MAHDIAR
30th May 2010, 01:56 PM
http://www.rayanehmag.net/images/article/article_6103.gif
http://rayanehmag.net/images/tyni/12664094851Nnr5QDu79e.gif
صر حاضر عصر ارتباطات ماهوارهاي است. اين فنآوري پيچيده و پيشرفته به عنوان شاخهاي مهم در تحقيقات فضائي، اكنون جايگاه بسیار بزرگی در زمینههاي مختلف مخابراتي، پخش برنامههاي راديو و تلويزيون، هواشناسي، نظامي و غیره دارد.
شکل 1: ماهواره
يک ماهواره شياي است که بر مدار تقريبا بيضي شکل به دور زمين ميگردد. ايده استفاده از ماهوارههاي ساخت دست بشر، براي اولين بار در پايان جنگ جهاني دوم بر سر زبانها افتاد. دانشمند، رياضيدان و نويسنده مشهور انگليسي آرتور سي كلارك «Arthur C Clarke» يكي از بزرگترين خالقان داستانهاي تخيلي، براي اولين بار پيشنهاد قرار دادن يك ماهواره ارتباطي در مدار ژيوسنكرون زمين «Geostationary Orbit» يا مدار كلارك كه در فاصله تقريبا 36000 كيلومتري سطح زمين و بالاي خط استوا، جايي كه قابليت دسترسي به تقريبا 40٪ سطح زمين در آن مكان وجود دارد را، جهت پوشش سيگنال هاي راديويي و تلویزيوني داد.
نخستين ماهواره در اکتبر 1957 توسط اتحاديهي جماهير شوروي به فضا پرتاب شد. اين ماهواره اسپوتنيک1 نام داشت. اين ماهواره کرهاي به وزن 6/83 کيلوگرم به قطر 58 سانتيمتر بود که زمين را بر مداري بيضوي با حضيض زميني 250 کيلومتر و اوج زميني 934 کيلومتر دور ميزد و هر بار گردش آن به دور زمين 96 دقيقه طول ميکشيد. اسپونتيک در طول عمر خود راهي برابر با 590 کيلومتر را پيمود.
انواع پوششهای ماهوارهای
برای اینکه بتوان هر نوع متقاضی را زیر پوشش قرار داد و امکانات لازم جهت ارائه سرویسهای مورد نیاز را فراهم کرد، بر روی ماهواره آنتنهای گوناگونی برای پوششهای مختلف در نظر گرفته میشود. این پوششها عبارتند از:
پوشش نقطهای یا Spot
پوشش منطقهای یا Zone
پوشش نیمکرهای یا Hemisphere
از نظر نواحی و کشورهای زیر پوشش میتوان ماهوارههای مخابراتی را در سطح جهان به سه گروه تقسیم کرد:
1- گروه اول ماهوارههای بینالمللی هستند که با استفاده از یک سری ماهواره تعبیه شده در فواصل مشخصی از یکدیگر و در مدار سنکرون، کلیه نقاط کره زمین را زیر پوشش قرار میدهند و به هم متصل میسازند. از این نوع ماهوارههای بین المللی، میتوان ماهواره های بینالمللی مخابراتی اینتلست «Intelsat» و ماهوارههای مخابراتی بلوک شرق، اینمارست «Inmarsat» را نام برد.
2- گروه دوم ماهواره های منطقهای هستند که برای پوشش دادن یک منطقه خاص طراحی شده و آنتنهای آنها به طریقی ساخته شدهاند که حداکثر قدرت تشعشعی را در پرتو اصلی خود برروی منطقه مورد نظر متمرکز کنند. از این نوع میتوان ماهوارههای(Arabsat) را نام برد.
3- گروه سوم ماهواره های محلی هستند که برای پوشش یک کشور ساخته شدهاند. از این نوع ماهوارهها میتوان در اندونزی پالاپا (Palapa)، در ایتالیا ایتالست (Italsat)، آست (Asat) در هند و ماهواره اینست (Insat) در استرالیا را نام برد.
