A Cospas-Sarsat programról egy szovjet-amerikai megállapodás keretében (1977. május 14.) döntöttek. A program célja olyan kísérleti műholdrendszer kiépítése volt, mely segíti a bajba jutott hajók felkutatását, a személyzet mentését. 1982. június 30-án indították el a Kozmosz-1383 nevű műholdat, fedélzetén elhelyezték az első Cospas berendezést. E berendezés révén sikerült megmenteni egy Cessna-172 repülőgép személyzetét Kanadában 1982. szeptember 11-én. Ezt tekintjük az első sikeres mentésnek és ettől számíthatjuk a Cospas-Sarsat rendszer operatív tevékenységét.
1987. december 8-án próbálták ki az RK-S fedélzeti rádiórendszert, majd 1989 és 1998 között az RK-C berendezést működött 5 orosz műholdon. E műholdak a hivatalos elnevezése Nagyezsda.
1988. július 1-én a Szovjetunió, az USA, Kanada és Franciaország aláírta azt az együttműködési nyilatkozatot, mely meghatározza, hogy a Szovjetunió és az USA 2-2 műholdat működtet folyamatosan a Cospas-Sarsat rendszerben. Ezek a műholdak rendelkeznek olyan berendezéssel, amely fogja a vészjelzéseket, ill. továbbítja azokat a földi állomásokra. A nyilatkozatot a Szovjetunió megszűnése után Oroszország is aláírta (1997. július 3-án) és a Cospas-Sarsat rendszert a Globális tengeri kommunikációs rendszer (GSCS – Global Sea Communications System) részeként értelmezi.
3.9. táblázat - A Cospas-Sarsat rendszer működő műholdjai[29]
|
berendezés |
a hordozó műhold neve |
indítás dátuma |
|
Sarsat-3 |
NOAA-10 |
1986.09.17. |
|
Sarsat-4 |
NOAA-11 |
1988.09.24. |
|
Cospas-4 |
Nagyezsda (1)* |
1989.07.04. |
|
Cospas-6 |
Nagyezsda (3) |
1991.03.12. |
|
Sarsat-6 |
NOAA-14 |
1994.12.30. |
|
Sarsat-7 |
NOAA-15 |
1998.05.13. |
|
Cospas-8 |
Nagyezsda (5)** |
1998.12.10. |
* A Nagyezsda műholdak neve utáni szám a Nagyezsda műholdak sorozatszáma
** A Nagyezsda (4) műholdat 1994. július 14-én indították és 1997 júliusában befejezte működését. A Nagyezsda (5) műholdat ugyanarra a pályára állították.
1982-98 között a Szovjetunió és később Oroszország 8 műholdat bocsátott fel Cospas berendezéssel a fedélzeten, míg az USA 7 olyan NOAA meteorológiai műholdat indított, melyeket Sarsat berendezéssel láttak el (II.23. táblázat). A vészjelzést leadó berendezésből összesen 700 ezer darabot helyeztek el hajókon és repülőgépeken. A 2004. január 1-én kiadott adatok alapján, 1982 óta a Cospas-Sarsat rendszer segítségével már több mint 17000 ember életét sikerült megmenteni.[30]
A rendszer a következő részekből áll:
vészjeladó (ELT repülőgépeken, EPIRS hajókon, PLB egyéni használatra), mely vészhelyzet esetén jelet sugároz,
geostacionárius és a poláris pályán keringő műholdak fedélzetén elhelyezett berendezések, melyek észlelik a vészjelzést,
földi fogadóállomások (LUT – Local Users Terminal), melyek fogadják és feldolgozzák a műholdak által továbbított jelzéseket és riasztást generálnak,
vezérlő központok (MCC – Mission Control Center), melyek fogadják a riasztást és továbbítják a mentési koordinációs központba (RCC –Rescue Coordination Center), ahol a mentést megszervezik.
A rendszer globális működéséhez alacsony magasságú, közel-poláris pályán keringő műholdakon (LEOSAR) és geostacionárius (GEOSAR) kell elhelyezni a Cospas vagy Sarsat berendezéseket.
