عدد المساهمات : 643 تاريخ التسجيل : 10/01/2008 العمر : 47 الموقع : بلاد الله الواسعة رقم العضوية : 495 Upload Photos :
موضوع: ماهو الستالايت الجمعة 29 فبراير - 21:38
ماهو الستالايت
الستالايت بوجة عام هو اي جسم فضائي يدور حول نفسة او حول جسم فضائي اخر وقد درج العلماء علي اطلاق هذا الاسم علي الاقمار الصناعية التي يتم اطلاقها في الفضاء لتدور حول الارض وهي عدة انواع منها ماهو مخصص للبحث العلمي ودراسة الارض وطبيعتها ومنها ماهو مخصص للطقس وتغيراتة ومنها ماهو مخصص لتحديد المواقع الجغرافية ومنها ماهو مخصص للتجسس ومنها ماهو مخصص للاتصالات ولكل نوع منها تكوينة الخاص لكننا نركز في المتحف علي اقمار الاتصالات والبث التليفزيوني الفضائي
تاريخ الاقمار الصناعية
اعتمدت الاتصالات الالكترونية البعيدة المدى حتى الستينات من هذا القرن ، اما على الكابلات او على انعكاسات الاشارة الراديوية من على الغلاف الجوي، ومن المعروف ان هذه الكابلات تحوى على عدد محدود من الاسلاك، اما الاشارات المنعكسة فكانت تتخامد بسرعة مما يجعل الاتصال ذو نوعية سيئة.
في عام 1945 اقترح العلماء فكرة استخدام الاقمار الصناعية التي تطير فوق الكرة الارضية ، لزيادة فعالية الاتصالات الالكترونية، حيث يمكن رؤية القمر الصناعي من منطقة شاسعة من الارض.
ونظرا لارتفاعه العالي ، يستطيع ان يحقق الاتصال ما بين عدة محطات بطرق متعددة خلافا للكابل الذي يستطيع ان يصل بين محطتين فقط.
انواع الاقمار الصناعية: اول قمر صناعي للاصالات كان القمر Echo 1 الذي اطلق عام 1960، وكان هذا القمر من النوع غير الفعال Passive اي لم يكن يحوي اي دوائر الكترونية، وانما كان عبارة عن عاكس للاشارات الالكترونية.
لقد قام هذا القمر والقمر Echo 2 الذي اطلق في عام 1964 عبارة عن بالون كبير بقطر 32 متر، مغطى برقائق الالمنيوم ، وكان يدور حول الارض بارتفاع 1610 كم. ومثل اي كرة زجاجية او فولاذية التي تعطي زاوية انعكاس واسعة للمناظر حولها، فان هذه الاقمار كانت تعيد عكس الاشارة الموجهة اليها ، ولكن بقوة اخفض.
ونظرا لمساوئها ومشاكلها الكثيرة ، لم تعد تستخدم الاقمار غير الفعالة في ايامنا هذه.
الاقمار الصناعية الفعالة: Active Satellites وهذه القمار عبارة عن محطات تقوية ، تقوم باستقبال اشارة من محطات ارضية معينة وتكبرها ثم تعيد ارسالها باتجاه محطات أرضية اخري وفي هذه الايام تستخدم هذه الاقمار لنقل الاشارات التلفزيونية بين دول العالم.
مدارات الاقمار الصناعية: تخضع حركة القمار الصناعية حول الكرة الارضية الى قوانين كيبلر التي تحدد حركة الكواكب. وهذه القوانين تنص انه كلما كان القمر واقعا في مدار أعلى ، كلما تحرك بسرعة أبطأ.
وهكذا فان القمر Echo 1 الذي كان في مدار منخفض نوعا ما ، فقد كان يسير بسرعة عالية حيث كان يدور حول الكرة الارضية خلال مدة ساعتين وهكذا كان على هوائيات المحطات الارضية ان تتابع حركة القمر الصناعي بسرعة والا فانها تفقد أثره. اما الاقمار التي تطير على ارتفاع 36000 كم فانها تدور حول الكرة الارضية خلال 23 ساعة و 56 دقيقة.
واذا كان القمر الصناعي فوق خط الاستواء فانه يتم دورة كاملة خلال فترة 24 ساعة ولهذا فهو يبدو الى المراقب على سطح الارض وكانه ثابتا في الفضاء لانه يدور متوامنا بنفس سرعة دوران الارض حول نفسها.
