تهانينا: ربما تكون أمة جديدة ترتاد الفضاء ، وتتطلع إلى وضع حمولة جديدة لامعة حول كوكب الأرض. لقد جمعت الدراية التقنية ، وتسعى إلى كسر الروابط الفظيعة والانضمام إلى ناد حصري حتى الآن ، يحتوي فقط على 14 دولة قادرة على الطيران الفضائي المحلي. الآن للسؤال الكبير: أي مدار يجب أن تختار؟
مرحبًا بك في عالم الميكانيكا المدارية الرائع. من المؤكد أن الأقمار الصناعية في المدار يجب أن تتبع قوانين الحركة لنيوتن ، لأنها "تسقط" بشكل دائم حول الأرض دون أن تصطدم بها. ولكن سيكلفك استهلاك الوقود والتعقيد التقني لتحقيق أنواع مختلفة من المدارات. ومع ذلك ، يمكن استخدام أنواع مختلفة من المدارات لتحقيق أهداف مختلفة.
أول قمر صناعي يتم وضعه في مدار منخفض حول الأرض كان سبوتنيك 1 الذي تم إطلاقه في 4 أكتوبرالعاشر، 1957. ولكن حتى قبل فجر عصر الفضاء ، أدرك أصحاب الرؤية مثل مستقبل المستقبل ومؤلف الخيال العلمي آرثر سي كلارك قيمة وضع قمر صناعي في مدار متزامن مع الأرض على بعد حوالي 35786 كيلومترًا فوق سطح الأرض. إن وضع قمر صناعي في مثل هذا المدار يبقيه في "قفزة" مع دوران الأرض تحته مرة كل أربع وعشرين ساعة.
فيما يلي بعض المدارات الأكثر شيوعًا التي تستهدفها الأقمار الصناعية الحديثة واستخداماتها:
مدار أرضي منخفض (LEO): إن وضع قمر صناعي على بعد 700 كيلومتر فوق سطح الأرض يتحرك بسرعة 27500 كيلومتر في الساعة سيؤدي إلى دوران الأرض مرة واحدة كل 90 دقيقة. تقع محطة الفضاء الدولية في مثل هذا المدار. كما تخضع الأقمار الصناعية في المدار الأرضي المنخفض لسحب جوي ويجب تعزيزها بشكل دوري. يمنحك الانطلاق من خط الاستواء من الأرض زيادة أولية مجانية بحد أقصى 1،670 كم / للساعة في المدار شرقاً. وبالمناسبة ، فإن المدار المرتفع 52 درجة لمحطة الفضاء الدولية هو حل وسط يضمن أنه يمكن الوصول إليه من مواقع الإطلاق المختلفة في جميع أنحاء العالم.
كما أصبح مدار الأرض المنخفض مزدحمًا بالخردة الفضائية ، وحوادث مثل اختبار الصين الصاروخي المضاد للأقمار الصناعية لعام 2007 من قبل الصين ، واصطدام عام 2009 من Iridium 33 والقمر الصناعي Kosmos-2251 البائد على حد سواء تمطر مدارًا أرضيًا منخفضًا مع الآلاف من القطع الإضافية من الحطام ولم يساعد الموقف كثيرا. كانت هناك مكالمات لجعل تكنولوجيا إعادة الدخول قياسية على الأقمار الصناعية المستقبلية ، وسيصبح هذا أمرًا بالغ الأهمية مع ظهور قطعان النانو و CubeSats في LEO.
المدار المتزامن مع الشمس: وهو مدار رجعي مائل بدرجة عالية يضمن أن زاوية إضاءة الأرض أدناه متسقة مع مسارات متعددة. على الرغم من أن الأمر يتطلب كمية لا بأس بها من الطاقة للوصول إلى مدار متزامن مع الشمس - بالإضافة إلى مناورة النشر المعقدة المعروفة باسم "ساق الكلب" - فإن هذا النوع من المدارات مرغوب فيه لمهام مراقبة الأرض. كما أنها مفضلة لأقمار التجسس ، وستلاحظ أن العديد من الدول التي تهدف إلى وضع أقمارها الصناعية الأولى ستستخدم الهدف المعلن "رصد الأرض" لإرسال أقمار تجسس ميدانية خاصة بها.
