up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله انواع ماهواره satellites PDF
QR code - انواع ماهواره satellites

انواع ماهواره satellites

ماهواره ها براي مطالعه کائنات، ايستگاه هاي هواشناسي، انتقال تماس هاي تلفني از فراز اقيانوس ها، رديابي و تعيين مسير کشتي ها، هواپيماها و همينطور امور نظامي بکار مي روند.
قمر مصنوعي( شي ) ايست که توسط انسان ساخته شده و بطور مداوم در حال حرکت در مداري حول زمين يا اجرام ديگري در فضا مي باشد. بيشتر ماهواره هاي ساخته شده تاکنون حول کره زمين در حرکت هستند و در مواردي چون مطالعه کائنات، ايستگاه هاي هواشناسي، انتقال تماس هاي تلفني از فراز اقيانوس ها، رديابي و تعيين مسير کشتي ها، هواپيماها و همينطور امور نظامي بکار مي روند. ماهواره هايي نيز وجود دارند که دور ماه، خورشيد، اجزام نزديک به زمين و سياراتي نظير زهره، مريخ و مشتري در حال گردش مي باشند.
اين ماهواره ها اغلب اطلاعات مربوط به جرم آسماني که حول آن در گردشند را جمع آوري مي کنند. به جز ماهواره هاي مصنوعي مذکور، اشياي در حال گردش ديگري نيز در فضا وجود دارند از جمله: فضاپيماها، کپسول هاي فضايي و ايستگاه هاي فضايي که به آنها نيز ماهواره مي گوييم. همچنين اجرام ديگري نيز به نام زباله هاي فضايي شامل بالابرنده هاي مستهلک راکت ها، تانک هاي خالي سوخت و... که به زمين سقوط نکرده اند نيز در فضا وجود دارند. در سال ۱۹۵۵ شوروي تحقيقات خود را براي پرتاب ماهواره مصنوعي به فضا آغاز کرد. در چهارم اکتبر ۱۹۵۷ اين اتحاديه ماهواره اسپاتنيک۱ را به عنوان اولين ماهواره مصنوعي به فضا ارسال نمود.
در تاريخ ۳ نوامبر۱۹۵۷ اتحاديه جماهير شوروي دومين ماهواره مصنوعي يعني اسپاتنيک۲ را به فضا فرستاد. اين ماهواره حامل اولين حيواني بود که به فضا سفر کرد. سگي به نام «لايکا.» پس از آن ايالات متحده ماهواره کاوشگر۱ را در تاريخ ۳۱ ژانويه ۱۹۵۸ و آونگارد۱ را در تاريخ ۱۷ مارس همان سال به فضا فرستاد. نخستين ماهواره ارتباطي اکو۱ در ماه اگست سال۱۹۶۰ از ايالات متحده به فضا فرستاده شد. اين ماهواره امواج راديويي به زمين مي فرستاد. در آوريل ۱۹۶۰ نيز اولين ماهواره هواشناسي تيروس۱ که تصاوير ابرها را به زمين ارسال مي کرد فرستاده شد. نيروي دريايي آمريکا سازنده اولين ماهواره ردياب، ترانزيت۱ب در آ.ريل سال۱۹۶۰ بود. به اين ترتيب تا سال ۱۹۶۵ در هر سال بيش از ۱۰۰ ماهواره به مدارهايي در فضا فرستاده شدند. از سال ۱۹۷۰ دانشمندان به کمک رايانه و نانوتکنولوژي موفق به اختراع سازه ها تجهيزات پيشرفته تري براي ماهواره شده اند. به علاوه کشور هاي ديگر همينطور سازمان هاي تجاري مبادرت به خريداري و ارسال ماهواره نموده اند. در سال هاي اخير بيشتر از ۴۰ کشور ماهواره در اختيار دارند و نزديک به ۳۰۰۰ ماهواره در مدارها به انجام ماموريت هاي خود مي پردازند
● انواع مدارها
