ما هو القمر الصناعي ؟ وانواعه

القمر الصناعي هو شي صنعه الناس وأطلقوه في مدار باستخدام الصواريخ. يوجد حاليا أكثر من ألف قمر نشط تدور حول الأرض. يعتمد حجم القمر الصناعي وارتفاعه وتصميمه على الغرض منه.

الأحجام والارتفاعات من الأقمار الصناعية

الأقمار الصناعية تختلف في الحجم. بعض الأقمار الصناعية المكعبة صغيرة مثل 10 سم. يبلغ طول بعض سواتل الاتصالات حوالي 7 أمتار ولها ألواح شمسية تمتد 50 مترا أخرى. أكبر قمر اصطناعي هو محطة الفضاء الدولية (ISS). الجزء الرئيسي من هذا هو كبير مثل منزل كبير من خمس غرف نوم ، ولكن بما في ذلك الألواح الشمسية ، إنه كبير مثل حقل الرجبي.

كما تختلف ارتفاعات السواتل فوق سطح الأرض. هذه ثلاث مدارات مشتركة:

المدار الأرضي المنخفض (LEO) - من 200 إلى 2000 كم ، على سبيل المثال ، مدارات محطة الفضاء الدولية على مسافة 400 كم بسرعة 28000 كم / ساعة ، والوقت لمدار واحد حوالي 90 دقيقة.
مدار الأرض المتوسط ​​(MEO) - معظم الاقمار MEO على ارتفاع 20000 كم ، والوقت لمدار واحد هو 12 ساعة.
المدار الثابت بالنسبة للأرض (GEO) - 36000 كم فوق الأرض. الوقت لمدار واحد هو 24 ساعة. هذا هو لمطابقة دوران الأرض بحيث يبدو أن القمر الصناعي يبقى فوق نفس النقطة فوق سطح الأرض. يستخدم هذا في العديد من الاتصالات والاقمار المختصه في الطقس.
يعتمد الارتفاع الذي يتم اختياره لقمر صناعي على الوظيفة التي تم تصميمها لها.

أنواع الأقمار الصناعية

الأقمار الصناعية للملاحة

يتكون نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من 24 قمرا صناعيا يدور على ارتفاع 20000 كم فوق سطح الأرض. ويستخدم الفرق في الوقت المناسب للإشارات الواردة من أربعة اقمار  لحساب الموقع الدقيق لمستقبِل GPS على الأرض.

أقمار الاتصالات

وتستخدم هذه للإرسالات التلفزيونية أو الهاتفية أو الإنترنت ، على سبيل المثال ، يكون القمر الصناعي Optus D1 في مدار ثابت بالنسبة للأرض فوق خط الاستواء وله بصمة تغطية لتوفير إشارات لجميع أستراليا ونيوزيلندا.

الأقمار الصناعية للطقس

تستخدم هذه الصور لتصوير الغيوم وقياس درجة الحرارة وهطول الأمطار. ويستخدم كل من المدارات الأرضية المستقرة بالنسبة إلى الأرض ومنخفضة الأرض تبعاً لنوع قمر الطقس. تستخدم الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية للمساعدة في التنبؤ بالطقس بشكل أكثر دقة.

اقمار رصد الأرض

وتستخدم هذه لتصوير وصورة الأرض. تُستخدم مدارات الأرض المنخفضة بشكل أساسي بحيث يمكن إنتاج صورة أكثر تفصيلاً.

الأقمار الصناعية الفلكية

وتستخدم هذه لرصد ومساحة الصورة. قمر صناعي مثل تلسكوب هابل الفضائي يدور على ارتفاع 600 كم ويوفر صورًا حادة جدًا للنجوم والمجرات البعيدة. تشمل التلسكوبات الفضائية الأخرى سبيتزر وتشاندرا.

محطة الفضاء الدولية (ISS)

هذا هو مختبر الفضاء للسكن. على ارتفاع 400 كم ، تنتقل محطة الفضاء الدولية بسرعة 28000 كم / ساعة وتدور حول الأرض مرة واحدة كل 92 دقيقة. يستطيع العلماء داخل ISS إجراء العديد من التجارب القيمة في بيئة الجاذبية الصغرى.

تصميم القمر الصناعي

يحتوي كل قمر صناعي على بعض الأجزاء الأساسية نفسها:
الحافلة - هذا هو هيكل وهيكل القمر الصناعي الذي تعلق عليه جميع الأجزاء الأخرى.
مصدر الطاقة - معظم الأقمار الصناعية لديها ألواح شمسية لتوليد الكهرباء. تخزن البطاريات بعض هذه الطاقة في أوقات يكون فيها القمر الصناعي في ظل الأرض.
نظام التحكم بالحرارة - تتعرض الأقمار الصناعية لدرجات حرارة عالية للغاية بسبب التعرض للشمس. يجب أن يكون هناك طريقة للتعبير عن الحرارة وإعادة استخدامها. يمكن للمكونات الكهربائية للقمر الصناعي أيضا أن تنتج الكثير من الحرارة.
نظام الكمبيوتر - تحتاج الأقمار الصناعية إلى أجهزة كمبيوتر للتحكم في كيفية عملها وكذلك لمراقبة أشياء مثل الارتفاع والاتجاه ودرجة الحرارة.
نظام الاتصالات - يجب أن تكون جميع الاقمار قادرة على إرسال واستقبال البيانات إلى المحطات الأرضية على الأرض أو إلى اقمار أخرى. تستخدم أطباق الأقمار الصناعية المنحنية مثل هوائيات
نظام التحكم في المواقف - هذا هو النظام الذي يحافظ على قمر صناعي موجه في الاتجاه الصحيح. تستخدم الجيروسكوبات والدافعات الصاروخية لتغيير الاتجاه. تُستخدم مستشعرات الضوء عادة لتحديد الاتجاه الذي يشير إليه الساتل.
نظام الدفع - يمكن استخدام محرك صاروخي على القمر الصناعي للمساعدة في وضع القمر الصناعي في المدار الصحيح. عندما تكون في المدار الصحيح ، لا تحتاج الأقمار الصناعية إلى أي صواريخ لإبقائها تتحرك. ومع ذلك ، يتم استخدام صواريخ صغيرة تسمى الدفعات إذا احتاج القمر الصناعي إلى تغيير المدار قليلاً.
وبالإضافة إلى هذه الأجزاء الأساسية ، تحمل الاقمار المعدات اللازمة لغرضها المحدد.

إن الحصول على قمر صناعي في الفضاء هو عمل مكلف للغاية لا يستطيع إلا عدد قليل من الناس تحمله. تم إنشاء Rocket Lab ، وهي شركة أنشأها النيوزيلندي بيتر بيك ، برؤية تهدف إلى "تسهيل الوصول إلى الفضاء".


لدى بيتر رؤية تتيح إمكانية الوصول إلى الفضاء بتكلفة معقولة لإحداث تغيير عالمي قوي - على سبيل المثال السماح للدول النامية بالوصول إلى الإنترنت بشكل أفضل. في عام 2012 ، بدأ بيتر البرنامج للتركيز على توفير صواريخ فعالة من حيث التكلفة وإطلاق خدمات تتيح للمنظمات إمكانية أفضل للوصول إلى الفضاء وتكنولوجيا الأقمار الصناعية.

اعداد وترجمة / فادي طارق 

المصدر