ما هي الاقمار الصناعية وما هي استخداماتها ؟

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

مصطلح القمر يعود من الناحية الجغرافية إلى جسم فضائى يصاحب ويدور حول جسم فضائى أكبر منه.. فالقمر هو جسم تابع للأرض يدور حولها مثلاً.. بالإضافة إلى الأقمار الطبيعية يوجد الأن ما يسمى بالأقمار الصناعية (Satellite) والتى تستعمل فى الأغراض الأمنية والأهداف العلمية والاتصالات.
وتنقسم الأقمار الصناعية حسب استخداماتها إلى:
1- أقمار الاتصالات والتى تستخدم فى نقل المعلومات.
2- أقمار البث الفضائى والتى تستخدم فى بث القنوات التليفزيونية والإذاعية.
3- أقمار الأرصاد والتى تقوم بجمع المعلومات عن الغلاف الجوى وتنبؤات الجو.
4- الأقمار العسكرية وأقمار التجسس والتى تستخدم فى أغراض أمنية دفاعية.
5- الأقمار العلمية والتى تستخدم فى التجارب العلمية المختلفة.
نشأة الأقمار الصناعية:
تم إطلاق أول قمر صناعى فى عام 1957. وهو القمر الروسى (Sputnik) والذى معه تم افتتاح عصر الاتصالات الفضائية للأرض. بعد ذلك بعام تم إطلاق القمر الصناعى الأمريكى (Score) ثم تلاه بعد ذلك العديد من الأقمار.. لكن التاريخ الذى لا ينسى هو عام 1962 حيث تم إطلاق القمر الصناعى (Telstar 1) والذى استخدم فى نقل البث التليفزيونى بين أمريكا وأوروبا. بعد ذلك تم إطلاق العديد من الأقمار ذات الأغراض المختلفة.
كانت الأقمار الصناعية سابقاً تطلق قوة قدرها 10 وات والآن تطلق قوة قدرها 150 وات.. ومن المعروف أنه كلما زادت القوة الكهربية التى يطلقها القمر كلما أمكن استقبال إرسال القمر بأطباق ذات قطر أصغر.
والأقمار الصناعية المستخدمة فى البث الإذاعى، والتليفزيونى يتم وضعها فى المدار الجغرافى للأرض حتى يأخذ نفس سرعة الأرض حيث أنه إذا تم وضعها على ارتفاع أقل فإنها تدور حول الأرض بسرعة أعلى من سرعة دوران الأرض، وإذا تم وضعها على ارتفاع أعلى فإن سرعتها ستكون أقل من دوران الأرض. وتدور الأقمار حول الأرض فوق خط الاستواء مباشرة على ارتفاع 36 ألف كيلومتر، وهو مايسمى بالمدار الجغرافى للأرض وهذا يعنى أن القمر الصناعى سيدور بنفس سرعة الأرض ويكون دائماً فى نفس الموقع طالما هو على نفس الارتفاع.. فالعلامة والرقم المكتوب إلى جوار اسم القمر يدل على موقع القمر بالنسبة لموقع الصفر الجنوبى، فمثلاً القمر استرا 19.2 شرقاً يعنى أن هذا القمر يقع بالضبط عند الدرجة 19.2 شرق الصفر الجنوبى.
والقمر نايل سات 7 درجة غرباً تعنى أنه يقع عند الدرجة 7 إلى الغرب من الصفر الجنوبى. أما إذا كان هناك أكثر من قمر فى نفس الموقع فإنه يسمى موقع مشترك للأقمار (coopositioning) كما هو الحال فى أقمار استرا 19.2 درجة شرقاً وأيضاً أقمار هوت بيد 13 درجة شرقاً.. من المعروف أن الأقمار تقع فى مكعب وهمى طول ضلعه 100كيلومتر لكل قمر.
مما تتكون الأقمار الصناعية؟
تتكون أقمار الاتصالات والبث الإذاعى والتليفزيونى من وحدتين رئيسيتين: وحدة الخدمة ووحدة الاتصال.
