آمار«ماهواره ها» درفضا
امارماهواره هایی که درفضامی چرخند؟
نابر گزارش موسسه یونیون، هم اکنون حدود ۲۰۰۰ ماهواره به دور زمین میچرخند.
این در حالی است که اگر فقط پروژه استارلینک شرکت اسپیسایکس را در نظر بگیریم این تعداد در چند سال آینده دست کم ۷ برابر خواهد شد چرا که استارلینک بنا دارد ۱۲۰۰۰ ماهواره به فضا بفرستد.
این ماهوارهها در باند مایکروویو طیف الکترومغناطیسی برای ارائه اینترنت پرسرعت با پهنای باند بالا در هر نقطه از جهان کار میکنند.
درفضا چقدربرای ماهواره ها«جا»است؟
با شروع پروژههایی نظیر استارلینک یا وانوب که بنا دارند در چند سال آینده چند هزار ماهواره را در مدار زمین قرار دهند، بسیاری نگران ترافیک و تجمع ماهواره در مدار زمین شدهاند.
ماهواره هادرفضاباهم برخورد«تصادم»نمی کنند؟
یک نگرانی بزرگ این است که تجمع ماهوارهها در مدار زمین احتمال سانحه و برخورد این اجسام در مدار زمین را افزایش دهد. سوانحی که معلوم نیست ابعاد تخریبی آنها چه خواهد بود.
اسپیس ایکس میگوید بنا دارد ماهوارههای این شرکت را مجهز به تجهیزاتی کند که به طور خودکار اجرام و نخالهها را تشخیص و از برخورد با آنها پرهیز کنند(هوشمند)
ماهواره های ارده خارج«فرسوده» چه می شوند؟
این شرکت همچنین میگوید ماهوارههای خود را از موادی تهیه کرده که به هنگام فرسوده شدن و حرکت به سمت زمین
۹۵ درصد جرم آنها «در فضا ذوب خواهند شد» و به این ترتیب از نظر ایمنی استاندارهای بالایی خواهد داشت.
شرکت اسپیسایکس تا این لحظه بیشتر جزئیات پروژه چند میلیارد دلاری خود برای ایجاد یک شبکه پرسرعت اینترنت در فضا مخفی نگه داشته است. موضوعی که با توجه به اشتیاق سرمایهگذاریها در این زمینه دور از انتظار نیست.
این شرکت نمونههای اولیه از فناوری تولید خود را که «تنتن الف» و «تنتن ب» نامیده شده بودند را در فوریه سال گذشته به نمایش گذاشت اما فضاپیمایی که شب گذشته با فالکن ۹ به مدار زمین فرستاده شد خیلی با این دو نمونه تفاوت داشت.
« ایلان ریو ماسک» (Elon Reeve Musk)، مدیرعامل اسپیس ایکس هفته پیش تشریح کرد ماهوارههای جدید هر کدام حدود ۲۲۷ کیلوگرم وزن دارند و علاوه بر یک تیغه بلند شامل سلولهای خورشیدی، آنتنهای متعددی دارند که تواناییهای بالایی دارد.
این ماهوارههای کوچک همچنین به موتورهای محرک الکتریکی مجهزند که میتواند با شارژ الکتریکی اتمهای کریپتون را پرتاب کند.
ماهواره درفاصله ۵۰۰کیلومتری زمین
این ماهوارهها را به فاصله ۴۴۰ کیلومتری بالای زمین ارسال شد تا مسیر خود را به فاصله ۵۵۰ کیلومتری از بالای زمین برسانند.
برای شروع عملیات ماهوارههای استارلینک به موتور محرکهای نیاز دارند که آنها را از لحظه نصب در فضا به مدار مورد نظر که حدود ۴۴۰-۵۵۰ کیلومتر از زمین فاصله دارد برساند تابا حداقل تاخیر در شبکه ارتباط اینترنتی ردو بدل شود.
این موتور محرکه همچنین قادر خواهد بود که استارلینک را در موقعیت دقیق محاسبه شده در آسمان نگه دارد و این ماهواره را پس از آنکه عمر کاری او به پایان رسید به سوی زمین هدایت کند.
