[ابن القيم]

السلام عليكم ورحمه الله وبركاته
مرحبا بكم اخواني في الله
باذن الله تعالي سوف أقوم بعمل دوره كامله عن الاقمار الصناعيه
مقدمه
تحتل أقمار الاتصالات المرتبة الأولى في عدد الأقمار الصناعية، ومن مهام أقمار الاتصالات إعادة إرسال المكالمات التليفونية والبرامج التليفزيونية والإذاعية حول العالم، ونقل الخرائط والصور والمخططات، عبر المحيطات وفي السبعينيات، بدأ استخدامها في عقد المؤتمرات على الهواء مباشرة، بين مجموعة من الأشخاص، يوجد كل منهم في أحد أركان الكرة الأرضية، ولكن يبدو لهم وللمشاهد وكأنهم يجتمعون في قاعة واحدة، إضافة إلى نقل المباريات الرياضية والدورات الأوليمبية والأحداث المهمة حيّـة ومباشرة.وتتميز الاتصالات بواسطة الأقمار الصناعية بالمرونة وسرعة الإنشاء، وسعة الاستيعاب، وكفاءة الإرسال والاستقبال على مسافات تقاس بآلاف الأميال، إضافة إلى انخفاض النفقات.
الأقمار الصناعية
ما هو القمر
هو أى جسم صغير يدور حول جسم سماوى أكبر منه حجما وتنقسم الأقمار إلى أقمار طبيعية وأقمار صناعية من صنع الإنسان وتوضع الأقمار الصناعية في مداراتها بعد إطلاقها من سطح الأرض بمساعدة صواريخ دافعة تدور هذه الأقمار في مدارات بيضاوية حول الأرض أو فى مدارات مفتوحة إلى أي كوكب أخر أو فى رحلات استكشافية فى المجموعة الشمسية.
مكونات القمر الصناعى:-
أول خطوة فى تصميم القمر الصناعى هى تحديد كتلة وحجم الشحنة التى سيحملها ونوعيتها ووزنها والمقصود بالشحنة هى أجهزة الاستشعار والأجهزة الأخرى التى ستخدم الرحلة وحمولة القمر هى التى ستتحكم فى تصميم المكونات الأخرى للقمر ومتطلباتها مثل حجم القمر ونوع المدار الذى سيتخذه ونوع الصاروخ الذى سيتم استخدامه لإطلاق هذا القمر والحمولة هى أعقد جزء فى القمر وأكثرها تكلفة وكل قمر عامة يحتوى على حمولة واحدة ولكن إذا وجد مكان متسع يمكن حمل حمولة أساسية وأخرى أو أكثر ثانوية.
النشأة
في خمسينيات القرن العشرين، بدأ تطوير أقمار الاتصالات استجابةً لتزايد الطلب على اتصالات أفضل من تلك النُّظم الأرضية الاعتيادية. وقد نجمت هذه الطلبات بسبب التطوُّرات والتوسع السريع في النظم الهاتفية وزيادة محطات التلفاز والإذاعة. وقد أطلقت الولايات المتحدة الأمريكية عام 1960م، قمر الصَّدى، وهو بالون معدني كان يعكس الإشارة. وبعدئذٍ، كانت أقمار الاتصالات تحوي مرسلات مستجيبة مثل تلستار وريلاي. وفي عام 1963م، أُطْلق قمر سينكوم 2 وهو أوَّل قمر يُوضَع في مدار تزامني بالنسبة للأرض. وكان انتلسات 1 أول قمر عالمي لغرض الاتصالات وكان يسمى أيضًا الطائر المبكَّر وقد أطلقت الولايات المتحدة الانتلسات 1 ثم وضعته فوق المحيط الأطلسي عام 1965م لنقل الإشارات الهاتفية والتلفازية بين أمريكا الشمالية وأوروبا.
وفي ثمانينيات القرن العشرين الميلادي أصبحت أقمار الاتصالات جزءًا أساسيًا من الاتصالات العالمية؛ إذ تطورت أقمار كبيرة وتحسنت النظم الكهربائية وصمم المهندسون محطات أرضية أصغر ذات هوائيات يمكن وضعها على أسطح البنايات لاستقبال البث المباشر.
منظومـة الاتصالات الفضائية :-
تتكون من عنصرين رئيسيين، هما القمر الصناعي، والمحطات الأرضية وتتلخص فكرة الاتصال عبر الفضاء، في أن المحطة الأرضية تُرسل إشاراتها إلى القمر الصناعي، الذي يلتقطها ويكبّرها ثم يعيد إرسالها إلى محطات الاستقبال الأرضية. وبذلك، فإن قمر الاتصالات، من حيث فكرة عمله، يَسْتخدم الموجات متناهية القصر "الميكروويف" " "Microwaves، التي يمكنها أن تحمل كمّاً هائلاً من المعلومات ولكنها تسري في خطوط مستقيمة ولذا فإن التغلب على كروية الأرض يجعل من المحتوم وضع محطات إعادة الإرسال على مسافات لا تزيد على 50 كم من بعضها بعضاً. وهو أمر يمكن تنفيذه ـ إلى حدٍّ ما ـ على الأرض، بينما يتعذر تحقيقه في المحيطات.
