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5分でわかるデジタル家電のABC Vol.040

発行日： 2008/5/24

5分でわかるデジタル家電のABC Vol.040
【放送衛星と通信衛星って何が違う？・・・衛星の謎1】
発行：2008.05.24 02:00
配信数：229部
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【目次】
１．冬の夜
２．放送衛星
３．放送衛星(BS)と通信衛星(CS)
４．人工衛星の基本技術
５．まとめ
６．次回予告
７．編集後記
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【１．冬の夜】

冬の夜。

部屋の電灯を消し、窓から夜空を眺めている。

外の冷気がじんわりと部屋に忍び込み、
失われた時間を少しずつ取り戻していくような気分に陥ると。。。

X君
「空を見上げると今日も星がきれいですね。
あ、あれがオリオン座、その向こうに光るのが冬の大三角形。
スバルとかも見えるはずですよ」

私
「そしてそして、もっとよくみると、何かが動いているのが見えるよね」

X君
「人工衛星ですね！」

私
「そう、こうやって地球の周りを移動しているんだね」

X君
「あの人工衛星が衛星放送の元になるんですねっ」

私
「厳密に言うと、それは違う。
動いて見えるのは衛星放送の衛星ではないんだよ。

実は、あれは低軌道衛星だよ。主に通信に使われている。
中継器に搭載されいてる増幅器もそれほどパワーがない。
ちなみに、人工衛星の増幅器は、
固体電力増幅器（SSPA）と進行波管増幅器（TWTA）がよく使われる。
TWTAは、【チューブ】って呼んだりするね」

X君
「はあ、何だかすごい世界ですね・・・」

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【２．放送衛星】

X君
「それでは、NHKなどの衛星放送の衛星はどこにあるのでしょうか？」

私
「それは静止軌道にあるよ」

X君
「静止軌道っていうことは、止まっているんですかね？」

私
「地上から観察すると止まっているように見えるけれど、
地球の自転と同じ速度で動いているんだね。
余談だけれど、人工衛星って軌道がずれるときがあって、
その場合は、【推進装置】で姿勢制御するんだよ。
例えば【イオンエンジン】が使われている」

X君
「イオンエンジン・・・？」

私
「人工衛星は寿命があるんだけれど、
寿命を決める【一因】が、このエンジンの燃料にあるんだよ。
つまり燃料が切れて姿勢制御ができなくなり寿命が尽きるわけ。
中継器なんかは、電気で動くから、
太陽電池と蓄電池がしっかりしていれば動くけれどね。
さらに豆知識だけれど、宇宙空間は放射線の影響がすごいので、
電気機器は壊れやすい。だから、いろいろな対策をしているんだ」

X君
「何だかすごいことになっていますね。
人工衛星ということで、宇宙のロマンを感じられると思いましたが、
何故かいきなり専門的ですねえ」

私
「一つ面白い話があるけれど、
静止衛星は赤道上空にあるから、
衛星放送用のパラボナアンテナは、赤道の上空を向いているよね。
そうすると、赤道近くの国に行くと、アンテナが真上を向いている。
アルゼンチンの南、ウスアイア（ウシュアイア）という町があるけど
そこに行くと、アンテナは水平に近い方向を向いているよ」

X君
「衛星放送のアンテナにもお国柄？がでてくるんですねえ」

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【３．放送衛星(BS)と通信衛星(CS)】

今回は人工衛星について取り上げようと思います。

放送や通信に使う人工衛星は、主に以下の二種類に分類されます。

放送衛星（BS：Broadcasting Satellite）
通信衛星（CS：Communication Satellite）

昔々、東経110度、赤道上空36000kmのところに打ち上げられたのが
日本初の実用放送衛星(1984年)ですね。

いわゆるBS-2aというものです。

その後、いくつかの放送衛星が打ち上げられてきました。

NHKだけではなくて、
「スカイパーフェクTV」や「ディレクTV」SUPERBIRDもありましたが、
「ディレクTV」の方は日本から撤退しているはずです。

ここでは、放送衛星(BS)と書きましたが、
SUPERBIRDなどは通信衛星(CS)に分類されるようです。

新聞のテレビ欄をみると、CS放送とか書かれていませんか？
CS放送というのは、通信衛星による放送だったんですね。

（1989年10月1日放送法改正で、
通信衛星を用いた放送ができるようになったのです）

放送衛星以外では、通信衛星（CS）というものもあります。
こちらは、静止衛星と、低軌道衛星の二種類があります。
（厳密に言うと、中軌道などもありますが）

代表例としては、INTELSAT(インテルサットと発音する)があり、
これはInternational Telecommunications Satellite Organization
= 国際電気通信衛星機構　のことです。

その他、イリジウム、テレデシック、グローバルスター、ICO（アイコ）
などがありましたが、ほとんど失敗しています。
（高度1000kmぐらいの低軌道衛星(LEO)を使用）

この理由は恐らく地上の携帯電話網が急激に整備されたから、
衛星電話を使う必要性が薄くなったためでしょうね。

ほかに、離島との通信に使われている通信衛星などがあります。
（NTTドコモのワイドスターなど）

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【４．人工衛星の基本技術】

人工衛星は宇宙にあるため、基本的に修理をすることができません。
そのため、故障しにくいような設計をしています。
「規格限界」まで使わずに、余裕を持った設計をするのです。
（専門用語でいうとディレーティング(derating)）

例えば、FET（電界効果トランジスタ）などの半導体部品は、
規格の50%ぐらいのディレーティングで設計します。

（一般的に、ディレーティングを大きく取った方が故障しにくくなる。
しかし、部品によっては低すぎるのも問題になるので注意が必要です）

それから、宇宙空間には地上と比べると多くの放射線がありますから、
その対策もしなければなりません。

特に半導体は、放射線を浴びると、
性能が低下（あるいは破壊）する場合が多く、

例えば重粒子イオンが半導体に当って半導体が壊れることを
シングルイベント(Single-event Effects）といいますね。
FETの場合、鉛を貼って重粒子を防止する場合もあります。

それから、部品は基本的に軍規格(Military Spec.)のものを使います。
だから、衛星搭載機器は高価なものになりやすいんですね。

またまた余談ですが、
原子力発電所の電子機器も特殊なものを使用しています。

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【５．まとめ】

１．人工衛星は、静止軌道にある静止衛星と、
低軌道衛星(LEO)などに分けられる。

２．人工衛星は、「放送衛星」と、「通信衛星」に分けられるが、
通信衛星でも放送が可能になったためCS放送も行われている。
（スカイパーフェクTV!のCS放送など）

３．衛星電話は、多数の計画があったがほとんどが事業撤退した。

４．人工衛星は、故障をしにくいような設計。
放射線に耐えられるような設計がなされている。

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【６．次回予告】

次回は衛星放送の続き。

その後は、こんな感じでいきたいと思います。

テレビ（ワンセグなど）
携帯電話、無線LAN、WiMAXなど。
ビデオ、CD、DVD。
FeliCa（Suica、Pasmoなど）
（予定は未定です）
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【７．編集後記】

ミャンマーや中国など、災害がたくさん発生していて心が痛みます。
私は旅をするのが好きなのですが、
やはり旅の途中であった人たちのことがとても気にかかります。

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