انواع پوششهای ماهواره ای

  

 

در ساختار ماهواره های مخابراتی برای اینکه بتوان هرنوع متقاضی را زیر پوشش قرار داد و تسهیلات لازم جهت ارائه سرویسهای مورد نیاز را فراهم کرد , بر روی ماهواره آنتنهای گوناگونی برای پوششهای مختلف در برای ناحیه ای کوچک اززمین , پوشش ( Spot ) نظر گرفته می شود .

 

این پوششها عبارتند از :

 

پوشش نقطه ای :

 

که درشبکه ماهواره ای اینتلست به کارگرفته می شود(Hemisphere) نیمکره ای .

 

پوشش ( Zone ) منطقه ای :

 

ماهواره های مخابراتی را در سطح جهان می توان ازنظرنواحی وکشورهای زیرپوشش به سه گروه تقسیم کرد:

 

  گروه اول :

 ماهواره های بین المللی هستند که با استفاده از یک سری ماهواره تعبیه شده درفواصل مشخصی از یکدیگر و در مدار سنکرون , کلیه نقاط کره زمین را زیر پوشش قرار می دهند و به هم متصل می سازند از این نوع ماهواره های بین المللی , ( Intelsat ) ماهواره های جهانی می توان ماهواره های بین المللی مخابراتی اینتلست  را نام برد (Intersputnik) و ماهواره های مخابراتی بلوک شرق , اینتراسپوتنیک   ( Inmarsat ) اینمارست .

 

  گروه دوم :

 ماهواره های منطقه ای هستند که برای پوشش دادن یک منطقه خاص طراحی شده و آنتنهای آنها به طریقی ساخته شده اند که حداکثر قدرت تشعشعی را درپرتو اصلی خود برروی منطقه مورد نظر متمرکز کنند  از این نوع می توان ماهواره های (Arabsat) را نام برد .

 

  گروه سوم :

 ماهواره های محلی هستند که برای پوشش یک کشور ساخته شده اندازاین نوع ماهواره ها می توان در اندونزی را(Palapa) ایتالیا و پالاپا(Italsat) استرالیا , ایتالست (Asat) هند , آست (Insat) ماهواره اینست نام برد .

 

 

مدارهای ماهواره ای :

 

از  ماهواره ها به دور زمین دریک مسیربسته که آن را مدار می نامند, درحال گردش هستند ناظری که درخارج منظومه شمسی قرار گرفته و به زمین می نگرد , مشاهده می کند که ماهواره ها د ر مسیرهایی به دور زمین در حال چرخشند این مسیرهامی توانند دایره ای یا بیضی شکل باشند اما مرکززمین در هرحالت در مرکزاین مسیر یا در نقطه کانونی آن قرار دارد ماهواره درصورتی که تحت تاثیر نیروهای جاذبه دیگری قرارنگیرد, همواره در صفحه ای به نام صفحه مداری به گردش خودبه دور زمین ادامه می دهدحرکت این صفحه مداری به پریود مدار و  زاویه صفحه با مدار استوا بستگی دارد اگر این زاویه صفر باشد, صفحه مداری منطبق بر صفحه استوایی زمینمی شود

 انواع مدارهایی که ماهواره ها در آن مستقر می شوند , عبارتند از :

 

1-( LEO ( Low earth orbit مدارهای پایین زمین .

 

2- Geosynchronous earth orbit مدارهای همزمان زمینی .

 

3-( GEO ( Geostationery earth orbit مدارهای ثابت زمینی .

 

 

مدارهای پایین زمین  :

 

ماهواره های مدارهای پایین زمین درارتفاعات چند صد کیلومتری سطح زمین قراردارند وزمان یک دورچرخش به دور زمین در این مدارها , حدود 90 دقیقه است  این مدارها در ارتفاع نسبتا کمی قرار دارند, درنتیجه می توان اجسام نسبتا سنگین را با یک سیستم پرتاب کننده ساده در آنها قراردادگفتنی است که بیشتر ماهواره هایی که در این مدارها مستقرند , درصد زیادی ( حدود 50 درصد) از وقت خود را در سایه زمین می گذرانند و باید مجهز به باتریهایی باشند که بتوانند وسایل الکترونیکی را در این مدت تغذیه کنند این مدارها معمولا برای مشاهدات و فعالیتهای ماهواره های نظامی به کاربرده می شود.

 

مدارهای همزمان زمینی :

 

مدارهای همزمان زمینی دارای پریودی درست برابر گردش زمین هستند  این مدار , مدار24 ساعته نیز خوانده می شود.

 

مدارهای ثابت زمینی  :

 

مدار ماهواره ثابت زمینی نوعی ازمدار همزمان زمینی است که درآن , زاویه صفحه ای که مداردرآن قرار گرفته و صفحه ای که از استوای زمین می گذرد , صفر است  در نتیجه این دو صفحه بر هم منطبق می شوند  مدار ثابت  زمینی و مدارهای همزمان زمینی در فاصله 35788 کیلومتری زمین قراردارندماهواره ها با سرعتی حدود سه کیلومتر درثانیه در مدارثابت زمینی حرکت می کنندبرای ردیابی ماهواره احتیاج به سیستم پیچیده ای نیست  ماهواره ها درمدارثابت زمینی , با تعدادکم , امکان ایجاد پوشش زیادی را در روی زمین دارندبه عنوان مثال سه ماهواره در روی این مدار برای پوشش بیشتر سطح زمین ( به جز قطبها ) کافی هستند بعضی مدارها بر

اساس ارتفاع ماهواره ها از سطح زمین طبقه بندی می شوند  اگر ارتفاع ماهواره ها از سطح زمین تا 1000 کیلومتر باشدمداررا مدارپایین گویندچنانچه ارتفاع ماهواره ازسطح زمین بین 1000 کیلومتر تا حدود 20000 کیلومتر باشد, ماهواره را در مدار متوسط نامند اگر ارتفاع ماهواره از سطح زمین بیشتر از 20000 کیلومتر باشد , مدار را مدار بالا گویند .

