لا يوجد ردود
القمر الصناعي أو الساتل الفضائي أو الساتل هوجهاز من صنع بشري يدور فيفلك فيالفضاء الخارجي حولالأرض أو حولكوكب آخر، ويقوم بأعمال عديدة مثل الاتصالات والفحص والكشف.
أول ساتل هوسبوتنك-1 الذي أرسلهالإتحاد السوفياتي سنة1957. ومنذ ذلك الوقت حتى سنة2017 وضع أكثر من 5500 ساتل على مدرات فضائية حول الأرض، حسب جاك فيلان (المهندس الدارس لتاريخ الأقمار الصناعية) بقي 700 في حالة نشاط. للسواتل دور هام في عدة ميادينكالإقتصاد (الاتصالات وتنبؤات الجوية وتحديد الأماكن..) والأمن (الاستخبارات العسكرية) والبحث العلمي (دراسة الفضاء ومراقبة الأرض وتحولاتها…).
يتكون الساتل من جزئين الجزء الوظيفي والجزء الحاضن. الجزء الوظيفي هو الذي يقوم بالأعمال المنتظر من الساتل حسب تخصصه والمهمة التي أرسل من أجلها. الجزء الحاضن هو جزء الذي يوفر المحيط المناسب لعمل الجزء الوظيفي، من حيث توفير الطاقة والحماية والدفع والتوجيه. ويتم التحكم في الساتل من محطة أرضية في الغالب من أجل تأدية المهام أو اجراء تغييرات للموقع.
أصل تسمية ساتل
كانالعرب أول من استخدم كلمة الساتل في علم الفلك دلالة على الأجسام الفضائية التي تتبع أخرى وتدور في فلكها، فالقمر ساتل للأرض، وجمعها سواتل وأصلها سَتَلَ القومُ سَتْلاً، أي خرجوا متتابعين واحداً إثر واحد. وستل الدمع أي تقاطر.[1]. وكلمة ساتل العربية دخلتاللغة الإنجليزية من خلال اللغتين اللاتينية والفرنسية لتصبح (بالإنجليزية: Satellite) [بحاجة لمصدر]
الإطلاق
لإطلاق ساتل يجري الاتفاق والتعاقد مع إحدى الشركات الفضائية المتخصصة في ذلك. ولأغراض التأمين يصنع ساتلين متطابقين تماما، حتى إذا تاه الساتل في الفضاء لأخطاء فنية ولم يبقى في مداره، يقوموا بإطلاق النسخة الثانية. ويستخدم لهذا الغرض مركبات فضائية خاصة تحمل هذه السواتل معها وتطلقها في مدارها الخاص. ثم باستخدام وسائل التحكم عن بعد يقوم فريق أرضي بضبط هذا الساتل للقيام بمهامه
المبادئ الفيزيائية
وضع على المدار
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Soft/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image002.gif[/IMG]
مدفعنيوتن : بدءا من سرعة محددة، لا يسقط الجسم على الأرض
يرسم الجسم المقذوف من سطح الأرض مسارا إهليجيا ينتهي بعودة الجسم إلى الأرض بفعلجاذبيتها (الحالة A). تزايد السرعة الابتدائية يبعد نقطة السقوط (الحالة B). ابتداءا من سرعة معينة ونظرا لكروية الأرض، يتمكن الجسم من الانفصال التام عن الأرض على الرغم من بقائه في حالة سقوط (الحالة C). وحتى يستمر هذا الانفصال يتوجب وصول الجسم إلى الفضاء خارج الغلاف الجوي ليتفادى تأثير هذا الأخير (كالاحتكاك). في هذه الحالة لا يتطلب تواجد الجسم في هذا المدار جهدا للبقاء.
لكي يتمكن جسم من البقاء على مدار معين حول الأرض، يجب أن تكون سرعته الأفقية بالنسبة لمركز الأرض حوالي 7700 متر/ثانية في مدار دائري على بعد 200 كلم من الأرض. أقل من هذا العلو يكون تأثير الغلاف الجوي قويا. أكثر من هذه السرعة يصبح المدار اهليجيا (الحالة D). أكثر من 11 كلم/ثانية (حالة E) يتحرر الجسم من جاذبية الأرض. سرعة التحرر هاته تفيد في إطلاق مركبات فضائية هدفها كواكب وأجرام أخرى.
