ماذا تعلمت عن الاقمار الصناعية

معلومات عن الأقمار الصناعية

القمر الاصطناعي هو أي جسم يدور حول كوكب أو نجم. قمرنا هو قمر طبيعي لأنه يدور حول الأرض. الأرض نفسها هي قمر طبيعي للشمس، لأنها تدور حول الشمس. جميع الكواكب في نظامنا الشمسي هي أقمار اصطناعية للشمس. المريخ والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون لها أقمار متعددة تدور حولها. أقمارك الاصطناعية هي أقمار تلك الكواكب. يحتوي نظامنا الشمسي على أكثر من 200 قمر اصطناعي طبيعي معروف.

كيف يعمل القمر الاصطناعي؟ هناك أيضا أقمار اصطناعية صنعت بواسطة الإنسان تدور حول الأرض، وهي أجسام سريعة الحركة يمكن رؤيتها غالبا في سماء الليل. يتم إطلاقها عمدا في مدار حول جسم في الفضاء، وعادة ما تكون لها وظيفة محددة تشمل استقبال المعلومات وإرسالها إلى الأرض. لماذا توجد؟ كيف تعمل؟ دعنا نتعلم المزيد عن الأقمار الاصطناعية.

يتجاوز عدد الأجسام الاصطناعية التي تدور حول الأرض 10000، كما أن عدد الأقمار الصناعية يفوق 2500 في مدار الأرض، بالإضافة إلى أن الصاروخ الألماني V2 كان أول صاروخ يدخل الفضاء الخارجي في منتصف الأربعينيات

بيانات عن بدايات القمر الصناعي

• ظهر لأول مرة في القصة القصيرة لإدوارد إيفريت هيل بعنوان The Brick Moon، التي نشرت في مجلة The Monthly Atlantic عام 1869، أول ذكر لفكرة القمر الصناعي في قصة خيالية، وتعتبر فوائد القمر الصناعي كبيرة .
• افترض كونستانتين تسيولكوفسكي (1857-1935) في الرسالة الأولى حول استخدام الأقمار الصناعية فكرة القمر الصناعي لأول مرة، حيث نشر مقالا أكاديميا بعنوان “وسائل أجهزة رد الفعل” في عام 1903، وقد اقترح في ذلك فكرة استخدام صاروخ متعدد المراحل يستخدم الهيدروجين السائل والأكسجين لوضع القمر الصناعي في المدار، بالإضافة إلى حساب السرعة المدارية اللازمة للحفاظ على مدار بسرعة 8 كم/ثانية.
• في عام 1928، نشر العالم السلوفيني هيرمان بوتوشنيك (1892-1929) كتابا بعنوان “مشكلة السفر إلى الفضاء – محرك الصاروخ”، وقدم فيه مخططا لإنشاء وجود بشري دائم في الفضاء، وطور مفهوم المحطة الفضائية بشكل مفصل وحساب مدارها الثابت بالنسبة للأرض، ثم وصف استخدام المركبات الفضائية التي تدور حول الأرض لمراقبة الأرض لأغراض تجارية وعسكرية مثل الأقمار الصناعية العسكرية
• كانت أول فكرة مفصلة عن أقمار الاتصالات الثابتة في الأرض مقالا نشر عام 1945 في مجلة Wireless World البريطانية، وعلى الرغم من كتابتها بواسطة الكاتب الخيال العلمي الإنجليزي الشهير آرثر سي كلارك (1917-2008)، إلا أنها افترضت فكرة استخدام أقمار الاتصالات للاتصال الجماهيري. قام كلارك بالتحقيق في العديد من جوانب النظام، بدءا من عمليات إطلاق الأقمار الاصطناعية والمدارات المحتملة والجوانب الأخرى، حتى وضع فكرة شبكة من الأقمار الصناعية في مدار حول العالم. واقترح بشكل صحيح أن ثلاثة أقمار صناعية ثابتة توفر تغطية للكوكب بأكمله. للأسف، لم يكن لديه معرفة كاملة بنطاق استخدام النظام والحاجة إلى المزيد من الأقمار الصناعية لتلبية الكمية الكبيرة من البيانات.
• تم إطلاق الاتحاد السوفيتي للقمر الصناعي سبوتنيك 1 في 4 أكتوبر 1957، وكانبحجم كرة القدم وأطلقت صفيرًا أثناء دورانها حول الأرض، وكلمة “سبوتنيك” تعني الأقمار الصناعية، واستمر الإرسال لمدة حوالي 21 يومًا.
• في 31 يناير 1958، أطلقت الولايات المتحدة الأمريكية القمر الصناعي الثاني Explorer 1.
• أطلقت الولايات المتحدة الأمريكية في 12 أغسطس 1960 أول قمر صناعي عاكس سلبي صدى 1، وتم استخدامه كعاكس كبير لإشارات الراديو، وكان مرئيًا أيضًا من الأرض بالعين المجردة.
• تم إطلاق أول قمر صناعي للاتصالات مكرر نشط، اسمه Courier 1B، في الرابع من أكتوبر عام 1960، وهو أول قمر صناعي يعمل بالخلايا الشمسية ويستخدم لإعادة شحن البطاريات المستخدمة في تشغيل النظام عندما يكون القمر خلف الأرض. تم اكتشاف هذا الأمر بفحص مميزات وعيوب الأقمار الصناعية
• تم إطلاق أول قمر صناعي للاتصالات المباشرة، Telstar 1، في 10 يوليو 1962، وقدم القمر الصناعي أول صور تلفزيونية مباشرة عبر الأطلسي، واستخدم للاتصالات الهاتفية ونقل البيانات عالية السرعة.
• Syncom 2 هو أول قمر صناعي للاتصالات في المدار الثابت حول الأرض، وتم إطلاقه في 19 أغسطس 1964، وتم بث البث الأولمبي الأول للجمهور الدولي عبر الأقمار الصناعية، وقد أُقيمت هذه الألعاب الأولمبية في طوكيو.

