تجد في هذه المقالة:
ما هي الأقمار الصناعية؟
الأقمار الصناعية (بالإنجليزية: Satellites)، عبارة عن أجهزة من صنع الإنسان تدور في فَلَك (مدار) في الفضاء الخارجي. تسمى هذه الأقمار (بالصناعية) لتمييزها عن الأقمار الطبيعية مثل قمر الأرض
وتشبه الأقمار الصناعية القمر الطبيعي في سلوكها في الفضاء، فكما يدور القمر حول الأرض تدور الأقمار الصناعية حول الأرض أو حول أي جسم يُراد دراسته عن كثب في الفضاء، كالكواكب والشمس والمجرّات البعيدة، وتمكّننا الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض من الحصول على معلومات حول حالة الطقس والتنبؤ بالأعاصير.
أول قمر صناعي؟
في 4 أكتوبر 1957، أطلق الاتحاد السوفيتي القمر (سبوتنيك 1) وكان أول قمر صناعي في العالم، ومنذ ذلك الحين توالت عمليات إطلاق الأقمار الصناعية إلى أن وصل عددها إلى حوالي 8900 قمر صناعي من أكثر من 40 دولة. وفقًا لتقديرات عام 2018، بقي حوالي 5000 قمر في المدار، منها حوالي 1900 قمر لا يزال عاملاً، بينما تجاوزت بقية الأقمار عمرها الإفتراضي وتحولت إلى مخلفات فضائية (حطام فضائي)
تحتل الولايات المتحدة الأمريكية المرتبة الأولى من حيث الدول التي لديها أكبر عدد من الأقمار الصناعية بعدد 1897 قمراً ، تليها الصين في المرتبة الثانية بـ 412، وروسيا في المرتبة الثالثة بـ 176 قمر.
أجزاء القمر الصناعي؟
تتفاوت الأقمار الصناعية بأحجامها وأشكالها ومكوّناتها، وكل قمر صناعي يتم ابتكاره للقيام بمهمّته الخاصّة في الفضاء، إلا أنّ الأقمار الصناعية على اختلافها تشترك في أجزاء محددة، وهي
– الهوائي (Antennas): يعمل الهوائي على نقل الإشارات من القمر الصناعي إلى الأرض وبالعكس.
– مصدر الطاقة (Power): مصدر الطاقة الرئيس للأقمار الصناعية هو الطاقة الشمسية.
– وحدة القيادة ومعالجة البيانات (Command and Data Handling): تعمل هذه الوحدات على مراقبة القمر الصناعي بشكل كامل وتتحكم بعمله، وتستقبل الأوامر (الإشارات) من الأرض للتشغيل.
– وحدة التوجيه والتثبيت (Guidance and Stabilization): هي حسّاسات تعمل على مراقبة موقع واتجاه القمر الصناعي لضمان بقائه في مداره الخاص بالاتجاه الصحيح.
– وحدة التحكم الحراري (Thermal Control): تعمل هذه الوحدات على التحكم بدرجة حرارة الأقمار الصناعية والحفاظ عليها من التغييرات التي تصاحب رحلتها.
– أجهزة الاستقبال والإرسال (Transponders): تتم في هذه الوحدات عمليات استقبال الإشارات من الأرض وتتم برمجة الأقمار الصناعية لتقوم هذه الوحدات بإعادة إرسالها بترددات مختلفة إلى الأرض.
أنواع الأقمار الصناعية
تنقسم الأقمار الصناعية إلى أقسام عدّة حسب طبيعة العمل الذي تقوم به وتخصصها في الفضاء، وأنواع الأقمار الصناعية هي:
القمر الصناعي الفلكي
، هو عبارة عن تلسكوب كبير الحجم يتم إطلاقه في الفضاء، ويرجع سبب إطلاقه في الفضاء هو أن التلسكوب الأرضي يتأثر بالغازات الموجودة في الغلاف الجويّ على عكس القمر الصناعي الفلكي، فبمقارنة تلسكوب أرضي وقمر صناعي فلكي لهما نفس القدرات فسيتم ملاحظة أنّ رؤية القمر الصناعي أفضل بـ10 مرات من التلسكوب الأرضي
ويعمل القمر الصناعي الفلكي في تمكيننا من رسم خرائط للنجوم ولأسطح الكواكب المختلفة والتقاط الصور لهذه الكواكب.
