Na ekranie telewizora pojawiają się artefakty i piksele? Jakość sygnału pogarsza się i obraz całkiem znika? To wcale nie musi być problem z anteną satelitarną! Dwukrotnie w ciągu roku dochodzi do zjawiska, w czasie którego transmisje radiowe, telewizyjne i internetowe z satelity są zakłócane. Bywa, że i do tego stopnia, że sygnał satelitarny pojawia się i znika, a normalne oglądanie telewizji, słuchanie radia czy przeglądanie internetu nie jest możliwe. Nie pomoże tu nawet idealnie ustawiona antena satelitarna. Problem leży bowiem po stronie Słońca i fenomenu, który znany jest pod angielską nazwą sun outage.
Wiosenne i jesienne zaszumienie od Słońca – jak do niego dochodzi?
Polska nazwa tego zjawiska to “olśnienie słoneczne”. Mówi się też o zaszumieniu od Słońca. Często występuje także pod nazwą angielską, czyli sun outage. Zaobserwować je można w dwóch okresach w roku – w okolicach przesilenia wiosennego i jesiennego. O co tak właściwie chodzi?
Najprościej rzecz ujmując, fenomen polega na tym, że przez pewien czas promieniowanie słoneczne nakłada się na sygnał satelitarny, zagłuszając go i uniemożliwiając jego odbiór. Aby dobrze zrozumieć, dlaczego zanika sygnał telewizji satelitarnej z tego powodu, należy wspomnieć o kilku kwestiach.
Po pierwsze, trzeba uświadomić sobie to, że Słońce, jak każda gwiazda, emituje promieniowanie elektromagnetyczne o różnej długości fali. Promieniowanie to dociera do Ziemi w różnej formie – zarówno jako promieniowanie gamma i promieniowanie rentgenowskie, jak i jako światło widzialne, ultrafiolet, podczerwień, mikrofale oraz fale radiowe, a także promieniowanie cieplne.
Po drugie, antena satelitarna umożliwia odbiór sygnałów radiowych przekazywanych przez umieszczone na orbicie satelity. Satelita telekomunikacyjny odbiera sygnał ze stacji nadawczej, a następnie wzmacnia go i odsyła w stronę Ziemi. Można więc w uproszczeniu powiedzieć, że dla anteny źródłem sygnału jest satelita. Wystarczy zatem skierować antenę w odpowiednim kierunku, by mogła odbierać nadawany przekaz.
Po trzecie, sygnał satelitarny jest nadawany na określonej częstotliwości. Ma określoną moc i uporządkowany charakter. Choć kosmos jest pełen fal radiowych, odpowiednia antena satelitarna pozwala znaleźć i odbierać ten właściwy sygnał. Całe to tło radiowe tworzy zaś naturalny szum, który jest przez odbiorniki satelitarne ignorowany. Odpowiednio duża antena pozwala wsłuchać się w ten szum, ale to już domena astronomów. Tak duże urządzenie nie bez powodu zresztą nazywamy radioteleskopem, a nie anteną satelitarną.
Aby zrozumieć zjawisko sun outage, należy również wiedzieć, co to jest satelita geostacjonarny. Pod tą nazwą rozumiemy obiekt, który znajduje się nad równikiem i okrąża Ziemię z tą samą prędkością, z jaką nasza planeta się obraca. Dzięki temu obserwatorowi z Ziemi wydaje się, że satelita pozostaje zawieszony w miejscu. W rzeczywistości satelita geostacjonarny porusza się, ale robi to synchronicznie z planetą. Takie umiejscowienie obiektu umożliwia skierowanie anteny w jeden punkt na niebie bez konieczności ciągłego korygowania jej pozycji.
Satelita geostacjonarny wisi na wysokości około 36 tysięcy kilometrów nad równikiem. Względem jego płaszczyzny pozostaje w jednej pozycji. Zmienia się jednak jego pozycja w stosunku do Słońca. Jest to efekt ruchu obiegowego Ziemi oraz nachylenia osi ziemskiej do ekliptyki. Skutkiem są zaś nie tylko pory roku, ale i zjawisko olśnienia słonecznego. Występuje ono wtedy, gdy Słońce oraz satelita geostacjonarny telekomunikacyjny znajdą się w jednej linii względem anteny odbiorczej.
Co się wtedy dzieje? Na sygnał z satelity nakłada się promieniowanie elektromagnetyczne emitowane przez najbliższą nam gwiazdę. Pada ono bowiem pod takim kątem, że zwiększa się szum tła. Poziom sygnału satelitarnego pozostaje przy tym taki sam, ale słoneczny szum go zagłusza. To tak, jakby dwie rozmawiające ze sobą osoby weszły nagle do gwarnego pomieszczenia – nie będą się słyszeć, dopóki z niego nie wyjdą lub dopóki gwar nie ucichnie.
Olśnienie słoneczne – wpływ zjawiska na jakość sygnału
Ze względu na to, że źródłem problemu nie jest słaby sygnał satelitarny, a naturalne zjawisko astronomiczne, w zasadzie nie ma sposobu, by uniknąć zakłóceń. Dwukrotnie w ciągu roku, gdy Słońce w czasie swojej wędrówki po niebie znajduje się pod odpowiednim kątem w pozycji za satelitą, dochodzi do wzrostów zaszumienia i utrudnień w odbiorze sygnału.