بيانات عن مدارات الأقمار الصناعية

• المدار الثابت بالنسبة للأرض هو المدار الذي يكون فيه للقمر الصناعي نفس السرعة الزاوية للأرض، وبالتالي يظهر في نفس الموقع على الأرض في جميع الأوقات، ويمكن أن تكون هذه المدارات فقط فوق خط الاستواء مباشرة.
• يبلغُ ارتفاعُ المدارِ الثابتِ بالنسبةِ للأرضِ حوالي 35786 كيلومترًا، 22.236 ميلًا
• تبلغ السرعة المدارية المستقرة بالنسبة للأرض حوالي 3.07 كيلومتر في الثانية أو 1.91 ميل في الساعة
• الفترة المدارية المستقرة بالنسبة إلى الأرض: يساوي اليوم الفلكي 23.934461223 ساعة، أو 23 ساعة و 56 دقيقة و 4 ثواني، أو 1436 دقيقة و 4 ثواني.
• يبلغ متوسط المسافة بين المدار الثابت والأرض حوالي 265،000 كم أو 165،000 ميل، وهذه المسافة تمثل المسافة التي تتبعها الأقمار الصناعية في مساراتها حول المدار الثابت بالنسبة للأرض
• يتميز المدار الأرضي المنخفض بمدار منخفض ومدى ارتفاع يتراوح بين 200-1200 كيلومتر
• يتراوح مدار الأرض المتوسط MEO بين 1200 و35790 كم من ارتفاع النطاق
• المدار الأرضي مرتفع، وارتفاعات HEO تتجاوز 35790 كم

حقائق حول الملاحة عبر الأقمار الصناعية

• SatNav GPS هو النظام الأكثر استخداما لتحديد المواقع العالمية، وتم الإشارة إليه في بحث حول الأقمار الصناعية
• Navstar هو الاسم الرسمي لنظام GPS لتحديد المواقع العالمية
• مشغل GPS لوزارة الدفاع الأمريكية
• كوكبة نافستار 24+ أقمار صناعية في قطع غيار المدار
• يبلغ متوسط العمر المتوقع للقمر الصناعي Navstar 10 حوالي سنوات.
• يعتمد الحجم النموذجي لمجموعة Navstar على سلسلة الأقمار الصناعية وتاريخ إنشائها، ولكن بشكل عام يبلغ حجمها حوالي 17 قدمًا من خلال الهوائيات.
• يعتمد الوزن النموذجي لـ Navstar على سلسلة الأقمار الصناعية وتاريخ التصنيع، ولكن يمكن أن يصل إلى حوالي 1860 رطلاً.
• ينقل Navstar الطاقة ~ 50 واط
• تولد لوحات نافستار الشمسية حوالي 700 واط من الكهرباء
• يدور القمر الصناعي نافستار في واحدة من ست مدارات، وتقع هذه المدارات على مستويات مائلة حوالي 55 درجة
• تحتوي المدارات التي تقع على ارتفاع 20200 كيلومتر فوق سطح الأرض والتي يوجد بها أربعة أقمار صناعية في كل مدار على الدول العربية التي تمتلك أقمارا صناعية
• تبلغ سرعة القمر الصناعي Navstar حوالي 14000 كم / ساعة أو 8500 ميل في الساعة، ويستغرق مدار Navstar حوالي 12 ساعة.

بيانات الأقمار الصناعية الحية

• على الرغم من أنه يشار إليه عموما باسم قمر صناعي للبث المباشر، إلا أن الاسم الرسمي لخدمته هو DBS، والذي يعرف رسميا باسم الاتحاد الدولي للاتصالات أو الاتحاد الدولي للاتصالات أو خدمة البث عبر الأقمار الصناعية أو BS. إنها خدمة DTH مباشرة إلى المنزل، وتعد واحدة من أحدث ميزات الأقمار الصناعية السعودية وأهميتها

نطاقات التردد

• منطقة الاتحاد 1 (أوروبا ، روسيا ، آسيا): 10.7 – 12.75 جيجاهرتز
• منطقة الاتحاد 2 (أمريكا الشمالية والجنوبية): 12.2 – 12.7 جيجاهرتز
• منطقة الاتحاد الدولي للاتصالات 3 (آسيا ، أستراليا): 11.7 – 12.2 جيجاهرتز