Pilotage d’un astronef par des moyens radioélectriques

Résumé

Pilotage d’un astronef par des moyens radioélectriques. Un astronef libéré de l’attraction terrestre s’éloignera de plusieurs millions de kilomètres. Son pilotage à distance est possible en établissant une liaison radio-électrique bilatérale entre l’engin et la terre. La mesure de la position de l’engin dans l’espace est nécessaire. Les moyens à mettre en œuvre pour résoudre cette question sont étudiés dans ce rapport.

Les études de la radioastronomie, des echos sur la lune et les sondages de l’ionosphère fixent le choix de la fréquence porteuse utilisable entre 100 et 300 Mc. Le bruit radioélectrique galactique augmente avec la fréquence.

La liaison est possible à 300 Mc avec à bord de l’astronef un émetteur et un récepteur de rayonnement isotropique, à terre avec un système directif. Le bruit galactique parasite limite le gain de l’aérien terrestre, de telle sorte que le diamètre d’un paraboloïde émetteur récepteur doit être inférieur à 20 mètres.

Ce paraboloïde sera orientable vers l’émetteur de l’engin par un procédé analogue à celui utilisé généralement dans les radars. Le calcul de la liaison faite dans ces conditions, montre la possibilité de communiquer à un million de kilomètres avec un émetteur à impulsions de 2 microsecondes de 100 kilowatts de puissance de crête. La fréquence de répétition est définie par la quantité d’informations à transmettre par seconde. Pour un engin très éloigné la densité de ces informations est assez faible pour que la puissance moyenne de l’émetteur situé à bord de l’engin soit de quelques dizaines de watts, puissance compatible avec les sources d’énergie de l’engin.

L’ensemble de ces raisonnements, montre que dès maintenant, un engin robot peut être lancé dans les espaces interplanétaires, suivi en permanence par une ou plusieurs stations terrestres, et par suite, piloté par un observateur terrestre.

Zusammenfassung

Lenkung eines Raumfahrzeuges mit Hilfe radioelektrischer Methoden. Ein dem irdischen Schwerebereich entronnenes Raumfahrzeug wird sich mehrere Millionen Kilometer entfernen. Seine Steuerung auf Distanz ist aber möglich, wenn man eine zweiseitige radioelektrische Verbindung zwischen dem Fahrzeug und der Erde herstellt. Hierauf ist die Bestimmung der Position des Fahrzeuges im Raum erforderlich. Die zur Lösung dieser Frage anzuwendenden Mittel werden in der vorliegenden Arbeit untersucht.

Das Studium der Radioastronomie, vom Mond reflektierte Echos und die Ionosphärenlotungen legen die Wahl der verwendbaren Trägerfrequenz in den Bereich zwischen 100 und 300 Megahertz. Das radioelektrische Störgeräusch aus der Milchstraße verstärkt sich mit der Frequenz.

Die Verbindung ist bei 300 Megahertz möglich, wenn sich an Bord des Raumfahrzeuges ein Sender und ein Empfänger für isotrope Strahlung befinden, auf der Erdoberfläche ein Richtsystem. Wegen des parasitären galaktischen Störgeräusches muß die Antenne so begrenzt sein, daß ein Sender- und Empfänger-Paraboloid einen Durchmesser unter 20 Meter hat.

Das Paraboloid wird gegen den Sender des Raumfahrzeuges nach einem analogen Verfahren orientierbar sein, wie es allgemein beim Radarverfahren verwendet wird. Die Berechnung der unter diesen Bedingungen möglichen Verbindungen zeigt die Möglichkeit von Mitteilungen auf eine Entfernung von einer Million Kilometer mit einem Sender, der Impulse von 2 Mikrosekunden mit 100 kW Spitzenleistung ausstrahlt. Die Wiederholungsfrequenz wird durch die Menge an Mitteilungen begrenzt, die in der Sekunde zu übertragen sind. Für ein sehr weit entferntes Raumfahrzeug ist die Dichte dieser Informationen ziemlich gering, damit die mittlere Stärke des Senders an Bord des Flugkörpers einige Zehner von Watt betragen kann, eine Leistung, die mit den Energiequellen des Raumfahrzeuges vereinbar ist.

Die Gesamtheit dieser Gründe zeigt, daß schon jetzt eine Robotermaschine in den interplanetarischen Raum entsandt, dauernd von einer oder mehreren irdischen Stationen verfolgt und daher durch einen irdischen Beobachter gesteuert werden kann.

Abstract

The Navigation of a Space Vehicle by Means of Radio-Electric Methods. The navigation of a space vehicle travelling many millions of kilometers away from the earth is possible by means of radio communication between the vehicle and the earth. The method of resolving the problem of establishing the position of the vehicle in space is studied in the report.

Investigations in radioastronomy, of lunar echoes and ionospheric sounding have fixed the choice of usable carrier frequencies in the range between 100 and 300 Mc. Galactic radio noise increases with frequency.

Communication is possible at 300 Mc using non-directional transmitting and receiving antenna in the spaceship and a directional system on the earth. Galactic noise sets a limit to the maximum gain of the antenna so that the diameter of a paraboloid for transmission and reception should not exceed 20 metres.

Standard radar techniques would be used to align the paraboloid with the vehicle. Calculations relating to communication established under such conditions demonstrate the possibility of communicating over a distance of a million kilometers with a transmitter of 2 microsecond pulses of 100 kilowatts peak power. The repetition frequency is determined by the amount of information to be transmitted per second. In the case of a very distant vehicle the density of information would be fairly small because the mean power of the shipboard transmitter must be limited to a few tens of watts compatible with the energy sources on the vehicle.

These arguments show that, even at the present time, a vehicle may be launched into space and controlled by a terrestrial observer through the medium of radio stations on the earth which constantly follow it.