ما هي استخدامات الأقمار الاصطناعية؟

2 إجابتان

الأقمار الصناعية تعد من أهم اختراعات الإنسان وظهرت في أواخر خمسينيات القرن الماضي. تتنوع أنواع الأقمار الصناعية من السلبي تماما وإلى النشط المعقد ومن الحجم الصغير نسبيًا إلى العملاق لأداء وظائف دقيقة ومهمة للإنسان. وتتميز الأقمار الصناعية السلبية بعدم احتوائها على أي مستشعرات حساسة ويتمثل دورها الوحيد في الدوران حول هدف معين.

أما الأقمار الصناعية النشطة فتتميز بتواجد عدد كبير وأنواع متعددة من المستشعرات التي تتنوع بين الساعات الدقيقة جدا إلى المعالجات المعقدة والتي تبث البيانات إلى الأرض في صورة مستمرة أو متقطعة. وتدور الأقمار الصناعية حول الأرض في مدار يعرف بمدار كبلر وكلما بعد القمر الصناعي عن الأرض كلما كان أقرب لمدار كبلر وكان اكثر استقرارا، أما كلما اقترب القمر الصناعي من الأرض كلما تأثر بمجالها المغناطيسي مما يؤدي لاضطرابه.

تتركب الأقمار الصناعية من جزئين أساسيين في المجمل وهم الهوائي الذي يستقبل ويبعث البيانات ومصدر الطاقة الذي يغذي القمر الصناعي بما يحتاجه للعمل وقد يكون إما خلايا طاقة شمسية او بطارية. ويتوجه الهوائي إما إلى الأرض ليجمع معلومات عنها أو إلى الفضاء لدراسة الكون. يرسل القمر الصناعي للفضاء عن طريق صاروخ ويبدأ بالدوران حول الأرض عندما تتوازن سرعته بفعل الجاذبية الأرضية. وتختلف الأقمار الصناعية في سرعتها وارتفاعها وحجمها ولكن هناك مدارين مشهورين تدور خلالهم الأقمار الصناعية وهم المدار الجغرافي الثابت وفيه تدور الأقمار الصناعية من الغرب للشرق فوق خط الاستواء ويتحرك فيه القمر الصناعي بنفس السرعة والاتجاه للأرض. وأيضًا المدار القطبي وفيه تدور الأقمار الصناعية في اتجاه الشمال الجنوبي من قطب لآخر.

ويمكن تتبع الأقمار الصناعية عن طريق نقطة مثبتة على الأرض أو من خلال الأقمار الصناعية الأخرى عن طريق تردداتها. ويعد استخدام الأقمار الصناعية طفرة في نوع وقة البيانات التي توفرها بعض مصادر جمع المعلومات الأخرى الموجودة على الأرض سواء كانت هذه المعلومات عن كوكب الأرض نفسه أم عن الفضاء، فقد وفرت الأقمار الصناعية صورأ دقيقة وبيانات مفصلة عن مناطق كثيرة على سطح الأرض بعكس الأدوات المستخدمة من قبل علماء تقسيم الأر.

وفرت أيضًا الأقمار الصناعية صورًا دقيقة ومفصلة عن المجموعة الشمسية والفضاء الخارجي أكثر دقة بكثير من التلسكوبات المستخدمة من على سطح الأرض. لذلك تعد الأقمار الصناعية أهم وسائل عصرنا الحديث ومن استخدامات الأقمار الصناعية ما يلي: 

  • أغراض الاتصالات: استخدمت الأقمار الصناعية بدايةً في الاتصالات التليفونية البعيدة ثم تم استخدامها في البث التليفزيوني. وتختلف الأقمار الصناعية عن الطرق المستخدمة سابقا في أنها تستقبل الارسال مباشرة من الأرض ثم تعيد ارساله إلى أي منطقة أخرى على الأرض.

  • الأغراض العلمية: حيث تستخدم في دراسة الكون والأجسام السماوية وتصوير الأرض وتحليل التربة والمصادر الطبيعية التي من الصعب الدخول إليها وتحليلها أرضيًا. وأيضًا تستخدم في حمل معدات التجارب العلمية والأشخاص اللازمين لإجراء هذه التجارب في الفضاء. 

  • الأرصاد الجوية: حيث تقوم بجمع البيانات الهامة لتحديد حالة الطقس عن طريق مستشعرات دقيقة.

  • تحديد المواقع: حيث يتكون نظام تحديد المواقع من شبكة أقمار صناعية تعمل بدقة عالية على تحديد المواقع. 

  • المتابعة: حيث تستخدم في ملاحظة الأرض والفضاء الخارجي.

أكمل القراءة

القمر هو أيّ جرمٍ سماويٍّ يدور في مسار مُحددٍ حول جرمٍ آخر، ووفق هذا التعريف فإنّ الكرة الأرضية والكواكب في المجموعة  الشمسية هي أقمارٌ تابعة للشمس، والقمر الصناعي هو آلةٌ تُطلق في الفضاء وتدور في مدارٍ محددٍ حول الأرض. ومن أمثلة الأقمار الصناعية تلسكوب هابل الفضائي ومحطة الفضاء الدولية.

