ماهواره چیست؟ — آشنایی با انواع ماهواره ها — به زبان ساده

۱۳۱۷۰ بازدید
آخرین به‌روزرسانی: ۲۴ اردیبهشت ۱۴۰۲
زمان مطالعه: ۱۸ دقیقه
ماهواره چیست؟ — آشنایی با انواع ماهواره ها — به زبان ساده

در این مطلب در مورد ماهواره و ساز و کار آن صحبت می‌کنیم. به صورت کلی باید گفت هر جسمی که حول محور یک ستاره یا سیاره می‌چرخد را ماهواره می‌گویند. با این تعریف ماهواره‌ها را می‌توان به دو دسته طبیعی و مصنوعی تقسیم کرد. در این مطلب با ساز و کار و ویژگی‌های این دستگاه بیشتر آشنا می‌شویم.

ماهواره چیست؟

ماهواره یک ماه، سیاره یا ماشینی است که به دور یک سیاره یا ستاره می‌چرخد. به عنوان مثال زمین یک ماهواره‌ است زیرا به دور خورشید می‌چرخد. به همین ترتیب ماه نیز یک ماهواره است زیرا به دور زمین می‌چرخد. معمولاً کلمه ماهواره به ماشینی گفته می‌شود که به فضا پرتاب می‌شود و به دور زمین یا جسم دیگری در فضا حرکت می‌کند.

ماهواره‌های ناسا
تصویر 1: ناسا تعداد زیادی ماهواره در مدار زمین دارد که برای مطالعه شرایط، جو و اقیانوس‌ها در زمین مورد استفاده قرار می‌گیرند.

زمین و ماه نمونه‌هایی از ماهواره‌های طبیعی هستند. هزاران ماهواره مصنوعی یا ساخت بشر به دور زمین می‌چرخند. برخی از این سیاره عکس می‌گیرند که به پیش‌بینی هوا و ردیابی توفان‌ها به کارشناسان هواشناسی کمک می‌کند. برخی دیگر از این ماهواره‌ها از سیارات دیگر، خورشید، سیاهچاله‌ها، ماده تاریک یا کهکشان‌های دور عکس می‌گیرند. این تصاویر به دانشمندان کمک می‌کند منظومه شمسی و جهان را بهتر درک کنند.

ماهواره‌های دیگر عمدتاً برای ارتباطات مانند ارسال سیگنال‌های تلویزیونی و تماس‌های تلفنی در سراسر جهان استفاده می‌شوند. گروهی دیگر از این ماهواره‌ها یعنی بیش از 20 ماهواره سیستم موقعیت یابی جهانی یا GPS را تشکیل می‌دهند. اگر گیرنده GPS داشته باشید این ماهواره‌ها می‌توانند به تعیین موقعیت دقیق شما کمک کنند.

چرا ماهواره مهم است؟

چشم اندازی که ماهواره‌ها دارند به آن‌ها امکان می‌دهد مناطق وسیعی از زمین را همزمان ببینند. این توانایی به این معنی است که ماهواره‌ها می توانند با سرعت و مقدار بیشتری نسبت به ابزارهای موجود روی زمین اطلاعات را جمع آوری کنند.

ماهواره‌ها همچنین بهتر از تلسکوپ‌های سطح زمین می‌توانند فضا را ببینند. این بدان دلیل است که ماهواره‌ها در بالای ابرها، گرد و غبار و مولکول‌های موجود در جو که می‌توانند دید را از سطح زمین مسدود کنند، پرواز می‌کنند.

قبل از ماهواره‌ها، سیگنال‌های تلویزیونی در فاصله‌های خیلی دور نبودند و فقط در خطوط مستقیم حرکت می‌کردند. اما اینک این سیگنال‌ها به جای اینکه در مسیر منحنی زمین حرکت کنند به سرعت در فضا حرکت می‌کنند. گاهی ممکن است کوه‌ها یا ساختمان‌های بلند جلوی آن‌ها را بگیرند و مسیر آن‌ها را سد کنند.

تماس تلفنی بدون ماهواره‌ها با مکان‌های دوردست نیز یک مشکل بود. راه اندازی سیم تلفن در مسافت‌های طولانی یا زیر آب دشوار بود و هزینه زیادی داشت.

با استفاده از ماهواره، سیگنال‌های تلویزیونی و تماس‌های تلفنی به سمت ماهواره ارسال می‌شوند. سپس تقریباً بلافاصله ماهواره می‌تواند آن‌ها را به مناطق مختلف روی زمین برگرداند.

