ماهواره چيست؟

[آریوبرزن 13988]

آنچه در اين قسمت مي‌توانيد مطالعه كنيد:

ماهواره چيست؟

 

نخستين ماهواره در فضا

 

انواع ماهواره‌ها

 

ماهواره هاي مخابراتي

 

ماهواره هاي هواشناسي

 

ماهواره هاي نظامي

 

ماهواره هاي منابع زميني

 

بعضي از ماهواره هاي منابع زميني

 

ماهواره‌ها چگونه به فضا مي‌روند؟

 

مدار ماهواره‌ها

 

امواج مايكروويو

 

حرکت ماهواره‌ها در مدار

 

چگونگي ارسال و دريافت اطلاعات

 

فركانس هاي بالاي فركانس مايكروويو

 

رصد کردن ماهواره‌ها در آسمان شب

 

تلسکوپ فضايي هابل

 

ماهواره ها و فركانس هاي مخابراتي

[آریوبرزن 13988]

ماهواره چيست؟

واژه‌ي انگليسي Satellite از کلمه‌ي لاتين Satelles بهمعني همراه، دنباله‌رو يا محافظ شخصي گرفته شده است .

ماهوارهمحفظه‌اي فلزي به شکل کره، استوانه يا مخروط است. پوشش فلزي ماهواره‌ها بايد بسيارمقاوم باشد، زيرا اين وسيله نوسانات حرارتي شديدي را بايد تحمل کند. اگر ماهواره درسايه‌ي زمين قرار گيرد، چنان سرد مي‌شود که قطعاتش به صدا در مي‌آيند و بر عکس، دربرابر خورشيد، بدنه‌ي فلزي آن به شدت گرم مي‌شود. بنابر اين، هميشه اين خطر وجوددارد که ابزارهاي موجود در ماهواره بيش از حد گرم يا چنان سرد شوند که از کاربيفتند. چون در فضا هوا وجود ندارد، تنظم دما به شيوه‌ي تبادل حرارتي با محيط ممکننيست، اما به شيوه‌ي تابشي مي‌توان مقدار دما را تغيير داد. به همين دليل،ماهواره‌ها را با موادي مي‌پوشانند که عايق حرارتي باشند و پرتوهاي رسيده را منعکسکنند.

هر چه ارتفاع مدار حرکت ماهواره از زمين بيش‌تر باشد، ماهواره تا مدتطولاني‌تري در مدار باقي مي‌ماند. اما عوامل گوناگوني سبب مي‌شوند که ماهواره بهتدريج متوقف شود و در نهايت، بر اثر عبور از لايه‌هاي ضخيم‌تر جو و اصطکاک با آنها،کاملاً بسوزد و از ميان برود.

براي آنکه بتوان ماهواره را در مدار ثابتي نگهداشت و در صورت لزوم، محل آن را تغيير داد ، تجهيزاتي ويژه‌ي اصلاح جهت و مکان‌يابيماهواره‌ها ساخته شده است. به علاوه، در ماهواره‌هاي جديد يک دستگاه تأمين‌کننده‌يانرژي وجود دارد که به وسيله‌ي يک فرستنده‌ي راديويي از روي زمين هدايت مي‌شود وهميشه فعال است. قسمت اعظم اين دستگاه از باتري‌ها و مولدهاي خورشيدي تشکيل شده استکه انرژي لازم را از نور خورشيد مي‌گيرند. سلول‌هاي خورشيدي روي بال‌هايي قرارمي‌گيرند که در طرفين ماهواره نصب شده‌اند. به اين بال‌ها، پانل‌هاي خورشيديمي‌گويند. هر چه اين پانل‌ها بزرگ‌تر باشند، انرژي الکتريکي بيش‌تري فراهم مي‌شود. براي بعضي از مأموريت‌هاي دراز مدت که محل انجام آنها از زمين بسيار دور است،باتري‌هاي کوچک اتمي نيز در نظر گرفته مي‌شود.

سرعت حرکت ماهواره‌ها بهفاصله‌ي آنها از زمين بستگي دارد. هر چه ارتفاع مداري که ماهواره بر آن حرکت مي‌کندبيشتر باشد، سرعت آن نيز بيشتر است. سريع‌ترين ماهواره تقريباً هر 90 دقيقه يک بارزمين را دور مي‌زند. سرعت اين ماهواره حدود 9/7 کيلومتر بر ثانيه است. اين نمونه‌يفوق‌العاده روي مداري در ارتفاع 36000 کيلومتري و بر فراز استوا حرکت مي‌کند. ما بهماهواره‌هايي نيز نياز داريم که هر 24 ساعت يک بار زمين را دور بزنند. يعني همانزماني که زمين نيز يک بار دور خود مي‌گردد. کسي که از زمين به آسمان نگاه مي‌کند،اين گونه ماهواره‌ها را هميشه در جاي ثابتي مي‌بيند

[آریوبرزن 13988]

نخستين ماهواره در فضا

 

درروز چهارم اکتبر 1957 ساعت 14 به وقت مسکو، تاس ـ خبرگزاري شوري ـ خبر پرتاب نخستينماهواره را به سراسر جهان مخابره کرد. خبر فوق‌العاده ميهج بود. اين ماهواره رااسپوتنيک 1 (Sputnik 1) ناميدند. بعد از 21 روز باتري‌هاي ماهواره تخليه شدند و بعداز 92 روز اسپوتنيک 1 با لايه‌هاي ضخيم جو برخورد کرد و به طور کامل سوخت.