 

 

استقرار ماهواره ها :

 

 ماهواره های عملیاتی که برای دریافت و ارسال سیگنالها اززمین مورداستفاده قرارمی گیرند, ازنقطه ای روی زمین  پرتاب می شوند و در یک مدار خاص و ثابت قرار می گیرند   پس ازانکه ماهواره درمدارثابت قرار گرفت , دستگاه فرعی دیگری هم در ماهواره فعال می شود تا قدرت الکتریکی مورد نیاز تکرار کننده ها و دیگر دستگا ههای ماهواره را   تولیدوتنظیم کندمداری که برای ارتباط ماهواره های محلی از اهمیت بیشتری برخوردار است , مدار ژئوسنکرون نام دارد  ماهواره باید حدالامکان در نقطه ای از مدار ژئوسنکرون قرارگیرد که نیروی جاذبه زمین روی آن اثری نداشته باشد این مدار دایره ای شکل روی صفحه ای قرار دارد که از خط  استوا میگذرد در این حالت , سرعت زاویه ای ماهواره و  زمین با هم برابر است ارتفاع ماهواره از سطح زمین در  این مدار 35788 کیلومتر است .

 

 

مزایای مدار ژئوسنکرون :

 

ماهواره نسبت به زاویه ای که ایستگاه زمینی آن را می بیند, ثابت است , درنتیجه احتیاجی به تغییرجهت آنتن نیست ولی تنظیم آن ضروری است تعداد زیادی از ایستگاههای زمینی می توانند پوشش یک ماهواره در این مدار قرار گیرند , طوری که آنتن هر ماهواره می تواند حداکثر 42/4 درصد سطح کره زمین را بپوشاند. 

 

معایب مدار ژئوسنکرون :

 

نواحی قطبی یعنی مناطقی که دارای عرض جغرافیایی بیشتر از 41/3 درجه اند , زیر پوشش قرار نمی گیرند زمان تاخیر انتشار به علت بعد مسافت رفت وبرگشت , زیاد است .

 

مراحل پرتاب :

 

یکی از مهمترین مسایل موجود در امور فضایی , ساختن وسیله مناسبی برای پرتاب سفینه های فضایی برای انجام ماموریتهای مختلف وقراردادن ماهواره ها در مدار زمین است  همزمان با پیشرفت تکنولوژی مربوط به طراحی و ساخت ماهواره ها وضرورت قراردادن آنها درمدارهای مختلف , پرتاب کننده های چند مرحله ای ساخته شده اند که نوع تغییر یافته ای ازموشکهای بین قاره ای هستند واز قدرت زیادی نیزبرخوردارندپرتاب ماهواره به فضا وقرارگرفتن آن درمدارثابت با استفاده ازیک پرتاب کننده بدون سرنشین صورت می گیرد که سیستمی ازبین رفتنی است یا اینکه توسط شاتل فضایی صورت می گیرد که مجهزبه سرنشین و سیستمی قابل استفاده دوباره است وسیله پرتاب دارای یک یاچند موشک است که در چند مرحله عمل می کندو شتاب لازم را برای قراردادن ماهواره درمدارزمین تامین می کند شاتل مانند موشک اززمین جدامی شود ومانند فضاپیما درمدار زمین مانور می کند  این وسیله طوری طراحی شده است که بتواند بارهای سنگین را در مدار مربوطه قرار دهد بالاترین مداری که شاتل می تواند در آن قرار گیرد هزار کیلومتر از سطح زمین فاصله دارد  نگهداشتن ماهواره های مخابراتی در طول پرتاب , در مدار ثابت زمین ( مدار سنکرون ) , تعیین موقعیت ماهواره نسبت به زمین و خورشید و عملیات دقیق هر قسمت از ماهواره در مدار و غیره توسط ایستگاههای زمینی انجام می گیرد.

 

مزیتهای شاتل فضایی :

 

می تواند بارهای سنگین تری از قبیل آزمایشگا ههای فضایی و ماهواره های چندین منظوره را به فضا حمل کند امکان بازیافت سفینه ها توسط شاتل فضایی وجود دارد  مثلا اگر ماهواره نقص پیدا کرد , می توان به راحتی آن را به وسیله شاتل فضایی به کره زمین بازگردانید و پس از رفع نواقص , دوباره در مدار خود قرار داد  ازلحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است دوهفته بعد ازفرود , می تواند سفردیگری راآغاز کند  شایان ذکراست که راکت هیچ کدام ازخصوصیات بالا راندارد درحال حاضر, کشورهای فرانسه ,امریکا,روسیه ,اروپای غربی ,ژاپن , جمهوری خلق چین وهندوستان دارای پرتاب  کننده های مستقل برای قراردادن ماهواره های خود وکشورهای متقاضی درمدارهای مختلف هستند.