چشمان فضا

سالهاست که شاهد توسعه و رشد فناوری هوافضا در جهان هستیم زیرا این صنعت یکی از بااهمیت ترین و ارزشمندترین صنایع و فناوری ها محسوب می شود

سالهاست که شاهد توسعه و رشد فناوری هوافضا در جهان هستیم. زیرا این صنعت یکی از بااهمیت ترین و ارزشمندترین صنایع و فناوری ها محسوب می شود.

به طور معمول پیشرفته ترین محصولات و فناوری ها ابتدا در این حوزه تولید شده و سپس در سایر حوزه های فناوری مورد استفاده قرار گرفته اند.

در صنعت فضانوردی ماهواره ها یا همان قمرهای مصنوعی هستند که بی درنگ به دور زمین در حال چرخشند، اهمیت ویژه و بسزایی دارند.

فکر استفاده از ماهواره ها برای نخستین بار پس از جنگ جهانی دوم توسط« آرتورسی کلارک »دانشمند، ریاضیدان و نویسنده انگلیسی بر سر زبان ها افتاد. او پیشنهاد داد یک ماهواره ارتباطی در مدار ژئوسنکرون زمین که در فاصله ۳۶۰۰۰ کیلومتری سطح زمین و بالای خط استواست قرار گیرد تا توانایی پوشش سیگنال های رادیویی و تلویزیونی را برای ۴۰ درصد سطح زمین داشته باشد. این ماهواره می تواند قسمت مشخصی از سطح زمین را به صورت ثابت تحت پوشش خود داشته باشد.

در حال حاضر که ماهواره و فناوری های وابسته به آن پیشرفت قابل ملاحظه ای در جوامع ایجاد کرده است بخشی از تحقیقات و پژوهش های علمی- تخصصی که در آزمایشگاه های فضایی انجام می شود هرگز امکان انجامشان بر روی کره زمین وجود نداشت. این تحقیقات که بسیار زیاد و متنوع است در رشته های پزشکی، مهندسی و سایر رشته ها در حال انجام است و تاکنون دستاوردهای فراوان و ارزنده ای را به جوامع بشری هدیه کرده است. ماهواره هایی که در فضا در حال گردشند، می توانند اطلاعات با ارزشی را در اختیار ما قرار دهند که سبب تحولات شگرفی در زمینه های علمی و تحقیقاتی خواهد شد.

همه فناوری های رایج و موجود برای ایجاد و حفظ بقای خود نیازمند نیروها و زیرساخت هایی هستند که در اجزای تشکیل دهنده آن فناوری باید وجود داشته باشد تا بتوان از آن فناوری استفاده کرد و آن را توسعه داد. درباره استفاده از فناوری فضایی دیگر به زیرساخت هایی نیاز داریم تا بتوان این فناوری را توسعه داد، این زیرساخت به این شرح است:

- سیستم پرتاب و هدایت برای دستیابی به موقعیت مورد نظر در فضا

- تامین تجهیزات و امکانات مورد نیاز

- ایستگاه و پایگاه های زمینی پرتاب و کنترل تجهیزات

در حال حاضر سیستم پرتاب توسط موشک هایی که برای این منظور طراحی شده اند انجام می شود و سایر روش های پرتاب و هدایت در حال طی کردن مراحل تحقیقاتی خود هستند.

زیر ساخت ها یعنی تجهیزات و امکانات مورد نیاز در فضا شامل تجهیزات آزمایشگاهی- تحقیقاتی، مخابراتی و تجهیزات مورد نیاز فضانوردان در مدت حضورشان در فضا است و نیز ایستگاه ها و پایگاه های زمینی برای پرتاب و هدایت ماهواره است که همزمان وظیفه کنترل پرتاب را نیز برعهده دارند.

به منظور ارتباطی که بین ماهواره و ایستگاه زمینی برقرار می شود از دو نوع موج و فرکانس استفاده می شود. یکی برای Uplink (فرستادن اطلاعات به ماهواره) و دیگری برای Downlink (دریافت اطلاعات از ماهواره). سیستم نصب شده بر روی ماهواره سیگنال دریافتی از ایستگاه زمینی را به یک دستگاه گیرنده می فرستد و پس از پردازش به فرستنده ماهواره انتقال می دهد و توسط آنتن فرستنده ماهواره مجدداً به سمت زمین تابیده می شود.

سیگنال ارسالی به سطح زمین توسط دیش های معمولی دریافت و جمع آوری شده و سپس به یک دستگاه گیرنده ماهواره انتقال می یابند و در آنجا مورد پردازش قرار می گیرند.

قدرت سیگنال دریافتی بر روی زمین، نسبت به فاصله زاویه، قدرت فرستندگی ماهواره و نیز نقطه گیرندگی دیش دریافت اطلاعات و آب و هوا و غیره متفاوت بوده و به صورت یک الگوی خاص معرفی می شود.

ماهواره های مخابراتی برای استفاده های رادیویی- تلویزیونی، اینترنتی و ارتباطات مخابراتی مورد استفاده قرار می گیرند. نخستین ماهواره از این گروه، ماهواره ای با نام Echo۱ بود که در سال ۱۹۶۰ به فضا پرتاب شد و پس از آن Relay۱ و Telstar۱ نیز به آن پیوستند.