قطعات ماهواره چه هستند؟

ماهواره‌ها دارای اشکال و اندازه‌های مختلف هستند. اما اکثر آن‌ها حداقل دارای دو قسمت مشترک هستند که شامل یک آنتن و یک منبع تغذیه است. آنتن اطلاعات را اغلب از زمین به زمین ارسال و دریافت می‌کند. منبع تغذیه نیز می‌تواند یک صفحه خورشیدی یا باتری باشد. صفحات خورشیدی با تبدیل نور خورشید به برق، نیرو را ایجاد می‌کنند.

بسیاری از ماهواره‌های ناسا دوربین‌ها و سنسورهای علمی را حمل می‌کنند. بعضی اوقات این ابزارها برای جمع آوری اطلاعات در مورد سطح، هوا و آب به سمت زمین نشانه می‌روند. زمانی دیگر آن‌ها برای جمع آوری داده‌ها از منظومه شمسی و عالم به سمت فضا چرخش می‌کنند.

به صورت کلی باید گفت هر ماهواره مصنوعی قابل استفاده اعم از انسانی یا رباتیک دارای چهار قسمت اصلی است: سیستم برق (که می‌تواند به عنوان مثال خورشیدی یا هسته‌ای باشد)، روشی برای کنترل و هدایت ماهواره، آنتنی برای انتقال و دریافت اطلاعات و یک فضا برای جمع آوری اطلاعات مانند دوربین یا ردیاب ذرات.

چگونه ماهواره ها به دور زمین می چرخند؟

بیشتر ماهواره‌ها با راکت به فضا پرتاب می‌شوند. یک ماهواره وقتی دور زمین می‌چرخد ​​که سرعت چرخش آن با کشش جاذبه زمین برابر شود. بدون این تعادل ماهواره در یک خط مستقیم در فضا پرواز می‌کند یا به زمین می‌افتد. ماهواره‌ها در ارتفاعات، سرعت‌های مختلف و مسیرهای متفاوت به دور زمین می‌چرخند. دو نوع متداول از مسیرهای ماهواره‌ای، مسیر زمین ثابت و قطبی هستند.

ماهواره جیسون 2
تصویر 2: ماهواره جیسون-2 که حول مدار زمین می‌چرخد و حامل ابزار و سنسورهایی است که برای مطالعه اقیانوس‌ها به کار می‌روند.

یک ماهواره زمین ثابت از غرب به شرق در خط استوا حرکت می‌کند. این ماهواره در همان جهت و با همان سرعتی که زمین در حال چرخش است، حرکت می‌کند و از دید ناظر زمینی یک ماهواره زمین ثابت به نظر می‌رسد که در حالت ایستاده است زیرا همیشه بالاتر از یک مکان مشخص است.

ماهواره‌های مدار قطبی در جهت شمال به جنوب از یک قطب به قطب دیگر حرکت می‌کنند. همزمان با چرخش زمین این ماهواره‌ها می‌توانند کل یک نوار کره زمین را یکبار اسکن کنند.

چرا ماهواره‌ها به هم نمی‌خورند؟

در واقع امکان برخورد ماهواره‌ها وجود دارد. ناسا و سایر سازمان‌های بین المللی مسیر ماهواره‌ها را در فضا ردیابی می‌کنند. احتمال برخورد ماهواره‌ها در فضا کم است زیرا هنگام پرتاب ماهواره آن را در مدار مشخصی قرار می‌دهند که برای جلوگیری از برخورد با ماهواره‌های دیگر طراحی شده است. اما مدارها می‌توانند با گذشت زمان تغییر کنند و با پرتاب هر چه بیشتر ماهواره‌ها به فضا احتمال برخورد آن‌ها افزایش می‌یابد.

در فوریه 2009 دو ماهواره ارتباطی یکی آمریکایی و دیگری روسی، در فضا با هم برخورد کردند. با این حال اعتقاد بر این است که این اولین باری است که دو ماهواره دست ساز به طور تصادفی با هم برخورد می‌کنند.

اولین ماهواره در فضا چه بود؟

اسپوتنیک 1 اولین ماهواره در فضا بود که اتحاد جماهیر شوروی آن را در سال 1957 در مدار قرار داد.

