اسباب استخدام الاتصالات عبر الاقمار الصناعية

أسباب استخدام الإتصالات عبر الأقمار الصناعية

بما أن أكبر مسافة يمكن تغطيتها بواسطة الاتصالات الميكروية على سطح الأرض هو حوالي 80Km وذلك بسبب كروية الأرض وبالتالي لا يمكن تأمين خط رؤية بين نقطتين تزيد المسافة بينهما عن هذه القيمة .
لذلك ومن أجل تأمين الاتصال على مسافة أكبر من 80Km نحتاج إلى نظام راديوي متعدد القفزات أو نحتاج إلى معيد ذو ارتفاع كبير لتأمين خط الرؤية المطلوب بين هاتين النقطتين .
من الناحية العلمية لا يمكن تحقيق الأمرالأول في الاتصالات عبر القارات لأنه في حال استخدام نظام متعدد القفزات فهو غير قادر على اختراق البحار وكذلك في حال استخدام معيد فنحن بحاجة الى كتلة يبلغ على الأقل ارتفاعها 12000Km وذلك لتأمين الاتصال بين نقطتين المسافة بينهما 18000Km .
وبسبب الإمكانية أو القدرة على وضع أشياء في الفضاء في مسارات معينة حول الأرض فإن استخدام معيد وحيد أصبح عملية قابلة للتطبيق .
وكان أن تم إطلاق أول قمر صناعي وكان اسمه الطائر المبكر EARLY BIRD في عام 1956 تلاه القمر الروسي انترسبوتنيك عام 1957 .

النظام الفضائي

يتألف النظام الفضائي من :

1– قمر صناعي (تابع صنعي ) (ساتل ) موجود في المدار المخصص له و آخر احتياط يتم إطلاقه عند الحاجة.

2– مجموعة محطات أرضية موزعة على الأرض ترسل وتستقبل الاتصالات بكافة أنواعها.

3 – شبكة محطات تحكم ومراقبة للقمر الصناعي.

معلومات عن القمر الصناعي وكيفية إطلاقه :

الوزن الكلي للصاروخ : 207 طن
الطول الكلي: 47 متر
القطر: 3.8 متر
قوة محرك المرحلة الأولى :2485 نيوتن وتنفصل عند مغادرة جزيرة غريانة الفرنسية .
قوة محرك المرحلة الثانية : 797 كيلو نيوتن تنفصل بعد قطع 200 كم عن سطح الأرض.
قوة محرك المرحلة الثالثة : 61.8 كيلو نيوتن تنفصل بعد قطع 5000 كم عن سطح الأرض .
ينتقل بعدها إلى المدار الأول : Transfer Orbit
بعد وصول القمر إلى المدار الأول :
1 – يفتح هوائي TTC وسرعته 7.7 كم / ثا .
2 – يفتح جزء من الأجنحة ( الجزء الأول ) طوله 6.5 متر من كل طرف .
3 – ينتقل القمر الصناعي بعد تشغيل المناورة الرئيسية باستخدام المحرك ABM رقم 1
قوته 410 نيوتن إلى المدار المتوسط : Intermediate Orbit ويدور بمدار إهليلجي
فتزداد السرعة بمقدار 1.6 كم/ثا ثم ينتقل بعد المناورة الثانية إلى المدار الثالث :
Drift Orbit .
المناورة الثالثة في المدار النهائي (المدار المتزامن ) ثم نقوم بتشغيل Momontom Well
(دولاب عزم يدور المحرك على طريقة البلبل ) بسرعة 6000 دورة /دقيقة للمحافظة على صلادة القمر ويحوي القمر دولاب على كل محور من المحاور X,Y,Z والحد من القوى الثانوية المؤثرة عليه مثل الشمس والقمر الطبيعي وعدم كروية الأرض وتكزن سرعة القمر 3Km/s .