نخستین ماهواره مخابراتی با مدار زمین ثابت Syncom۳ بود که در سال ۱۹۶۴ در مدار قرار گرفت. هم اکنون ماهواره Inmost که در سال ۱۹۷۹ در مدار قرار گرفت برای برقراری ارتباط تلفن همراه ماهواره ای در ۹۵ کشور جهان مورد استفاده قرار می گیرد.

تقریباً تمام ماهواره های مخابراتی در مدار زمین به صورت ساکن قرار گرفته اند و علائم تلفنی و تلویزیونی به ماهواره فرستاده شده و پس از پردازش توسط ماهواره به ایستگاه زمینی مخابره می شود. بزرگترین ماهواره مخابراتی که هم اکنون در مدار زمین فعال است ماهواره Intellset۶ است که امکان برقراری میلیون ها تماس تلفنی همزمان و چندین کانال تلویزیونی را دارد و در حدود ۱۵۰ کشور در مالکیت و عملیات این ماهواره سهیم اند.

گروه دیگری از ماهواره ها مخصوص هواشناسی اند که از این ماهواره ها برای مطالعات جوی و هواشناسی مورد استفاده قرار می گیرند و توسط داده هایی که به زمین ارسال می کنند مانند موقعیت ابرها، دما و... وضع هوا پیش بینی می شود.

نخستین ماهواره از این گروه، ماهواره Tiros بود که در سال ۱۹۶۰ در مدار قرار گرفت که توانایی ارسال تصاویر مادون قرمز از ابرها و نیز توانایی شناسایی توفان ها و مسیر آنها را داشت. پس از آن ماهواره های دیگری نیز مانند Nimbus و itos در مدار قرار گرفتند.

ماهواره های هواشناسی دو نوع اند، آنهایی که در مدار زمین به صورت ساکن قرار دارند که به صورت پیوسته یک سوم زمین را زیر نظر دارند و گروهی که در مدار قطبی مستقرند که می توانند هر ۱۲ ساعت یک بار کل سطح زمین را پوشش دهند.

ماهواره های هواشناسی با ارسال دمای هوا، دمای زمین، سرعت باد و حرکت ابرها هواشناسان را در پیش بینی هوا در روزهای آینده کمک می کنند.

● ماهواره های هدایت و ناوبری

این مدل از ماهواره ها برای تعیین و موقعیت و هدایت وسایل نقلیه دریایی، هوایی و زمینی مورد استفاده قرار می گیرند.

شبکه ای از ماهواره های ردیابی در سراسر جهان به مردم کمک می کند تا محل دقیق خود را با اختلاف چندمتر بیابند.

نخستین ماهواره از این نوع، ماهواره Transit۵A بود که درسال ۱۹۶۳ در مدار قرار گرفت. این ماهواره با ارسال سیگنال های خاص توانایی هدایت کشتی ها و هواپیماها را داشت.

این گروه از ماهواره ها به دلیل تعداد کم نمی توانستند همه جای زمین را در یک زمان پوشش دهند و به همین دلیل پس از مدتی سری ماهواره های Navstar یا Gps که شامل ۲۴ ماهواره است در مدار قرار گرفت.

با ارسال این ماهواره استفاده کننده ها قادر خواهند بود مکان خود را از نظر طول، عرض و ارتفاع به درستی تعیین کنند.

● ماهواره های تحقیقاتی

این دسته از ماهواره ها برای انجام مطالعات و تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می گیرند، تحقیقاتی در زمینه میدان های مغناطیسی، تشعشعات کیهانی، مشخصه های اجرام فضایی، مطالعه امواج خورشیدی و رادیویی از معروف ترین ماهواره های این گروه می توان به هابل (Hubble)، سالیوت (Salyut)، میر (Mir)، اسکای لب (Sky lab) اشاره کرد.

● ماهواره های نظامی

ماهواره های این گروه مهمترین نوع از ماهواره ها هستند که در فعالیت های جاسوسی- دفاعی و تهاجمی به کار گرفته می شوند. این فعالیت ها مانند شنود اطلاعات و مکالمات، شناسایی حملات موشکی، شناسایی مراکز خاص، هدایت نیروهای تهاجمی، ایجاد اختلال در مکالمات رقیب و... هستند.

● ماهواره های شناسایی

این گروه از ماهواره ها اطلاعات فراوانی را از زمین دریافت کرده و به مراکز کنترل می فرستند. ماهواره های شناسایی استفاده گسترده ای دارند و در بخش های مختلف می توان از آنها استفاده کرد.

به عنوان نمونه در مطالعات زمین شناسی می توان مشخصات گسل ها و آتشفشان ها را بررسی کرد. یا در شناسایی منابع آبی سطحی و نیز مطالعه در مورد آب های زیرزمینی و جزر و مد دریاها داشت.

ارزیابی و شناسایی جنگل ها و مراتع و بررسی تراکم و کیفیت جنگل ها، بررسی در مورد تنوع زیست محیطی و زیستگاه های حیات وحش هم از دیگر وظایف آنهاست.

شناسایی آلودگی های موادآلاینده مانند آلودگی های نفتی، پیش بینی زلزله، توفان، سیل وگردباد، نقشه برداری از تمامی سطوح زمینی و دریایی، مناطق شهری از جمله بافت های شهری، مطالعه و تحقیق راه های حمل و نقل و طراحی راه های جدید از جمله موارد کاربردهای مهم این دسته از ماهواره هاست.

از معروف ترین ماهواره های این گروه می توان به Seacet Spot Landset ۱ Topex و Jers اشاره کرد.

ترجمه : علیرضا سزاوار