درسوم نوامبر 1957 يعني کم‌تر از يک ماه بعد از پرتاب اسپوتنيک 1 روس‌ها با پرتاباسپوتنيک 2 به فضا آمريکايي‌ها را به حيرت واداشتند. همراه با اين فضاپيما سگي بهنام «لايکا» نيز به مدار فرستاده شد. لايکا نخستين موجود زنده‌اي است که به فضا راهيافته است. اين سگ هفت روز درون اتاقک دربسته و غيرقابل نفوذ خود دور زمين چرخيد. در اين مدت همه‌ي واکنش‌ها و اعمال حياتي بدن حيوان ارزيابي مي‌شد و نتايج آنها بهزمين مخابره مي‌گرديد. سپس اکسيژن ذخيره شده در اتاقک به پايان رسيد و لايکا به علتفقدان اکسيژن مرد. روس‌ها موفق نشدند که آن اتاقک و سرنشينش را همان طور که در نظرداشتند از فضا بيرون آورند و به زمين بازگردانند.

پرتاب اسپوتنيک 1 بيش از همهآمريکايي‌ها را غافگير کرد که در همان زمان خود را براي پرتاب ماهواره‌اي اختصاصيبه فضا آماده مي‌کردند. در سال 1955 رئيس جمهور وقت آمريکا دستور ساخت يک موشکباربري با نام ونگارد (Vangurd) را صادر کرده بود. اما با پرتاب اسپوتنيک ادامه‌ياين برنامه‌ي در حال اجرا متوقف گرديد. بدين ترتيب نخستين ماهواره‌ي آمريکايي يعني Explorer 1 در 31 ژانويه‌ي 1958 به فضا پرتاب شد.

 

 

[آریوبرزن 13988]

انواع ماهواره‌ها

ماهواره ها براي هدف هاي مختلفي پرتاب ميشوند و عبارت اند از :

1) ماهواره هاي مخابراتي

2) ماهواره هاي هواشناسي

3) ماهواره هاي نظامي

4) ماهواره هاي منابع زميني

 

 

 

[آریوبرزن 13988]

ماهواره هاي مخابراتي

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

ماهواره بزرگ مخابراتي اينتل ست 6 مي تواند همزمان از عهده 120 هزار تماس تلفني و 3 كانال تلويزيوني برآيد بيش از 130 كشور در مالكيت و عمليات اينتل ست سهيم اند.

تقريباَ تمام ماهواره هاي مخابراتي در مدار زمين ساكن قرار دارند. بشقابهاي ماهواره اي زميني علائم تلفني و تلويزيوني را به ماهواره ميفرستند، ماهواره نيز آنها را پردازش و به يك ايستگاه زميني ديگر مخابره مي كند. ماهواره ها مي توانند علائم را هم به سراسر يك قاره و هم به يك نقطه معين ارسال كنند. ماهواره هاي پخش مستقيم مي توانند علائم تلويزيوني را هم به يك گيرنده بشقابي و هم به تلويزيونهاي متصل به گيرنده هاي بزرگتر مخابره كنند.

 

حوزه ماهواره

حوزه ماهواره منطقه اي در زمين است كه تحت پوشش پرتو ارسالي آنتن ماهواره مخابراتي قرار مي گيرد. شكل حوزه ماهواره بايد تا حد امكان به شكل منطقه مورد نظر منطبق باشد و اين مهم با طراحي دقيق آنتن يا تركيب پرتوهاي مختلف حاصل مي شود، اين روش مخابره مورد استفاده آن دسته از ايستگاه هاي تلويزيوني قرار مي گيرد كه برنامه شان را براي منطقه خاصي از دارندگان آنتنهاي بشقابي ماهواره ارسال مي كنند.

 

ماهواره هاي رديابي

شبكه اي از ماهواره هاي رديابي در سراسر جهان مي توانند به مردم كمك كنند تا محل دقيق خود را با اختلاف فقط چند متر بيابند. شبكه رديابي جهاني ناواستار آمريكا 24 ماهواره دارد كه هر كدام از آنها موقعيت و زمان دقيق خود را مخابره مي كنند. در زمين يك دستگاه گيرنده با استفاده از علائم ارسالي 4 ماهواره به محاسبه موقعيت،ارتفاع و سرعت خود(در صورت حركت) مي پردازند.اين شبكه براي مصارف نظامي تهيه شده ولي در اختيار هواپيماها و كشتي هاي تجاري نيز مي باشد.

ماهواره هاي هوايي ناواستار كه هوانوردي و دريانوردي را متحول ساختند،ساعتهاي اتمي چنان دقيقي دارند كه در 300 هزار سال فقط يك ثانيه اختلاف پيدا مي كنند.

[آریوبرزن 13988]

ماهواره هاي هواشناسي

 

 

ماهواره هاي داراي مدار زمين مركز در ارتفاع 36 هزار كيلومتري (22400 مايلي) استواي زمين پرواز مي كنند. در اين ارتفاع زياد ماهواره همزمان با چرخش زمين به دور آن مي گردد بنابراين ماهواره هميشه در نقطه ثابتي از استواي زمين باقي مي ماند؛ارتفاع مدار قطبي بسيار پايين تر است و از 600 كيلومتر تا 1600 كيلومتر متغير مي باشد.