مدارهاي ماهواره ها اشکال گوناگوني دارند، برخي دايره شکل و برخي به شکل بيضي مي باشند. مدارها از لحاظ ارتفاع نيز با يکديگر تفاوت دارند. براي مثال بعضي از ماهواره ها در مداري دايره شکل حول زمين خارج از اتمسفر در ارتفاع ۲۵۰ کيلومتر در حرکت اند و برخي در مداري حرکت مي کنند که بيش از ۳۲۲۰۰ کيلومتر از زمين فاصله دارد. ارتفاع بيشتر مدار برابر است با دوره گردش(مدت زمانيکه ماهواره يک دور کامل در مدار خود حرکت مي کند) طولاني تر. يک ماهواره زماني در مدار خود باقي مي ماند که بين شتاب ماهواره(سرعتي که ماهواره مي تواند در طي يک مسير مستقيم داشته باشد) و نيروي گرانش ناشي از جرم آسماني که ماهواره تحت تاثير آن مي باشد و دور آن در گردش است تعادل وجود داشته باشد. چنانچه شتاب ماهواره اي بيشتر از گرانش زمين باشد ماهواره در يک مسير مستقيم از زمين دور مي شود و چنانچه اين شتاب کمتر باشد ماهواره به سمت زمين برخواهد گشت. براي درک بهتر تعادل بين گرانش و شتاب، جسم کوچکي را در نظر بگيريد که به انتهاي يک رشته طناب متصل و در حال چرخش است. اگر طناب پاره شود جسم متصل به آن در يک مسير صاف به زمين مي افتد. طناب در واقع کار گرانش را انجام مي دهد تا شي» بتواند به چرخش خود ادامه دهد. ضمنا وزن شي و طناب مي توانند نشانگر رابطه بين ارتفاع ماهواره و دوره گردش آن باشد. طناب بلند مانند ارتفاع بلند است، هرچه طناب بلندتر باشد زمان بيشتري نياز است تا شي» متصل به آن يک دور کامل بچرخد. طناب کوتاه مانند ارتفاع کوتاه است و در زمان کمتري شي» مذکور يک دور کامل در مدار خود گردش خواهد کرد. انواع گوناگوني از مدارها وجود دارند اما اغلب ماهواره هايي که حول زمين در گردشند در يکي از اين چهارگونه مدار حرکت مي کنند:
۱) ارتفاع بلند، ژئوسينکرنوس.
۲)ارتفاع متوسط.
۳)سان سينکرنوس، قطبي.
۴)ارتفاع کوتاه.(شکل اغلب اين گونه مدارها دايره است)
● انواع ماهواره ها
ماهواره هاي مصنوعي بر اساس ماموريت هايشان طبقه بندي مي شوند. شش نوع اصلي ماهواره وجود دارند:
۱)تحقيقات علمي:
ماهواره هاي تحقيقات علمي اطلاعات را به منظور بررسي هاي کارشناسي جمع آوري مي کنند. اين ماهواره ها اغلب به منظور انجام يکي از سه ماموريت زير طراحي و ساخته مي شوند.
▪ جمع آوري اطلاعات مربوط به ساختار، ترکيب و تاثيرات فضاي اطراف کره زمين.
▪ ثبت تغييرات در سطح و جو کره زمين.
▪ مشاهده سيارات، ستاره ها و اجرام آسماني در فواصل بسيار دور.
۲)هواشناسي:
ماهواره هاي هواشناسي به دانشمندان براي مطالعه بر روي نقشه هاي هواشناسي و پيش بيني وضعيت آب و هوا کمک مي کنند. اين ماهواره ها قادر به مشاهده وضعيت اتمسفر مناطق گسترده اي از زمين مي باشند.بعضي از ماهواره هاي هواشناسي در مدارهاي سان سينکرنوس، قطبي، در حرکتند که توانايي مشاهده بسيار دقيق تغييرات در کل سطح کره زمين را دارند. آنها مي توانند مشخصات ابرها، دما، فشار هوا، بارندگي و ترکيبات شيميايي اتمسفر را اندازه گيري نمايند. از آنجا که اين ماهواره ها همواره هر نقطه از زمين را در يک ساعت مشخص محلي مشاهده مي کنند دانشمندان با اطلاعات به دست آمده قادر به مقايسه دقيق تر آب و هواي مناطق مختلفند. ضمنا شبکه جهاني ماهواره هاي هواشناسي که در اين مدارها در حرکتند مي توانند نقش يک سيستم جستجو و نجا ت را برعهده گيرند. آنها تجهيزات مربوط به شناسايي سيگنال هاي اعلام خطر در همه هواپيماها و کشتي هاي خصوصي و غيرخصوصي را دارا هستند. بقيه ماهواره هاي هواشناسي در ارتفاع هاي بلندتر در مدارهاي ژئوسينکرنوس قرار دارند. از اين مدارها، آنها مي توانند تقريبا نصف کره زمين و تغييرات آب و هوايي آن را در هر زمان مشاهده کنند. تصاوير اين ماهواره ها مسير حرکت ابرها و تغييرات آنها را نشان مي دهد. آنها همينطور تصاوير مادون قرمز نيز تهيه مي کنند که گرماي زمين و ابرها را نشان مي دهد.