ماهوارههای استارلینک بخشی از برنامه« اسپیسایکس» برای سرویس جدید و پرسرعت اینترنت هستند. این طرح در اوایل سال ۲۰۱۵، با درخواست «ایلان ماسک« مدیرعامل این شرکت از کمیته ارتباطات فدرال مبنی بر اجازه آزمایش ایده خود برای تأسیس یک پهنای باند جهانی آغاز شد.
«راکت فالکن ۹» که روز پنجشنبه پرتاب شد تنها ۶۰ دستگاه از ماهوارههای استارلینک را به فضا برد و به همین علت تا هنگامی که همه ۱۲۰۰۰ ماهواره نصب و به هم وصل شوند زمان زیادی مانده است.
این ماهوارهها در باند مایکروویو طیف الکترومغناطیسی برای ارائه اینترنت پرسرعت با پهنای باند بالا در هر نقطه از جهان کار میکنند.
۶ پرتاب دیگر درمراحل بعدانجام می گیرد
ماسک گفت که این ۶۰ ماهواره قابلیت برقراری ارتباط با یکدیگر را در مدار ندارند. این فناوری جدیداست، بنابراین احتمال دارد که برخی از آنها کار نکند، هنوز ۶ پرتاب دیگر باید انجام شود تا یک شبکه کوچک اینترنتی ایجاد شود،به ۱۲ مأموریت دیگر هم نیاز دارد تا بتواند پوشش بیشتری داشته باشد و پس از آن هم دهها پرتاب دیگر نیاز است تا این شبکه به تکمیل مراحل اولیه و میانی برسد
آقای ماسک گفته امیدوار است که با تکمیل استارلینک و آغاز سودآوری مالی آن شرکت اسپیسایکس منابع پولی لازم برای سرمایهگذاری در پروژههای بلندپروازانه او را به دست آورد؛ پروژههایی نظیر ساخت یک «شهرک خودکفا در مریخ» و تاسیساتی در ماه ازجمله این ایده هااست.
ماسک باید حداقل ۴۰۰ ماهواره را در مدار زمین قرار دهد تا بتواند حداقل پوشش اینترنت را ایجاد کند و برای پوشش متوسط جهانی باید حداقل ۸۰۰ ماهواره به فضا بفرستد.
زمان پرتاب های بعدی؟
آقای ماسک دراسفند۱۳۹۶ گفته بود که«اسپیسایکس» ۴۴۲۵ ماهواره را تا سال ۲۰۲۴ در مدار ۱۲۰۰کیلومتری زمین قرار خواهدداد و سپس ۷ هزار ماهواره دیگر را در مدار ۳۴۰ کیلومتری قرار می دهد تا اینترنتی با کیفیت مشابه فیبر نوری فراهم کند.
وی همچنین درتاریخ مذکور گفته بود: دو ماهواره آزمایشی «استارلینک» به طور صحیح در مدار مستقر شدهاند.
البته درLinkSure) اعلام کرده بود که یک مجموعه ماهواره را تا سال۲۰۲۶میلادی(۱۴۰۵شمسی)
شرکت چینی « لینکشور»(درطی۸سال-به مدار زمین پرتاب خواهد کرد.
این شرکت میخواهد که دسترسی رایگان به اینترنت را در سراسر جهان فراهم کند.
استقرار این سیستم که “ازدحام صور فلکی لینکشور” نام دارد، با پرتاب ماهواره “لینکشور-۱″(LinkSure-1) در سال ۲۰۱۹ آغاز خواهد شد. سپس تا سال ۲۰۲۰، ۱۰ ماهواره دیگر پرتاب خواهد شد. تا اینکه نهایتا تا ۸ سال آینده مجموعا ۲۷۲ ماهواره و مراکز پردازش داده به کار گرفته شوند.توضیحات مدیریت سایت-پیراسته فر:گزارش رسانه های خارجی بمناسبت پرتاب”۶۰ ماهواره -همزمان-درفضا”بایک موشک فالکن ۹،برای اینترنت پرسرعت
در ساعات پایانی روز پنجشنبه۲ خرداد ۱۳۹۸ (۲۳ مه۲۰۱۹) یک موشک فالکن ۹ از پایگاه فضایی کیپ کاناورال فلوریدا به سوی مدار زمین پرتاب شد
***
صدها ماهواره یا قمر طبیعی در منظومه شمسی وجود دارد به گونهای که تقریبا هر سیاره دارای حداقل یک قمر است. برای مثال زحل حداقل ۵۳ ماهواره طبیعی و از سال ۲۰۰۴ تا ۲۰۱۷ یک ماهواره مصنوعی دارد. ماهواره کاسینی کاوشگری است که حلقه سیاره زحل و قمرهای آن را مورد بررسی قرار میدهد
ماهواره جسمی در فضا است که در اطراف یک جسم بزرگتر حرکت میکند و دارای دو نوع طبیعی ( ماه در مدار زمین) و مصنوعی (ایستگاه فضایی بینالمللی در مدار زمین) است.
