Хиймэл дагуулын систем гэж юу вэ?

Хиймэл дагуулын систем гэдэг бол дэлхийн тойрог замд байрлах олон хиймэл дагуулуудын сүлжээ бөгөөд тэдгээр нь харилцаа холбоо, навигаци, цаг уур, интернэт зэрэг үйлчилгээ үзүүлдэг “сансрын дэд бүтэц” юм. Өөрөөр хэлбэл сансар огторгуйн нэг биет нөгөөг тойрох тогтмол давтагдах зам юм. Дэлхий ба Сар бол байгалийн хиймэл дагуулын жишээ юм.

1957 онд Зөвлөлт Холбоот Улс хүн төрөлхтний анхны хиймэл дагуул болох Sputnik 1-ийг хөөргөсөн. Тэрээр сагсан бөмбөгтэй дүйцэхүйц хэмжээтэй, металл  бөмбөрцөг байсан бөгөөд энгийн Морзын код дохиог тасралтгүй дамжуулдаг байв. Харин орчин үеийн хиймэл дагуулууд энгийн тоон өгөгдлөөс эхлээд нарийн төвөгтэй телевизийн хөтөлбөр хүртэл олон мянган дохиог нэгэн зэрэг хүлээн авч, дахин дамжуулах боломжтой болж байна.

Хэрхэн ажилладаг вэ?

Хиймэл дагуулыг ихэвчлэн пуужин ашиглан тойрог замд гаргадаг. Тэд өөр өөр өндөрт байрладаг ба дэлхийн эргэн тойронд янз бүрийн замаар ялгаатай хурдтайгаар аялдаг бөгөөд орбит буюу тойрог замд орсны дараа дэлхийн таталцлын хүч нь тэдгээрийг шууд сансарт алсран одхоос сэргийлдэг.

Хиймэл дагуулууд харилцан адилгүй өндөрт байрладаг учир зорилгоос нь хамаарч орбитын төрөл сонгогддог бөгөөд дараах үндсэн төрлүүдэд хуваан үздэг.

• Геостационар тойрог зам (GEO):Геостационар тойрог замд байгаа хиймэл дагуулууд дэлхийн экваторын дээгүүр нисч, баруунаас зүүн тийш хөдөлж, дэлхийн эргэлттэй яг таарч эргэдэг бөгөөд нэг бүтэн тойрог замыг дуусгахад 23 цаг 56 минут 4 секунд зарцуулдаг.

• Дэлхийн бага тойрог зам (LEO): Дэлхийн гадаргуутай харьцангуй ойр оршдог тойрог зам юм. LEO нь 2000 км-ийн өндөрт байдаг гэж үздэг бөгөөд энэ дээд хязгаар нь дээрх Ван Аллены бүс, тэдгээрийн бий болгож буй хатуу ширүүн орчны үр дагавар юм.

• Туйлын тойрог зам (PO) : Туйлын тойрог зам нь ихэвчлэн 200-аас 1000 км-ийн өндөрт орших дэлхийн бага тойрог замын нэг төрөл юм. Энэ замд байгаа хиймэл дагуулууд нь нэг туйлаас нөгөө туйл руу дэлхийг тойрон хөдөлдөг.

• Нарны синхрон тойрог зам (SSO) : Хиймэл дагуулууд нартай синхрончлогддог туйлын тойрог зам юм. Нарны эргэн тойронд дэлхийн эргэлттэй таарч тэд одтой үргэлж ижил байрлалд харагддаг.

• Дунд зэргийн дэлхийн тойрог зам (MEO) : LEO ба GEO хоёрын хоорондох өргөн хүрээг хамардаг. LEO-ийн нэгэн адил MEO дахь хиймэл дагуулууд нь дэлхийг тойрон тодорхой замыг дагах шаардлагагүй бөгөөд тойрог замыг олон төрлийн хиймэл дагуулууд өөр өөр зорилгоор ашигладаг.

• Өндөр хазгай тойрог зам (HEO) : Нэг тойрог замаас нөгөөд шилжихэд ашигладаг тусгай төрлийн тойрог зам юм. Хиймэл дагуулуудыг Ariane 6 шиг пуужингаар дэлхийгээс хөөргөхөд тэдгээрийг эцсийн тойрог замдаа шууд байрлуулдаггүй. Үүний оронд анхны дамжуулалтын тойрог замд оруулдаг бөгөөд энэ нь хөдөлгүүрийн энергийг ашиглан хиймэл дагуул эсвэл сансрын хөлөг нэг тойрог замаас нөгөөд шилжих боломжтой юм.