السرعة الدنيا لوضع ساتل تتناسب مع ثقل الجسم الموضوع (أي كتلته وجاذبية الأرض).
التجهيزات
تجهز السواتل قبل إطلاقها بخلايا ضوئية لتوليدالطاقة اللازمة منأشعة الشمس لتشغيلها. كما تجهز باللواقط والمرسلات والكاميرات والرادارات الخاصة تبعا لتخصص هذه السواتل. ويمكن التحكم فيها عن بعد. وحسب نوع الساتل يتحدد ارتفاع مداره وطريقة واتجاه تحركه ومنطقة تغطيته.
الأنواع
تتنوع السواتل بتنوع الأغراض المتطلبة منها. فيتم إنشاء أنواع معينة لكل غرض. من بين هذه الأنواع:
- الأقمارالفلكية.
- الأقمار المستخدمةللاتصالات والبث التلفزيوني.
- الأقمار مراقبةالأرض ودراسة الأحوال الجوية والطقس.
- الأقمار المستخدمةللملاحة.
- الأقمارالمستكشفة.
- الأقمار المستخدمة فيالطاقة الشمسية.
- الأقمار الدقيقة.
- الأقمار العسكرية.
مصطلح القمر يعود من الناحية الجغرافية إلى جسم فضائى يصاحب ويدور حول جسم فضائى أكبر منه.. فالقمر هو جسم تابع للأرض يدور حولها مثلاً.. بالإضافة إلى الأقمار الطبيعية يوجد الأن ما يسمى بالأقمار الصناعية (Satellite) والتى تستعمل فى الأغراض الأمنية والأهداف العلمية والاتصالات.
وتنقسم الأقمار الصناعية حسب استخداماتها إلى:
1- أقمار الاتصالات والتى تستخدم فى نقل المعلومات.
2- أقمار البث الفضائى والتى تستخدم فى بث القنوات التليفزيونية والإذاعية.
3- أقمار الأرصاد والتى تقوم بجمع المعلومات عن الغلاف الجوى وتنبؤات الجو.
4- الأقمار العسكرية وأقمار التجسس والتى تستخدم فى أغراض أمنية دفاعية.
5- الأقمار العلمية والتى تستخدم فى التجارب العلمية المختلفة.
نشأة الأقمار الصناعية:
تم إطلاق أول قمر صناعى فى عام 1957. وهو القمر الروسى (Sputnik) والذى معه تم افتتاح عصر الاتصالات الفضائية للأرض. بعد ذلك بعام تم إطلاق القمر الصناعى الأمريكى (Score) ثم تلاه بعد ذلك العديد من الأقمار.. لكن التاريخ الذى لا ينسى هو عام 1962 حيث تم إطلاق القمر الصناعى (Telstar 1) والذى استخدم فى نقل البث التليفزيونى بين أمريكا وأوروبا. بعد ذلك تم إطلاق العديد من الأقمار ذات الأغراض المختلفة.
كانت الأقمار الصناعية سابقاً تطلق قوة قدرها 10 وات والآن تطلق قوة قدرها 150 وات.. ومن المعروف أنه كلما زادت القوة الكهربية التى يطلقها القمر كلما أمكن استقبال إرسال القمر بأطباق ذات قطر أصغر.