الوحدة الأولى تحتوى على أجزاء تخدم عمل تحكم الأقمار الصناعية وأجهزة القياس وأجهزة إمداد القمر الصناعى بالطاقة الكهربية اللازمة لعمله.. ووحدة الاتصال تحتوى على الحوامل (Transponder) وهى أجهزة تقوم بإرسال واستقبال الإشارات من وإلى الأرض.. فى التقنية التماثلية كان يستخدم حامل لكل قناة أما فى التقنية الرقمية يمكن إرسال حتى عشر قنوات مختلفة على نفس الحامل.. والحامل يمثل بالذبذبة أو بالتردد.
والأقمار التى يستخدم فى البث الإذاعى والتليفزيونى تحتوى أيضا على مجموعة من الأطباق يستخدم جزء منها فى استقبال القنوات القنوات من الأرض وجزء آخر يستخدم فى إعادة إرسال هذه القنوات إلى الأرض وجزء ثالث يستقبل أوامر التحكم فى القمر الصناعى من المحطة الأرضية.
يتم إرسال الإشارة إلى المحطة الأرضية التى تقوم بتوزيعها على الأقمار الصناعية.. هذه الإشارة المستقبلة يتم تحويلها إلى ذبذبات قوتها 14 جيجا هرتز ويتم إرسالها إلى القمر الصناعى.
هذه الإشارة التى يستقبلها القمر الصناعى تذهب إلى وحدة التحكم داخل الحوامل حيث عن طريق (أوسيليتور) مقوى الذبذبات يتم تقويتها إلى ذبذبات فى نطاق بين 10.700- 12.750 جيجا هرتز.. بعد ذلك تذهب هذه الذبذبات إلى الأطباق التى تقوم بإرسالها مرة أخرى إلى الأرض حيث يتم استقبالها بأطباق أخرى على الأرض عن طريق المستخدمين.
والأقمار الصناعية لا تستخدم فقط فى البث الإذاعى والتليفزيونى الترفيهى ولكن فى إرسال الأخبار والأحداث المهمة الأخرى، فهى تستعمل فى تناقل المعلومات بين الدول.
والقمر الصناعى لا يمكنه إرسال المعلومات إلى الأرض كلها ولكنه يغطى منطقة معينة من الأرض.. هذه المنطقة تأخذ شكلاً دائرياً، وتعتمد مساحة هذه المنطقة على قوة القمر الصناعى.. وأقوى المناطق استقبالا التى تقع فى منتصف دائرة التغطية للقمر وعلى أطراف منطقة التغطية تكون الإشارة ضعيفة حيث يحتاج المستخدم فيها إلى أطباق ذات أقطار كبيرة لاستقبال إشارة معتدلة.
بعض الأقمار لا تغطى نفس مساحة الأرض التى تغطيها أقمار أخرى فهناك أقمار تغطى منطقة معينة صغيرة لا تتعداها مثل قمر ثور 1 درجة غرباً على سبيل المثال.
من المهم معرفة معلومات عن مناطق تغطية الأقمار الصناعية وقوتها حيث تتناسب تناسباً عكسياً مع قطر الأطباق اللازمة لاستقبال إرسال تلك الأقمار.. فكلما كانت قوة إرسال القمر الصناعى ضعيفة كان الطبق اللازم لاستقبال إشارته كبير الحجم ، وكلما كانت قوة إشارة القمر الصناعى كبيرة كان الطبق اللازم لاستقبال إشارته صغير الحجم.
وفى بعض الأحيان لا يذكرون قوة إرسال القمر الصناعى ولكن يذكرون القطر المناسب لاستقبال إشارته.

بعد أن استطلع البحارة والمستكشفون كوكبنا، نعمل اليوم على وضع خريطة تحدد مكانه في الفضاء.
وتقوم الأقمار الصناعية في مدار الأرض، بمهمة المراقبة عنا.
تعزز التكنولوجيا المنافسة في عالم يسارع في التغيير. تعتمد أنظمة الاتصالات على الأقمار الصناعية لتسرع في نقل المعلومات حول العالم.
