صنعت و فناورى هوافضا به دليل ويژگى ها و كاربردهاى خاص و منحصر به فرد همواره از بااهميت ترين و ارزشمندترين صنايع و فناورى ها به شمار رفته است. به طور معمول پيشرفته ترين محصولات و فناورى ها ابتدا در اين حوزه توليدشده و سپس در ساير حوزه هاى فناورى مورداستفاده قرار گرفته اند.فناورى فضايى به دليل خصوصيات اش از فناورى هوايى پيچيده تر و دست يافتن به آن از نظر اقتصادى و نظامى و سياسى ارزشمندتر و حائزاهميت تر است.يكى از مقوله هايى كه در صنعت فضانوردى اهميت ويژه و بسزايى دارد ماهواره ها و يا همان قمرهاى مصنوعى هستند كه بى درنگ به دور زمين درحال چرخشند.
ايده استفاده از ماهواره ها براى نخستين بار پس از جنگ جهانى دوم توسط آرتورسى كلارك (Arthur C Clarke) دانشمند، رياضيدان و نويسنده انگليسى بر سر زبان ها افتاد. او پيشنهاد داد يك ماهواره ارتباطى در مدار ژئوسنكرون زمين (Geostationary orbit) كه در فاصله ۰۰۰ ۳۶ كيلومترى سطح زمين و بالاى خط استواست قرار گيرد تا توانايى پوشش سيگنال هاى راديويى و تلويزيونى را براى
۴۰ درصد سطح زمين داشته باشد. اين ماهواره مى تواند قسمت مشخصى از سطح زمين را به صورت ثابت تحت پوشش خود داشته باشد.
قمرهاى مصنوعى
لغت ماهواره بر طبق تعاريف رايج به سفينه اى گفته مى شود كه در مدارى مشخص و به دور يك سياره ديگر درحال گردش است. در عصرحاضر كه ماهواره و فناورى هاى وابسته به آن پيشرفت قابل ملاحظه اى در جوامع ايجاد كرده است بخشى از تحقيقات و پژوهش هاى علمى - تخصصى كه در آزمايشگاه هاى فضايى انجام مى شود هرگز امكان انجامشان برروى كره زمين وجودنداشت. اين تحقيقات كه بسيار زياد و متنوع است در رشته هاى پزشكى، مهندسى و ساير رشته ها درحال انجام است و تاكنون دستاوردهاى فراوان و ارزنده اى را به جوامع بشرى هديه كرده است. ماهواره هايى كه در فضا و درحال گردشند، مى توانند اطلاعات باارزشى را در اختيار ما قراردهند كه سبب تحولات شگرفى در زمينه هاى علمى و تحقيقاتى خواهدشد.
زيرساخت ها
همه فناورى هاى رايج و موجود براى ايجاد و حفظ بقاى خود نيازمند نيروها و زيرساخت هايى هستند كه در اجزاى تشكيل دهنده آن فناورى بايد وجودداشته باشد تا بتوان از آن فناورى استفاده كرد و آن را توسعه داد. درباره استفاده از فناورى فضايى ديگر به زيرساخت هايى نياز داريم تا بتوان اين فناورى را توسعه داد، اين زيرساخت به اين شرح است:
۱- سيستم پرتاب و هدايت براى دستيابى به موقعيت موردنظر در فضا
۲- تأمين تجهيزات و امكانات موردنياز در فضا، مطابق نياز
۳- ايستگاه و پايگاه هاى زمينى پرتاب و كنترل تجهيزات
هم اكنون سيستم پرتاب توسط موشك هايى كه براى اين منظور طراحى شده اند انجام مى شود و ساير روش هاى پرتاب و هدايت درحال طى كردن مراحل تحقيقاتى خود هستند، بخش دوم زيرساخت ها يعنى تجهيزات و امكانات موردنياز در فضا شامل تجهيزات آزمايشگاهى - تحقيقاتى، مخابراتى و تجهيزات موردنياز فضانوردان در مدت حضورشان در فضا مى باشد و بخش سوم زيرساخت ها شامل ايستگاه ها و پايگاه هاى زمينى براى پرتاب و هدايت ماهواره است كه همزمان وظيفه كنترل پرتاب را نيز برعهده دارند.