۳)ارتباطي:
ماهواره هاي ارتباطي در واقع ايستگاه هاي تقويت کننده سيگنال ها هستند، از نقطه اي امواج را دريافت و به نقطه اي ديگر ارسال مي کنند. يک ماهواره ارتباطي مي تواند در آن واحد هزاران تماس تلفني و جندين برنامه شبکه تلوزيوني را تحت پوشش قرار دهد. اين ماهواره ها اغلب در ارتفاع هاي بلند، مدار ژئوسينکرنوس و بر فراز يک ايستگاه در زمين قرار داده مي شوند.يک ايستگاه در زمين مجهز به آنتني بسيار بزرگ براي دريافت و ارسال سيگنال ها مي باشد. گاهي چندين ماهواره که دريک شبکه و درمدارهاي کوتاه تر قرار گرفته اند، امواج را دريافت و با انتقال دادن سيگنال ها به يکديگر آنها را به کاربران روي زمين در اقصي نقاط آن مي رسانند. سازمان هاي تجاري مانند تلويزيون ها و شرکت هاي مخابراتي در کشورهاي مختلف از کاربران دائمي اين نوع ماهواره ها هستند.
۴)ردياب:
به کمک ماهواره هاي ردياب، کليه هواپيماها، کشتي ها و خودروها بر روي زمين قادربه مکان يابي با دقت بسيار زياد خواهند بود. علاوه بر خودروها و وسايل نقليه اشخاص عادي نيز مي توانند از شبکه ماهواره هاي ردياب بهره مند شوند. در واقع سيگنال هاي اين شبکه ها در هر نقطه اي از زمين قابل دريافتند. دستگاه هاي دريافت کننده، سيگنال ها را حداقل از سه ماهواره فرستنده دريافت و پس از محاسبه کليه سيگنال ها، مکان دقيق را نشان مي دهند.
۵)مشاهده زمين:
ماهواره هاي مخصوص مشاهده زمين به منظور تهيه نقشه و بررسي کليه منابع سياره زمين و تغييرات ماهيتي چرخه هاي حياتي در آن، طراحي و ساخته مي شوند. آنها در مدارهاي سان سينکرنوس قطبي در حرکت اند. اين ماهواره ها دائما در شرايط تحت تابش نور خورشيد مشغول عکسبرداري از زمين با نور مرئي و پرتوهاي نامرئي هستند. رايانه ها در زمين اطلاعات به دست آمده را بررسي و مطالعه مي کنند. دانشمندان به کمک اين ماهواره معادن و مراکز منابع در زمين را مکان يابي و ظرفيت آنها را مشخص مي کنند. همينطور مي توانند به مطالعه بر روي منابع آب هاي آزاد و يا مراکز ايجاد آلودگي و تاثيرات آن ها و يا آسيب هاي جنگل ها و مراتع بپردازند.
۶)تاسيسات نظامي:
ماهواره هاي تاسيسات نظامي مشتمل از ماهواره هاي هواشناسي، ارتباطي، ردياب و مشاهده زمين مي باشند که براي مقاصد نظامي بکار مي روند. برخي از اين ماهواره ها که به ماهواره هاي جاسوسي نيز شهرت دارند قادر به تشخيص دقيق پرتاب موشک ها، حرکت کشتي ها در مسير هاي دريايي و جابجايي تجهيزات نظامي در روي زمين مي باشند.
● زندگي و مرگ ماهواره ها
هر ماهواره حامل تجهيزاتي است که براي انجام ماموريت خود به آن ها نياز دارد. براي مثال ماهواره اي که مامور مطالعه کائنات است مجهز به تلسکوپ و ماهواره مامور پيش بيني وضع هوا مجهز به دوربين مخصوص براي ثبت حرکات ابرها است. علاوه بر تجهيزات تخصصي، همه ماهواره ها داراي سيستم هاي اصلي براي کنترل تجهيزات خود و عملکرد ماهواره مي باشند. از جمله سيستم تامين انرژي، مخازن، سيستم تقسيم برق و.... در هر يک از اين بخش ها ممکن است از سلول هاي خورشيدي براي جذب انرژي مورد نياز استفاده شود. بخش داده ها و اطلاعات نيز مجهز به رايانه هايي به منظور جمع آوري و پردازش اطلاعات به دست آمده از طريق تجهيزات و اجراي فرامين ارسال شده از زمين مي باشد. هريک از تجهيزات جانبي و بخش هاي اصلي يک ماهواره بطور جداگانه طراحي، ساخته و آزمايش مي شوند. متخصصان بخش هاي مختلف را کنارهم گذاشته و متصل مي کنند تا زمانيکه ماهواره کامل شود و سپس ماهواره در شرايطي نظير شرايطي که هنگام ارسال از سطح زمين و هنگام استقرار در مدار خود خواهد داشت آزمايش مي شود. اگر ماهواره همه آزمايش ها را به خوبي گذراند آماده پرتاب مي شود.