طبق فهرست تهیه شده از اشیا پرتاب شده به فضا توسط دفتر امور فضایی ملل متحد، در حال حاضر ۴۸۵۷ ماهواره در مدار زمین حضور دارند که این تعداد نسبت به سال گذشته ۴٫۷۹ درصد افزایش داشته است.
همچنین بخش قابل توجهی از آن، ۴۵۳ تاسواره است که با هدف مشاهده زمین و برقراری ارتباط به فضا پرتاب شدهاند. تاسوارهها، ماهوارههای کوچک مکعب شکلی در ابعاد ۱۰×۱۰×۱۰ و وزنی در حدود ۱۳۰۰ گرم تعریف شدهاند.
چه تعداد از ماهوارههای موجود در مدار زمین فعال هستند؟
اتحادیه «دانشمندان نگران» (UCS) تعداد ماهوارههای قابل استفاده در مدار را ثبت کردند که طبق آخرین به روزرسانی آنها، تا پایان آوریل سال ۲۰۱۸، تعداد ۱۹۸۰ ماهواره فعال در مدار زمین وجود دارد که نسبت به سال گذشته ۱۳٫۹۲ درصد افزایش یافته است.
این بدان معنی است که ۲۸۷۷ قطعه فلزی بیفایده در اطراف زمین پراکنده هستند. البته برخی از این ماهوارههای غیرفعال، خراب شده و به زمین بازگشته یا در اتمسفر سوختهاند.
طبق پایگاه اطلاعاتی UCS، از ۴۵۳ شی پرتاب شده در سال ۲۰۱۷، تنها ۳۹۰ مورد آنها تا پایان آوریل سال ۲۰۱۸ در فضا مانده و ۱۴ درصد آنها به زمین برگشتهاند.
وظایف این ماهوارهها چیست؟
براساس به روزرسانی UCS، از این تعداد ماهواره موجود در فضا، ۷۹۲ ماهواره ارتباطی، ۶۶۱ ماهواره مشاهده زمین، ۱۲۱ ماهواره هوانورد و موقعیتیاب، ۲۳ ماهواره زمینشناسی، ۷۶ ماهواره مشاهده فضا و ۲۱۳ ماهواره با هدف توسعه فناوری است.
گفتنی است؛ نسبت به آمار سال گذشته، تعداد ماهوارههای ارتباطی ۶٫۷ درصد، ماهواره مشاهده زمین ۱۰٫۹ درصد، ماهوارههای با هدف توسعه فناوری ۱۰٫۴ درصد و ماهوارههای موقعیتیاب ۱۲ درصد افزایش یافته است. این در حالی است که تعداد ماهوارههای مشاهده فضا و علوم زمینشناسی هیچ تغییری نکرده است.
لازم به ذکر است؛ ماهوارههای دیگری نیز وجود دارند که با اهداف متعددی به دور مدار زمین میچرخند.
ماهوارهها متعلق به چه نهادهایی هستند؟
تعداد ۸۲۶ ماهواره تجاری، ۵۲۳ ماهواره دولتی، ۳۹۹ ماهواره نظامی و ۱۳۸ ماهواره غیرنظامی هستند، ۲۷۸ ماهواره (۱۴٫۶ درصد) برای مصارف چندگانه مورد استفاده قرار میگیرند./دیماه۱۳۹۷فارس
طبق قوانین مکانیک نیوتنی: هر ۲۳ ساعت و ۵۶ دقیقه و۴ ثانیه یک بار به دور زمین میچرخند
از آنجا که زمین هم دقیقا در همین زمان یک بار به دور خودش میچرخد، نسبت به سطح زمین ثابت میمانند و میتوان از آنها برای ارتباطات ماهوارهای استفاده کرد.