ساختمان ماهواره
ماهواره ها يا همان قمرهاى مصنوعى از دو بخش عمده تجهيزات بهره مى گيرند:
۱- تجهيزات مخابراتى
۲- تجهيزات غيرمخابراتى
بخش اول از تجهيزات شامل آنتن ها و تكراركننده ها و ترانس پاندرهاست. در اين قسمت سيگنال هاى فرستاده شده از زمين پس از دريافت و تقويت و تغيير فركانس مجدداً به زمين فرستاده مى شوند و بدين ترتيب ارتباط ماهواره با زمين و ايستگاه مربوطه براى ارسال و دريافت اطلاعات برقرار مى شود.
بخش دوم از تجهيزات درواقع قسمت پشتيبانى فنى ماهواره است كه شامل سيستم كنترل حرارتى، سيستم كنترل موقعيت و مدار، سيستم هاى مكانيكى، سيستم منبع تغذيه و موتورهاى مربوطه است.
نحوه ارتباط
براى برقرارى ارتباط با ماهواره از يك ايستگاه زمينى احتياج به يك ديش بزرگ (Uplink Antenna) است كه موجب تمركز و ارسال اطلاعات به ماهواره مى شود. در اين ارتباط كه ميان ماهواره و ايستگاه زمينى برقرار مى شود از دو نوع موج و فركانس استفاده مى شود. يكى براى Uplink (فرستادن اطلاعات به ماهواره) و ديگرى براى Downlink (دريافت اطلاعات از ماهواره). ديش نصب شده برروى ماهواره سيگنال دريافتى از ايستگاه زمينى را به يك دستگاه گيرنده مى فرستد و پس از پردازش به فرستنده ماهواره انتقال مى دهد و توسط آنتن فرستنده ماهواره مجدداً به سمت زمين تابيده مى شود.
سيگنال ارسالى به سطح زمين توسط ديش هاى معمولى دريافت و جمع آورى شده و سپس به يك دستگاه گيرنده ماهواره انتقال مى يابند و در آنجا مورد پردازش قرار مى گيرند.
قدرت سيگنال دريافتى بر روى زمين، نسبت به فاصله زاويه، قدرت فرستندگى ماهواره و نيز نقطه گيرندگى ديش دريافت اطلاعات و آب و هوا و غيره متفاوت بوده و به صورت يك الگوى خاص معرفى مى شود.
انواع ماهواره ها
۱-ماهواره هاى ارتباطى و مخابراتى (communications satellites)
اين گروه از ماهواره ها براى ارتباطات راديويى - تلويزيونى، اينترنتى و ارتباطات مخابراتى مورد استفاده قرار مى گيرند. نخستين ماهواره از اين گروه، ماهواره اى با نام Echo1 بود كه در سال ۱۹۶۰ به فضا پرتاب شد و پس از آن Relay1 و Telstar1 نيز به آن پيوستند.
نخستين ماهواره مخابراتى با مدار زمين ثابت Syncom3 بود كه در سال ۱۹۶۴ در مدار قرار گرفت. هم اكنون ماهواره Inmost كه در سال ۱۹۷۹ در مدار قرار گرفت براى برقرارى ارتباط تلفن همراه ماهواره اى در ۸۰ كشور جهان مورد استفاده قرار مى گيرد.
تقريباً تمام ماهواره هاى مخابراتى در مدار زمين به صورت ساكن قرار گرفته اند و علائم تلفنى و تلويزيونى به ماهواره فرستاده شده و پس از پردازش توسط ماهواره به ايستگاه زمينى مخابره مى شود. بزرگترين ماهواره مخابراتى كه هم اكنون در مدار زمين فعال است ماهواره Intellset6 است كه امكان برقرارى ۱۲۰۰۰۰ تماس تلفنى همزمان و چندين كانال تلويزيونى را دارد و در حدود ۱۳۰ كشور در مالكيت و عمليات اين ماهواره سهيم اند.
۲- ماهواره هاى هواشناسى (Weather Satellites)
اين گروه از ماهواره ها براى مطالعات جوى و هواشناسى مورد استفاده قرار مى گيرند و توسط داده هايى كه به زمين ارسال مى كنند مانند موقعيت ابرها، دما و... وضع هوا پيش بينى مى شود.
نخستين ماهواره از اين گروه، ماهواره Tiros بود كه در سال ۱۹۶۰ در مدار قرار گرفت كه توانايى ارسال تصاوير مادون قرمز از ابرها و نيز توانايى شناسايى توفان ها و مسير آنها را داشت. پس از آن ماهواره هاى ديگرى نيز مانند Nimbus و Itos در مدار قرار گرفتند.