چگونه ناسا امروز از ماهواره استفاده می‌کند؟

ماهواره‌های ناسا به دانشمندان در بررسی زمین و فضا کمک می‌کنند. ماهواره‌هایی که به سمت زمین هستند اطلاعاتی درباره ابرها، اقیانوس‌ها، زمین و یخ‌ها ارائه می‌دهند. آن‌ها همچنین گازهای موجود در اتمسفر مانند ازن، دی اکسید کربن و میزان انرژی جذب و ساطع شده توسط زمین را اندازه‌گیری می‌کنند. همچنین ماهواره‌ها آتش سوزی‌ها، آتشفشان‌ها و دود و گازهای ناشی از آن‌ها را نیز بررسی و کنترل می‌نمایند.

همه این اطلاعات به دانشمندان کمک می‌کند تا آب و هوا و تغییرات اقلیمی را پیش بینی کنند. این اطلاعات همچنین به مقامات بهداشت عمومی کمک می‌کند تا بیماری و قحطی را ردیابی کنند. به علاوه این اطلاعات به کشاورزان کمک می‌کند تا بدانند چه محصولاتی را باید بکارند و به اورژانس بیمارستان‌ها کمک می‌کند تا در برابر بلایای طبیعی آمادگی داشته باشند.

ماهواره‌های رو به فضا کاربردها متنوع و گوناگونی دارند. برخی در برابر اشعه‌های خطرناک ناشی از خورشید حفاظت ایجاد می‌کنند و برخی دیگر به کشف سیارک‌ها، ستاره‌های دنباله دار، تاریخچه ستاره‌ها و منشا سیارات می‌پردازند.

برخی از ماهواره‌ها در نزدیکی سیارات دیگر پرواز می‌کنند یا به دور آن‌ها می‌چرخند. این فضاپیماها در حقیقت به دنبال شواهدی از وجود آب در مریخ یا ثبت تصاویر نزدیک حلقه‌های زحل هستند.

ماهواره اسپوتنیک
تصویر 3: ماهواره اسپوتنیک به اندازه یک توپ بسکتبال و وزنی برابر با 83 کیلوگرم بود.

تاریخچه مختصری از ماهواره‌های مصنوعی

ماهواره‌های مصنوعی تا اواسط قرن بیستم واقعیت پیدا نکردند. اولین ماهواره مصنوعی اسپوتنیک، یک کاوشگر فضایی به اندازه یک توپ ساحلی روسی بود که در 4 اکتبر 1957 به فضا پرتاب شد. این اتفاق بسیاری از کشورهای غربی را شوکه کرد زیرا اعتقاد بر این بود که شوروی توانایی ارسال ماهواره به فضا را ندارد.

به دنبال این ماجرا، در 3 نوامبر 1957 شوروی ماهواره‌ای عظیم‌تر یعنی اسپوتنیک 2 را به فضا پرتاب کرد که یک سگ به نام لایکا را حمل می‌کرد. اولین ماهواره ایالات متحده در 31 ژانویه 1958 اکسپلورر 1 بود. این ماهواره فقط 2 درصد جرم اسپوتنیک 2 را داشت و جرم آن 13 کیلوگرم (30 پوند) بود.

لایکا
تصویر 4: لایکا، سگی که توسط اسپوتنیک 2 به فضا پرتاب شد.

اسپوتنیک‌ها و اکسپلورر 1 به دستگاهی برای انتشار عکس‌های آغازین در یک مسابقه فضایی بین ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی تبدیل شدند و این مسابقه و مبارزه حداقل تا اواخر دهه 1960 ادامه داشت.

تمرکز بر ماهواره به عنوان ابزار سیاسی در حالی آغاز شد که هر دو کشور انسان را در سال 1961 به فضا فرستادند. اما در اواخر این دهه اهداف فضایی هر دو کشور از هم جدا شدند. در حالی که انسان توسط برنامه فضایی ایالات متحده بر روی ماه فرود آمد و شاتل فضایی توسط این کشور ساخته و ایجاد شد، اتحاد جماهیر شوروی اولین ایستگاه فضایی جهان را با نام سالیوت 1 ساخت که در سال 1971 راه اندازی شد. همچنین ایستگاه‌های فضایی دیگری مانند اسکای لب توسط ایالات متحده و میر توسط اتحاد جماهیر شوروی بعد از آن ساخته شد.

اکسپلورر 1
تصویر 5: اکسپلورر 1 اولین ماهواره ایالات متحده و اولین ماهواره‌ای بود که ابزار علمی را حمل می‌کرد.

به این ترتیب کشورهای دیگر نیز شروع به فرستادن ماهواره‌های خود به فضا کردند، زیرا متوجه شدند که این ماهواره‌ها برای جامعه خود مزایای زیادی به همراه دارد.

