القمر الصناعي Satellite هو كائن يدور حول كائن آخر. على سبيل المثال ، الأرض هي قمر صناعي للشمس ، والقمر هو قمر صناعي للأرض. كما ان قمر الاتصالات هو محطة لتكرار الموجات في فضاء يستخدم لإشارات الاتصالات والإذاعة والتلفزيون. يقوم ساتل الاتصالات بمعالجة البيانات الواردة من محطة أرضية واحدة ويقوم بتحويل البيانات إلى شكل آخر وإرسالها إلى المحطة الأرضية الثانية.
– كيف يعمل القمر الصناعي؟
ترغب محطتان على الأرض في الاتصال عبر اتصال لاسلكي ولكنهما بعيدان عن استخدام الوسائل التقليدية. يمكن للمحطتين استخدام محطة بث للاتصال بينهما. محطة أرضية واحدة تنقل الإشارة إلى القمر الصناعي.
تردد الوصلة الصاعدة هو التردد الذي تتصل به المحطة الأرضية بالأقمار الصناعية. يقوم مستجيب القمر الصناعي بتحويل الإشارة وإرسالها إلى المحطة الأرضية الثانية ، وهذا ما يسمى تردد الوصلة الهابطة. تتصل المحطة الأرضية الثانية أيضًا بالمحطة الأولى بالطريقة نفسها.
– أساسيات الاتصالات عبر الاقمار الصناعية:
تبدأ عملية الاتصال عبر الاقمار الصناعية Satelliates في محطة أرضية. تم تصميم التثبيت هذا لإرسال واستقبال الإشارات من قمر صناعي في مدار حول الأرض. ترسل المحطات الأرضية المعلومات إلى الأقمار الصناعية في شكل إشارات عالية التردد (GHz) عالية القدرة.
تستقبل الاقمار الصناعية الإشارات وتعيد إرسالها إلى الأرض حيث يتم استقبالها بواسطة محطات أرضية أخرى في منطقة تغطية القمر الصناعي. ويُطلق على نظام الإرسال من المحطة الأرضية إلى القمر الصناعي عبر قناة ما اسم الوصلة الصاعدة. يسمى النظام من القمر الصناعي إلى المحطة الأرضية عبر القناة بالوصلة الهابطة.
– نطاقات تردد ومحركات الأقمار الصناعية:
نطاقات تردد الأقمار الصناعية Satellites التي تستخدم عادة للاتصال هي C-band و Ku-band و Ka-band. C- و Ku-band هي أطياف التردد شائعة الاستخدام من قبل الأقمار الصناعية اليوم.
من المهم ملاحظة أن هناك علاقة عكسية بين التردد وطول الموجة ، أي عندما يزيد التردد ، يقلل طول الموجة مما يساعد على فهم العلاقة بين قطر الهوائي وتردد الإرسال. الهوائيات الكبيرة (أطباق الاقمار الصناعية) ضرورية لجمع الإشارة مع زيادة طول الموجة.
– التواصل عبر الفضاء
الفضاء يعطينا الفرصة للتواصل ، وربما أهم وسيلة للاتصال اليوم هي الهاتف. معظم الاتصالات الهاتفية بين القارات لا تعمل إلا باستخدام الأقمار الصناعية. تقوم المرحلات بنقل واستقبال الإشارات على الأرض ويقوم القمر الصناعي Satellite بنقلها.
إقراء أيضاً: تحويل المريخ الي كوكب صالح للحياة عبر تلويثه
للهواتف المحمولة نطاقات محدودة ومن الضروري مضاعفة محطات الترحيل لتغطية مناطق الاتصال. بالنسبة للشبكات الخلوية الحالية ، تكون المرحلات أرضية. في مشاريع الراديو للاتصالات الهاتفية العابرة للقارات ، ستكون الاقمار الصناعية هي المرحلات. هذا المبدأ يجعل من الممكن اكتشاف الكرة الأرضية ، حتى المناطق الجغرافية ذات الكثافة السكانية المنخفضة ، وذلك بفضل كوكبة حقيقية من الأقمار الصناعية ، منها 48 تستخدم في جميع أنحاء العالم في مدار منخفض (على 8 طائرات مدارية). هم على مسافة 1406 كم من الأرض. يتم اختيار هذا الارتفاع نظرًا لوجود عدد كبير جدًا من الأقمار الصناعية في المدار الثابت بالنسبة للأرض ومسافة الإرسال قصيرة بما فيه الكفاية.
– “محركات” الأقمار الصناعية
هناك نوعان رئيسيان من المدارات ، أحدهما المدار الثابت بالنسبة للأرض (على ارتفاع 36000 كم فوق مستوى سطح البحر) والذي يستخدم عادة بواسطة سواتل الاتصالات والأرصاد الجوية. نختار هذا النوع من المدارات لهذا المجال ، لأنه يحتوي على نفس سرعة الدوران التي تتمتع بها الأرض ولهذا السبب ، فإنه يطير دائمًا فوق نفس المنطقة من العالم.
النوع الآخر من المدار هو المدار الدائري القطبي المنخفض (200 كم – 1000 كم) وهو المسار المفضل لسواتل المراقبة المدنية والعسكرية ، لأنه يرى جميع مناطق الأرض .
– مزايا القمر الصناعي:
مزايا الاتصالات الساتلية هي كما يلي –
- مساحة التغطية مرتفعة جدًا عن مساحة الأنظمة الأرضية.
- تكلفة النقل مستقلة عن منطقة التغطية.
- عرض النطاق الترددي العالي ممكن.
– عيوب القمر الصناعي:
عيوب الاتصالات الساتلية هي كما يلي –
- إطلاق الاقمار الصناعية في المدارات عملية مكلفة.
- يتم استخدام النطاق الترددي تدريجيا.
- تأخر الانتشار الكبير للأنظمة الساتلية عن أنظمة الأرض التقليدية.
في الختام ، نرى أن الأقمار الصناعية Satellites تلعب دورًا كبيرًا للغاية في حياتنا اليومية ، وخاصة في مجال الاتصالات ، وسيكون غيابها تغييرًا كبيرًا لسكان الأرض ككل.
**********************