ان معظم الاقمار الصناعية المخصصة للاتصالات تطير فوق خط الاستواء لانها تعطي ميزة جيدة، حيث يمكن توجيه هوائيات المحطات الارضية باستمرار الى نفس النقطة في السماء. وهذه الاقمار تغطي اكثر مناطق العالم ازدحاما بالسكان والتي تقع بين خط الاستواء وخط عرض 60. ولتغذية الاجهزة الالكترونية لهذه الاقمار بالتيار الكهربائي ، فانه تستخدم الخلايا الشمسية التي تقوم بتحويل ضوء الشمس الي تيار كهربائي.
مساوئ الاقمار الصناعية التي تطير على ارتفاعات عالية فوق خط الاستواء، تتمثل بالمسافة الكبيرة التي يجب تقطعها الاشارة ، وهذا يتطلب اشارة ذات طاقة عالية. بالاضافة الى ذلك هناك التاخير الزمني الحاصل بين ارسال الاشارة واعادة استقبالها مرة ثانية.
فالاشارة كما هو معلوم تسير بسرعة 300000 كم في الثانية، وهناك تأخير قدره 120 ميلي ثانية وهو الزمن اللازم لقطع المسافة بين المحطة الارضية والقمر الصناعي، وفي بعض الحالات يصل هذا الزمن حتى 1 ثانية اذا كانت المسافة المقطوعة كبيرة جدا. مثلا عند اجراء مكالمة هاتفية بين دولة لدولة اخري بعيدة عبر الاقمار الصناعية فاننا نشعر بهذا التاخير الزمني.
من ناحية اخري قام التحاد السوفياتي باطلاق سلسلة اقمار صناعية للاتصالات تحت اسم Molniya وهي تدور في مدارات اهليجية عالية حول الارض كل 12 ساعة .
وعوضا على ان يكون القمر في مسار استوائي ، فان مساره يميل بشكل زاوية الاوج فوق اراضي التحاد السوفياتي وبذلك يقضي القمر الصناعي حوالي 8 ساعات فوق الاتحاد السوفياتي.
تقنية الاقمار الصناعية: يمكن توجيه هوائيات الاقمر الصناعي بدقة نحو سطح الارض وذلك بجعل القمر الصناعي متوازيا في مداره. ويتم ذلك بجعل جسم القمر الصناعي يدور حول نفسه مرة كل ثانية ، وهذا يمكن من توجيهه دائما باتجاه نقطة محددة (بشكل متوازي مع محور الارض).
من ناحية اخرى تدور هوائيات القمر الصناعي بنفس السرعة ولكن باتجاه معاكس وهذا يجعل الهوائيات باتجاه نقطة معينة ثابتة من سطح الارض . اما الواح الخلايا الشمسية فيجب ان تتوجه باستمرار نحو الشمس. ان داخل القمر الصناعي يجب ان يكون ذو حرارة ثابتة ، وذلك بسبب حساسية الاجهزة الالكترونية . ولهذا تستخدم اجهزة خاصة للتبريد والتسخين ، كما يدهن الجسم الخارجي للقمر بمواد ماصة لحرارة الشمس.
في العادة تحوى الاقمار الصناعية على هوائيات ارسال واستقبال منفصلة. وتكون هوائيات الارسال بشكل صحون لتقوم بتوجيه الاشارات الى منطقة محددة من سطح الارض حيث تقوم المحطات الارضية باستقبالها. ويستطيع المهندسون توجيه هوائيات القمر الصناعي الي اي نقطة وذلك بواسطة ارسال اشارات تحكم خاصة.
كذلك يحوي القمر على اجهزة تضخيم الاشارة الملتقطة الى بضعة عشرات الالف مليون من المرات من اجل اعادة ارسالها مرة ثانية الى المحطات الارضية ورغم ان القمر الصناعي يلتقط عدد كبير من الترددات المختلفة فانه لا يحدث تداخل في ما بينها ، بسبب استخدام الموجات الميكروية Microwave ، والتى لا تتأثر بالطبقات المتأنية في الغلاف الجوي التي تعكس الاشارات الاخري.
في معظم الاقمار الصناعية يبلغ تردد الاشارة الملتقطة 6 ميجاهرتز وتردد الاشارة المرسلة 4 جيجاهيرتز وفي بعض الانواع تبلغ 7 و8 جيجاهيرتز او 11 و 14 جيجاهيرتز على التوالي. يتم تغذية الاجهزة الالكترونية في هذه الاقمار بواسطة الطاقة الشمسية حيث تقوم خلايا شمسية بتحويلها الى تيار كهربائي.