● پرتاب ماهواره
برخي ماهواره ها توسط شاتل ها در فضا حمل مي شوند ولي اغلب ماهواره ها توسط راکت هايي به فضا فرستاده مي شوند که پس از اتمام سوختشان به درون اقيانوس ها مي افنتد. بيشتر ماهواره ها در ابتدا با حداقل تنظيمات در مسير مدار خود قرار داده مي شوند. تنظيمات کامل را راکت هايي انجام مي دهند که داخل ماهواره کار گذاشته مي شوند. زمانيکه ماهواره در يک مسير پايدار در مدار خودقرار گرفت مي تواند مدت هاي درازي در همان مدار بدون نياز به تنظيمات مجدد باقي بماند.
● انجام ماموريت
کنترل بيشتر ماهواره ها در مرکزي بر روي زمين است. رايانه ها و افراد متخصص در مرکز کنترل وضعيت ماهواره را تحت نظر دارند. آنها دستورالعمل ها را به ماهواره ارسال مي کنند و اطلاعات جمع آوري شده توسط ماهواره را دريافت مي نمايند. مرکز کنترل از طريق امواج راديويي با ماهواره در ارتباط است. ايستگاه ها يي بر روي زمين اين امواج را از ماهواره دريافت و يا به آن ارسال مي کنند. ماهواره ها معمولا به طور دائم از مرکز کنترل دستورالعمل دريافت نمي کنند. آنها در واقع مثل روبات هاي چرخان هستند. روباتي که سلول هاي خورشيدي خود را براي دريافت انرژي کافي تنظيم و کنترل مي کند و آنتن هاي خود را براي دريافت دستورات خاص از زمين آماده نگه مي دارد. تجهيزات ماهواره به صورت مستقل و اتوماتيک وظايف خود را انجام مي دهند و اطلاعات را جمع آوري مي کنند. ماهواره هاي موجود در ارتفاع هاي بلند مدار ژئوسينکرنوس در ارتباط هميشگي و دائم با زمين مي باشند. ايستگاه هاي زمين مي تواند دوازده بار در روز با ماهواره هاي موجود در ارتفاع کوتاه ارتباط برقرار نمايند.
در طول هر تماس ماهواره اطلاعات خود را ارسال و دستورالعمل ها را زا ايستگاه دريافت مي کند. تبادل اطلاعات تا زمانيکه ماهواره از فراز ايستگاه عبور مي کند مي تواند ادامه داشته باشد که معمولا زماني حدود ۱۰دقيقه است. چنانچه قسمتي از ماهواره دچار نقص فني شود اما ماهواره قادر به ادامه ماموريت هاي خود باشد، معمولا همچنان به کار خود ادامه مي دهد. در چنين شرايطي مرکز کنترل روي زمين بخش آسيب ديده را تعمير و يا مجددا برنامه نويسي مي کند. در موارد نادري نيز عمليات تعمير ماهواره را شاتل ها در فضا انجام مي دهند. و اما چنانچه آسيب هاي وارد آمده به ماهواره به اندازه اي باشد که ماهواره ديگر قادر به انجام ماموريت هاي خود نباشد مرکز کنترل فرمان توقف ماهواره را صادر مي کند.
● سقوط از مدار
يک ماهواره در مدار خود باقي مي ماند تا زمانيکه شتاب آن کم شود و در چنين حالتي نيروي گرانش ماهواره را به سمت پايين و به سمت اتمسفر مي کشاند. سرعت ماهواره هنگام برخورد با مولکول هاي خارجي ترين لايه اتمسفر کم مي شود. هنگامي که نيروي گرانش ماهواره را به سمت لايه هاي داخلي اتمسفر مي کشاند هوايي که در جلوي ماهواره قرار مي گيرد سريعا به قدري فشرده و داغ مي شود که در اين هنگام بخشي و يا تمامي ماهواره مي سوزد.