مدار مولينا: مدار بيضاوي مائل للغاية صممه الروس ، يستغرق مدار مولينا 12 ساعة لإكماله ، ووضع القمر الصناعي فوق نصف الكرة لمدة 2/3 من مداره وإعادته مرة أخرى فوق نفس النقطة الجغرافية مرة واحدة كل 24 ساعة.
مدار شبه متزامن: مدار بيضاوي الشكل مدته 12 ساعة مشابه لمدار مولينا ، وهو مدار شبه متزامن مفضل بواسطة أقمار تحديد المواقع العالمية.
مدار متزامن مع الأرض: النقطة المذكورة أعلاه على ارتفاع 35786 كيلومترًا فوق سطح الأرض حيث يبقى القمر الصناعي ثابتًا على خط طول معين.
المدار الثابت بالنسبة للأرض: ضع ساتلًا مستقرًا بالنسبة إلى الأرض في مدار بمدار صفر درجة ، ويعتبر مدارًا ثابتًا بالنسبة للأرض. يُشار إليه أحيانًا أيضًا باسم مدار كلارك ، وهذا الموقع مستقر للغاية ، وقد تظل الأقمار الصناعية الموجودة هناك في مدار لملايين السنين.
في عام 2012 ، تم إطلاق القمر الصناعي EchoStar XVI متجهًا إلى GEO مع قرص كبسولة الوقت الصور الأخيرة لهذا السبب فقط. من الممكن تمامًا أن ملايين السنين من الآن ، قد تكون شرائط GEO هي القطع الأثرية الأساسية المتبقية من حضارة أوائل القرن العشرين / القرن الحادي والعشرين.
مدارات نقطة لاغرانج: أدلى عالم الرياضيات في القرن الثامن عشر جوزيف لويس لاغرانج بملاحظة أن هناك العديد من النقاط المستقرة في أي نظام من ثلاثة أجسام. نقاط لاغرانج المدبلجة ، تعمل هذه المواقع كمواقع مستقرة كبيرة لوضع المراصد. يجلس المرصد الشمسي للغلاف الشمسي (SOHO) عند النقطة L1 ليتيح له رؤية مستمرة للشمس ؛ مقيد جيمس ويب الفضائي مقيد في 2018 للنقطة L2 وراء القمر. للبقاء في المحطة بالقرب من نقطة LaGrange ، يجب أن يدخل القمر الصناعي إلى مدار Lissajous أو Halo حول نقطة Lagrange الخيالية في الفضاء.
كل هذه المدارات لها إيجابيات وسلبيات. على سبيل المثال ، لا يمثل السحب في الغلاف الجوي مشكلة في المدار المتزامن مع الأرض ، على الرغم من أنه يتطلب عدة تعزيزات ومناورات نقل المدار لتحقيقه. وكما هو الحال مع أي خطة ، يضيف التعقيد أيضًا فرصًا أكبر لفشل الأشياء ، حيث تقطع قمرًا صناعيًا في المدار الخطأ. عانت بعثة فوبوس جرونت الروسية من مثل هذا المصير بعد إطلاقها في عام 2011 عندما فشلت المرحلة العليا من فريجات في العمل بشكل صحيح ، مما أدى إلى تحطم المركبة الفضائية بين الكواكب في مدار الأرض. تحطمت فوبوس جرونت إلى الأرض فوق جنوب المحيط الهادئ في 15 ينايرالعاشر, 2012.
الفضاء عمل شاق ، ومن الضروري وضع الأشياء في المدار الصحيح!
-تتطلع للبحث عن الأقمار الصناعية من فنائك الخلفي؟ مورد رائع على الإنترنت للبدء به في Heavens-Above.