ماهواره هاى هواشناسى دو نوع اند، آنهايى كه در مدار زمين به صورت ساكن قرار دارند كه به صورت پيوسته يك سوم زمين را زير نظر دارند و گروهى كه در مدار قطبى مستقرند كه مى توانند هر ۱۲ ساعت يك بار كل سطح زمين را پوشش دهند.
ماهواره هاى هواشناسى با ارسال دماى هوا، دماى زمين، سرعت باد و حركت ابرها هواشناسان را در پيش بينى هوا در روزهاى آينده يارى مى دهند.
۳- ماهواره هاى هدايت و ناوبرى (Navigation Satellites)
اين دسته از ماهواره ها براى تعيين و موقعيت و هدايت وسايل نقليه دريايى، هوايى و زمينى مورد استفاده قرار مى گيرند.
شبكه اى از ماهواره هاى رديابى در سراسر جهان به مردم كمك مى كند تا محل دقيق خود را با اختلاف چند متر بيابند.
نخستين ماهواره از اين نوع، ماهواره Transit5A بود كه در سال ۱۹۶۳ در مدار قرار گرفت. اين ماهواره با ارسال سيگنال هاى خاص توانايى هدايت كشتى ها و هواپيماها را داشت. اين گروه از ماهواره ها به دليل تعداد كم نمى توانستند همه جاى زمين را در يك زمان پوشش دهند و به همين دليل پس از مدتى سرى ماهواره هاى Navstar يا GPS كه شامل ۲۴ ماهواره است در مدار قرار گرفت.
با ارسال اين ماهواره استفاده كننده ها قادر خواهند بود مكان خود را از نظر طول، عرض و ارتفاع به درستى تعيين كنند (براى مطالعه بيشتر درباره اين دسته از ماهواره ها مى توانيد به روزنامه ايران شماره ۳۶۱۹ به تاريخ ۸۶/۲/۳ صفحه دانش مراجعه كنيد).
۴- ماهواره هاى تحقيقاتى (Research Satellites)
اين دسته از ماهواره ها براى انجام مطالعات و تحقيقات علمى مورد استفاده قرار مى گيرند، تحقيقاتى در زمينه ميدان هاى مغناطيسى، تشعشعات كيهانى، مشخصه هاى اجرام فضايى، مطالعه امواج خورشيدى و راديويى از معروف ترين ماهواره هاى اين گروه مى توان به هابل (Hubble)، سايلوت (Salyut)، مير (Mir)، اسكاى لب (Sky lab) اشاره كرد.
۵- ماهواره هاى نظامى (Military Satellites)
ماهواره هاى اين گروه عمدتاً در فعاليت هاى جاسوسى - دفاعى و تهاجمى به كار گرفته مى شوند. اين فعاليت ها مانند شنود اطلاعات و مكالمات، شناسايى حملات موشكى، شناسايى مراكز خاص، هدايت نيروهاى تهاجمى، ايجاد اختلال در مكالمات رقيب و غيره هستند.
۶- ماهواره هاى شناسايى (Reconnaissance Satellites)
اين گروه از ماهواره ها اطلاعات فراوانى را از زمين دريافت كرده و به مراكز كنترل مى فرستند. ماهواره هاى شناسايى استفاده گسترده اى دارند و در بخش هاى مختلف مى توان از آنها استفاده كرد. به عنوان نمونه در مطالعات زمين شناسى مى توان مشخصات گسل ها و آتشفشان ها را بررسى كرد و يا در شناسايى منابع آبى سطحى و نيز مطالعه در مورد آب هاى زيرزمينى و جزر و مد درياها، ارزيابى و شناسايى جنگل ها و مراتع و بررسى تراكم و كيفيت جنگل ها، بررسى در مورد تنوع زيست محيطى و زيستگاه هاى حيات وحش، شناسايى آلودگى هاى مواد آلاينده مانند آلودگى هاى نفتى، پيش بينى زلزله، توفان، سيل و گردباد، نقشه بردارى از تمامى سطوح زمينى و دريايى، مناطق شهرى از جمله بافت هاى شهرى، مطالعه و تحقيق راه هاى حمل و نقل و طراحى راه هاى جديد از جمله موارد كاربرد اين دسته از ماهواره هاست.
از معروف ترين ماهواره هاى اين گروه مى توان به Seacet, Spot, Landset1, Topex و Jers اشاره كرد. |
Twitter
Google
Yahoo
Delicious
بالاترین
دنباله
نسخه‌ی چاپی
ارسال اين مطلب به دوستان