تعزز أقمار الأبحاث مفاهيمنا حول طريقة عمل الكوكب.
ينطلق ميتيوسات، وهو قمر صناعي للمناخ، إلى ارتفاع ست وثلاثين ألف كيلومتر.
يعلق على سرعة المدار الفلكي، فيبدو أنه يدور فوق خط الاستواء.
تعرض الميتيوسات علينا ظروف المناخ العام. الهواء الساخن الذي يصعد من خط الاستواء، يتجه شمالا وجنوبا. والغيوم الكثيفة تحمل حرارة خط العرض.
بالقرب من الشواطئ الشرقية للولايات المتحدة، يتشكل الإعصار.
نحو اليسار وفوق تكساس، تؤدي العواصف إلى تورناد.
تسجل الأقمار الصناعية كل التفاصيل. لتبسط المعلومات المعقدة من قبل اختصاصيين عبر التلفزة والصحف.
التنبؤ الزمني في الإعصار يساعدنا على التغطية.
يبدو هذا الإعصار الكاريبي من قمر صناعي، هادئ جدا. أما على الأرض فالأمر يختلف تماما.
الرياح بسرعة ثلاثمائة كيلومتر في الساعة، وفقدان سبل المواصلات. والحوادث والموت.
هذا ما يبدو عليه الحال بعد إعصار في بنغلادش.لا نستطيع وقف الإعصار، ولكن نستطيع التحكم بالفيضانات.
يمكن للمهندسين، من خلال الأقمار الصناعية، أن يحددوا أفضل أماكن الحواجز والسدود، التي تنقذ حياة الكثيرين وأراضيهم.
هذه انطلاقة توبيكس بوسيدون. صور هذا القمر الصناعي الكرة الأرضية من الفلك.
ولكنه يهتم بالمحيط وحده.
ويقيس المتغيرات في مقاييس البحار بدقة أربعة فاصلة ثلاثة سنتيمترات.
يسمى هذا البحث بالحس الفائق، وهو يحصد موسما غنيا. خلال شهر واحد، حمل توبيكس بوسيدون من المعلومات حول البحار، أكثر مما حملته كل السفن والبحارة على مدار مائة عام.
المحيطات مفتاح لمناخنا. إذ أن الثلاثة أمتار العليا منها، تحتفظ بنسبة سخونة موازية، لكل ما في الغلاف الخارجي بكامله.
يساعد تبادل هذه السخونة بين المحيطات والغلاف الخارجي على تحديد المناخ لدينا. لهذا فبمراقبة التيارات والحرارة، يمكن أن نتنبأ بالمناخ. نتعرف على حرارة المحيط بالمتغيرات في مستويات البحر. فإذا ما كانت دافئة، تتمدد البحار وترتفع، أما إذا كانت باردة، فيهبط المحيط.
تم اكتشاف ظاهرة النينيو في المحيط الهادئ عبر القمر الصناعي. حين يهاجم النينيو، يهبط تبادل الرياح، والمياه الدافئة، الحمراء هنا، تنساب شرقا بدل الغرب.
تتجه نحو أمريكا الجنوبية لتأتي بالمطر. أما الجانب الآخر من الهادئ، في أستراليا وإندونيسيا، فيحتفظ بالمياه الباردة. والجفاف.
تستفيد السفن من توجيهات الأقمار الصناعية.
وتعبر المراكب حواجز الضباب وتخوض في أعالي البحار، بفضل معلومات عن المناخ من الأقمار الصناعية.
تغطي الأقمار الصناعية الخاصة بالملاحة أنحاء العالم. فمن خلال الحصول على معلومات من ثلاثة منها على الأقل يمكن للسفن أن تحدد موقعها خلال عشرة أمتار.
وبالنسبة للكاسحات التي تفتح الطريق في الجليد، تقدم الأقمار الصناعية أفضل السبل للعبور.
لو أن التايتانيك أبحرت في عصر الأقمار الصناعية، لتمكنت من تفادي جبل الجليد المشئوم.