المحطات الارضية: يزداد عدد المحطات الارضية بسرعة ومعظم هذه المحطات مزودة بهوائي على شكل صحن يصل قطره الى 30 متر . وهذا الهوائي يمكن تحريكه في كافة الاتجاهات
تعمل معظم المحطات الارضية على ارسال واستقبال الاشارات اللاسلكية التي تحمل المكالمات الهاتفية والاقنية التلفزيونية.
الاستخدامات: برغم ان معطم الناس يعتقدون ان الاقمار الصناعية تستخدم فقط لنقل الصور التلفزيونية عن الاحتفالات العالمية ومباريات كرة القدم فانها في الواقع تستخدم ايضا لنقل المكالمات الهاتفية واشارات التلكس و الكمبيتر......الخ.
تتميز الاتصالات عبر الاقمار الصناعية بانها تتم بسرعة وبامان ودون الحاجة الى مد كابلات عبر المحيطات والصحاري. وكثير من المدن الافريقية والهندية الموجودة عبر الصحاري والبراري ، تصل مع العالم الخارجي بواسطة القمار الصناعية .
والان تم استخدام البث المباشر من القمار الصناعية الى هوائيات خاصة في المنازل حيث يمكننا إلتقاط اي اشارة من القمر الصناعي دون الحاجة الى المحطة الارضية.
اقمار في المدار
هناك الاف الاقمار الصناعية التي تدور حول الارض كل جزء من الثانية وتتيح سرعه دوران هذة الاقمار بالتزامن مع سرعه دوران الارض ان تواجة هذة الاقمار جزء معين من الارض او عدة اجزاء وفق الهدف المحدد لها فمثلا اقمار البث الفضائي تركز علي جزء معين من الارض بفضل سرعه دورانها حول الارض بحيث تبدو وكانها مثبتة فوق هذا الموقع علي عكس اقمار التجسس التي تواجة نقاط متعددة من سطح الارض كل دقيقة بهدف التقاط الصور وجمع البيانات ومثلها اقمار الطقس
مكونات القمر الصناعي
مكونات اي قمر صناعي هي مجموعه الاجزاء والمعدات المختلفة التي يحتاجها لاداء المهمة المكلف بها وهناك مكونات اساسية توجد في جميع الاقمار مثل اجنحة الخلايا الشمسية التي تمد القمر بالطاقة اللازمة لتشغيلة وهناك بطارية احتياطية من الهيدروجين او النيكل كايدوم لتشغيل القمر في حالات الطوارئ او في حالات الكسوف الشمسي وهناك الهوائيات اللازمة لاتصال القمر بمحطات التحكم الارضية وبث الصور والبيانات اليها واستقبال الاوامر منها وهناك الكاميرات الرقمية الدقيقة جدا خاصة في اقمار التجسس واقمار الطقس واقمار الابحاث العلمية وتصل دقة هذة الكاميرات الي تصوير سيارت متحركة علي الارض بكل تفاصيلها وهناك النواقل كما في اقمار البث الفضائي والاتثالات وهي التي يتم تحميل القنوات الفضائية والتليفونية عليها وتتميز اقمار الاتصالات والبث التليفزيوني عن جميع الاقمار الصناعية بالهوائيات العملاقة الموجودة فيها والتي تتيح لها نقل الصور والبيانات والاتصالات من مكان الي اخر علي سطح الكرة الارضية
وتوجد كل هذة المحتويات في وعاء خارجي يحمل اسم البص او الاتوبيس وهو الغلاف الخارجي للقمر الصناعي او الهيكل الاساسي له والذي يضم بدورة مجموعه كبيرة من الدواسر والرقائق الالكترونية واجهزة الكومبيوتر الدقيقة ومولد للطاقة ومعدات الاتصال
المدارات والاقمار
المدار هو الموقع الذي يتخذة القمر الصناعي في الفضائء الخارجي حول الارض وبعدة عنها وسرعه دورانة حولها بالتزامن مع سرعه دورانها حول نفسها
ويختلف مدار كل قمر عن الاخر وفقا لطبيعه القمر ومهمتة الملكف بها وهناك اربه انواع من المدارت التي تتخذها الاقمار الصناعية حول الارض هي الليو او المنخفض والبولار والجيو والبيتكال
البولار
وفيه يتخذ القمر الصناعي موقعا قريبا من الارض ويكون شكل دورانة من الشمال الي الجنوب وهكذا حتي يغطي المساحة المطلوبة منة علي الارضكما هو موضح في الشكل الت