تنقل الأقمار الصناعية المعلومات الى الأرض على شكل موجات راديو تُستقبلها هوائيات استقبالٍ وتُعالج البيانات الواردة لتُرجعها إلى صيغتها الأساسية مثل الصور أو معلوماتٍ عن حالة القمر وموقعه.

استخدامات الأقمار الصناعية

تُقسم الاقمار الصناعية إلى نوعين أساسيين حسب مسارها وحركتها:

  1. القمر الصناعي الثابت بالنسبة للأرض: تُطلق هذه الأقمار إلى مدارها حول الأرض وتدور باتجاه دوران الأرض حول نفسها وبنفس السرعة ما يجعلها تتموضع فوق منطقةٍ ثابتةٍ من الأرض طالما هي في مدارها، وتُستخدم أغلب هذه الانواع لأغراض الاتصالات والمراقبة الجيولوجية والطقسية لمنطقة محددة.
  2. القمر الصناعي القطبي: بعد وضع هذا النوع من الأقمار في مداره  يدور حول الكرة الأرضية إنما بشكلٍ رأسيٍ من الشمال نحو الجنوب وأغلبها تُنفذ دورة كاملة حول الأرض خلال يومٍ واحدٍ.

تتنوع  استخدامات الأقمار الصناعية بحسب الجهة المصنعة والغاية منها وتُساهم في العديد من المجالات من أهمها:

  • الاتصالات: من أهم استخدامات الأقمار الصناعية الخاصة بالاتصالات هي تأمين الاتصالات الهاتفية على متن الطائرات أثناء الطيران، كما توفر القناة الرئيسية للاتصالات الصوتية للمناطق الريفية النائية، والمناطق التي تضررت فيها خطوط الهاتف بعد وقوع كارثةٍ ما، كما تُوفر الأقمار الصناعية أيضًا مصدر التوقيت الأساسي للهواتف المحمولة وأجهزة الاستدعاء.
  • مراقبة حالة الطقس والظواهر المناخية: توفر القراءات والمعلومات على نطاقٍ واسعٍ جدًا بما يضمن لخبراء الأرصاد الجوية متابعة آثار الظواهر الطبيعية مثل الأعاصير والانفجارات البركانية لتطوير أنظمة مراقبةٍ والتنبؤ بها.
  • معلومات تحديد الموقع والتنقل: بالاعتماد على شبكة الإحداثيات العالمية وبتوفر الجهاز المُناسب عند المُستقبل تُمكننا الأقمار الصناعية من تحديد موقعنا الحالي، وتدخل هذه الخدمات بشكلٍ متسارع في وسائط النقل البحري والبري بما يُمكن المستخدمين من معرفة الموقع والمسار للوصول إلى الوجهة المطلوبة.
  • مراقبة المناخ والبيئة: ترصد بعض الأقمار الصناعية المعلومات المتعلّقة بالمناخ مثل تغير منسوب المياه ودرجات الحرارة  في البحار والمحيطات والتيارات البحرية السائدة، والتغيرات في الأنهار الجليدية، والغطاء النباتي، والاحتباس الحراري الناجم عن الغازات، وتحديد الأنماط طويلة المدى للهطولات المطرية. تُعتبر جملة المعلومات غاية في الأهمية للدراسات المناخية.
  • الدراسات الجيولوجية: تُساعد الأقمار الصناعية على دراسة طبقات الأرض وتركيباتها، كما تساعد في تحديد المياه الجوفية وأعماق تواجدها، ومناطق المعادن والثروات الباطنية وحركة الملوثات وتآكل الترب، ما يقدم الكثير من المعلومات المهمة في قطاع التنقيب عن الثروات الباطنية والمخزونات المائية.
  • علم الفضاء: كان علماء الفيزياء الفلكية محصورين بدراسة الكون عبر التلسكوبات الأرضية، وهو ما قيد المعلومات المكتشفة عن الفضاء الخارجي بالموجات التي يُمكنها اختراق الغلاف الجوي الأرضي، لكن حاليًا مع اطلاق الأقمار الصناعية التي تحمل تلسكوبات إلى خارج الغلاف الجوي الارضي وُسّع مجال الأشعة التي تلتقطها هذه التلسكوبات ما وفر أدلة مهمة لفهم العديد من الظواهر بما فيها الثقوب السوداء وقياس عمر الكون.
  • التلفاز: يُعتبر هو التطبيق الأكثر انتشارًا في عالمنا، حيث يكاد لا يخلو بيتٌ من جهاز استقبال قنوات البث الفضائي، إذ تُرسل الأقمار الصناعية إشاراتٍ تلفزيونيّةٍ مباشرةً إلى الأجهزة اللاقطة وأجهزة الاستقبال التي تُوضع فوق المنازل، بما يضمن النقل المباشر للأحداث من مكان حدوثها الى المتلقي مباشرةً مهما كان موقعه على وجه الارض.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي استخدامات الأقمار الاصطناعية؟"؟