در حقیقت ماهواره‌های هواشناسی پیش بینی‌ها را حتی برای مناطق دور افتاده بهبود بخشیده است، ماهواره‌های نظاره گر زمین مانند ماهواره‌های گروه لندست تغییرات جنگل‌ها، آب و سایر قسمت‌های سطح زمین را با گذشت زمان ردیابی می‌کنند. ماهواره‌های مخابراتی تماس تلفنی از راه دور برقرار می‌کنند و در نهایت پخش مستقیم تلویزیون در سراسر جهان به یک قسمت عادی از زندگی تبدیل شده است و نسل‌های بعدی ماهواره‌ها به ارتباطات اینترنتی کمک کردند.

اولین ماهواره لندست
تصویر 6: اولین ماهواره لندست به نام ارتس 1 که در 23 جولای 1972 در مدار قرار گرفت.

با کوچک سازی رایانه‌ها و سایر سخت افزارها، اکنون می‌توان ماهواره‌های بسیار کوچکتری را ارسال کرد که می‌توانند کارهای علمی، مخابراتی یا سایر فعالیت‌ها را در مدار انجام دهند. اکنون برای شرکت‌ها و دانشگاه‌ها ایجاد و ساخت ماهواره‌های مکعبی شکل که به طور مکرر در مدار پایین زمین قرار می‌گیرند و به نام «کیوب ساتس» (CubeSats) نیز شناخته می‌شوند، معمول است.

کیوب ساتس
تصویر 7: سه کیوب استاتس کوچک پس از استقرار از ایستگاه فضایی بین المللی در بالای زمین شناور هستند.

این ماهواره‌ها را می‌توان بر روی یک راکت همراه با یک قسمت حمل بار بزرگتر قرار داد یا از یک پرتابگر پرتابل در ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) ارسال کرد. ناسا اکنون در حال بررسی ارسال کیوب ساتس به مریخ یا قمر اروپا (قمر نزدیک سیاره مشتری) برای انجام ماموریت‌های آینده است.

ISS بزرگترین ماهواره در مدار است و ساخت آن بیش از یک دهه طول کشید. پانزده کشور از نظر مالی و کاری به ساخت این ماهواره و قرارگیری آن در مدار کمک کردند که ساخت آن بین سال‌های 1998 و 2011 به طول انجامید. مسئولان و محققین این پروژه انتظار دارند که ISS حداقل تا سال 2024 به کار خود ادامه دهد.

ماهواره ISS
تصویر 8: تشعش نور خورشید از میان ماهواره ISS به همراه لبه‌های آبی زمین صحنه جذابی را به وجود آورده است.

تاریخچه ماهواره‌های ناسا چگونه است؟

ناسا ده‌ها ماهواره را به فضا پرتاب کرده و این پرتاب‌ها از ماهواره اکسپلورر 1 در سال 1958 آغاز شده است. اکسپلورر 1 اولین ماهواره ساخت بشر در آمریکا بود. ابزار اصلی موجود در آن حسگری بود که ذرات پرانرژی در فضا موسوم به پرتوهای کیهانی را اندازه‌گیری می‌کرد.

اولین تصویر ماهواره‌ای از زمین در سال 1959 توسط اکسپلورر 6 ناسا به دست آمد. این تصاویر جزئیات زیادی را نمایش نمی‌داد، اما نشان دادند که ماهواره‌ها توانایی تغییر دید مردم نسبت به زمین و فضا را دارند.

چه چیزی مانع سقوط ماهواره‌ها به زمین می‌شود؟

ماهواره‌ها را می‌توان به عنوان پرتابه یا جسمی که فقط یک نیرو یعنی نیروی جاذبه به آن‌ها وارد می‌شوند، در نظر گرفت. از نظر فنی هر چیزی که از «خط کارمان» (Karman Line) در ارتفاع 100 کیلومتری (62 مایل) عبور کند، در فضا در نظر گرفته می‌شود. با این حال یک ماهواره باید با سرعت حداقل 8 کیلومتر (5 مایل) در ثانیه حرکت کند تا از سقوط سریع آن به زمین جلوگیری شود.

اگر ماهواره‌ای به اندازه کافی سریع حرکت کند دائماً به سمت زمین می‌افتد اما انحنای زمین سبب می‌شود که ماهواره به جای برخورد دوباره به سطح زمین، به دور سیاره ما سقوط کند. ماهواره‌هایی که در فاصله‌ای نزدیکتر به زمین حرکت می‌کنند در معرض خطر سقوط هستند زیرا نیروی درگ مولکول‌های جو باعث کند شدن سرعت ماهواره‌ها می‌شود. اما ماهواره‌هایی که دورتر از زمین می‌چرخند، نیروی درگ کمتری توسط مولکول‌ها تجربه می‌کنند.