قمر الاتصالات:-يُسمى العنصر الرئيسي في القمر، المستجيب (Transponder.) ويشمل أجهزة استقبال، وأجهزة معالجة المعلومات، ومكبرات عالية القدرة لتكبير الإشارات المرسلة من الأرض، وأجهزة الإرسال التي تُعيد بث هذ الإشارات، ثم مجموعة هوائيات الإرسال والاستقبال، التي تُصمّم حسب الترددات المختلفة، وبما يتفق مع منطقة الاستقبال وتُغذى مجموعة المستجيب بالطاقة بواسطة الخلايا الشمسية التي تكون عادة في شكل أجنحة للقمر كما توجد في القمر بطاريات لإمداده بالطاقة اللازمة عندما تحتجب عنه أشعة الشمس وهناك طرق متعددة للاتصال بواسطة القمر الصناعي من أهمها:
طريقة "FDMA" " Frequency Division Multiple Access"، التي تخصص ترددات معينة لكل مستخدم على حدة
. وطريقة " Time Division Multiple Access" " TDMA " التي تُمكن كل مشترك من استخدام جميع ترددات القمر لفترة زمنية قصيرة محددة،
تُرْسل خلالها الإشارات في دفعات قصيرة، تُقاس بأجزاء من ألف من الثانية في تتابع تُحدده محطة مركزية.
الان سوف نتكلم عن المحطات الارضيه وأول نوع مدارات أقمار الاتصالات
المحطات الأرضية:-
وهي العنصر الرئيسي الثاني في منظومة الاتصال الفضائية وتنقسم، وظيفياً إلى نوعين هما محطات الإرسال والاستقبال ومحطات التحكم.
1) محطات الإرسال والاستقبال :-
تَبث الإشارات إلى القمر، محمّله بالمحادثات الهاتفية والبرامج الإذاعية والتليفزيونية والصور والخرائط والبيانات الرقمية ... إلخ. كما تستقبل كل هذه الإشارات من القمر وتؤدي مجموعة الهوائي كلتا المهمتَيْن معاًالإرسال والاستقبال وتتكون محطة الإرسال والاستقبال بصفة عامة من هوائي على شكل قطع مكافئ "Parabola" ))، يُكَبّر الإشارات في بؤرته ـ كما تفعل المرآة المقعرة ـ ومحول "Converter "، يُكَبّر الإشارات ذات التردد العالي ويحولها إلى ترددات منخفضة ثم كابل محوري يمرر هذه الإشارات إلى جهاز الاستقبال ويجب أن يوجّه الهوائي الأرضي بدقة نحو القمر الصناعي توجيهاً لا يتجاوز الخطأ فيه جزءاً ضئيلاً من الدرجة حتى يمكن تركيز الموجات متناهية الدقة التي تحمل الإشارة، في بؤرة الجهاز
وهناك العديد من المحطات الأرضية، التي تُستخدم في الاستقبال فقط، مثل محطات التليفزيون المنزلية وتسمى TVReceive - Only TVRO والمعروف أنه كلما ازدادت قدرة الإرسال للقمر الصناعي، صَغُر قطر هوائي الاستقبال المستخدم ويمكن، حالياً استقبال البث من الأقمار الحديثة بهوائيات، يراوح قطرها بين 60 و80 سم فقط.
محطات التحكم :-وظيفتها متابعة موقف القمر الصناعي متابعةً مستمرة، وضبط أجهزته، وتصحيح مداره حول الأرض، والتأكد من أداء مهامه أداءً صحيحاً.
21-مدارات أقمار الاتصالات:
حتى وقت قريب، كانت غالبية أقمار الاتصالات الغربية، تُحلّق في مدار مرتفع، يسمى: "المدار الجغرافي الثابت" أو "المتزامن". بينما كانت جميع الأقمار السوفيتية / الروسية )تقريباً)، تُحلّق على مدارات قريبة من الأرض.
1)المدار الجغرافي الثابت "Geostationary Orbit "GEO:-
هو مدار دائري في مستوى خط الاستواء، ويبعد عن الأرض مسافة 786 35 كم أي ما يساوي خمسة أضعاف قطر الكرة الأرضية وتسبح فيه الأقمار بسرعة هي نفسها السرعة الزّاوِيّة لدوران الأرض حول محورها ومن ثم فإن القمر يظل ثابتاً نسبياً فوق بقعة بعينها من الأرض بصفة مستمرة لذا فإن هوائي المحطة الأرضية الذي يُرْسِل إلى القمر أو يَسْتقَبل منه يظل موجهاً بصفة مستمرة نحو القمر ويدور القمر حول محوره بمعدل 30 لفة في الدقيقة محققاً بذلك الاتزان المطلوب أثناء حركته الهائلة السرعة أمّا هوائيات القمر فقد جُهزت بطريقة خاصة تظل بموجبها متجهة صوب المحطات الأرضية.
ويسمى هذا المدار أحياناً المدار الجغرافي المتزامن "Geosynchronous Orbit".ويستطيع القمر من هذا الارتفاع تغطية مساحة شاسعة والواقع أن ثلاثة أقمار فقط يمكنها من هذا المدار تغطية سطح الكرة الأرضية كله ومع ذلك فهناك شبكات اتصال فضائية تصل حتى 15 قمراً وذلك تلبيةً للحاجات المختلفة لمئات الآلاف من المشتركين والأقمار التي تطلق إلى هذا المدار والتي تسمى أحياناً بالأقمار المتزامنة تكون عادة كبيرة الحجم وقد يزيد وزنها على سبعة أطنان مثل القمر "لي سات ـ 5" الذي تستخدمه القوات البحرية الأمريكية (7711 كيلوجراماً) وتحتاج إلى قواذف قوية لوضعها في مدارها، مثل صواريخ "إيريان" الفرنسية "ARIANE"، و"تيتان" "TITAN " و"أطلس" "ATLAS " الأمريكيين، و"إنرجيا" "ENRGIA و"بروتون" "BROTON "الروسيين، و"لونج مارش" "LONG MARCH " الصيني، إضافة إلى مكوك الفضاء الأمريكي وقد أطلق من هذا النوع حوالي 442 قمرا ً تطورت أعمارها حتى وصلت إلى 15 عاماً، ومنها أقمار عربسات.
........
انتظروا الجزء القادم
والختام السلام
......