القمر الصناعي

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.

شكرا