در اطراف زمین چندین منطقه پذیرفته شده به عنوان مدار وجود دارد. یکی از آن‌ها مدار پایین زمین نام دارد که از 160 تا 2000 کیلومتر (حدود 100 تا 1250 مایل) امتداد دارد. این منطقه و مداری است که ISS در آن می‌چرخد ​​و شاتل فضایی قبلاً در آن قرار داشت. در واقع تمام مأموریت‌هایی که در آن انسان نیز در ماهواره قرار گرفته، به جز پروازهای آپولو به ماه در این منطقه انجام شده است. بیشتر ماهواره‌ها نیز در این منطقه کار می‌کنند.

با این حال «مدار زمین ثابت یا زمین سنکرون» (Geostationary or geosynchronous orbit) بهترین نقطه برای استفاده ماهواره‌های ارتباطی است. این منطقه بالاتر از خط استوا زمین در ارتفاع 35،786 کیلومتری (22،236 مایل) است. در این ارتفاع درصد و میزان سقوط به اطراف زمین تقریباً برابر با چرخش زمین است که باعث می‌شود ماهواره تقریباً به طور مداوم بالاتر از همان نقطه زمین بماند.

بنابراین ماهواره ارتباط دائمی با آنتن ثابت روی زمین را حفظ می‌کند و امکان برقراری ارتباط مطمئن را فراهم می‌کند. وقتی ماهواره‌های مدار زمین ثابت به پایان عمر خود می‌رسند، پروتکل حکم می‌کند که از مدار خارج شوند و یک ماهواره جدید به جای آن‌ها قرار گیرد. دلیل این امر آن است که در این مدار فضای بسیار زیادی وجود دارد و به ماهواره‌های بسیاری اجازه می‌دهد تا بدون تداخل کار کنند.

بعضی از ماهواره ها به بهترین وجه در اطراف خط استوا مورد استفاده قرار می‌گیرند و برخی دیگر برای مدارهای قطبی مناسب هستند. این ماهواره‌ها زمین را از قطبی به قطب دیگر طی می‌کنند، به طوری که مناطق پوششی آن‌ها شامل قطب شمال و جنوب است. از جمله ماهواره‌های مدار قطبی می‌توان به ماهواره‌های هواشناسی و ماهواره‌های شناسایی اشاره کرد.

در حال حاضر چند ماهواره فعال در مدار قرار دارد؟

مدارهای مختلف زمین
تصویر 9: مدارهای مختلف زمین برای مقیاس گذاری منطقه فیروزه‌ای نشان دهنده مدار پایین زمین، رنگ زرد نشان دهنده مدار متوسط زمین متوسط، خط تیره سیاه نشان دهنده مدار ژئوسنکرون، خط چین سبز مدار ماهواره‌های سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) و خط چین قرمز داخل قسمت فیروزه‌ای مدار ایستگاه فضایی بین المللی ( ISS) است.

در مدار ژئوسنتریک که مداری حول زمین است و در آن قمرها یا ماهواره‌های مصنوعی می‌چرخند، در حال حاضر 2787 ماهواره مصنوعی فعال وجود دارند. مدار ژئوسنتریک شامل مدار بالا، متوسط و پایین زمین است.

چند ماهواره مرده در مدار وجود دارد؟

در حالی که در حال حاضر حدود 2000 ماهواره فعال در حال چرخش حول محور زمین هستند، 3000 ماهواره غیرفعال و مرده نیز در مدار وجود دارند. علاوه بر این، حدود 34,000 قطعه زباله و اجرام غیرمفید فضایی با اندازه بزرگتر از 10 سانتی متر و میلیون‌ها قطعه کوچکتر نیز وجود دارند که اگر به چیز دیگری برخورد کنند، می‌توانند فاجعه به وجود آورند.

انواع ماهواره‌ها کدامند؟

باید گفت که تاکنون نُه نوع مختلف ماهواره وجود دارد. ماهواره‌ها را می‌توان براساس عملکرد آن‌ها طبقه بندی کرد، زیرا این ماهواره‌ها برای انجام یک کار خاص به فضا پرتاب می‌شوند. ماهواره باید به گونه‌ای خاص طراحی شود تا بتواند نقش خود را ایفا کند.