عام واحد وتسعين، انفجر بركان ماونت بيناتوبا. قاست الأقمار الصناعية الغيوم. وانخفاض الحرارة بدرجة واحدة بعد أن غطى رماد البركان الأرض.
دخان المصانع الذي يؤثر في المناخ أيضا، يقاس من الفضاء.
يصور هذا القمر الصناعي غازات الغلاف الجوي. إنه يراقب الأوزون. الأوزون هو الدرع الذي يحمينا من إشعاعات الشمس الخطيرة، ما فوق البنفسجية.عام تسعين، استنزف الأوزون. لتقع المسئولية على الصناعات الكيميائية.
فوق القطب الجنوبي، كشف القمر الصناعي عن ثقب كبير في طبقة الأوزون.
ولا شك أنه يتسع.
ربما تزداد الأرض سخونة.
الجليد القطبي يذوب ببطء. ولا يتفق العلماء على الأسباب. ولكن الأقمار الصناعية تراقب. هل سخونة الأرض هي إنذار طبيعي تتمتع به الأرض؟ أم أننا نتحمل المسئولية؟
على أي حال فإن ارتفاع بسيط في مستوى البحر، يكفي لإغراق جزء من شمال وغرب أوروبا.
ناقلة نفط تواجه العقبات.
ما يؤدي إلى تسرب هائل للخام. ويهدد بوقوع كوارث بيئية وطبيعية.
صور الأقمار الصناعية تساعد في التنظيف. فهي تحدد حجم البقعة، وإلى أين تتوجه. كما تراقب الأقمار الصناعية أولئك الذين يرمون الخام في البحر.
صورة من الفضاء، لحرق آبار النفط، هذه تكاليف حرب الخليج البيئية.
الكويت قبل الحرب، وبعدها، صور من الأقمار الصناعية.
هناك مساحات بيئية هائلة مهددة في الأمازون.
غابات المطر تختفي.
رغم أنها تأوي نصف أنواع الكائنات على الأرض.
تشهد الصور الفضائية على السقوط والحرائق. لتؤكد أننا ندمر الغابات التي تولد ربع ما لدينا من أوكسجين. لا أحد يمكن أن يتجاهل هذه الوقائع، من الفلك.
يمكن للصور أن تراقب، أما هذا القمر الصناعي فيمكنه أن يعمل لاستخدام الأرض بشكل أفضل.
وهو يعرف باسم سبوت، عين الروبوت على مدينتنا.
يقدم سبوت خرائط لآفاق حديثة لها صلة بتطوير المدن والأرياف.
فهو يصور أماكن النمو من مواقع مختلفة في الفلك. عند مقارنة الصور، يولد صورة ثلاثية الأبعاد. بالإضافة إلى مساعدة الكمبيوتر، يمكن التوصل إلى الموقع الأفضل للخزان الجديد.
إذا أضفت الرادار إلى عيوننا في السماء، يمكن أن نخترق الغبار البركاني. هنا في الفليبين عام واحد وتسعين، يعكس الرادار صورة الحمم السوداء لبركان ماونت بيناتوبو.
وتحت رمال الصحارى، يكشف الرادار عن ممرات لأنهر قديمة.
كما تؤكد هذه الحقول بألوان مزيفة، فإن الزراعة تستفيد من الأقمار الصناعية أيضا. موسم بعد آخر، ثمار بعد أخرى، تحصل المزارع على معلوماتها من الفضاء.
وهناك مراقبة صحية، فالأقمار الصناعية تحذر المزارعين من انتشار الأمراض والأوبئة. البقع الداكنة تعني المشاكل، ولا بد من محاربة الأمراض أو الحشرات.
مثل جميع الجيوش الأخرى يزحف هذا الجيش أيضا على بطنه. ويلتهم كل ما يجده في طريقه.
ولكن المعونة بين يديك. يلق الجراد بيضه في المستنقعات. وهي تعكس اللون الأصفر من الفضاء. ما على الطائرات إلا رشها.
الأقمار الصناعية.
دوريات حول كوكبنا.