ماهواره هاي هواشناسي بر دو نوعند آنهايي كه در مدار قطبي مستقرند مي توانند هر 12 ساعت يكبار كل سطح زمين را پوشش دهند. ماهواره هاي هواشناسي دماي هوا و زمين را اندازه مي گيرند سرعت باد و حركات ابرهاي را ثبت مي كنند و مناطق بارانخيز را معين مي نمايند؛ اين اطلاعات به هواشناسان امكان مي دهند كه وضعيت آب و هوا را پيش بيني كنند.

[آریوبرزن 13988]

ماهواره هاي نظامي

 

 

ماهواره‌هاي نظامي يا به عبارتيماهواره‌هاي امنيتي و جاسوسي ابزاري ايده آل براي جاسوسي هستند. بسياري از کشورها با استفاده ازاطلاعات اين گونه ماهواره‌ها از تحرکات نظامي کشورهاي ديگر آگاه مي‌شوند و خود رابراي مقابله آماده مي‌سازند. برخي از آنها براي گرفتن عكسهاي دقيق از مراكز نظامي و نقل و انتقال نيروها دوربينهاي نيرومندي دارند. ماهواره هاي هشداردهنده مراقب موشكهاي دشمنند ولي ماهواره هاي ديگر به استراق سمع مخابرات دشمن مي پردازند. مي توان با شليك موشك هاي زمين به هوا يا ماهواره هاي قاتل به ماهواره هاي جاسوسي حمله كرد. آنها با ليزر يا منفجر شدن در مجاورت ماهواره هاي دشمن عمليات انهدام را انجام مي دهند.

[آریوبرزن 13988]

ماهواره هاي منابع زميني

 

ماهواره هاي منابع زميني به جانور شناسان كمك مي كنند تا حركت حيوانات بزرگ نظير خرس قطبي مجهز به فرستنده هاي راديويي را دنبال كنند. همچنين ماهواره ها مي توانند به باستان شناسان در يافتن و مطالعه مكانهاي باستاني صعب العبور كمك كنند.

ماهواره هاي منابع زميني شرايط زمين را بررسي مي كنند آنها با پرواز در مدار مجاور قطب مي توانند مرتبا سراسر زمين را مشاهده كنند و اندازه گيريهاي لازم را براي نقشه برداري مطالعات زمين شناسي فعاليتهاي معدني و اكتشاف نفت فراهم كنند، همچنين محصولات مختلف محل رويش نامناسب محصول و مناطق آفت زده را ثبت مي كنند. اين ماهواره ها لكه هاي نفتي آتش سوزيهاي جنگلي تخريب جنگلهاي پرباران و آلودگي هوا و دريا را شناسايي مي كنند.

اين گونه ماهواره ها براي بررسي جوزمين (اتمسفر) و يون ـ کره (يونسفر) در نظر گرفته شده‌اند.

اين ماهوراه‌هاميدان‌هاي الکتريکي و مغناطيسي اطراف زمين و پرتوهايي را بررسي مي‌کنند که ازخورشيد يا ديگر اجرام آسماني دو دست سرچشمه مي‌گيرند. بسياري از ماهواره‌هاي علمينيز با آزمايش‌هايي که در فضاي خارج از زمين انجام مي‌دهند سهم مهمي در پيشرفت علومپزشکي و

زيست‌شناسي ايفا مي‌کنند.

تصاوير ماهواره اي منابع زميني

تجهيزات داراي ماهواره هاي منابع زميني مي توانند از سطح بلندي هاي خشكي و بستر اقيانوس نقشه تهيه كنند. تجهيزات ديگر مي توانند انواع مختلف نور و تشعشع مادون قرمز منتشر يا منعكس شده توسط گياهان،خاك و آب در زمين را شناسايي كنند. اين اندازه گيريها سنگها وگياهان گوناگوني را هويدا مي كنند؛ اين اطلاعات به زمين مخابره مي شود تا رايانه ها آن را به تصاويري تبديل كنند كه بتوانند تصاوير بزرگ قطعه قطعه مناطق پهناور زمين را تشكيل دهند.

ماهواره هاي مستقر در مدار قطبي به هنگام حركت بر فراز زمين ميان قطب شمال و جنوب بتدريج تصاويري تهيه مي كنند. تجهيزاتشان در جهت شرق به غرب و به صورت نوارهاي باريكي از زمين نقشه برداري مي كنند كه مي توانند در يك نوار عريض ميان قطب شمال و جنوب جاي گيرند. در دور بعدي، زمين نيز كمي در محورش مي چرخد. بنابراين نوار جديد كنار نوار قديمي قرار مي گيرد. سرانجام تمام سطح زمين معمولا هر ماه يكبار تحت پوشش در مي آيد و تصوير كاملي از زمين تهيه مي شود.

بعضي از ماهواره هاي منابع زميني

* لندسَت 1

كشور:آمريكا

جزئيات ماموريت: ماموريتهاي دنباله دار. اولين بار در سال 1972 پرتاب شد.در دهه 1990 لندست 6و7،جاي لندست 4و5 را مي گيرند.

 

* اسپات (ماهواره رصد زمين)

كشور: فرانسه

جزئيات ماموريت: سري سه تايي ماهواره اسپات براي اولين بار در سال 1986 با موشك آربان پرتاب شد. آنها با پشتيباني سوئد و بلژيك ساخت شدند.

 

* سي ست

كشور: آمريكا

جزئيات ماموريت: اين ماهواره در سال 1978 براي مطالعه اقيانوس ها با استفاده از رادار پرتاب شد.

 

* ارس (ماهواره كاونده منابع زميني )

كشور: سازمان فضايي اروپا

جزئيات ماموريت: اين ماهواره در سال 1990 براي مشاهده آبهاي ساحلي ، يخهاي شناور و جو زمين پرتاب شد.