الأقمار الصناعية للدراسات الجوية
هي أقمار صناعية يتم إطلاقها بحيث يكون بعدها عن الأرض قليل جدًا لتتمكّن من رصد الغلاف الجويّ للأرض بشكل فعّال، وتمّ إطلاق أول قمر صناعي لهذا الغرض هو القمر “Alouette” من كندا بهدف دراسة الأيونوسفير للأرض
الأقمار الصناعة للاتصالات
هي الأقمار الصناعية المسؤولة عن نقل البث سواء الإذاعي أو التلفزيوني والاتصالات الهاتفية من مسافات مختلفة متباعدة على الأرض، والحاجة لهذه الأقمار جاءت من كون الأرض مستديرة، فلا يمكن للإشارات أن تنتقل بشكل مستقيم على سطحها بين الأماكن المختلفة، لذا كان لا بدّ من وجود قمر صناعي يتم إرسال هذه الإشارات باتجاهه في الفضاء ليعود بتوجيهها إلى الأرض إلى المكان المطلوب
الأقمار الصناعية للملاحة
هي الأقمار التي تسمح للسفن بمعرفة مواقعها في البحار والمحيطات الواسعة، وتم إطلاق أول قمر صناعي في هذا المجال “Sputnik 1” عام 1957م، وحاليًا يمكن تحديد المسافات بالاعتماد على الوقت اللازم لوصول الإشارات التي يتم إرسالها، حيث إن سرعتها تكون معلومة
الأقمار الاستطلاعية
هي أقمار تستخدم لأغراض عسكرية واستخباراتية للدول بهدف الاستطلاع على الدول الأخرى ومعرفة أسلحتها والكشف عن إطلاق الصواريخ، وبدأ العمل بهذا النوع من الأقمار الصناعية في الستينيات
أقمار الاستشعار عن بعد
هي أقمار صناعية يتم إطلاقها في الفضاء بهدف الحصول على معلومات بيئية عامّة عن سطح الأرض، وتمّ التوجّه إلى استخدام مثل هذا النوع بسبب قدرته على التقاط الصور لمساحات واسعة بشكل دقيق وواضح لا سيّما في المناطق التي يصعب الوصول إليها برًّا
لماذا لا تصطدم الأقمار الصناعية ببعضها البعض؟
قبل إطلاق أي قمر صناعي يتم دراسة المدار الذي سيسير فيه بشكل دقيق جدًا لئلا يصطدم بغيره؛ إذ أن مئات الآلاف من الأقمار موجودة حاليًا في الفضاء، كما يوجد هيئات خاصة تعمل على مراقبة الأوضاع والتحذير في حال كان هناك إمكانية تصادم بين الأقمار الصناعية وأي جسم آخر، ومن هذه الهيئات شبكة مراقبة الفضاء الأمريكية التي تعمل على مراقبة الحطام المداري باستمرار.
ما أبرز استخدامات الأقمار الصناعية؟
من أهم استخدامات الأقمار الصناعية:
– تعمل الأقمار الصناعية على إرسال الإشارات إلى التلفزيونات المستخدمة في المنازل لبثّ المحطات.
– تستخدم الأقمار الصناعية في إجراء مكالمات الهواتف المحمولة حتى في الطائرات.
– تسهّل الأقمار الصناعية معرفة الوِجهة والموقع من خلال نظام تحديد المواقع العالمي المعروف بـ GPS، الذي يستخدم 24 قمرًا صناعيًا، للأغراض المدنية والعسكرية.
– تؤدي الأقمار الصناعية دور فاعِل في عمليات رصد الطقس والتنبؤ بالأحوال الجويّة.
– تُسهِم الأقمار الصناعية في دعم الشركات الكبرى وتعزيز الوضع الاقتصادي من خلال التواصل السريع وبالتالي الاستجابة الفورية، كما تُسهم في تسهيل عقد المؤتمرات عن بعد.
– للأقمار الصناعية دورًا بارزًا في تطوّر علوم الفلك وزادت من القدرة على استكشاف الكون في مجرتنا والمجرات الأخرى.
– تعمل الأقمار الصناعية دورًا هامًّا في عمليات الإنذار عند وقوع الكوارث الطارئة؛ كالعواصف والحرائق وتحديد مواقعها بدقّة.
– تعتبر الأقمار الصناعية بمثابة ثورة في الحياة الحديثة، فوائد الأقمار الصناعية لا تحصى حيث إنها تدخل في مختلف المجالات.