ماهواره را ميتوان با توجه به نوع كاربرد، مداري كه ماهوارهها در آن مستقر هستند، يا نوع سيستم طبقهبندی كرد:
ماهوارهها از ديدگاه كاربردي به دو گروه نظامي و غير نظامي تقسيم ميشوند. از جمله موارد استفاده ماهوارههاي غيرنظامي میتوان در زمينههاي مخابراتي، پخش راديو تلويزيوني، سنجش از راه دور، دريانوردي، هوانوردي و ساير ارتباطات متحرك را نام برد. ماهوارههاي نظامي در زمينههاي نظارت دريائي، هشداردهنده، استراق سمع الكترونيكي، عكاسي، مخابراتي، علمي، ناوبري، هواشناسي کاربرد دارند.
مداري كه ماهوارهها در آن مستقر هستند:
http://rayanehmag.net/images/tyni/12664096002HYbR7i0bQ7.gif
شکل 2: مدارهای استقرار ماهواره
1- مدارهای پایین زمین :
ماهوارههای مدارهای پایین زمین در ارتفاعات چند صد کیلومتری سطح زمین قرار دارند و زمان یک دورچرخش به دور زمین در این مدارها حدود ۹۰ دقیقه است. این مدارها در ارتفاع نسبتا کمی قرار دارند. در نتیجه میتوان اجسام نسبتا سنگین را با یک سیستم پرتاب کننده ساده در آنها قرارداد. بیشتر ماهوارههایی که در این مدارها مستقرند، درصد زیادی (حدود ۵۰ درصد) از وقت خود را در سایه زمین میگذرانند و باید مجهز به باتریهایی باشند که بتوانند وسایل الکترونیکی را در این مدت تغذیه کنند. این مدارها معمولا برای مشاهدات و فعالیتهای ماهوارههای نظامی به کار برده میشوند.
2- مدارهای همزمان زمینی :
مدارهای همزمان زمینی دارای پریودی درست برابر گردش زمین هستند. این مدار، مدار 24 ساعته نیز خوانده میشود.
3- مدارهای ثابت زمینی :
مدار ماهواره ثابت زمینی نوعی ازمدار همزمان زمینی است که در آن زاویه صفحهای که مدار درآن قرار گرفته و صفحهای که از استوای زمین میگذرد، صفر است. در نتیجه این دو صفحه بر هم منطبق میشوند. مدار ثابت زمینی و مدارهای همزمان زمینی در فاصله 35788 کیلومتری زمین قراردارند. ماهوارهها با سرعتی حدود سه کیلومتر در ثانیه در مدار ثابت زمینی حرکت میکنند. برای ردیابی ماهواره احتیاج به سیستم پیچیدهای نیست ماهوارهها در مدار ثابت زمینی، با تعدادکم، امکان ایجاد پوشش زیادی را در روی زمین دارند. به عنوان مثال سه ماهواره در روی این مدار برای پوشش بیشتر سطح زمین به جز قطبها، کافی هستند. بعضی مدارها بر اساس ارتفاع ماهوارهها از سطح زمین طبقهبندی میشوند. اگر ارتفاع ماهوارهها از سطح زمین تا ۱۰۰۰ کیلومتر باشد مدار را مدار پایین گویند. چنانچه ارتفاع ماهواره ازسطح زمین بین ۱۰۰۰ کیلومتر تا حدود ۲۰۰۰۰ کیلومتر باشد، ماهواره را در مدار متوسط نامند. اگر ارتفاع ماهواره از سطح زمین بیشتر از ۲۰۰۰۰ کیلومتر باشد، مدار را مدار بالا گویند.
استقرار ماهوارهها:
ماهوارههای عملیاتی که برای دریافت و ارسال سیگنالها از زمین مورداستفاده قرارمیگیرند از نقطهای روی زمین پرتاب می شوند و در یک مدار خاص و ثابت قرار میگیرند. پس از آنکه ماهواره در مدار ثابت قرار گرفت، دستگاه فرعی دیگری هم در ماهواره فعال میشود تا قدرت الکتریکی مورد نیاز تکرار کنندهها و دیگر دستگاههای ماهواره را تولید و تنظیم کند. مداری که برای ارتباط ماهوارههای محلی از اهمیت بیشتری برخوردار است، مدار ژئوسنکرون نام دارد. در این حالت، سرعت گردش ماهواره با سرعت حرکت وضعی زمین برابر است. ارتفاع ماهواره از سطح زمین در این مدار 35788 کیلومتر است.
http://rayanehmag.net/images/tyni/12664094851Nnr5QDu79e.gif
صر حاضر عصر ارتباطات ماهوارهاي است. اين فنآوري پيچيده و پيشرفته به عنوان شاخهاي مهم در تحقيقات فضائي، اكنون جايگاه بسیار بزرگی در زمینههاي مختلف مخابراتي، پخش برنامههاي راديو و تلويزيون، هواشناسي، نظامي و غیره دارد.