• Дамжуулах тойрог зам ба геостационар дамжуулах тойрог зам (GTO) : Сансрын хөлөг хазгай тойрог замд нисэх үед дэлхий, нар эсвэл ямар ч биетээс хол байх зай нь маш их ялгаатай бөгөөд асар хурдтайгаар ойртож, дараа нь сансарт хол эргэлдэж, буцаж ирэхээсээ өмнө удааширдаг.

• Лагранжийн цэгүүд (L цэгүүд) :Сансар огторгуйд Нар, Дэлхий, Сар зэрэг том массын таталцлын нөлөөлөл тэнцвэржиж, бүхэл бүтэн тойрог замууд гарч ирэхэд хүргэдэг бүсүүд байдаг нь Лагранж буюу либрацийн цэгүүд юм.

• Эдгээр төхөөрөмжүүд нь ихэвчлэн өгөгдөл дамжуулах, хүлээн авах боломжийг олгодог антентай байдаг. Эрчим хүчний эх үүсвэрээ ихэвчлэн нарны хавтангаас (цөөн тохиолдолд зай ашигладаг) авдаг бөгөөд бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувьд ашиглалтын зорилгоос хамаараад бага зэрэг ялгаатай байдаг. Тухайлбал камер, дуран, мэдрэгч гэх мэт олон өөр өөр төрлийн хэрэглэгдэхүүнүүдийг ашиглаж болдог.

Орчин үеийн хиймэл дагуулын чиг хандлага

Өмнө нь хиймэл дагуул гэвэл зураг дамжуулалт, телевизийн нэвтрүүлгийн реле, GPS навигаци зэрэг уламжлалт хэрэглээтэйгээр ойлгогддог байсан бол өнөөгийн технологийн хөгжлийн үр дүнд хиймэл дагуулын системүүд нь дэлхийн интернэтийн дэд бүтцийг шинэ түвшин рүү гаргах стратегийн гол платформ болсон байна. Ялангуяа бага тойрог замын (Low Earth Orbit, LEO) олон дагуулт оддоор (satellite constellation) бүрдсэн системүүд өндөр хурд, бага хоцролт бүхий холбооны сүлжээ байгуулах боломжийг нээж байна.

Энэ чиглэлийн хамгийн том бөгөөд эрчимтэй хөгжиж буй төсөл бол SpaceX компанийн Starlink хиймэл дагуулын интернэт сүлжээ юм. Starlink-ийн хиймэл дагуулууд нь дэлхийн гадаргуугаас 340–550 км орчим өндөрт байрлах LEO орбитод байрладаг ба олон мянган дагуулын нягт сүлжээг бүрдүүлж, газрын хүлээн авах станцуудад тасралтгүй өгөгдлийн холболт үүсгэдэг.

Starlink системийн техникийн давуу талууд:

• Бага орбитод (LEO) байрладаг тул уламжлалт геостационар хиймэл дагуулуудаас 20–30 дахин ойр.

• Энэ нь интернетийн хоцролтыг 20–40 мс хүртэл бууруулж, газар дээрх оптик кабельтай дүйцэхүйц хурдыг хангах боломжийг олгодог.

• Дэлхийн алслагдсан, дэд бүтэц сул хөгжсөн бүс нутгуудад ч интернет хүргэх боломжтой.

• Одоогоор хэдэн мянган хиймэл дагуул хөөргөж, тогтмол өргөжүүлж байгаа хамгийн том хиймэл дагуулын сүлжээ юм.

Эдгээр технологийн интеграц нь хиймэл дагуулын холбоог дан ганц орон нутгийн дэд бүтэц муу бүс нутгуудад интернет хүргэхээс гадна далайн болон агаарын тээврийн холбоо ,IoT системүүдийн бүс дамнасан холболт зэрэг олон салбарын үйл ажиллагааг дэмжих өндөр хүчин чадалтай платформ болгон өргөжүүлж байна.

Ингэснээр хиймэл дагуулын системүүд нь зөвхөн мэдээлэл дамжуулагч төдий бус, дэлхийн интернэтийн дэд бүтцийн үндсэн тулгуурын нэг болон хөгжиж байна.