مارکو لنگبروک، عکاس نچومی اهل هلند در یک عکسبرداری جالب، بخشی از آسمان را با ابعاد ۱۴ در ۱۰ درجه بررسی کرد و ۳۰ ماهواره، ماهواره نظامی و بقایای موشکهای قدیمی که امروز جزو زبالههای فضایی است، پیدا کرد.
همانطور که در عکس بزرگ زیر مشاهده میکنید، ماهوارههای مخابراتی همگی روی یک خط قرار گرفتهاند. این ماهواره ها در مداری بالای استوای زمین و به ارتفاع ۳۶هزار کیلومتر از سطح آن قرار گرفتهاند، چراکه طبق قوانین مکانیک نیوتنی هر ۲۳ ساعت و ۵۶ دقیقه و ۴ ثانیه یک بار به دور زمین میچرخند و از آنجا که زمین هم دقیقا در همین زمان یک بار به دور خودش میچرخد، نسبت به سطح زمین ثابت میمانند و میتوان از آنها برای ارتباطات ماهوارهای استفاده کرد. اولین بار آرتور سی.کلارک، نویسنده بزرگ علمی-تخیلی بود که پیشنهاد داد چنین مداری را میتوان برای ماهوارههای مخابراتی استفاده کرد. این مدار به مدار کلارک یا مدار زمین ثابت یا زمین آهنگ نیز مشهور است.
با توجه به حضور ۳۰ ماهواره در این محدوده نسبتا کوچک، به راحتی میتوان تخمین زد که صدها ماهواره فعال و از کارافتاده در حال عبور از آسمان هستند.
هماکنون علاوه بر ماهوارههای فعال، دهها هزار قطعه ریز و درشت شامل ماهوارههای از کار افتاده، قطعات جداشده از ماهوارههای قدیمی، موشکهای و موتورهای سرگردان در فضا و حتی پیچ و مهره در مدار زمین وجود دارند که با سرعت سرسام آور چند کیلومتر بر هر ثانیه به دور زمین میچرخند و زبالههای فضایی را تشکیل میدهند. کارشناسان فضایی نگران آن هستند که با افزایش بیرویه این زبالهها بخصوص با توجه به روند رو به رشد فعالیتهای فضایی خصوصی، تعداد زبالهها به قدری افزایش یابد که دیگر نتوان از بین آنها راهی به فضا پیدا کرد و عملا در کره زمین محبوس شویم./تیر ۱۳۹۱خبرآنلاین
انواع ماهوارهها
براساس گزارش «اسپیس»، صدها ماهواره یا قمر طبیعی در منظومه شمسی وجود دارد به گونهای که تقریبا هر سیاره دارای حداقل یک قمر است. برای مثال زحل حداقل ۵۳ ماهواره طبیعی و از سال ۲۰۰۴ تا ۲۰۱۷ یک ماهواره مصنوعی دارد. ماهواره کاسینی کاوشگری است که حلقه سیاره زحل و قمرهای آن را مورد بررسی قرار میدهد.
با این حال ماهوارههای مصنوعی تا اواسط قرن بیستم به طور واقعی وجود نداشتند تا اینکه اولین ماهواره به نام «اسپوتنیک-۱ » در روز ۴ اکتبر ۱۹۵۷ به مدار زمین پرتاب شد. این ماهواره که توسط روسها ساخته شده بود جهان غرب را شوکه کرد زیرا آنها معتقد بودند روسیه قادر به ارسال ماهواره به فضا نیست.
اسپوتنیک (Spoutnik) با شکل کُروى، قطر ۵۸ سانتىمتر و وزنى معادل ۶/۸۳ کیلوگرم مطالعه طبقه یونسفر زمین و انتشار امواج رادیوئى را بر عهده داشت. اسپوتنیک هر ۴ ساعت و ۴۶ دقیقه با سرعتى برابر با هشت هزار متر در ثانیه یکبار به دور زمین در مدار بیضى شکل مىگشت.
این ماهواره به دلیل اثرات جو زمین روز به روز از ارتفاع مداری آن کاسته میشد تا این که در چهارم ژانویه ۱۹۵۸ یعنی سه ماه پس از پرتاب، به زمین سقوط کرد.