 

 

* توپكس

كشور: آمريكا و فرانسه

جزئيات ماموريت: اين ماهواره در سال 1992 براي مطالعه اقيانوس ها و جريانهاي اقيانوسي و تاثير آنها بر شرايط اقليمي پرتاب شد.

 

* ژرس(ماهواره منابع زميني ژاپن)

كشور: ژاپن

جزئيات ماموريت: اين ماهواره در سال 1992 پرتاب شد تا به همراه ماهواره ' ماس1 ' (ماهواره رصد دريانوردي) به مشاهده اقيانوس ها بپردازد.

 

*ايرس (ماهواره حساس از راه دور هند)

كشور: هند

جزئيات ماموريت: در سال 1988 پرتاب شد.

 

ماهواره هاي منابع زميني روسيه عبارتند از: ماهواره هاي اوكيان و ريسور

[آریوبرزن 13988]

ماهواره‌ها چگونه به فضامي‌روند؟

 

براي اينکه جسمي از حوزه‌ي جاذبه‌ي زمين خارج و به فضا پرتاب شود،بايد شتابي بيش‌تر از شتاب جاذبه‌ي زمين داشته باشد و براي رسيدن به چنين شتابيبايد انرژي مصرف کرد. در حرکت اجسام پرتابي، قانون کنش و واکنش نيوتن صادق است. طبقاين قانون هر عملي يک عکس‌العمل دارد. که اندازه‌ي آن با اندازه‌ي عمل اول برابراست و جهت آن مخالف جهت عمل اول مي‌باشد. يک توپ جنگي که گلوله‌اي را پرتاب مي‌کندخودش به جهت مقابل يعني به عقب رانده مي‌شود.

اگر بادکنکي را پر از باد کنيدو آن را رها سازيد، چون فشار داخل بادکنک بيش از فشار محيط است، هوا به سرعت از آنخارج مي‌‌شود و بادکنک نيز در جهت مخالف خروج هوا به حرکت در مي‌آيد. در محفظه‌ياحتراق موشک نيز همين اتفاق رخ مي‌دهد. البته در آنجا عمليات به وسيله‌ي يک خروجيگاز و تجهيزات ديگر کنترل و تنظيم مي‌شود. بادکنک رها شده، بي‌هدف و به اين سو و آنسو مي‌رود. اما شکل لوله‌ي خروجي گاز در موشک به گونه‌اي است که شدت رانش و فورانگاز را تقويت مي‌کند و سبب پيشروي موشک در جهتي معين مي‌شود.

هر چه فشارخروجي (مقدار گازي که در هر ثانيه از خروجي موشک به بيرون فوران مي‌کند) و سرعتخروج گاز بيش‌تر باشد نيزوي پيشبرنده‌ي موشک بزرگ‌تر خواهد بود.

موشک‌هاي باربريکه ماهواره‌ها را به فضا مي‌برند، بايد شتاب گريز از جاذبه‌ي بالايي داشته باشند. در واقع با سرعت 9/7 کيلومتر بر ثانيه مي‌توان زمين را ترک کرد. براي رسيدن به چنينشتابي انرژي فوق‌العاده زيادي صرف مي‌شود. اما با اجراي عمليات پرتاب در نقاطجغرافيايي خاص مي‌توان مقدار اين انرژي را کاهش داد. زيرا وقتي که موشک روي زميناست، به علت حرکت چرخشي زمين، تاحدي تمايل دارد که در جهت غربي ـ شرقي حرکت کند. درضمن سرعت گردش زمين در نزديکي خط استوا بيش‌تر از نقاط ديگر است. بنابر اين وقتي کهموشک را در جهت غربي ـ شرقي به فضا پرتاب مي‌کنند، هر چه محل پرتاب به خط استوانزديک‌تر باشد، استفاده از نيروي محرکه‌ي کوچک‌تري ضرورت مي‌يابد و انرژي کم‌تريصرف مي‌شود

[آریوبرزن 13988]

مدار ماهواره ها

ماهواره‌ها در بالاترين قسمت موشک‌هاي باربري قرار مي‌گيرند و سفرشان رابه سوي مدار مورد نظر آغاز مي‌کنند. اغلب اين موشک‌ها از مرحله‌ها يا طبقاتي تشکيلمي‌شوند که هر کدام داراي يک موتورپيشبرنده‌اند. وقتي سوخت يک مرحله به پايانمي‌رسد، محفظه‌ي خالي از موشک جدا مي‌شوند و کار مرحله‌ي بعدي آغاز مي‌گردد. بهطوري که سر انجام موشک در سطحي موازي با لايه‌هاي فوقاني جو زمين پيش مي‌رود. قبلاز آنکه آخرين مخزن سوخت موشک از ماهواره جدا شود، ماهواره بايد به سرعت مناسب برايحرکت در مدار مورد نظر رسيده باشد. بعضي از موشک‌ها ماهواره را مستقيم به مدار موردنظر مي‌رسانند. بعضي از آنها نيز ماهواره‌ها را ابتدا به مداري مي‌برند که بهمنزله‌ي توقف‌گاه يا محل پرتاب نهايي ماهواره است. ماهواره‌هايي که در اين مدارهايموسوم به «مدارهاي انتقالي» قرار مي‌گيرند به کمک سيستم پيشبرنده‌اي که ويژه‌ي خودآنهاست به سوي مدار واسطه‌اي ديگر و سرانجام به سوي مدار نهايي بالا مي‌روند تاوظايف‌شان را در آنجا انجام دهند.

