هوا فضا - پایگاه دانلود رایگان کتاب | دانلود کتاب

ماهواره ها رامی توان باتوجه به نوع کاربرد, مداری که درآن مستقرهستند یانوع سیستم طبقه بندی
کرد.ماهواره هااز دیدگاه کاربردی به دوگروه نظامی وغیرنظامی تقسیم می شوند.درهریک ازاین دو
. گروه , کاربردهای متعددی وجود داردکه درشکل صفحه بعد به تعدادی ازآنها اشاره شده است
همانطورکه ملاحظه می شود,ماهواره هابیشتربرای مقاصد نظامی به کارگرفته می شوند.ماهواره های
نظامی از تنوع بیشتری نیز برخوردار هستند. ضمن اینکه با سرمایه گذاریهای بسیار کلان کشورهای
.صنعتی , ماهواره های نظامی از تکنولوژی پیشرفته تری نیزاستفاده می کنند
 
سیرتحولات ماهواره های مخابراتی
تااوایل سال ۱۹۶۰میلادی غیراز چندارتباط محدود که توسط دستگاه بی سیم برقرارشده بود, مساله
انتخاب وجود نداشت . به علت ظرفیت کم و تقاضا برای ارتباطات , انباشته بودن طیفهای فرکانس و
.ضعف سیستم انتقال صوتی , تنها وسیله ارتباطی بین قاره ای , کابل تلفن زیر دریایی بود
در سال ۱۹۶۰ میلادی یعنی تقریبا سه سال بعد از پرتاب اولین سفینه شوروی , امریکاییها نخستین
قمرمصنوعی مخابراتی رادرمدارزمین قراردادند.قطراین قمربزرگ ۳۰ متربودودرارتفاع۱۵۰۰کیلومتری
زمین گردش می کرد.این قمر, مجهز به نوعی آیینه بود که امواج راازایستگاههای فرستنده می گرفت
و به ایستگاههای گیرنده که به علت کروی بودن زمین نمی توانستند آنها را به طور مستقیم دریافت
کنند , منعکس می کرد. به این ترتیب اولین ارتباط آزمایشی به وسیله ماهواره بین دو نقطه دور دست
امریکایعنی ازکالیفرنیا تا نیوجرسی برقرارشد. قسمت اعظم انرژی اشعه ای که ازایستگاه فرستنده
ارسال می شد,درفضاپخش وتنها قسمت کوچکی ازآن توسط ماهواره منعکس می شد.برای اینکه اشعه
منعکس شده قابل استفاده شود , لازم بود به وسیله ایستگاه عظیم و پرقدرتی تقویت که نتیجه کار
مطلوب نبود, به خاطر همین , امریکاییها شروع به ساختن قمرمصنوعی مخابراتی جدیدی کردند که
امواج رابه وسیله آنتنهایی اززمین دریافت وپس ازتقویت به سوی ایستگاههای گیرنده زمینی ارسال
کنند. اندیشه استفاده از ماهواره ها به صورت رله برای ارتباطات راه دور ابتدا از سوی
نویسنده معروف داستانهای تخیلی -عمومی ویکی ازبنیانگذاران (Arthur.c.Clarke) آرتو.سی .کلارک ( انجمن انگلیسی بین ستاره هامطرح شدودرمقاله ای درشماره اکتبرسال ۱۹۴۵میلادی مجله ( جهان بی سیم چاپ شد. این مقاله سرآغازی برای شروع فعالیتهای جدی ارتباطات ماهواره ای شد.آقای کلارک با درنظرگرفتن سه ماهواره درارتفاع ۳۶۰۰۰ کیلومتری ازسطح زمین وروی محیط مدار دایره ای شکل . دورکره زمین به فواصل مساوی ازهم , پوشش ارتباط ماهواره ای تمام سطح زمین رامیسرمی دانست بعد از چاپ مقاله کلارک , طی ده سال , سه اختراع مهم انجام شد که مورد استفاده آنهادرساخت
. ماهواره هااست .اولی , سلولهای خورشیدی است که تبدیل کننده نورخورشید به الکتریسیته هستند
دوم , ترانزیستور درانواع مختلف وسوم لامپ تقویت موج رادیویی است .این نوع تقویت کننده هابا
طیف وسیع فرکانس و بازدهی حدود ۲۰ الی ۴۰ درصد , از معمولی ترین نوع تقویت کننده در
. مخابرات ماهواره ای است
 

