شارك المقال 👈

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on pocket

في عام 1957 استطاع الاتحاد السوفييتي إطلاق القمر الصناعي الأول وأُطلق عليه اسم سبوتينك معلنًا توجه الإنسان نحو الفضاء الخارجي ورغبته في اكتشاف الكواكب والنجوم من حولنا، ليبدأ بعدها سباق الوصول إلى القمر واستكشاف المريخ وإرسال الأقمار الصناعية المختلفة التي لازالت تدور حولنا حتى الآن.

ما هو القمر الصناعي

القمر بشكل عام هو جسم يتحرك حول كوكبٍ ما بشكلٍ منحني وضمن مدار معين، أما القمر الصناعي هو آلة أُطلقت إلى الفضاء الخارجي لتدور حول الأرض أو حول جسمٍ آخر موجود هناك حيث يوجد الكثير من الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض ضمن مدارات معينة بعضها يُستخدم لالتقاط صورٍ لكوكب الأرض وبعضها يستخدم لأخذ صور للكواكب الأخرى أو الشمس أو الثقوب السوداء أو حتى المجرات البعيدة ليساعد العلماء على فهم طبيعة الكون والنظام الشمسي. إضافة لذلك تُستخدم بعض الأقمار الصناعية في مجال الاتصالات بمختلف أشكالها.1

دوران القمر الصناعي حول الأرض

القمر الصناعي

تُطلق الأقمار الصناعية إلى الفضاء الخارجي بواسطة صاروخ ليصل إلى المدار المحدد له، حيث يُضبط تسارعه ليصبح مساويًا لقوة جاذبية الأرض للقمر، فبدون هذا التساوي لن يتمكن قمر صناعي من البقاء ضمن المدار والدوران حول الأرض بل قد يسبح في الفضاء أو يسقط عائدًا إلى الأرض.

يدور القمر الصناعي حول الأرض ضمن مدارات وارتفاعات وبسرعات مختلفة، وأكثر نوعين معروفين من المدارات هما المدار الثابت بالنسبة للأرض geostationary والمدار القطبي. ضمن المدار الثابت ينتقل القمر الصناعي من الغرب إلى الشرق فوق خط الاستواء وبنفس سرعة دوران الأرض واتجاهها، حيث يبدو من الأرض ثابتًا. أما في المدار القطبي فيدور القمر الصناعي من القطب الشمالي إلى الجنوبي.2

أجزاء القمر الصناعي  

على الرغم من اختلاف أنواع الأقمار الصناعية وأحجامها، تشترك بأجزاء رئيسية هي:

  • نظام الطاقة، ويتكون من ألواح الطاقة الشمسية أو مولدات الطاقة النووية.
  • هوائيات لإرسال المعلومات إلى الأرض واستقبالها منها.
  • معدات لجمع المعلومات كالكاميرات والحساسات وأجهزة الاستشعار.
  • نظام التحكم عن بعد لتعديل مكان القمر الصناعي ومساره من خلال صواريخ جانبية.

مدارات الأقمار الصناعية حول الأرض 

من الأشياء المذهلة وجود الكثير من المسارات المختلفة التي يسلكها القمر الصناعي وعلى ارتفاعات مختلفة فوق الأرض، ويمكن تصنيف هذه المدارات ضمن ثلاثة أنواع:

  • المدارات المنخفضة

تحتاج الأقمار الصناعية الخاصة بالأمور العلمية أن تبقى قريبة من الأرض، وأن تتبع مسارًا دائريًّا يدعى المدار المنخفض وفيه يدور القمر الصناعي بسرعة كبيرة ويكون حجمه صغيرًا، مما يمكنه من تغطية مساحات كبيرة من الكوكب وعدم البقاء فوق منطقة محددة لأكثر من بضع دقائق.3

  • المدارات المتوسطة

لابد أن تعلم أنه كلما ارتفع القمر الصناعي كلما بدا أنه يبقى فترة أطول في المنطقة الواحدة، تمامًا كما الطائرات كلما شعرت أنها تطير ببطء يعني هذا أنها على ارتفاعات أعلى.

يقع المدار المتوسط على ارتفاع أعلى بعشر مرات من المدار المنخفض، وتدور فيه العديد من الأقمار منها أقمار GPS التي ترتفع حوالي 20000 كيلومترًا أي ما يعادل 12000 ميل، وتستغرق 12 ساعة لتدور حول الأرض.

  • المدارات العالية

تدور الكثير من الأقمار الصناعية ضمن مدارات مختارة بعناية وعلى ارتفاعات تبلغ حوالي 36000 كيلومتر أي ما يعادل 22000 ميل، وعلى هذا الارتفاع يتمكن القمر الصناعي من الدوران حول الأرض خلال يومٍ واحد والعودة إلى المكان ذاته مرة أخرى. ويطلق على هذه المدارات العالية المدارات المتزامنة عندما تكون متزامنة مع دوران الأرض، أو المدارات الثابتة في حال بقي القمر الصناعي فوق منطقة محددة من الأرض دائمًا.

استخدامات الأقمار الصناعية

عند صناعة القمر الصناعي تؤخذ بعين الاعتبار المهمة التي سيقوم بها والمدار المناسب لتحديد السرعة المطلوبة.

  • الاتصالات

تُستخدم الأقمار الصناعية في هذه الحالة لنقل أمواج الراديو من مكان إلى آخر، واستقبال الإشارات المرسلة من محطة أرضية وتضخيمها لتصبح قادرة على المتابعة، ثم إعادة إرسالها إلى محطة ثانية في مكانٍ آخر على الأرض.

وهذه الإشارات قادرة على حمل أي شيء تحمله إشارات الراديو على الأرض، كالمكالمات الخليوية وبيانات الإنترنت والبث الإذاعي والتلفزيوني. وقد استطاعت الأقمار الصناعية التغلب على مشكلة انتشار أمواج الراديو بشكل مستقيم في الأرض الكروية.

  • التصوير الفوتوغرافي والمسح العلمي

يمكن الآن وبسهولة الوصول إلى الصور التي تلتقطها الأقمار الصناعية للأرض والتي نجدها ضمن محركات البحث مثل Bing وgoogle، كما نراها بشكلٍ يومي في نشرات الأخبار والنشرات الجوية للحصول قدر الإمكان على توقعات للطقس.

تعمل الأقمار الصناعية العلمية بطريقة مشابهة، لكنها بدلاً من التقاط الصور العادية تجمع مختلف أنواع البيانات عبر مناطق واسعة من الأرض.

  • تحديد الموقع

لابد وأن الكثيرين يعلمون عن هذه الأقمار التي من خلالها نستخدم خدمة GPS في الهواتف المحمولة ،وحتى السيارات التي تدلنا على الطريق الصحيح للوصول إلى الوجهة المطلوبة.

المراجع

  • 1 ، What Is a Satellite?، من موقع: www.nasa.gov، اطّلع عليه بتاريخ 17-4-2019
  • 2 Elizabeth Howell، What is a Satellite?، من موقع: www.space.com، اطّلع عليه بتاريخ 17-4-2019
  • 3 Chris Woodford، Satellites، من موقع: www.explainthatstuff.com، اطّلع عليه بتاريخ 17-4-2019