به جابه‌جايي‌هاي ماهواره‌ها از يک مداربه مداري ديگر در فضا «انتقال مداري» مي‌گويند. اين انتقال به طور معمول در نقطه‌ايموسوم به «گذرگاه هوهمان» انجام مي‌گيرد. اين گذرگاه که دو مدار را به يکديگر مربوطمي‌کند نخستين بار توسط «والتر هوهمان» مهندس آلماني شناسايي شد. براي جابه‌جاييماهواره‌ها از يک مدار به مدار بالاتر دو نيروي محرک به آن اعمال مي‌شود. محرک اولزماني که ماهواره در نزديک‌ترين نقطه‌ي مدار نسبت به زمين قرار داد. و محرک دومزمانيکه ماهواره در دورترين نقطه‌ي مدار نسبت به زمين قرار دارد، دريافتمي‌گردد.

ماهواره‌ بايد به سرعتي معين و متناسب با ارتفاع خود برسد تا ازمدار خارج نشود و به سوي زمين سقوط نکند. اين سرعت به گونه‌اي است که بين نيرويجاذبه‌ي زمين و کششي که مي‌تواند ماهواره را از مداردور زمين خارج سازد (نيروي گريزاز مرکز) توازن برقرار مي‌کند. به همين ترتيب ماهواره بايد راستاي حرکت يا مکانمشخصي در فضا داشته باشد تا براي مثال بتواند اخبار ارسالي از آنتن‌هاي زمين رادريافت کند. اما اغلب در جريان مأموريت‌هاي ماهواره‌اي لازم مي‌شود که مدار حرکتماهواره تغيير کند.

راستاي نيروي گريز از مرکز زمين به طرف خارج است. اين نيروماهواره‌هايي را که روي مدارهاي دور زمين حرکت مي‌کنند نيز تحت تأثير قرار مي‌دهد. به گونه‌اي که گويي آنها را به خارج از مدار و نقاط دورتر از زمين مي‌راند. (پرتابمي‌کند)

نيروي جاذبه‌ي زمين در جهت مخالف نيروي گريز از مرکز عمل مي‌کند وماهواره‌ها را به سوي زمين مي‌کشد. نيروي گريز از مرکز و نيروي جاذبه بايد بايکديگر تعادل داشته باشند به گونه‌اي که ماهواره‌ها به زمين سقوط نکند، يا برايهميشه در فضا ناپديد نشود. اين شرايط در صورتي فراهم مي‌شوند که مقدار نيروي گريزاز مرکز با مقدار نيروي جاذبه تناسب داشته باشد.

تجهيزات ويژه‌اي برايماهواره‌ها طراحي شده است که به کمک حسگر‌ها و هدايت کننده‌هايي خاص جهت حرکت و محلاستقرار آنها را روي مدار شناسايي و تنظيم مي‌کنند. به همين ترتيب يک دستگاه هدايتسه محوره و هدايت چرخشي نيز به ماهواره‌ها کمک مي‌کند تا بتواند در نقطه‌ي ثابتي درفضا باقي بماند. با استفاده از تنظيمات چرخشي همين دستگاه، ماهواره حول محور مرکزيخود به چرخش در مي‌آيد. هم چنين تثبيت ماهواره نسبت به سه محور اصلي سبب مي‌شود کهدستگاه‌هاي تأمين انرژي و تجهيزات مربوط به تنظيم سرعت ماهواره نيز موقعيت ثابتيداشته باشند.

ماهواره‌هايي که بايد هميشه در نقطه‌ي ثابتي از مدار (نقطه‌يثابتي نسبت به زمين) قرار داشته باشند، قبل از هر چيز به موتورهايي احتياج دارند کهبتوانند آنها را به مدار مقصد در ارتفاع 36000 کيلومتري زمين برسانند

[آریوبرزن 13988]

امواج مايكروويو

 

 

فركانس هاي بين 3000 تا 12000 مگاهرتزبراي رابطهاي در خط مستقيم كه در آن پيام رساني از طريق آنتن هايي بر فراز برجهايبلند ارسال مي شود به كار مي رود. ايستگاههاي تكرار كننده را كه ساختاري برج ماننددارند نيز در فواصل 40 تا 48 كيلومتري ( معمولا بالاي تپه ها ) كار مي گذارند. اينايستگاهها امواج را مي گيرند تقويت مي كنند و دوباره به مسير خود مي فرستند. بخشمربوط به امواج مايكروويو براي ارتباط مراكز پرجمعيت بسيار مفيد است چون فركانسبالا به معناي آن است كه امكان حمل باند عريضي از طريق مدولاسيون وجود دارد و ايننيز به اين معني است كه هزاران كانال تلفن را مي توان روي يك فركانس مايكروويوفرستاد. باند عريض اين نوع فركانس اجازه مي دهد كه علائم ارسالي تلويزيون سياه وسفيد و تلويزيون رنگي بر روي يك موج حامل منفرد ارسال شوند و چون اين امواج دارايطول موج بسيار كوتاه هستند براي متمركز كردن علائم رسيده مي توان از بازتابنده هايبسيار كوچك و اجزاي هدايت مستقيم بهره گرفت.

[آریوبرزن 13988]

حرکت ماهواره‌ها در مدار

ماهواره‌ها روي مدارهاي مشخصيدور زمين مي‌گردند. بعضي از اين مدارها دايره‌اي شکل و بعضي از آنها بيضي شکل‌اند. ارتفاع آنها از زمين نيز متفاوت است.

