پرتاب ماهواره و قرارگیری در مدار (1)
در این مطلب مقدمه ای بر انواع ماهواره ها و سیر تکاملی آنها ارایه می شود.
1- مقدمه
برای اطمینان از اینکه ماهواره در مدار مورد نظر قرار می گیرد، یعنی در مداری قرار می گیرد که پارامترهای مداری مثل صفحه مداری، فواصل اوج و حضیض و غیره را رعایت می کند، باید پیش از تزریق ماهواره تمامی شرایط لازم فراهم شود؛ بدین منظور در این مطلب و مطالب آتی مباحثی همچون مسیر تکاملی ماهواره ها و ماهواره های واقع در مدارهای مختلف بررسی می شوند. سپس مفاهیم پایه برای ماهواره های مداری همانند خط سیر و مدار ماهواره ها، نیروها و قانین حاکم بر ماهواره های در مدار و پارامترهای مداری بحث می شوند. در انتها فازهای قرارگیری ماهواره در مدار عملیاتی و به طور خاص روشهای پرتاب ماهواره به مدار زمین ثابت مورد بررسی قرار می گیرند.
2- چیستی ماهواره
به طور کلی به هر جسم طبیعی یا مصنوعی در حال حرکت در اطراف یک جسم آسمانی مثل ستارگان و سیارات، ماهواره گفته می شود. در این مطلب، تنها ماهواره های مصنوعی در مدار زمین مدنظر می باشند. ایده ماهواره زمین ثابت[1] برای اولین بار توسط آرتور سی کلارک نویسنده داستانهای علمی تخیلی در مجله جهان بی سیم در سال 1945 مطرح شد؛ در این پیشنهاد، او بر اهمیت این مدار تاکید کرد. ماهواره های زمین ثابت در هر روز، تنها یکبار به دور زمین می چرخند؛ به عبارتی دیگر سرعت گردش ماهواره در این مدار با سرعت گردش زمین به دور خود برابر است.
هر ماهواره در مدار مشخص شده، وظیفه تعیین شده را در طول عمرش به انجام می رساند. در شکل 1 یک ماهواره مخابراتی[2] مشاهده می شود. این ایستگاه ها، سیگنال هایی را از زمین دریافت میکند و پس از پردازش به زمین برمیگرداند. یک ماهواره رصد کننده زمین[3] (شکل 2) وظیفه عکسبرداری از مناطق موردنظر را در طی حرکت دوره ای اش[4] بر عهده دارد. یک ماهواره پیش بینی کننده وضعیت آب و هوا[5] (شکل 3) با گرفتن عکس هایی از ابرها و مشاهده سایر پارامترهای جوی به هواشناسان در پیش بینی وضعیت آب وهوا کمک می کند. همچنین ماهواره ها می توانند به طور موثری کار جاسوسی[6] را در بعد نظامی به انجام برسانند (شکل 4). ماهواره هایی نیز برای بررسی کاربردهای اختر شناسی[7] به کار می روند (شکل 5).
[1] geostationary satellite
[2] Communication satellite
[3] Earth observation satellite
[4] periodic motion
[5] Weather forecasting satellite
[6] Military satellite
[7]astrophysical applications
تا بدین جا کاربرد ماهواره ها بیان شد؛ در ادامه تاریخچه تکاملی ماهواره ها با توجه به منبع [1] بررسی می شود.
3- تکامل ماهواره ها
مقاله ای از آرتور سی کلارک[1] در اکتبر سال 1945 در مجله جهان بی سیم[2] منتشر شد که از لحاظ نظری پیشنهاد امکان سنجی ایجاد یک ماهواره مخابراتی در مدار زمین ثابت را مطرح کرد. در این مقاله، او در مورد چگونگی ثابت ماندن محدوده پوشش یک ماهواره در مدار زمین ثابت از دیدگاه ناظر روی زمین بحث کرد.. سپس دانشمندان به بررسی چگونگی رخ دادن این امر پرداختند که سبب بوجود آمدن انقلابی در این زمینه شد.
آمریکا و شوروی اولین دو کشوری بودند که در زمینه ماهواره ها در سال 1955 دارای برنامه بودند. هر دو کشور برنامه خود جهت ساخت و پرتاب ماهواره را اعلام کردند و همه اتفاقات به سرعت روی داد؛ تنها در حدود دو سال، این برنامه ها به نتیجه رسید. اسپوتنیک1[3] اولین ماهواره ای بود که به فضا پرتاب شد (شکل 6)؛ این ماهواره در 4 اکتبر سال 1957 توسط اتحاد جماهیر شوروی از پایگاه فضایی بایکونور[4] به فضا پرتاب شد. این ماهواره در هر 96 دقیقه در مدار بیضوی 941 کیلومتر در 227 کیلومتر در زاویه میل مداری[5] 65.1 درجه به دور زمین می چرخید؛ وظیفه این ماهواره، ارسال اطلاعاتی در مورد چگالی و دمای بالای جو بود. پس از 96 روز موفق در مدار بودن، این ماهواره در 4 ژانویه 1958 از مدار خارج شد و در جو سوخت.
استفاده می کنیم
موفق باشید