A Cospas-Sarsat rendszer működése LEOSAR műholdakon
A 406 és a 121,5 MHz-es rádiófrekvenciákon történhet a vészjelzések leadása és a jelzés helyének meghatározása. Az alacsony magasságú, közel-poláris pályán keringő műholdak nem biztosítanak folyamatos lefedést a Föld teljes felszínére vonatkozóan. A műholdakon elhelyeztek egy, a 406 MHz-es sávhoz rendelt memóriamodult, mely képes tárolni a jelzéseket és amint a műhold egy földi állomás hatókörébe kerül, tudja azt az állomásra továbbítani. A régebbi típusú, 121,5 MHz-es sávban üzemelő adók esetében a rendszer csak akkor működik, ha a földi állomás és a vészjelzést leadó berendezés egyidejűleg a műhold látómezőjében van. Egy LEOSAR műhold egyenként 12 óránként tudja lefedni a teljes Földet, ezért 4 műhold rendszerbe állításával (és a pályák közötti távolság arányos elosztásával) elérhető, hogy a közepes szélességeken a késleltetés ideje kevesebb legyen 1 óránál.
A LEOSAR rendszerek alkalmazásakor a jeladó pozícióját a segélykérő jel frekvenciájának Doppler-eltolódása alapján számítják ki. A műhold relatív sebessége hatással van a segélykérő jel frekvenciájára. A segélykérő jel és a beérkező jel frekvenciájának különbségéből, valamint a műhold pontos helyzetének ismeretéből a földi fogadóállomás ki tudja számítani a segélykérést indító rádióadó helyét.
Az orosz Cospas műholdak közel-poláris pályán keringenek 1000 km-es magasságban és mindkét sávban képesek a segélykéréseket fogadni.
A rendszer amerikai része a NOAA meteorológiai műholdjaira került. A mindkét sávban működő berendezéseket Kanada és Franciaország készítette.
Mindegyik műhold 100 perc alatt tesz meg egy fordulatot a Föld körül, a lefedett terület szélessége kb. 6000 km. Egy adott földfelszíni pontról nézve a műholdak kb. 15 perc alatt haladnak át az égen (a pálya maximális magassági szögétől függően), ennyi idő áll rendelkezésre egy körülfordulás alatt, hogy a vészjeladó jeleit észlelje a műhold.
Cospas-Sarsat rendszer működése GEOSAR műholdakon
A folyamatos, globális fedés biztosítása érdekében a Cospas-Sarsat rendszer 406 MHz-en működő berendezéseit geostacionárius műholdakra is telepítették. A műholdas rendszert földi berendezések (GEOLUT) egészítik ki, melyek feldolgozzák a műholdak jelzéseit.
A jelenlegi Cospas-Sarsat GEOSAR rendszerben 4 műhold (GOES-West, GOES-East, MSG és az INSAT műhold) biztosítja a globális fedést.
Miután a geostacionárius műholdak relatíve mozdulatlanok a Földhöz viszonyítva, így Doppler-eltolódás nem alakul ki, emiatt a segélykérő helyzete sem határozható meg. A pozíció meghatározásához az szükséges, hogy a kódolt rádióüzenet tartalmazzon egy belső vagy külső navigációs eszköz által mért pozícióadatokat.
Cospas-Sarsat rendszer GEOSAR és LEOSAR műholdakon elhelyezett berendezései kiegészítik egymást. Például egy GEOSAR rendszer azonnal észleli a riasztást, míg a LEOSAR műhold berendezése:
lefedi a poláris területeket,
biztosítja a jeladó helyének meghatározását, illetve
a műhold mozgása miatt a jeladó esetleges takarása hamarabb megszűnhet.
3.10. táblázat - A Cospas-Sarsat rendszer lehetőségei[31]
|
LEOSAR |
GEOSAR | |
|
406 MHz |
|
|
|
121,5 MHz |
|
nem támogatott |