阿喀琉斯竟然真的炼成刀枪不入之身,唯有后脚跟——忒提斯手握住的地方——是例外,成了全身留下的唯一一处“死穴”。后来,阿喀琉斯在参加特洛伊战争的时候,正巧被人射中了后脚跟,一命呜呼。这个故事通过希腊神话和荷马史诗流传下来,成了西方的一句谚语。人们用“阿喀琉斯之踵”(Achilles`s Heel)比喻无可避免的死穴、弱点和软肋。

那么问题来了,挖掘机技术哪家强 为什么说日凌和星蚀是卫星通信的“阿喀琉斯之踵”呢?他们到底是怎么一回事呢?且听星果儿慢慢道来~

【日凌&星蚀】

首先,日凌和星蚀都是一种影响卫星正常通信的自然现象,是卫星通信过程中无法避免的一个问题。这是由天体运动轨迹所决定的。

简单来说,这就是一部“地球、卫星和太阳”三者之间的“三角恋”狗血剧情。

在这个剧情当中,有一个玻璃心的女主——卫星,一个中二病的男主——地球,和一个亦敌亦友的配角——太阳。

在正常情况下,他们仨和谐地在宇宙空间中相处着,就像这样:

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可是,一年中,wuli女主总有那么几天会腰酸背疼脾气大,这时候我们的女主角卫星就会耍点小脾气了,没准还会搞点“电话不接、信息不回”一类的冷战招数。

对于女主角卫星来说,一年中不好过的那几天指的就是——春分和秋分前后。

因为在每年的春分秋分前后,卫星、地球和太阳之间出现了特殊的位置关系,矛盾也就此产生……


日凌——你看不到我的光芒,我又何必再逞强。

在很久很久以前,有一对相亲相爱的青梅竹马,他们是星星和球球。

一直以来,星星都是球球眼中最完美的人。星星也小鸟依人地每天围着球球转。就像李宇春唱的那样:“我的眼里只有你没有她~”

可就在星星以为两人会天长地久、总有一天能终成眷属的时候,星星发现球球的眼里有了别人的身影——阳阳。原来,球球转角遇到爱,某天转身之间发现:我去,原来自己身边居然还有这么极品的妹纸!此时在球球眼里,阳阳就是太阳女神一般的存在,浑身上下散发着强烈的主角光芒,无时无刻不晃瞎自己的钛金狗眼。可怜的星星,即使现在站在球球的面前,也还是会被阳阳的光芒所掩盖,瞬间变得黯淡无光。

曾经最亲密的球球,如今却成了视而不见的陌生人。星星伤心欲绝:“你看不到我的光芒,我又何必再逞强!”,于是乎一气之下拉黑了球球。球球发现后,喷出一口老血,卒。

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狗血完毕,现在让我们严肃地了解一下其中的原理~(敲黑板)划重点了啊!

每年的春分和秋分前后,在静止卫星的星下点进入当地中午前后的一段时间里,此时卫星处于太阳和地球之间。地球站的天线在对准卫星的同时也对准了太阳,强大的太阳噪声使得通信无法正常进行,称之为日凌中断(sun transit outage)。在这个词语中,“凌”就是欺负的含义,代表着太阳小霸王在欺凌卫星小朋友,其噪声对正常的通信信号产生了压制。这种中断一年发生两回,每回持续6天左右,每天出现中断的最长时间与地球站纬度、天线口径、工作频率有关,最长的单次中断时间在10分钟左右。

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对于静止通信卫星来说,日凌中断一般是难以避免的(也有研究声称日凌辐射对Ku波段的VSAT系统不一定造成通信中断)。月亮同样也会引起类似问题,但其噪声相比太阳来说就弱爆了,因此不会造成通信中断。


星蚀——你的脸太大挡住了我的阳光,所以我要和你分手。

在很久很久以前,有一对相亲相爱的恋人,他们是星星和球球。

星星是个“放浪不羁爱自由”的双子女,工作拼命、性格独立,遇事总爱争强好胜。

球球是个追求“老婆孩子热炕头”的巨蟹男,内心细腻、超级顾家,对一切都大包大揽。

星星遇到球球的时候刚和前男友阳阳分手,那是个性格阳光开朗但同样独立倔强的大男孩,他带给星星无尽的欢乐,也带去了绵延的泪水。球球则比星星稍稍年长一些,对星星从早到晚少不了嘘寒问暖、温柔体贴。在初遇球球的那段日子里,星星感受到了强烈的归宿感,这对于独自来到大城市打拼的女孩子来说是莫大的温暖。