درسال ۱۹۶۲ میلادی , تاریخ ارتباطات ورق خوردونخستین ماهواره از نوع رله وتقویت کننده به
نام ( تله استار ) در دهم ژوییه همین سال از سوی امریکا در مدار قرار گرفت و برای اولین بار
برنامه ای ازتلویزیون امریکا توسط این قمرمصنوعی که بربالای اقیانوس اطلس قرارداشت منعکس
. وبرای مردم نمایش داده شدوبه دنبال آن , دومین ماهواره ازهمین نوع چندماه بعد پرتاب گردید
ماهواره تله استاردرمداری که بین ۹۰۰ تا۵۵۰۰ کیلومترازسطح دریاارتفاع داشت , تقریبا هر دو
ساعت ونیم یک بارکره زمین رادورمی زد.چون زمین درهر۲۴ساعت یک باربه دورخود می چرخد
ارتباط بین دو نقطه از زمین فقط چند بار در شبانه روز امکان پذیر بود و این ماهواره تنها مدت
کوتاهی دریک نقطه قابل رویت می ماندکه این مدت متناسب باارتفاع مدارقمرمصنوعی ازسطح دریا
بود.برای برقراری ارتباط دایمی , فقط یک راه به نظر می رسیدوآن اینکه ماهواره بایددربالای یک
نقطه اززمین درارتفاع معینی ثابت بماند که ظاهرا خیلی مشکل بود, ولی عملا وقتی زمان گردش
ماهواره به دور زمین ۲۴ ساعت باشد , همزمان با کره زمین به دور آن خواهد گشت و از نظرما
آسمان بی حرکت خواهدماند. چون هر قمر مصنوعی دریک مداردایره ای حرکت می کندکه مرکز آن
منطبق بر مرکز کره زمین وصفحه این دایره نیز عمود برمحورزمین است .مدار دایره ای ماهواره به
موازات خط استواخواهد بودوهمین طورچون سرعت قمرمصنوعی ازمقدار معینی نمی تواند کمتر
باشد, برای اینکه با همان سرعت در ۲۴ ساعت یک باربه دورزمین بچرخد, باید محیط دایره ای
. مسیرقمر مصنوعی ودرنتیجه ارتفاع مدارآن رابیشترکرد
محاسبات و تجربه های عملی نشان داده که برای این منظور , باید ارتفاع ماهواره از سطح
( .دریا ۳۶۰۰۰ کیلومتر باشد. ( فاصله ای که در آن از طرف زمین نیروی جاذبه به ماهواره وارد نمی شود
این مدار را اصطلاحا مدار ژئوسنکرون می نامند. وقتی که ماهواره به ارتفاع ۳۶۰۰۰ کیلومتری
از سطح دریا رسید, آن را به آرامی منحرف می کنند که در بالای نقاط انتخاب شده باقی بماند
ولی درصورت انحراف ازمسیراصلی ودورشدن ازنقطه دلخواه توسط راکتهای عکس العملی کوچکی
که در آنها تعبیه شده و از ایستگا ههای کنترل زمین هدایت می شوند , آن را دوباره به وضعیت
. مطلوب درمی آورند
بدین ترتیب , سیرتحولات ماهواره های مخابراتی ادامه پیداکرد تا به امروزکه شاهد به کارگیری
. تکنیکهای بسیار پیشرفته دراین سیستم جهت ارتقای سطح کیفیت وافزایش ظرفیت آن هستیم
 
ماهواره های مخابراتی
گسترش ارتباطات درسطح جهان استفاده ازسیستمهای مخابراتی راباظرفیت وسیعترپوشش بیشتر
وکیفیت بهترایجاب می کند.یکی ازروشهایی که می تواند به طورمناسب جوابگوی نیازهای فعلی
وآتی بشردراین زمینه باشد,استفاده ازماهواره های مخابراتی است ماهواره مخابراتی سفینه ای
است که سیگنالهای الکتریکی را از فرستنده ای بر روی زمین دریافت می کند و آنها را بعد از
تقویت و تغییر فرکانس های حامل , به سمت ایستگاههای زمینی در نقاط دیگر می فرستد. چون
ماهواره های مخابراتی سیگنالهاراتقویت می کنندوبازگشت می دهند بیشتربه عنوان تکرارکننده
و رله شناخته می شوند . ماهواره های مخابراتی معمولا در مدارهای خاصی از کره زمین قرار
می گیرندکه به نظر فرستنده هاوگیرنده های روی زمین ثابت می آیند. به کمک فرستنده ای برروی
زمین ویک ماهواره برروی مدار, می توان سیگنالهارا به گیرنده هایی مستقر در بخشی از زمین
فرستاد که حدود یک سوم سطح زمین را بپوشاند . اولین ماهواره مخابراتی بین المللی از سری
اینتلست با ظرفیت ۲۴۰ کانال تلفنی درسال ۱۹۶۵ میلادی به فضا پرتاب شد و سرآغازی برای
پوشش ارتباطات ماهواره ای در سطح بین المللی گردید. موارداستفاده ماهواره های مخابراتی
وتاثیرفراوان آن برزندگی بشرباعث شده که روزبه روز توجه انسان به این وسیله ارتباطی افزایش
, یابد.کاربردهای وسیع آن درپزشکی , آموزش وپرورش , کشاورزی , انتقال اطلاعات کامپیوتری
برنامه های تلویزیونی وغیره باعث شده که وجودیک ماهواره مخابراتی مستقل برای هرکشوری
امری ضروری باشد . داشتن ماهواره مخابراتی مستقل باعث ایجاد تسهیلات در امر انتقال
اطلاعات کامپیوتری از دانشگاهها به مراکز تحقیقات وبالعکس , هرچه سریعترانجام شدن امور
اقتصادی , پوشش کلیه نقاط کشورازنظربرنامه های تلویزیونی , رادیویی وتلفنی بانصب سریع
آنتنهای گیرنده زمینی درنقاط مختلف کشور, آموزش کشاورزی وپزشکی از راه دور وکاربردهای
. وسیع ومتنوع دیگری خواهد بود
ماهواره های مخابراتی درمدارخاصی مستقرمی شوند که حدود ۳۵۷۸۸ کیلومترازخط استوافاصله
, دارند. هر ماهواره باسرعت و جهتی همسان با کره زمین در حال حرکت است . در این شرایط
ماهواره در مکانی بالای خط استوا نسبت به زمین ثابت می شود.ماهواره های مخابراتی ابتدا
برای ارتباطات تلفنی طراحی شده اند ولی امروزه شاهد ارایه سرویسهای گوناگونی از قبیل
کاربردهای تلویزیونی , تجاری و کنفرانس از راه دور ازطریق ماهواره هستیم اما هنوزسرویس
. تلفنی بالاترین حجم را در بین دیگرسرویسها حفظ کرده است