تاریخچه کوتاهی از ماهوارههای مصنوعی
پس از آن شاهکار در ۳ نوامبر سال ۱۹۵۷ روسیه ماهواره بزرگتری به نام «اسپوتنیک ۲» که حامل یک سگ به نام «لایکا» بود به فضا پرتاب کرد.
لایکا سگ فضانورد و نخستین حیوانی بود که مدار زمین را دور زد. همچنین او نخستین جانداری بود که در این مدار مُرد.
پس از آن آمریکا اولین ماهواره خود را به نام «اکسپلورر ۱» در ۳۱ ژانویه سال ۱۹۵۸ به فضا پرتاب کرد. این ماهواره تنها ۲ درصد از حجم «اسپوتنیک ۲» را داشت اما با این حال دارای ۳۰ پوند (۱۳ کیلوگرم) وزن بود.
اسپوتنیک و اکسپلورر ۱ در یک فضای رقابتی میان آمریکا و روسیه پرتاب شدند. از طرفی تمرکز بر ماهوارهها به عنوان ابزارهای سیاسی در سال ۱۹۶۱ شروع راهی برای فرستادن انسانها به فضا بود.
یک دهه بعد اهداف هر دو کشور تجزیه شد به گونهای که آمریکا به طور جداگانه افرادی را به سطح ماه فرستاد و شاتل فضایی را ساخت. روسیه نیز نخستین ایستگاه فضایی جهان را به نام «سالیوت ۱» ساخت و در سال ۱۹۷۱ پرتاب کرد. به دنبال ساخت این ایستگاه آمریکا ایستگاه «اسکایلب» و روسیه «ایستگاه فضایی میر» را ساختند. پس از آن کشورهای دیگر نیز ارسال ماهوارههای خود را به فضا آغاز کردند.
انواع ماهوارهها
انواع ماهوارهها با اهداف مختلف توسط کشورها ساخته شدند که از جمله آن میتوان موارد زیر را نام برد.
ماهوارههای هواشناسی، با آمدنشان پیشبینیهای آب و هوا را حتی برای مناطق دوردست بهبود بخشیدند.
ماهوارههای دیدبانی زمین، از جمله ماهواره سنجش از دور «لندست» تغییراتی را در جنگلها، آب و دیگر بخشهای سطح زمین طی زمانی پیگیری و بررسی میکنند.
ماهوارههای مخابراتی، برقراری تماسهای تلفنی از راه دور و پخش تلویزیونی زنده از سراسر جهان را برعهده دارند.
ماهواره ضد سلاح، که بعضی مواقع ماهوارههای کشنده نیز خوانده میشوند، ماهوارههایی هستند که برای خراب کردن ماهوارههای دشمن و دیگر سلاحهای مداری و اهداف دیگر طراحی شدهاند؛ که آمریکا (در حال تحقیق و توسعه) و روسیه، از این نوع ماهوارهها، در اختیار دارند.
ماهوارههای ستارهشناختی، برای مشاهده فاصله سیارهها وکهکشانها و دیگر اشیای خارجی فضا، استفاده میشود.
ماهوارههای زیستی، ماهوارههایی هستند که برای حمل ارگانیسمهای زنده، طراحی شدهاند. عموماً برای آزمایشهای علمی استفاده میشوند.
ماهوارههای مینیاتوری،دارای وزن کم و سایز کوچک، بهطور غیرعادی هستند.
ماهوارههای هدایتکننده، ماهوارههایی هستند که از پخش کردن سیگنالهای رادیویی استفاده میکنند تا دریافتکنندههای موبایل را در زمین فعال نمایند تا مکان دقیق آنها مشخص شود.
ماهوارههای اکتشافی، ماهوارههای مشاهداتی زمین یا ماهوارههای مخابراتی میباشند، که برای کاربردهای نظامی و جاسوسی مستقر شدهاند.
نسلهای بعدی ماهواره نیز به برقراری اینترنت کمک کردند.
با کوچک شدن کامپیوترها و دیگر سختافزارها میتوان ماهوارههای بسیار کوچکتری را برای ارتباطات مخابراتی و یا دیگر عملکردها به مدار فرستاد.
اکنون شرکتها و دانشگاهها، در حال ساخت «تاسواره» و یا «کیوبست» ساکن مدار پایین زمین هستند.