Zaszumienie od Słońca trwa od kilku do kilkunastu minut przez kilka dni. Wiosną oraz jesienią o określonej porze można się zatem spodziewać krótkotrwałych problemów z odbiorem sygnału. Szum słoneczny narasta, osiąga apogeum, a następnie zanika. I tak do kolejnego momentu koniunkcji satelity ze Słońcem, gdy sytuacja się powtarza.
Co istotne, zależnie od miejsca obserwacji zjawisko olśnienia słonecznego zachodzi w różnym czasie. W innym momencie dochodzi do niego dla kogoś, kto odbiera telewizję satelitarną w Polsce, aniżeli gdy osoba taka przebywa w Wielkiej Brytanii czy którymś z miast Stanów Zjednoczonych, a jeszcze w innym gdy ma zamiar oglądać telewizję z Grecji czy Norwegii. Istotny jest bowiem kąt ustawienia anteny satelitarnej względem satelity telekomunikacyjnego i Słońca. Samo zjawisko zachodzi zaś między dniem 1 lutego a 1 kwietnia wiosną i między 1 września a 1 listopada jesienią.
Ważne jest też to, że olśnienie słoneczne dotyczy wszystkich obiektów, które krążą w tym okresie po orbicie geostacjonarnej. Nie ma więc znaczenia, czy jest to satelita telekomunikacyjny Eutelsat, czy Hot Bird, Astra, Intelsat, czy jakikolwiek inny sputnik. Zaobserwujemy jednak różnice, jeśli chodzi o godzinę zaistnienia zjawiska. Na jednych satelitach zjawisko wystąpi wcześniej, na innych później – zgodnie z ruchem Słońca na niebie.
Aby sprawdzić, kiedy można spodziewać się olśnienia słonecznego, najłatwiej wpisać w wyszukiwarkę hasło: solar outage calculator. Tak znajdziemy strony, na których można wyliczyć dokładne daty i godziny tranzytu satelity na tle Słońca oraz wystąpienia zjawiska dla danego miejsca na Ziemi. Dzięki temu bez trudu można ustalić, czy problemem, który wywołuje zakłócenia, jest złe ustawienie anteny satelitarnej, czy jednak naturalny fenomen astronomiczny.
Warto przy tym podkreślić, że chociaż jakość sygnału faktycznie spada, współczesne, cyfrowe technologie transmisji danych radzą sobie ze słonecznym szumem. Stosowany jest w nich bowiem odpowiedni system korekcji błędów. Zaszumienie od Słońca sprawiało jednak spore kłopoty w okresie, gdy sygnał miał przede wszystkim analogowy charakter.
Dziś precyzyjne ustawienie anteny satelitarnej na satelitę obejmującego daną lokalizację główną strefą zasięgu sprawia, że zaistnienie zjawiska mogą dostrzec jedynie pasjonaci z urządzeniami pomiarowymi. Przeciętny odbiorca nie powinien odczuwać żadnych problemów, chyba że antena, którą posiada, jest źle wyregulowana lub jest skierowana na satelity bardziej egzotyczne, których poziom sygnału już sam w sobie jest stosunkowo niski.
Ustawienie anteny satelitarnej a zjawisko sun outage
Jak w praktyce wygląda olśnienie słoneczne? Jeśli oglądamy telewizję, na ekranie mogą pojawić się charakterystyczne zniekształcenia obrazu, piksele i artefakty. Z czasem obraz całkiem może zaniknąć, podobnie jak dźwięk. Dotyczy to także transmisji radiowych oraz internetowych. Sygnał jest zagłuszany przez szum i antena nie może rozpoznać, co jest elementem transmisji, a co zakłóceniem. Po paru minutach sytuacja wraca do normy.
Warto przy tym zauważyć, że efekty zjawiska obserwuje się krócej na większych antenach. Przy mniejszej czaszy poziom sygnału może być słabszy, a więc i dodatkowy szum sprawia więcej kłopotu. Ponadto, liczy się też jakość konwertera. Jednym z podstawowych parametrów tych urządzeń jest współczynnik szumów. Korzystając z konwerterów gorszej klasy należy się zatem liczyć z większymi problemami.
Ciekawym aspektem zjawiska jest to, iż zaszumienie od Słońca może być wykorzystane przez osoby, które zastanawiają się, jak ustawić antenę satelitarną. Bardzo łatwo pozwala ono bowiem ocenić, w których miejscach można umieścić jej czaszę. Wystarczy w chwili występowania fenomenu sprawdzić, które miejsca są oświetlone. Tam, gdzie dociera światło słoneczne, możemy być pewni, że antena będzie mogła odbierać sygnał z wybranego satelity. W miejscach zacenionych nie będzie to jednak możliwe. Sygnał będzie w nich blokowany.
Co ciekawe, sun outage może być problematyczne nie tylko dla widzów telewizji satelitarnej i słuchaczy radia. Ze względu na wykorzystanie łączy satelitarnych, zjawisko to wymusza przerwy w działaniu indyjskich giełd. W okresie występowania zaszumienia od Słońca rynki te zamykają się na krótki okres, by po ustąpieniu problemu wracać do normalnej pracy.
Również w bardziej niedostępnych regionach świata, gdzie telekomunikacja jest możliwa wyłącznie dzięki satelitom, sun outage może sprawić kłopoty. Jako przykład można tu wskazać Wyspę Świętej Heleny, która wciąż polega na łączności satelitarnej, choć istnieją plany doprowadzenia do tego kraju podmorskiego kabla światłowodowego. Do momentu ich realizacji olśnienie słoneczne będzie jednak wpływać na możliwości telekomunikacyjne wyspy.