والأقمار الصناعية المستخدمة فى البث الإذاعى، والتليفزيونى يتم وضعها فى المدار الجغرافى للأرض حتى يأخذ نفس سرعة الأرض حيث أنه إذا تم وضعها على ارتفاع أقل فإنها تدور حول الأرض بسرعة أعلى من سرعة دوران الأرض، وإذا تم وضعها على ارتفاع أعلى فإن سرعتها ستكون أقل من دوران الأرض. وتدور الأقمار حول الأرض فوق خط الاستواء مباشرة على ارتفاع 36 ألف كيلومتر، وهو مايسمى بالمدار الجغرافى للأرض وهذا يعنى أن القمر الصناعى سيدور بنفس سرعة الأرض ويكون دائماً فى نفس الموقع طالما هو على نفس الارتفاع.. فالعلامة والرقم المكتوب إلى جوار اسم القمر يدل على موقع القمر بالنسبة لموقع الصفر الجنوبى، فمثلاً القمر استرا 19.2 شرقاً يعنى أن هذا القمر يقع بالضبط عند الدرجة 19.2 شرق الصفر الجنوبى.
والقمر نايل سات 7 درجة غرباً تعنى أنه يقع عند الدرجة 7 إلى الغرب من الصفر الجنوبى. أما إذا كان هناك أكثر من قمر فى نفس الموقع فإنه يسمى موقع مشترك للأقمار (coopositioning) كما هو الحال فى أقمار استرا 19.2 درجة شرقاً وأيضاً أقمار هوت بيد 13 درجة شرقاً.. من المعروف أن الأقمار تقع فى مكعب وهمى طول ضلعه 100كيلومتر لكل قمر.
مما تتكون الأقمار الصناعية؟
تتكون أقمار الاتصالات والبث الإذاعى والتليفزيونى من وحدتين رئيسيتين: وحدة الخدمة ووحدة الاتصال.
الوحدة الأولى تحتوى على أجزاء تخدم عمل تحكم الأقمار الصناعية وأجهزة القياس وأجهزة إمداد القمر الصناعى بالطاقة الكهربية اللازمة لعمله.. ووحدة الاتصال تحتوى على الحوامل (Transponder) وهى أجهزة تقوم بإرسال واستقبال الإشارات من وإلى الأرض.. فى التقنية التماثلية كان يستخدم حامل لكل قناة أما فى التقنية الرقمية يمكن إرسال حتى عشر قنوات مختلفة على نفس الحامل.. والحامل يمثل بالذبذبة أو بالتردد.
والأقمار التى يستخدم فى البث الإذاعى والتليفزيونى تحتوى أيضا على مجموعة من الأطباق يستخدم جزء منها فى استقبال القنوات القنوات من الأرض وجزء آخر يستخدم فى إعادة إرسال هذه القنوات إلى الأرض وجزء ثالث يستقبل أوامر التحكم فى القمر الصناعى من المحطة الأرضية.
يتم إرسال الإشارة إلى المحطة الأرضية التى تقوم بتوزيعها على الأقمار الصناعية.. هذه الإشارة المستقبلة يتم تحويلها إلى ذبذبات قوتها 14 جيجا هرتز ويتم إرسالها إلى القمر الصناعى.
هذه الإشارة التى يستقبلها القمر الصناعى تذهب إلى وحدة التحكم داخل الحوامل حيث عن طريق (أوسيليتور) مقوى الذبذبات يتم تقويتها إلى ذبذبات فى نطاق بين 10.700- 12.750 جيجا هرتز.. بعد ذلك تذهب هذه الذبذبات إلى الأطباق التى تقوم بإرسالها مرة أخرى إلى الأرض حيث يتم استقبالها بأطباق أخرى على الأرض عن طريق المستخدمين.
والأقمار الصناعية لا تستخدم فقط فى البث الإذاعى والتليفزيونى الترفيهى ولكن فى إرسال الأخبار والأحداث المهمة الأخرى، فهى تستعمل فى تناقل المعلومات بين الدول.
والقمر الصناعى لا يمكنه إرسال المعلومات إلى الأرض كلها ولكنه يغطى منطقة معينة من الأرض.. هذه المنطقة تأخذ شكلاً دائرياً، وتعتمد مساحة هذه المنطقة على قوة القمر الصناعى.. وأقوى المناطق استقبالا التى تقع فى منتصف دائرة التغطية للقمر وعلى أطراف منطقة التغطية تكون الإشارة ضعيفة حيث يحتاج المستخدم فيها إلى أطباق ذات أقطار كبيرة لاستقبال إشارة معتدلة.
