Download
1 / 25
2.43k likes | 7.84k Vues
الأقمار الصناعية. عمل الطالبة : رندة عامر خلة تحت إشراف الأستاذ الفاضل: ا.فؤاد عياد.
E N D
الأقمار الصناعية عمل الطالبة : رندة عامر خلة تحت إشراف الأستاذ الفاضل: ا.فؤاد عياد
ماهو القمر وماهى أنواع الأقمار؟مصطلح القمر يعود من الناحية الجغرافية إلى جسم فضائي يصاحب ويدور حول جسم فضائي أكبر منه.. فالقمر هو جسم تابع للأرض يدور حولها مثلاً.. بالإضافة إلى الأقمار الطبيعية يوجد الآن ما يسمى بالأقمار الصناعية (Satellite)
تسمية الأقمار الصناعية بهذا الاسم يتبادر إلى الذهن سؤال, عن الأساس في تسمية هذه الأجسام السابحة حول الأرض, بالأقمار الصناعية. والحقيقة أن الترجمة الحرفية لتسميتها من الأصح أن تكون"توابع" وهذا أكثر تعبيرا عن طبيعتها نظرا لأنها تتبع الأرض في حركتها. فى الأجنبية, إذ يطلق عليها اسم "مجسات الفضاء"(Space Probes)
تعريف القمر الصناعيSatellite 0هي الأجرام التي تبدو كالنجوم وتتحرك بينها ببطيء ونشاهدها في الليل هي أقمار صناعية . وهذه الأقمار تختلف في مهامها وأحجامها والغرض الذي أطلقت لأجله
كانت الأقمار الصناعية سابقاً تطلق قوة قدرها 10 وات والآن تطلق قوة قدرها 150 وات.. ومن المعروف أنه كلما زادت القوة الكهربية التي يطلقها القمر كلما أمكن استقبالو إرسال القمر بأطباق ذات قطر أصغر .
والأقمار الصناعية المستخدمة فى البث الإذاعي، والتليفزيوني يتم وضعها فى المدار الجغرافي للأرض حتى يأخذ نفس سرعة الأرض حيث أنه إذا تم وضعها على ارتفاع أقل فإنها تدور حول الأرض بسرعة أعلى من سرعة دوران الأرض، وإذا تم وضعها على ارتفاع أعلى فإن سرعتها ستكون أقل من دوران الأرض.
وتدور الأقمار حول الأرض فوق خط الاستواء مباشرة على ارتفاع 36 ألف كيلومتر، وهو مايسمى بالمدار الجغرافي للأرض وهذا يعنى أن القمر الصناعي سيدور بنفس سرعة الأرض ويكون دائماً فى نفس الموقع طالما هو على نفس الارتفاع.. فالعلامة والرقم المكتوب إلى جوار اسم القمر يدل على موقع القمر بالنسبة لموقع الصفر الجنوبي، فمثلاً القمر استرا 19.2 شرقاً يعنى أن هذا القمر يقع بالضبط عند الدرجة 19.2 شرق الصفر الجنوبي
والقمر الصناعي لا يمكنه إرسال المعلومات إلى الأرض كلها ولكنه يغطى منطقة معينة من الأرض.. هذه المنطقة تأخذ شكلاً دائرياً، وتعتمد مساحة هذه المنطقة على قوة القمر الصناعي.. وأقوى المناطق استقبالا التي تقع فى منتصف دائرة التغطية للقمر وعلى أطراف منطقة التغطية تكون الإشارة ضعيفة حيث يحتاج المستخدم فيها إلى أطباق ذات أقطار كبيرة لاستقبال إشارة معتدلة.
بعض الأقمار لا تغطى نفس مساحة الأرض التي تغطيها أقمار أخرى فهناك أقمار تغطى منطقة معينة صغيرة لا تتعداها مثل قمر ثور 1 درجة غرباً من المهم معرفة معلومات عن مناطق تغطية الأقمار الصناعية وقوتها حيث تتناسب تناسباً عكسياً مع قطر الأطباق اللازمة لاستقبال إرسال تلك الأقمار.. فكلما كانت قوة إرسال القمر الصناعي ، وكلما كانت قوة إشارة القمر الصناعي كبيرة كان الطبق اللازم لاستقبال إشارته صغير الحجم.وفى بعض الأحيان لا يذكرون قوة إرسال القمر الصناعي ولكن يذكرون القطر المناسب لاستقبال إشارته.
آلية عمل الاقمار وكيفية وصولها الى الفضاء من الارض تنقسم المهمة الفضائية إلى ثلاثة أركان رئيسية هي: القمر الصناعي، وصاروخ الإطلاق، والمحطة الأرضية لاستقبال المعلومات أو الاتصالات من القمر الصناعي. أما عن صاروخ إطلاق القمر الصناعي، فإن أنواعًا معينة من الصواريخ مخصصة لحمل القمر الصناعي داخلها والانطلاق به من الأرض إلى مدار القمر الصناعي حول الأرض، ثم الانفصال عنه وتتركه ليدور حول الأرض، تنطلق هذه الصواريخ من محطات إطلاق معينة موجودة حول العالم يبلغ عددها 19 محطة إطلاق. ومن أشهر الصواريخ التي تستخدم لإطلاق الأقمار الصناعية صاروخ أريان الفرنسي وصاروخ كوزموس الروسي.