دستگاههاي ارتباطي ماهواره ها در باند مايكروويو عمل مي كنند در واقع ماهواره ها صرفا ايستگاه مايكروويو غول پيكري است در مدار زمين كه با كمك پايگاه زميني بازپخش مي شود. اين مدار تقريبا دايره شكل در ارتفاع 36800 كيلومتري بالاي خط استوا قرار دارد و در اين فاصله سرعت ماهواره با سرعت زمين برابر است و نيروي خود را به وسيله سلولهاي خورشيدي از خورشيد ميگيرد. نيروي جاذبه زمين شتاب زاويه شي قرار گرفته در مدار را دقيقا بي اثر مي سازد. در اين فاصله دور چرخش ماهواره ها با حركت دوراني زمين كاملا همزمان و برابر است و باعث مي شود ماهواره نسبت به نقطه مفروض روي زمين ثابت بماند. انتخاب مدار حرکت براي هرماهواره به نوع وظايفي بستگي دارد که به آن ماهواره واگذار شده است.

در عکس زير سه ماهواره‌ در سه مدار مختلف را مشاهده مي‌کنيد. ماهواره‌ي قرمز رنگبر مدار geo قرار دارد و اگر توجه کنيد مي‌بينيد که هميشه بر فراز نقطه‌اي ثابت اززمين قرار دارد

[آریوبرزن 13988]

چگونگي ارسال و دريافت اطلاعات

 

ايستگاه زميني در كشور اطلاعات را با فركانس 6 گيگاهرتز ارسال مي كند. اين فركانس فركانس UPLINK ناميده مي شود. سپس ماهواره امواج تابيده شده را گرفته و با ارسال آن به نقطه ديگر كه بر روي فركانس حامل متفاوت DownLink برابر 4 گيگا هرتز است عمل انتقال اطلاعات از فرستنده به گيرنده را انجام مي دهد. در واقع ماهواره اطلاعات گرفته شده را به سمت مقصد تقويت و رله مي كند. آنتن ماهواره ترانسپوندر نام دارد. از مدار همزمان با زمين هر نقطه از زمين بجز قطبين در Line of sight است. و هر ماهواره مي تواند تقريبا 40 % از سطح زمين را بپوشاند. آنتن ماهواره ها را طوري مي شود طراحي كرد كه علائم پيام رساني ضعيف تر به تمام اين ناحيه فرستاده شود و يا علائم قويتر را در نواحي كوچكتري متمركز كند. بر حسب مورد اين امكان وجود دارد كه از ايستگاه زميني در كشوري فرضي به چندين ايستگاه زميني ديگر واقع در كشورهاي گوناگون علائم ارسال كرد. به طور مثال : وقتي برنامه اي تلويزيوني در تمام شهر ها و دهكده هاي يك يا چند كشور پخش شود در اين حالت ماهواره ، ماهواره پخش برنامه است ولي وقتي علائم ارسال ماهواره در سطح گسترده اي از زمين انتشار يابد ايستگاههاي زميني بايد آنتنهاي بسيار بزرگ و پيچيده اي داشته باشند. هنگامي كه علائم ارسالي ماهواره در محدوده كوچكترين متمركز مي شوند و به حد كافي قوي هستند مي توان از ايستگاههاي زميني كوچكتر ساده تر و ارزانتر استفاده كرد.

از آنجاييكه ماهواره ها براي جلوگيري از تداخل امواج راديويي بايد جدا از هم باشند لذا شماره مكان هاي مداري در مدار همزمان با زمين كه امكان استفاده آن براي ارتباطات وجود دارد محدود است. از اين رو جاي شگفتي نيست كه وظيفه مديريت در امور دستيابي به مدار و استفاده از فركانس ها براي انواع روز افزون و متنوع كاربردهاي زميني و ماهواره اي بوسيله شمار روزافزوني از كشورها بي نهايت دشوار شده است. از سويي استفاده از ماهواره ها در كشورهاي متمدن و پيشرفته به عملكرد دقيق و عمليات روز به روز دقيق تر نه تنها از نظر به كارگيري شيوه خودشان بلكه از نظر همسايگانشان در مدار همزمان با زمين نياز مي باشد. برخي از ماهواره ها نيز در مدار ناهمزمان با چرخش زمين non- geosynchronous قرار داده مي شوند.در ماهواره هاي ناهمزمان با مدار زمين ماهواره ديگر در ديد ايستگاه زميني نيست زيرا كه سطح افق زمين را پشت سر مي گذارد و از ديررس خارج مي شود در نتيجه براي اينكه ارسال همواره ادامه يابد به چندين ماهواره از اين نوع نياز است و چون نگهداري و ادامه كار چنين شيوه ارتباطي بسيار پيچيده و گران است لذا كاربران و متخصصان طراحي ماهواره ها بيشتر جذب ماهواره همزمان با زمين مي شود.