شکل 1: ماهواره
يک ماهواره شياي است که بر مدار تقريبا بيضي شکل به دور زمين ميگردد. ايده استفاده از ماهوارههاي ساخت دست بشر، براي اولين بار در پايان جنگ جهاني دوم بر سر زبانها افتاد. دانشمند، رياضيدان و نويسنده مشهور انگليسي آرتور سي كلارك «Arthur C Clarke» يكي از بزرگترين خالقان داستانهاي تخيلي، براي اولين بار پيشنهاد قرار دادن يك ماهواره ارتباطي در مدار ژيوسنكرون زمين «Geostationary Orbit» يا مدار كلارك كه در فاصله تقريبا 36000 كيلومتري سطح زمين و بالاي خط استوا، جايي كه قابليت دسترسي به تقريبا 40٪ سطح زمين در آن مكان وجود دارد را، جهت پوشش سيگنال هاي راديويي و تلویزيوني داد.
نخستين ماهواره در اکتبر 1957 توسط اتحاديهي جماهير شوروي به فضا پرتاب شد. اين ماهواره اسپوتنيک1 نام داشت. اين ماهواره کرهاي به وزن 6/83 کيلوگرم به قطر 58 سانتيمتر بود که زمين را بر مداري بيضوي با حضيض زميني 250 کيلومتر و اوج زميني 934 کيلومتر دور ميزد و هر بار گردش آن به دور زمين 96 دقيقه طول ميکشيد. اسپونتيک در طول عمر خود راهي برابر با 590 کيلومتر را پيمود.
انواع پوششهای ماهوارهای
برای اینکه بتوان هر نوع متقاضی را زیر پوشش قرار داد و امکانات لازم جهت ارائه سرویسهای مورد نیاز را فراهم کرد، بر روی ماهواره آنتنهای گوناگونی برای پوششهای مختلف در نظر گرفته میشود. این پوششها عبارتند از:
پوشش نقطهای یا Spot
پوشش منطقهای یا Zone
پوشش نیمکرهای یا Hemisphere
از نظر نواحی و کشورهای زیر پوشش میتوان ماهوارههای مخابراتی را در سطح جهان به سه گروه تقسیم کرد:
1- گروه اول ماهوارههای بینالمللی هستند که با استفاده از یک سری ماهواره تعبیه شده در فواصل مشخصی از یکدیگر و در مدار سنکرون، کلیه نقاط کره زمین را زیر پوشش قرار میدهند و به هم متصل میسازند. از این نوع ماهوارههای بین المللی، میتوان ماهواره های بینالمللی مخابراتی اینتلست «Intelsat» و ماهوارههای مخابراتی بلوک شرق، اینمارست «Inmarsat» را نام برد.
2- گروه دوم ماهواره های منطقهای هستند که برای پوشش دادن یک منطقه خاص طراحی شده و آنتنهای آنها به طریقی ساخته شدهاند که حداکثر قدرت تشعشعی را در پرتو اصلی خود برروی منطقه مورد نظر متمرکز کنند. از این نوع میتوان ماهوارههای(Arabsat) را نام برد.
3- گروه سوم ماهواره های محلی هستند که برای پوشش یک کشور ساخته شدهاند. از این نوع ماهوارهها میتوان در اندونزی پالاپا (Palapa)، در ایتالیا ایتالست (Italsat)، آست (Asat) در هند و ماهواره اینست (Insat) در استرالیا را نام برد.
