50 lat temu pierwszy satelita telekomunikacyjny trafił na orbitę

10 lipca 1962 roku został wystrzelony na orbitę pierwszy satelita telekomunikacyjny na świecie – amerykański Telstar. 12 lipca po serii testów, zaczął działać w trybie roboczym.

Jak przypomniał portal technologiczny "The Register", Project Telstar – stworzenia i wyniesienia na orbitę pierwszego na świecie satelity telekomunikacyjnego, miał swój początek w 1955 roku, kiedy to dr inżynierii, John Pierce z Bell Telephone Laboratories (Bell Labs), ówcześnie wiodącego centrum technologicznego, przedstawił teoretyczne założenia użycia „orbitalnych stacji kosmicznych w celu komunikacji”.

W 1960 roku NASA i Bell Labs próbowały transmisji sygnałów radiowych na terenie USA w ramach tzw. Project Echo – systemu wielkich balonów natryskiwanych powłoką metaliczną, zawieszonych w stratosferze. Jednak, jak się okazało, projekt ten nie miał przyszłości – transmisja sygnału telewizyjnego na terenie całych Stanów Zjednoczonych wymagałaby balonu o takiej wielkości i konstrukcji, jaka na ówczesnym etapie rozwoju technologii nie była możliwa.

Przeciwko Project Echo zaprotestowali też amerykańscy wojskowi. Ponadto wyniesienie na orbitę pierwszego sztucznego satelity Ziemi, radzieckiego Sputnika 1, 4 października 1957 roku, rozpoczęło wyścig w podboju kosmosu między USA a ZSRR. Tym łatwiej powrócono do projektu Pierce’a.

Według magazynu "Computerworld" projekt pierwszego satelity pochodził także z Bell Labs. Miał być on pierwszym satelitą telekomunikacyjnym świata zachodniego, stąd Bell Telephone Laboratories i AT&T nawiązała w 1960 roku uwieńczone późniejszym porozumieniem rozmowy z brytyjską General Post Office (przekształconą potem w British Telecom) i francuską PTT - Poste, Téléphone et Télécommunications (późniejszą France Télécom).

Satelitę zbudowano w zakładach Bell Laboratories. Miał nieco dziwną konstrukcję, o kształcie wielościanu foremnego, z 72 zaokrąglonych płaskich ścianek, przypominających kulę. Jego dość prymitywne ogniwa słoneczne, ładujące 19 baterii akumulatorów, umieszczono na całej powierzchni. Baterie te były, jak przyznawał Bell Labs, „akumulatorami zwykle używanymi w latarkach ładowanych z sieci elektrycznej”, jednak przystosowanymi do pracy w kosmosie.

Wymiary satelity były ograniczone rozmiarem kapsuły transportowej i nośnością rakiety Thor Delta, która miała wynieść go na orbitę. Miał 76,2 cm średnicy, a jego wszystkie układy elektroniczne umieszczono w usytuowanej centralnie aluminiowej tubie. Według oryginalnego planu Telstar 1 miał transmitować 2 kanały telewizji, ale restrykcje wagowe rakiety Delta pozwoliły na zamontowanie wyposażenia wystarczającego do transmisji tylko jednego kanału.

Na potrzeby odbioru sygnału Bell Labs wybudowały USA odbiorczą stację naziemną Andover Earth Station, w Andover. Pierwsza europejska stacja odbiorcza znajdowała się w Wielkiej Brytanii w Goonhilly Down i należała do BBC, zaś druga działała we Francji, w Pleumeur-Bodou i należała do PTT. Stacja w Andover, w stanie Maine stała się także stacją sterowania satelitą.

W odróżnieniu od dzisiejszych satelitów komunikacyjnych używających zwykle stacjonarnej orbity równikowej na wysokości 36 000 km, Telstar znalazł się na orbicie niskiej, pozwalającej na transmisję transatlantycką jedynie przez 20 minut w czasie każdego okrążenia Ziemi, zaś samo wysłanie danych telemetrycznych zajmowało minutę. Jego orbita miała okres obiegu 1 godzin 40 minut.

Po wystrzeleniu pierwsze testy techniczne Telstara zaczęły się 10 lipca, po sprawdzeniu działania wszystkich systemów. W ten sposób pierwszym przekazem było zdjęcie flagi amerykańskiej na maszcie stojącym przed stacją naziemną w Andover. Pierwsza transmisja odbyła się pomiędzy stacją odbiorczą w Andover a studiem Waszyngtonie 12 lipca 1962 r.