[آریوبرزن 13988]

فركانس هاي بالاي فركانس مايكروويو

 

با كشف ليزر براي نخستين بار آن قسمت ازمحدوده فركانسي كه بالاتر از باند فركانس هاي مايكروويو بودند به منظور حمل پيامهاي بي سيم در نظر گرفته شدند. پرتو هاي ليزري تحت تاثير عواملي مانند مه - غبار -- خرابي وضع هوا و روزهاي بسيار داغ به شدت ضعيف مي شوند. اگر چه ليزر براي حملاطلاعات تا مسافت هاي كوتاه خط ارتباطي بسيار عالي ايجاد مي كند ولي چون پرتو ليزرخاصيت هدايت شونده بالايي دارد بازداشتن يا سد كردن آن بسيار دشوار است. اين امرسبب مي شود براي ارتش و بعضي از مقاصد نظامي كه شيوه هاي آن ها بايد داراي حفظاسرار باشد بسيار سودمند است در ضمن دستگاه ليزر براي كاربردهاي ارتباط سيار ازسبكي و قابليت حمل خوبي برخوردار است. برخلاف امواج راديويي امواج نوري را نمي توانبا عبور دادن جريان هاي متناوب در سيم ها توليد كرد آن ها تنها با فرايند هايي كهداخل اتم روي مي دهد به وجود مي ايند فن آوري تار نوري مشابه موج رسان فلزيمايكروويو براي پرتو تاباني الكترومغناطيسي در ناحيه نور مرئي تعريف شده است. اينشيوه به طور كلي شامل رشته اي شيشه اي با نازكي موي انسان است كه از هدر رفتن انرژينور در مسافت طولاني جلوگيري مي كند همچنين بر خلاف پرتوي نور معمولي پرتوي نورليزري تكفام است يعني فقط داراي يك فركانس تنها است. پرتوي ليزر داراي گستره پهنفركانس است كه خاصيت گسيختگي نور را ندارد به همين دليل آن ها را مي توان دقيقا بههمان طريق كه با فركانس هاي مايكروويو تعديل مي شوند و تغيير نوسان مي دهند را باپيام هاي تلفني و اطلاعات و علائم تصويري تعديل كرد.

به هر حال چون فركانس آن ها خيلي بالاتر است به تناسب آن مي توان تعداد بيشتري از امواج و كانالها را انتقال دهند. به طور كلي مقايسه بين شيوه هاي مختلف ارسال امكان پذير مي باشد. روابط بين فرستنده و گيرنده خواه انتشار از روي سيم و خواه از هوا به نوع ساخت شيوه ارتباطي بستگي دارد و به همين ترتيب باند به فركانس به كار رفته به شرايط حل مساله ارتباطاتي وابسته است. بيشتر فركانسهاي در دسترس را مقررات ملي و توافق هاي بين المللي تعيين مي كنند. اگر چه تصميمات مربوط به شيوه ها و نحو ارسال امري فني به شمار مي آيد ولي در اكثر اوقات ملاحظات سياسي آن را در بر مي گيرد.

[آریوبرزن 13988]

رصد کردن ماهواره‌ها در آسمان شب

 

بهترين موقع براي مشاهده ي يكماهواره با چشم، هنگام بامداد يا شامگاه است. در اين مواقع خورشيد زير افق است،ناظر در ناحيه ي تاريكي جاي دارد ولي ماهواره كه چند صد كيلومتر ارتفاع دارد، نورخورشيد را دريافت و منعكس مي كند.

كساني كه تلسكوپ در اختيار دارند مي توانندبه راحتي ماهواره ها و ايستگاههاي فضايي را وقتي در آسمان محل سكونت آنها قراردارند رصد كنند. براي اينكه ببينيد كه چه زماني ماهواره يا ايستگاه فضايي در آسمانمحل سكونتتان وجود دارد مي توانيد به سايت زير مراجعه كنيد و محل سكونت خود راانتخاب كنيد و مشاهده كنيد كه چه اجرامي در آسمان آن محل براي رصد وجوددارند.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[آریوبرزن 13988]

تلسکوپ فضايي هابل

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

تلسکوپ فضايي هابل را مي‌توان يک ماهواره‌ي علمي ـ پژوهشيدانست که با ارسال اطلاعات مفيدي از جهان کمک بسيار بزرگي به منجمان و دانشمندانکرده است.

نام اين تلسکوپ از نام دکتر ادوين هابل (1889–1953) گرفته شده است. اين تلسکوپ در تاريخ 24 آوريل 1990 از space shuttle Discovery (STS-31) به فضاپرتاب شد. در تاريخ 25 آوريل 1990 پس از پرتاب اين تلسکوپ را در فضا آماده استفادهکردند. اين تلسکوپ در ماموريت‌هاي مختلفي که براي بازسازي آن صورت گرفته، تعمير شدهاست که اين ماموريت‌ها در تاريخ‌هاي دسامبر 1993، فوريه 1997، دسامبر 1999و فوريه 2002 انجام شده‌اند. و اميد است که باز هم اين ماموريت‌ها ادامه داشته باشد وبتوانيم سال‌هاي سال از اطلاعاتي که اين تلسکوپ براي ما ارسال مي‌کند استفاده کنيم. طول هابل برابر 2/13 متر (5/43 فوت) و وزن آن برابر11110 کيلوگرم است. و بيشترينقطر آن 2/4 متر (14 فوت) مي‌باشد. اندازه‌ي تلسکوپ فضايي هابل تقريبا برابر يکاتوبوس بزرگ است ولي اين تلسکوپ مي‌تواند در قسمت بار يک شاتل فضايي جاشود.

هزينه‌ي پرتاب تلسکوپ فضايي هابل به فضا برابر 5/1 بيليون دلار است. مداري که اين تلسکوپ بر روي آن دور زمين مي‌چرخد در ارتفاع 569 کيلومتري سطح زميناست و زاويه‌اي که اين مدار با خط استواي زمين مي‌سازد برابر 5/28 درجه است. اينتلسکوپ در مدت زمان 97 دقيقه يک بار اين مدار را طي مي‌کند. سرعت تلسکوپ فضايي هابلبرابر 28000 کيلومتر در ساعت است.