ماهواره را ميتوان با توجه به نوع كاربرد، مداري كه ماهوارهها در آن مستقر هستند، يا نوع سيستم طبقهبندی كرد:
ماهوارهها از ديدگاه كاربردي به دو گروه نظامي و غير نظامي تقسيم ميشوند. از جمله موارد استفاده ماهوارههاي غيرنظامي میتوان در زمينههاي مخابراتي، پخش راديو تلويزيوني، سنجش از راه دور، دريانوردي، هوانوردي و ساير ارتباطات متحرك را نام برد. ماهوارههاي نظامي در زمينههاي نظارت دريائي، هشداردهنده، استراق سمع الكترونيكي، عكاسي، مخابراتي، علمي، ناوبري، هواشناسي کاربرد دارند.
مداري كه ماهوارهها در آن مستقر هستند:
http://rayanehmag.net/images/tyni/12664096002HYbR7i0bQ7.gif
شکل 2: مدارهای استقرار ماهواره
1- مدارهای پایین زمین :
ماهوارههای مدارهای پایین زمین در ارتفاعات چند صد کیلومتری سطح زمین قرار دارند و زمان یک دورچرخش به دور زمین در این مدارها حدود ۹۰ دقیقه است. این مدارها در ارتفاع نسبتا کمی قرار دارند. در نتیجه میتوان اجسام نسبتا سنگین را با یک سیستم پرتاب کننده ساده در آنها قرارداد. بیشتر ماهوارههایی که در این مدارها مستقرند، درصد زیادی (حدود ۵۰ درصد) از وقت خود را در سایه زمین میگذرانند و باید مجهز به باتریهایی باشند که بتوانند وسایل الکترونیکی را در این مدت تغذیه کنند. این مدارها معمولا برای مشاهدات و فعالیتهای ماهوارههای نظامی به کار برده میشوند.
2- مدارهای همزمان زمینی :
مدارهای همزمان زمینی دارای پریودی درست برابر گردش زمین هستند. این مدار، مدار 24 ساعته نیز خوانده میشود.
3- مدارهای ثابت زمینی :
مدار ماهواره ثابت زمینی نوعی ازمدار همزمان زمینی است که در آن زاویه صفحهای که مدار درآن قرار گرفته و صفحهای که از استوای زمین میگذرد، صفر است. در نتیجه این دو صفحه بر هم منطبق میشوند. مدار ثابت زمینی و مدارهای همزمان زمینی در فاصله 35788 کیلومتری زمین قراردارند. ماهوارهها با سرعتی حدود سه کیلومتر در ثانیه در مدار ثابت زمینی حرکت میکنند. برای ردیابی ماهواره احتیاج به سیستم پیچیدهای نیست ماهوارهها در مدار ثابت زمینی، با تعدادکم، امکان ایجاد پوشش زیادی را در روی زمین دارند. به عنوان مثال سه ماهواره در روی این مدار برای پوشش بیشتر سطح زمین به جز قطبها، کافی هستند. بعضی مدارها بر اساس ارتفاع ماهوارهها از سطح زمین طبقهبندی میشوند. اگر ارتفاع ماهوارهها از سطح زمین تا ۱۰۰۰ کیلومتر باشد مدار را مدار پایین گویند. چنانچه ارتفاع ماهواره ازسطح زمین بین ۱۰۰۰ کیلومتر تا حدود ۲۰۰۰۰ کیلومتر باشد، ماهواره را در مدار متوسط نامند. اگر ارتفاع ماهواره از سطح زمین بیشتر از ۲۰۰۰۰ کیلومتر باشد، مدار را مدار بالا گویند.
استقرار ماهوارهها:
ماهوارههای عملیاتی که برای دریافت و ارسال سیگنالها از زمین مورداستفاده قرارمیگیرند از نقطهای روی زمین پرتاب می شوند و در یک مدار خاص و ثابت قرار میگیرند. پس از آنکه ماهواره در مدار ثابت قرار گرفت، دستگاه فرعی دیگری هم در ماهواره فعال میشود تا قدرت الکتریکی مورد نیاز تکرار کنندهها و دیگر دستگاههای ماهواره را تولید و تنظیم کند. مداری که برای ارتباط ماهوارههای محلی از اهمیت بیشتری برخوردار است، مدار ژئوسنکرون نام دارد. در این حالت، سرعت گردش ماهواره با سرعت حرکت وضعی زمین برابر است. ارتفاع ماهواره از سطح زمین در این مدار 35788 کیلومتر است.