Pierwsza transmisja "na żywo” miała odbyć się 23 lipca, ale prezydent USA, John F. Kennedy, którego przemówienie miało być główną częścią transmisji, został powiadomiony za późno i nie był gotowy, kiedy satelita wszedł w tryb przekazu. Zamiast przemówienia nadano więc 20 minutowy fragment meczu baseballowego między drużynami Philadelphia Phillies i Chicago Cubs, na stadionie Wrigley Field. Jednak tego samego wieczoru udała się techniczna transmisja faksu i rozmowy telefonicznej oraz sygnału telewizyjnego odtwarzanego.

Z transkontynentalnym przekazem sygnału były jednak problemy. 11 i 12 lipca 1962 r. w czasie pierwszej transmisji okazało się, że Brytyjczycy odbierali satelitę, ale przekaz był zniekształcony. Za to pierwszy przekaz z Francji dotarł do USA w całości i był dobrej jakości.

Pierwszą oficjalną transmisją transkontynentalną „na żywo” stał się przekaz z uroczystego odsłonięcia przez prezydenta Johna F. Kennedy’ego obrazu „Mona Lisa” w National Gallery of Art w Waszyngtonie. Transmisję pomyślnie przekazano do francuskiej stacji naziemnej w Pleumeur-Bodou. Dokonano też pierwszego przekazu łączności, transmitując jednocześnie dane i 6 rozmów telefonicznych. W trakcie transmisji danych osiągnięto szybkość 1000 słów na minutę, o czym napisał "The New York Times" ogłaszając „otwarcie nowej ery w komunikacji między kontynentami”.

Do połowy listopada 1962 r, przeprowadzono przy użyciu Telstara 250 testów przekazu telekomunikacyjnego różnych typów – od transmisji symultanicznej wielu faksów aż po przekaz dużych – jak na owe czasy - ilości danych.

23 listopada 1962 roku kanał komend, ulegający dość częstym awariom, przestał w ogóle przyjmować polecenia z Ziemi. Naukowcy zarządzający dotąd satelitą sądzili, że przyczyną było promieniowanie kosmiczne, które uszkodziło część z 1064 tranzystorów i 1464 diod układu elektronicznego satelity. Znane były już wtedy pasy Van Allena, ale ich wpływ na obiekty pozaatmosferyczne nie został określony. Obecnie przyjmuje się, że przyczyną uszkodzenia Telstara było promieniowanie z odbywających się w górnych warstwach atmosfery amerykańskich (program Starfish) i radzieckich prób jądrowych.

Po kilku próbach resetu systemowego udało się, w momencie najbliższego Ziemi przelotu satelity, odzyskać kontrole nad Telstarem. Nadawanie i transmisje transatlantyckie, zwłaszcza Francja-USA-Francja przywrócono, ale nie na długo. 21 lutego 1963 r. na skutek błędnego odczytania komendy przez system satelity, jego urządzenia zostały odłączone od źródła zasilania. Został wyłączony też nadajnik.

Eksperymenty z Telstarem pozwoliły na stworzenie pierwszej stałej łączności i transmisji satelitarnej. W 1964 roku na orbicie znajdowały się już 2 nowsze satelity Telstar, dwa Syncom i dwa Relay, przy czym satelita Syncom 2 był pierwszym tego typu umieszczonym na orbicie geostacjonarnej.

Telstar dokonał też ogromnych zmian w kulturze masowej. Napisany specjalnie z okazji wystrzelenia satelity rockowy temat gitarowy „Telstar” brytyjskiej grupy The Tornadoes był pierwszym singlem zespołu brytyjskiego, który w USA osiągnął pierwszą pozycję na najsłynniejszej liście przebojów U.S. Billboard Hot 100. Nieżyjący już muzyk zespołu The Beatles, George Harrison, powiedział w 2000 roku, iż satelity telekomunikacyjne umożliwiły światową karierę rocka, m.in. transmitując koncerty.

Syncom 3, jeden następców Telstara, przeprowadził po raz pierwszy transmisję imprezy sportowej - igrzysk olimpijskich 1964 w Tokio.

Marek Mejssner (PAP)

mmej/ agt/