أما عن القمر الصناعيفإنه يدور حول الأرض بفعل قوى الجاذبية بينه وبين الأرض دون أن يسقط عليها إذا تمَّ انفصاله عن صاروخ الإطلاق بالسرعة المناسبة، يتناسب مربع هذه السرعة عكسيًّا مع بُعد القمر الصناعي عن مركز الأرض، فمثلاً إذا أردنا إطلاق قمر صناعي في مدار يرتفع عن سطح الأرض مسافة 500 كم، فإننا نحتاج إلى سرعة للقمر الصناعي مقدارها 7.6كم/ ثانية،
ويتكون القمر الصناعي من مجموعة أنظمة رئيسية 1- نظام الحمولة الفضائية 2 - نظام للطاقة 3 - نظام للتحكم في وجهة القمر الصناعي 4- نظام للاتصالات مسئول عن إتمام عملية الاتصال بالمحطة الأرضية 5- نظام للدفع وهذا النظام قد لا يوجد في بعض الأقمار الصناعية الصغيرة
أما عن المحطة الأرضية فهي نوعان: - النوع يستخدم للاتصال بالقمر الصناعي لتبادل الأوامر والمعلومات الخاصة بعمل القمر الصناعي نفسه. -والنوع الآخر يستقبل المعلومات أو الاتصالات المطلوبة لإتمام إنجاز المهمة الفضائية.
مكونات القمر الصناعيمكونات أي قمر صناعي هي مجموعه الأجزاء والمعدات المختلفة التي يحتاجها لأداء المهمة المكلف بها وهناك مكونات أساسية توجد في جميع الأقمار مثل - أجنحة الخلايا الشمسية التي تمد القمر بالطاقة اللازمة لتشغيله. - بطارية احتياطية من الهيدروجين أو النيكل أو الكاديوم لتشغيل القمر في حالات الطوارئ أو في حالات كسوف الشمس.
- الهوائيات اللازمة لاتصال القمر بمحطات التحكم الأرضية وبث الصور والبيانات إليها واستقبال الأوامر منها . - الكاميرات الرقمية الدقيقة جدا خاصة في أقمار التجسس وأقمار الطقس وأقمار الأبحاث العلمية وتصل دقة هذه الكاميرات إلي تصوير سيارة متحركة علي الأرض بكل تفاصيلها. - النواقل كما في أقمار البث الفضائي والاتصالات
المدارات والأقمارالمدار هو الموقع الذي يتخذه القمر الصناعي في الفضاء الخارجي حول الأرض وبعده عنها وسرعة دورانه حولها بالتزامن مع سرعه دورانها حول نفسها. ويختلف مدار كل قمر عن الآخر وفقا لطبيعة القمر ومهمته المكلف بها وهناك أنواع من المدارات التي تتخذها الأقمار الصناعيةحول الأرض ومنها ما يلي: المدار القطبي Polar Orbiting لمدار المنخفض ليوLEO - Low Earth Orbit المدار المتزامن Geostationary Orbits المدار المائل البيضاوي Highly Elliptical Orbits HEO
عملية إطلاق القمر الصناعي:تنقسم المهمة الفضائية إلى ثلاثة أركان رئيسية هي: القمر الصناعي، وصاروخ الإطلاق، والمحطة الأرضية لاستقبال المعلومات أو الاتصالات من القمر الصناعي. أما عن صاروخ إطلاق القمر الصناعي، فإن أنواعًا معينة من الصواريخ مخصصة لحمل القمر الصناعي داخلها والانطلاق به من الأرض إلى مدار القمر الصناعي حول الأرض، ثم الانفصال عنه وتتركه ليدور حول الأرض
تنطلق هذه الصواريخ من محطات إطلاق معينة موجودة حول العالم يبلغ عددها 19 محطة إطلاق. ومن أشهر الصواريخ التي تستخدم لإطلاق الأقمار الصناعيةصاروخ أريان الفرنسي وصاروخ كوزموس الروسي.
ويستطيع المهندسون توجيه هوائيات القمر الصناعي إلي أي نقطة وذلك بواسطة إرسال إشارات تحكم خاصة. كذلك يحوي القمر على أجهزة تضخيم الإشارة الملتقطة إلى بضعة عشرات الآلف مليون من المرات من اجل إعادة إرسالها مرة ثانية إلى المحطات الأرضية
ورغم أن القمر الصناعي يلتقط عدد كبير من الترددات المختلفة فانه لا يحدث تداخل في ما بينها ، بسبب استخدام الموجات الميكرويفيةMicrowave ، والتي لا تتأثر بالطبقات المتأنية في الغلاف الجوي التي تعكس الإشارات الاخري.
مساوئ الأقمار الصناعية 1- الأقمار التي تطير على ارتفاعات عالية فوق خط الاستواء، تتمثل بالمسافة الكبيرة التي يجب تقطعها الإشارة ، وهذا يتطلب إشارة ذات طاقة عالية. 2- بالإضافة إلى ذلك هناك التأخير الزمني الحاصل بين إرسال الإشارة وإعادة استقبالها مرة ثانية.
3- الإشارة كما هو معلوم تسير بسرعة 300000 كم في الثانية، وهناك تأخير قدره 120 ميلي ثانية وهو الزمن اللازم لقطع المسافة بين المحطة الأرضية والقمر الصناعي، وفي بعض الحالات يصل هذا الزمن حتى 1 ثانية إذا كانت المسافة المقطوعة كبيرة جدا. مثلا عند إجراء مكالمة هاتفية بين دولة لدولة أخري بعيدة عبر الأقمار الصناعية فإننا نشعر بهذا التأخير الزمني
تختلف الأقمار الاصطناعية من ناحية الشكل والحجم طبقا للأغراض المستخدمة فيها وهي على النحو التالي:أقمار الأرصاد الجوية . أقمار الاتصالات. أقمار البث التلفزيوني الفضائي. الأقمار العلمية. الأقمار الملاحية. أقمار المراقبة الأرضية. الأقمار العسكرية.