اقمار هذا المدار
يتيح هذا المدار للاقمار الموجودة فيه امكانية مسح الكرة الارضية في وقت قياسي وتسجيل الصور والبيانات بكل دقة لذلك تستخدمة اقمار الابحاث العلمية خاصة العاملة في مجال البيئة والطقس ودراسة الصحاري والمياه الجوفية
وكذلك اقمار التعدين والبحث عن البترول
المدار المنخفض- ليو
عندما يدور القمر الصناعي في مدار في شكل دائري منخفض وقريب من سطح الارض يسمي هذا المدار ليو او المنخفض وهو يبعد حوالي200 الي 500 ميل فوق سطح الارض
ولان هذا المدار قريب جدا من سطح الارض فأن الاقمار الصناعية الموجودة فيه تدور بسرعات كبيرة جدا بفعل الجاذبية الارضية التي تجذبها الي غلاف الارض وتصل سرعة الاقمار هنا الي اكثر من 27 الف و 359 كيلو متر في الساعه وتستطيع الاقمار الموجودة في هذا المدار الدوران حول الارض في 90 دقيقة فقط
اقمار هذا المدار
يتيح المدار القريب من الارض لهذة الاقمار التقاط الصور المقربة جدا لمساحات شاسعه من سطح الكرة الارضية يمكن استخدامها في الدراسات الجغرافية والخرائط المساحية والتعدينية ونظم الكلاحة الجوية والبحرية ومعزم اقمار هذا المدار تنتمي الي الاقمار العلمية
المدار المتزامن - الجيو سنكرونازيشين
المدار المتزامن يقع علي ارتفاع22 الف و 300 ميل في الفضاء الخارجي ويتيح للاقمار الصناعية الموجودة فيه الدوران بسرعه تتزامن مع سؤعه دوران الارض حول نفسها ويقع هذا المدار فوق خط الاستواء لذلك يستغرق القمر الصناعي الموجود في هذا المدار 24 ساعة كاملة للدوران حول كوكب الارض وهذا يعني ان الارض والقمر الصناعي يدوران معا في وقت واحد لذلك تبقي جميع الاقمار في هذا المدار فوق المناطق الجغرافية المخصصة للتغطيتها فمثلا القمر الذي يغطي الشرق الاوسط يبقي في موضعه بفضل دورانة تزامنيا مع الارض وهكذا
وبالمناسبة فإن هذا المدار هو الابعد عن سطح الارض وتستخدمة معظم اقمار الاتصالات والبث التليفزيوني الفضائي
نطاق التغطية
نطاق التغطية اوبصمة القمر(فوتو برنت) هي المساحة الجغرافية التي يغطيها القمر وهو موجود في مدارة من خلال نقاط اشعاع الاشارت الخاصة به فمثلا اشاع القمر نايلسات يغطي معظمم قارة اوربا والشرق الاوسط وشمال شرق افريقيا بفضل وجودة فوق منطقة المحيط الاطلنطي
واقمار ايكوستار تغطي بصمتها مساحة كبيرة من امريكا الشماليه لانها موجودة ايضا فوق المحيط الاطلنطي وهكذا
ولان اقمار المدار المتزامن تبقي دائما فوق نقاط التغطية الخاصة بها بفضل سرعه دورانها المتزامنة مع سرعه دوران الارض لذلك كان من السهل جدا التقاط بثها من خلال توجية الاطباق اللاقطة او الهوائيات اليها لاستقبال بثها
لذلك فأن معظم اقمار الاتصالات تستخدم هذا المدار وهي توجد متراصة فوق خط الاستواء لذلك تم تقسم هذا المدار الي مواقع ودرجات افتراضية تنقسم الي غرب وشرق وكل قسم يبدا من درجة 1 الي 180 وهكذا
وعلي سبيل المثال فإن الاقمار التي تغطي قارة اوربا وافريقيا والشرق الاوسط تأخذ اتجاة الشرق من الموقع المداري3 الي الموقع المداري 68.5 شرقا
اما الاقمار التي تغطي اجازاء اوسع من ذلك فتتمركز كلها فوق الميحط الاطلنطي من درجه 1 الي58 غرب
اما الاقمار التي تغطي اسيا فتأخذ الدرجات المدارية من من 57.5 شرق الي 180 شرق
والاقمار التي تغطي امريكا الشماليه والجنوبية تقع كلها فوق الميحط الاطلنطي من درجة61.5 الي157 غرب
موضوع: ماهو الستالايت 
الجمعة 29 فبراير - 21:38