تاسوارهها ماهوارههایی متشکل از واحدهای ساختاری مکعبی هستند که بتوان آنها را درون یک خشاب با قابلیت یکپارچهسازی با سامانهٔ پرتابگر جانمایی کرد و به آسانی در مدار قرار داد. با تقسیمبندی انجام گرفته بر اساس وزن، تاسوارهها بسته به این که از چند واحد تشکیل شده باشند جزء پیکو ماهوارهها یا نانو ماهوارهها قرار میگیرند.
براساس این گزارش، «ایستگاه فضایی بینالمللی» بزرگترین ماهواره در مدار است که بیش از یک دهه از ساخت آن میگذرد. این ایستگاه با مشارکت بیش از ۱۵ کشور ساخته شده و در مدار نزدیک زمین و ارتفاع ۳۳۰ تا ۴۳۵ کیلومتری از سطح زمین در حرکت است. طبق برنامه مقامات انتظار میرود ماموریت این ایستگاه تا سال ۲۰۲۴ ادامه یابد.
قطعات ماهوارهای
هر ماهواره مصنوعی قابل استفاده، ۴ بخش اصلی دارد که شامل یک سیستم قدرت (که میتواند خورشیدی و یا هستهای باشد)، راهی برای تنظیم حالت، آنتنی برای انتقال و دریافت اطلاعات و یک ظرفیت باربری برای جمعآوری اطلاعات (مانند دوربین و یا ردیاب) است.
چه چیزی ماهوارهها را از سقوط به زمین حفظ میکند؟
ماهواره یک جسم پرتابشونده و یا جسمی است که تنها یک نیرو (جاذبه زمین) بر آن اعمال میشود. بنابراین ماهواره برای جلوگیری از سقوط به زمین باید سرعتی معادل ۸ کیلومتر بر ثانیه داشته باشد.
از لحاظ فنی هر آنچه که از خط «کارمن» (خطی فرضی در آسمان در ارتفاع ۱۰۰ کیلومتری (۶۲ مایل) از سطح دریاهای آزاد زمین) عبور کند در فضا قرار دارد.
اگر سرعت ماهواره به اندازه کافی سریع باشد به دلیل انحنای زمین سقوط نکرده و در راستای این انحنا حرکت میکند. ماهوارههای نزدیک به زمین به دلیل کشش مولکولهای جو که باعث کاهش سرعت ماهوارهها میشود در معرض خطر سقوط هستند اما در مدار دورتر از زمین ماهوارهها با مولکولهای کمتری مبارزه میکنند.
چندین ناحیه در مدار اطراف زمین وجود دارد که یکی از آنها «مدار نزدیک زمین» و به بزرگی تقریبا ۱۶۰ تا ۲۰۰۰ کیلومتر (تقریبا ۱۰۰ تا ۱۲۵۰ مایل) است. این منطقه جایی است که ایستگاه فضایی بینالمللی و شاتل فضایی برای انجام کارهای خود از آن استفاده میکنند.
در حقیقت تمام ماموریتهای انسانی به جز «آپولو» که به ماه پرواز کرد در این مناطق رخ داد. همچنین بیشتر ماهوارهها در این ناحیه فعالیت میکنند.
«مدار زمینثابت» که بدان «کمربند کلارک» نیز گفته میشود بهترین نقطه برای استفاده ماهوارههای ارتباطی است. این منطقه در بالای خط استوای زمین و در ارتفاع ۳۵۷۸۶ کیلومتری قرار دارد.
اگرچه برخی ماهوارهها در اطراف استوا به بهترین شکل استفاده میشوند، بعضی دیگر با مدارهای قطبی سازگارترند. آنها زمین را از قطبی به قطب دیگر دور میزنند به طوری که مناطق قطب شمال و جنوب را پوشش میدهند. از جمله ماهوارههای مدار قطبی میتوان از ماهوارههای هواشناسی، شناسایی و اکتشافی نام برد./تیرماه۱۳۹۷
کدام کشورها درفضاماهواره دارند؟
آمریکا با ۸۳۰ ماهواره در رتبه اول و چین و روسیه با ۲۸۰ و ۱۴۷ ماهواره به ترتیب در رتبههای دوم و سوم بین کشورهایی هستند که بیشترین ماهواره را در فضا دارند./اسفند ۱۳۹۷ آنا