Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

Figure 6.2
Basic satellite configurations: the spinner and the three-axis.

---

6.1
Overview of Communications Spacecraft
197
pointed in the general direction of the sun while the body and its antennas point
at the earth. The two arrays are made from separate panels that are folded like an
accordion for launch and deployed once the satellite has reached orbit.
The drum-shaped panels of the legacy spinner design are deployed like a collaps-
ible telescope, which is less efficient in terms of area and mass. However, the
spinner was elegantly simple in its attitude control and propulsion systems, but its
mass did not scale up to higher powers as well as the three axis spacecraft. Conse-
quently, spinners were limited in power to approximately 2 kW while there are
three axis satellites operating with over 15 kW of power. This is the result of
having more physical area on flat solar panels and the ability to continuously orient
those panels toward the sun.
As will be discussed in Chapter 8, many other factors must properly be taken
into account for us to have a stable and long-life communications satellite. Many
of these principles are illustrated in Figure 6.3, which is the conceptual framework
for overall satellite design. Obviously, the repeater will not operate on its own and
needs the supporting functions illustrated around it. For a satellite in geostationary
orbit, eclipse occurs during a one-month period centered on the equinoxes, lasting
up to 70 minutes per day. Requirements for eclipse operation increase in frequency
for MEO and LEO missions because the angle subtended by the Earth increases
as orbit altitude decreases. Such eclipses occur multiple times per day, consistent
with the orbit period. Without batteries, a spacecraft would shut down entirely
during eclipse and might not activate properly after reentering sunlight.
A satellite or a constellation of satellites is operated from the ground through
a bidirectional radio communications link dedicated to that purpose. Spacecraft
control personnel can monitor the health and the status of all onboard subsystems
using the
telemetry
downlink and can control active devices onboard the satellite
(e.g., to configure the payload and to activate and disable bus functions) using the
command
uplink. In addition, the position and the orientation of the satellite are
determined by measurements of distance and angle that are made with
tracking
signals sent over the telemetry and command (T&C) links. Following the launch