可随着两人交往的深入,星星原本幸福的“归宿”却慢慢演变成了困扰的“束缚”:球球总是以“这是为你好”为名,对自己的所有事情强加干预;对星星创业的想法不置可否,甚至建议她直接在家做全职主妇;不论星星走到哪里,总会有球球的连环夺命call追来询问行踪……慢慢的,星星觉得自己仿佛活在了球球的阴影当中,失去了自我、失去了独立的自信、失去了拼搏的能量。她甚至开始怀念起和阳阳在一起共同奋斗的日子。两人之间粉红的小泡泡一点点地破灭,曾经的甜言蜜语也越来越少。

直到有一天,星星觉得自己再也没有能量维系下去了,狠下心来发去了最后一条微信:“你的脸太大挡住了我的阳光,所以我要和你分手。”,然后关闭了手机。球球看到后,喷出一口老血,卒。

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哎~这是多么令人惋(ou)惜(tu)的爱情故事啊!咳咳,让我们来看看科学是如何总结这段“黑色生死恋”的。(敲黑板)继续划重点了啊!

每年在春分和秋分前后,当静止卫星的星下点进入当地时间午夜前后,此时,卫星、地球和太阳共处在一条直线上。地球挡住了阳光,卫星进入地球的阴影区,造成了卫星的日蚀(也就是说此时站在卫星的角度能够看到“天狗食日”的日食奇观),我们把这种现象称之为星蚀。这种现象也是一年发生两回,每回持续时间是春分和秋分前后各23天。(你没有听错,就是在春分、秋分前23天开始,在春分、秋分后23天结束!比日凌的持续时间长得多得多。)在开始与结束的阶段,每次持续约10分钟,而在完全星蚀阶段最长能够持续72分钟。

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看似这个情况与通信本身没有什么直接的影响,但却关乎卫星的生命之源——太阳能。当卫星身处地球的阴影当中,太阳能电池无法发挥作用,卫星所需能源只能依靠蓄电池供给。然而,由于卫星重量的限制,星载蓄电池是有限的。它虽能维持星体正常运转的需要,但难以为各转发器提供充分的电能,从而就影响到了通信的质量。


那怎么办?!

举个例子来说吧,我国每年春分的那次日凌和星蚀正好赶上“两会”召开(三月份),关键时刻掉链子可还行?于是,为了保障“两会”期间的24小时电视转播不受影响,中央电视台每年都会和北京电视台合作,当中央电视台所租用的卫星开始受到影响时,就转而使用北京电视台所租用的卫星,等到影响结束后再转回来,反之亦然。

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同时,国家相关部门都会做出预告,通过一系列的轨道计算和分析卫星测控数据,预报不同卫星、在不同城市日凌和星蚀的时间。

你肯定想不到,这个“国家相关部门”,就是曾被无数网友吐槽的——“广电总局”。谁说人家只会挥舞小剪刀薅羊毛的?一瞬间,被这种默默守护的行为暖到了有木有~

图片来自网络

其实,全世界所有的卫星通信从业人员都在研究应对之策,努力将日凌与星蚀对通信的影响降到最低。

· 在卫星通信组网时,留意网内卫星的轨位,用两颗不同时发生日凌中断的卫星,在日凌中断出现前将信道转接到备用卫星工作。或者通过星间链路,先将信号转发到另一不受影响的卫星上,再转发至地面。

· 尽量减少卫星在星蚀期间的耗电量,通过适当调整星下点位置来调整星蚀发生时间。卫星位置西移1°,星蚀开始时间可以推迟4分钟;东移1°则可提前4分钟。

· 发射卫星和卫星定轨时,就考虑它和地球站的位置关系。当卫星经度位于地球站以东时,卫星是在地球站处于白天(或傍晚)时进入星蚀的,此时卫星使用率高,消耗蓄电池能量较大。反之,若卫星经度位于地球站以西,则卫星会在地球站处于夜晚(或清晨)的时候进入星蚀,此时耗能就比较低。

看看卫星通信里的前车之鉴,可见“三角恋”的关系有多麻烦。所以,感情还是越简单越好呀,你说呢?

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