اين تلسکوپ قادر به مشاهده و رصد خورشيد وعطارد و هر چيزي که بسيار نزديک به خورشيد باشد نيست. حساسيت به نور اين تلسکوپ ازطيف فرابنفش تا مادون قرمز و هر طول موجي که بين اين دو باشد هست. (115-2500نانومتر) اولين تصوير توسط اين تلسکوپ در تاريخ 20 مي 1990 گرفته شده است. که اينعکس متعلق به Star Cluster NGC 3532 است.

هابل در طي هر هفته تقريبا 120گيگابايت اطلاعات علمي به زمين مخابره مي‌کند. که اين حجم از اطلاعات برابر 1097متر کتاب است که در کنار هم در قفسه‌اي چيده شده باشند. اين اطلاعات به سرعت بر رويديسک نوري مغناطيسي ذخيره مي‌شود. انرژي هابل از خورشيد تامين مي‌شود. که اين انرژيبوسيله‌ي دو سلول خورشيدي که هر کدام 62/7 متري هستند تامين مي‌شود. اين انرژيبرابر 2800 وات مي‌باشد. در مدار متوسط هابل انرژي‌اي برابر 28 لامپ 10 وات مصرفمي‌کند.

هابل مي‌تواند از اشيايي که در فواصل دور هست و نيز اشيا بسيار کمنور تصويري تهيه بکند. و وقتي که به هدف خود نگاه مي‌کند ميزان انحراف آن 1000/7 arcsecond است. که اين مقدار انحراف برابر عرض تصويري است که انسان مي‌تواند ازفاصله‌ي 1 مايلي ببيند.

دو آيينه با مشخصات زير در اين تلسکوپ استفاده مي‌شوند :

آيينه‌اي اول :

قطر 4/2 متر

وزن 828 کيلوگرم

آيينه‌ي دوم :

قطر 3/0 متر

وزن 3/12 کيلوگرم

منبع ذخيره‌ي انرژي هابل 6 باطري نيکل _ هيدروژن (NiH) است که گنجايش ذخيره سازي انرژي اين باطري‌ها برابر 20 باطري ماشين مي‌باشد. براي کسب اطاعات بيشتر و مشاهده‌ي اطلاعات و عکس‌هايي که توسط اين تلسکوپ ارسال شدهاست مي‌توانيد به سايت رسمي تلسکوپ فضاي هابل به آدرس

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

مراجعه کنيد

[آریوبرزن 13988]

ماهواره ها و فركانس هاي مخابراتي

لايه أنيوسفر در فركانس حدود 30 مگا هرتز به صورت شفاف عمل مي كند. علائم ارسالي بر روي اينفركانس مستقيما از ميان آن مي گذرد و در فضاي بيرون گم مي شوند. اين فركانس هاهمچنين در خط مستقيم ديد حركت مي كنند. به اين دلايل براي مقاصد ارتباطي آن ها رابايد به طريقه هاي گوناگون به كار گرفت. فركانسهاي 30 تا 300 مگاهرتز بسيار مفيد وكارامد هستند چون انتشار آنها با وجود محدود بودن پايدار است.

اين امواج با چنين فركانسي براي امواجتلويزيون كارامدند زيرا فركانسهاي بالاي آن ها اجازه حمل مقادير فراواني از اطلاعاتمورد لزوم را مي دهد و براي پخش صداي داراي كيفيت بالا نيز سودمند مي باشد. علت اينامر اين است كه در اين محدوده از فركانس براي كانالهاي پهن جا وجود دارد. قسمتي ازباند uhf را كه بين 790 تا 960 مگاهرتز قرار دارد مي توان براي مرتبط ساختنايستگاههايي با فاصله بيش از 320 كيلومتر به شيوه به اصطلاح پراكندگي در لايهتروپوسفر زمين به كار برد. اين شيوه به توانايي گيرنده دوردست در گرفتن بخش كوچكياز علائم فركانس uhf كه به دليل ناپيوستگي هاي بالاي لايه تروپوسفر پراكنده شدهبستگي دارد. يعني علائم در جايي پراكنده مي شوند كه تغييرات شديدي و تندي در ضريبشكست هوا وجود دارد

[رویای ماه 865]

ممنون از مطالب خوبتون

 

 

من همیشه برام سوال هست چرا فرکانس دریافت کننده با ارسال فرق داره

[آریوبرزن 13988]

ممنون از مطالب خوبتون

 

 

من همیشه برام سوال هست چرا فرکانس دریافت کننده با ارسال فرق داره

چون در ماهواره ما مشکل توان داریم پس باید تا حد ممکن سعی کنیم توان کمتری ارسال کنیم به همین علت فرکانس downlink را کمتر انتخاب میکنیم که تلفات کمتر شود و بتوانیم ارسال را با توان کمتری انجام دهیم .

 

 

ايستگاه زميني در كشور اطلاعات را با فركانس 6 گيگاهرتز ارسال مي كند. اين فركانس فركانس UPLINK ناميده مي شود. سپس ماهواره امواج تابيده شده را گرفته و با ارسال آن به نقطه ديگر كه بر روي فركانس حامل متفاوت DownLink برابر 4 گيگا هرتز است عمل انتقال اطلاعات از فرستنده به گيرنده را انجام مي دهد.

[رویای ماه 865]

ممنون

 

 

ولی خوب توان کمتر شاید داده ها خوب ارسال نشوند