● طبقه بندي ماهواره ها : ۱) ماهواره هاي سنجش از راه دور ۲) ماهواره هاي مخابراتي ۳) ماهواره هاي ناوبري ۴) ماهواره هاي تحقيقاتي ماهواره هايي که به عنوان ...

● طبقه بندي ماهواره ها : ۱) ماهواره هاي سنجش از راه دور ۲) ماهواره هاي مخابراتي ۳) ماهواره هاي ناوبري ۴) ماهواره هاي تحقيقاتي ماهواره هايي که به عنوان ...

امروزه ارتباطات به يکي از ابزار مهم و اوليه در پيشبرد اهداف تجاري و نظامي در دنيا به شمار مي رود. اين مهم سبب شده است تا صنعت ICT به يکي از مهمترين صن ...

بدون شك ماهواره هاي ناوبري نظامي از پيچيده ترين ماهواره هايي هستند كه بشر تاكنون موفق به ساخت آنها شده است. گرچه بنابر آنچه تاكنون انتشار يافته، هدف ا ...

استفاده از ليزر روز به روز گسترده تر مي شود، از بمب افکن هاي مجهز به تسليحات ليزري تا بزرگ ترين رصدخانه هاي جهان. شرکت بوئينگ اعلام کرد که در اواسط ما ...

ماهواره ي مصنوعي شي ايست که توسط انسان ساخته شده و به طور مداوم در حال حرکت در مداري حول زمين يا اجرام ديگري در فضا مي باشد. بيشتر ماهواره هاي ساخته ش ...

هرچه آدمي بيشتر به سيستم هاي جديد و فناوري مدرن مجهز شود گرچه پيشرفت و رفاه زندگي ماشيني را حس مي کند و به ظاهر بر طبيعت مسلط مي شود، نسبت به مشکلات ع ...

ماهواره ي مصنوعي شي ايست که توسط انسان ساخته شده و به طور مداوم در حال حرکت در مداري حول زمين يا اجرام ديگري در فضا مي باشد. بيشتر ماهواره هاي ساخته ش ...

دانلود نسخه PDF - انواع ماهواره satellites