بعض الأقمار لا تغطى نفس مساحة الأرض التى تغطيها أقمار أخرى فهناك أقمار تغطى منطقة معينة صغيرة لا تتعداها مثل قمر ثور 1 درجة غرباً على سبيل المثال.
من المهم معرفة معلومات عن مناطق تغطية الأقمار الصناعية وقوتها حيث تتناسب تناسباً عكسياً مع قطر الأطباق اللازمة لاستقبال إرسال تلك الأقمار.. فكلما كانت قوة إرسال القمر الصناعى ضعيفة كان الطبق اللازم لاستقبال إشارته كبير الحجم ، وكلما كانت قوة إشارة القمر الصناعى كبيرة كان الطبق اللازم لاستقبال إشارته صغير الحجم.
وفى بعض الأحيان لا يذكرون قوة إرسال القمر الصناعى ولكن يذكرون القطر المناسب لاستقبال إشارته
وفقك الله.
وتنقسم الأقمار الصناعية حسب استخداماتها إلى:
1- أقمار الاتصالات والتى تستخدم فى نقل المعلومات.
2- أقمار البث الفضائى والتى تستخدم فى بث القنوات التليفزيونية والإذاعية.
3- أقمار الأرصاد والتى تقوم بجمع المعلومات عن الغلاف الجوى وتنبؤات الجو.
4- الأقمار العسكرية وأقمار التجسس والتى تستخدم فى أغراض أمنية دفاعية.
5- الأقمار العلمية والتى تستخدم فى التجارب العلمية المختلفة.
نشأة الأقمار الصناعية:
تم إطلاق أول قمر صناعى فى عام 1957. وهو القمر الروسى (Sputnik) والذى معه تم افتتاح عصر الاتصالات الفضائية للأرض. بعد ذلك بعام تم إطلاق القمر الصناعى الأمريكى (Score) ثم تلاه بعد ذلك العديد من الأقمار.. لكن التاريخ الذى لا ينسى هو عام 1962 حيث تم إطلاق القمر الصناعى (Telstar 1) والذى استخدم فى نقل البث التليفزيونى بين أمريكا وأوروبا. بعد ذلك تم إطلاق العديد من الأقمار ذات الأغراض المختلفة.
كانت الأقمار الصناعية سابقاً تطلق قوة قدرها 10 وات والآن تطلق قوة قدرها 150 وات.. ومن المعروف أنه كلما زادت القوة الكهربية التى يطلقها القمر كلما أمكن استقبال إرسال القمر بأطباق ذات قطر أصغر.
والأقمار الصناعية المستخدمة فى البث الإذاعى، والتليفزيونى يتم وضعها فى المدار الجغرافى للأرض حتى يأخذ نفس سرعة الأرض حيث أنه إذا تم وضعها على ارتفاع أقل فإنها تدور حول الأرض بسرعة أعلى من سرعة دوران الأرض، وإذا تم وضعها على ارتفاع أعلى فإن سرعتها ستكون أقل من دوران الأرض. وتدور الأقمار حول الأرض فوق خط الاستواء مباشرة على ارتفاع 36 ألف كيلومتر، وهو مايسمى بالمدار الجغرافى للأرض وهذا يعنى أن القمر الصناعى سيدور بنفس سرعة الأرض ويكون دائماً فى نفس الموقع طالما هو على نفس الارتفاع.. فالعلامة والرقم المكتوب إلى جوار اسم القمر يدل على موقع القمر بالنسبة لموقع الصفر الجنوبى، فمثلاً القمر استرا 19.2 شرقاً يعنى أن هذا القمر يقع بالضبط عند الدرجة 19.2 شرق الصفر الجنوبى.
والقمر نايل سات 7 درجة غرباً تعنى أنه يقع عند الدرجة 7 إلى الغرب من الصفر الجنوبى. أما إذا كان هناك أكثر من قمر فى نفس الموقع فإنه يسمى موقع مشترك للأقمار (coopositioning) كما هو الحال فى أقمار استرا 19.2 درجة شرقاً وأيضاً أقمار هوت بيد 13 درجة شرقاً.. من المعروف أن الأقمار تقع فى مكعب وهمى طول ضلعه 100كيلومتر لكل قمر.