المدارات التي يدور فيها القمر الصناعي حول الأرض :

تصنف مدارات الأقمار الصناعية حسب ارتفاعها عن سطح الأرض وحسب انطباقها في مستو خط الاستواء أو ميلانها عن خط الاستواء إلى المدارات التالية :
1) المدار المنخفض: (Low Earth Orbit ) (LEO )
- ارتفاعه 780 Km تقريباً
- يتميز هذا المدار باستطاعة إشعاع منخفضة والتأخير الزمني قليل .
- عيوبه الحاجة لعدد كبير من الأقمار لتغطية الأرض .
(2 المدار المتوسط : (Medium Earth Orbit ) (MEO)
- يبدأ من ارتفاع 500Km وحتى 20200Km ويستخدم لخدمة GPS
(3 المدار المتزامن : (Geo Stationary Earth Orbit) (GEO)
- ارتفاعه 36000Km .
- يدور بصورة متزامنة مع دوران الأرض ومستوى سطح الأرض يتطابق مع مستوى خط الاستواء وسرعة هذا القمر (11066Km/H)
وبالإمكان رؤية القمر الصناعي من أي نقطة على سطح الأرض .
- نستطيع حساب بعد القمر الصناعي عن مركز الأرض عن طريق قانون كيبلر الثالث :
RxRxR= KxTxT
R : البعد بين القمر الصناعي ومركز الأرض
K= 1.0097x (10 أس 13 ) أو (x1 10 أس 13 ) .
T: الزمن الذي يقطعه القمر لرسم دورة كاملة حول الأرض ويقدر ب (مربع الثانية) .
نصف قطر الأرض = 6378Km
(4 المدار المائل : (Highly Elliptical Orbit ) (HEO)
مدار مائل و إهليلجي وفيه تدور الأقمار الصناعية ضمن مدار مائل على السطح المار بخط الاستواء بحيث يكون انزياح محدد بين السطحين وذلك باتجاه أحد قطبي الكرة الأرضية ويكون شكل المدار إهليلجي ومركز الأرض أحد قطبيه ويستخدم لتأمين تغطية لبعض المناطق التي لا يمكن تغطيتها بالمدار المتزامن الذي يغطي 81.4 درجة شمال إلى 81.4 درجة جنوب بالنسبة إلى خط الاستواء .
التخامد بين القمر الصناعي والأرض 200db أي 10 قوة 20 من قيمة إشارة الإرسال ويتغير هذا العامل حسب التردد
محيط المدار المتزامن (264000Km) .
الدرجة تعادل (739Km) .



المجالات الترددية المستخدمة في الأقمار الصناعية

موبايل 1-2 GHz L -Band
موبايل 2-4 GHz S - Band
هاتف + تلفزيون 4-8 GHz C – Band
************* 8-12 GHz X - Band
اتصالات ثابتة + تلفزيون 12-18 GHz Ku - Band
************** 18-27 GHz K - Band
************** 2740 GHz Ka - Band
************** 40-300 GHz Millie Meter Wave
************** 300-3000 GHz Sub – MM Wave

ولدينا هنا في سوريا مجمع الشهيد باسل حافظ الأسد للاتصالات الفضائية (محطة الأقمار الصناعية أو المحطة الأرضية) والتي تعمل على الحزمة C-BAND بتردد إرسال 6GHz وتردد استقبال 4GHz وتعمل مع أربع اتجاهات وهي:
المحطة الأولى (انتلسات هندي ) وضعت بالخدمة عام 1978 بقطر هوائي 32.5 م وتعمل مع القمر المتوضع فوق منطقة المحيط الهندي 60 درجة شرق خط غرينتش .

المحطة الثانية (إنترسبوتنيك ) وضعت بالخدمة عام 1987 بقطر هوائي 12 م وتعمل مع القمر الروسي إكسبريس بالموقع 13 درجة غرباً .

المحطة الثالثة (عربسات ) وضعت بالخدمة عام 1988 بقطر هوائي 11 م وتعمل مع القمر العربي عربسات 2-B بالموقع 31 درجة شرقاً .

المحطة الرابعة (انتلسات أطلسي ) وضعت بالخدمة عام 1994 بقطر هوائي 18.3 م وتعمل مع القمر الأطلسي 335.5درجة شرقاً .