مما تتكون الأقمار الصناعية؟
تتكون أقمار الاتصالات والبث الإذاعى والتليفزيونى من وحدتين رئيسيتين: وحدة الخدمة ووحدة الاتصال.
الوحدة الأولى تحتوى على أجزاء تخدم عمل تحكم الأقمار الصناعية وأجهزة القياس وأجهزة إمداد القمر الصناعى بالطاقة الكهربية اللازمة لعمله.. ووحدة الاتصال تحتوى على الحوامل (Transponder) وهى أجهزة تقوم بإرسال واستقبال الإشارات من وإلى الأرض.. فى التقنية التماثلية كان يستخدم حامل لكل قناة أما فى التقنية الرقمية يمكن إرسال حتى عشر قنوات مختلفة على نفس الحامل.. والحامل يمثل بالذبذبة أو بالتردد.
والأقمار التى يستخدم فى البث الإذاعى والتليفزيونى تحتوى أيضا على مجموعة من الأطباق يستخدم جزء منها فى استقبال القنوات القنوات من الأرض وجزء آخر يستخدم فى إعادة إرسال هذه القنوات إلى الأرض وجزء ثالث يستقبل أوامر التحكم فى القمر الصناعى من المحطة الأرضية.
يتم إرسال الإشارة إلى المحطة الأرضية التى تقوم بتوزيعها على الأقمار الصناعية.. هذه الإشارة المستقبلة يتم تحويلها إلى ذبذبات قوتها 14 جيجا هرتز ويتم إرسالها إلى القمر الصناعى.
هذه الإشارة التى يستقبلها القمر الصناعى تذهب إلى وحدة التحكم داخل الحوامل حيث عن طريق (أوسيليتور) مقوى الذبذبات يتم تقويتها إلى ذبذبات فى نطاق بين 10.700- 12.750 جيجا هرتز.. بعد ذلك تذهب هذه الذبذبات إلى الأطباق التى تقوم بإرسالها مرة أخرى إلى الأرض حيث يتم استقبالها بأطباق أخرى على الأرض عن طريق المستخدمين.
والأقمار الصناعية لا تستخدم فقط فى البث الإذاعى والتليفزيونى الترفيهى ولكن فى إرسال الأخبار والأحداث المهمة الأخرى، فهى تستعمل فى تناقل المعلومات بين الدول.
والقمر الصناعى لا يمكنه إرسال المعلومات إلى الأرض كلها ولكنه يغطى منطقة معينة من الأرض.. هذه المنطقة تأخذ شكلاً دائرياً، وتعتمد مساحة هذه المنطقة على قوة القمر الصناعى.. وأقوى المناطق استقبالا التى تقع فى منتصف دائرة التغطية للقمر وعلى أطراف منطقة التغطية تكون الإشارة ضعيفة حيث يحتاج المستخدم فيها إلى أطباق ذات أقطار كبيرة لاستقبال إشارة معتدلة.
بعض الأقمار لا تغطى نفس مساحة الأرض التى تغطيها أقمار أخرى فهناك أقمار تغطى منطقة معينة صغيرة لا تتعداها مثل قمر ثور 1 درجة غرباً على سبيل المثال.
من المهم معرفة معلومات عن مناطق تغطية الأقمار الصناعية وقوتها حيث تتناسب تناسباً عكسياً مع قطر الأطباق اللازمة لاستقبال إرسال تلك الأقمار.. فكلما كانت قوة إرسال القمر الصناعى ضعيفة كان الطبق اللازم لاستقبال إشارته كبير الحجم ، وكلما كانت قوة إشارة القمر الصناعى كبيرة كان الطبق اللازم لاستقبال إشارته صغير الحجم.
وفى بعض الأحيان لا يذكرون قوة إرسال القمر الصناعى ولكن يذكرون القطر المناسب لاستقبال إشارته
وفقك الله.
.
شكرااااااااااااااااااااا