نُه نوع مختلف ماهواره عبارتند از: ماهواره ارتباطاتی، ماهواره از راه دور، ماهواره ناوبری، LEO ،MEO ،HEO ،GPS،GEO ماهواره بدون سرنشین، ماهواره زمینی و ماهواره قطبی. ماهواره‌های ارتباطی ماهواره‌های مصنوعی هستند که از ایستگاه زمین سیگنال دریافت می‌کنند و سپس سیگنال را به ایستگاه‌های زمینی دیگر انتقال می‌دهند. این ماهواره‌ها معمولاً در مدار زمین ثابت حرکت می‌کنند و یک ابزار سنجش از راه دور اطلاعات مربوط به یک شی را جمع آوری می‌کند.

انواع مختلف ماهواره‌ها را می‌توان به صورت زیر لیست کرد:

  • ماهواره‌های ارتباطاتی
  • ماهواره‌های سنجش از دور
  • ماهواره‌های ناوبری
  • ماهواره‌های قرار گرفته در مدار ژئوسنتریک یعنی LEO، HEO و MEO
  • سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS)
  • ماهواره‌های قرار گرفته در مدار ثابت زمین (GEO)
  • ماهواره‌های پهپادی
  • ماهواره‌های زمینی
  • ماهواره‌های قطبی
  • ماهواره‌های نانو کیوب ساتس و اسمال ساتس

کاربرد ماهواره‌ها چیست؟

از ماهواره‌ها در موراد زیر استفاده می‌شود:

  1. تلویزیون‌ها
  2. تلفن‌ها
  3. مسیریابی
  4. اقتصاد و کسب و کار
  5. هواشناسی
  6. نظارت بر اتمسفر و شرایط جوی
  7. امنیت
  8. نظارت و کشف منابع زمین
  9. علوم فضایی

سوخت ماهواره‌ها از کجا تامین می‌شود؟

ماهواره‌ها سوخت خودشان را حمل می‌کنند اما برخلاف نحوه استفاده اتومبیل از بنزین و سوخت، از این سوخت برای حفظ سرعت در مدار استفاده نمی‌کنند بلکه از این سوخت برای تغییر مدار یا جلوگیری از برخورد با بقایای اجرام دیگر بهره می‌برند.

سوخت ماهواره‌ها چه هستند؟

تروسترها که از سوختن هیدرازین به دست می‌آید سوخت ماهواره‌ها هستند. این مواد بسیار سمی و قابل اشتعال بوده و حتی قادرند به خودی خود مشتعل شوند. ماهواره‌هایی با 300 کیلوگرم سوخت در مخازن خود در مدار قرار می‌گیرند قادر هستند تا با این سوخت 10 سال در مدار باقی بمانند.

اینترنت ماهواره ای چیست؟

اگر در وسط جایی زندگی یا کار می‌کنید که گزینه‌های اتصال اینترنت کمی دارید، یکی از این گزینه‌ها دیال آپ است و گزینه دوم معمولاً ماهواره است.

اینترنت ماهواره‌ای یک اتصال بی سیم است که شامل سه دیش ماهواره‌ای است که یکی در مرکز ارائه دهنده خدمات اینترنت، یکی در فضا و دیگری متصل به سیستم شما است. علاوه بر دیش ماهواره، شما به مودم و کابل‌هایی که از دیش به مودم اتصال برقرار می‌کنند نیز نیاز دارید.

اینترنت ماهواره‌ای
تصویر 10: روش اتصال در اینترنت ماهواره‌ای

وقتی همه چیز به هم متصل شد ISP سیگنال اینترنت را به دیش موجود در فضا ارسال می‌کند و سپس آن را به شما انتقال می‌دهد. هر زمان که درخواستی اجرا می‌کنید (باز کردن صفحه جدید، بارگیری یا آپلود، ارسال ایمیل و غیره) این درخواست به دیش در فضا و سپس به مرکز (ISP) می‌رود، درخواست تکمیل شده از طریق فضا، به دیش شما و سپس به رایانه ارسال می‌شود.

پیش از این در مجله فرادرس مطلبی بسیار مفصل در مورد اینترنت ماهواره‌ای منتشر کرده‌ایم که در صورت تمایل می‌توانید آن را مطالعه کنید و درباره این فناوری اطلاعات به مراتب بیشتری را کسب کنید.

چرا از اینترنت ماهواره ای استفاده کنیم؟

تنها دلیل استفاده از اینترنت ماهواره‌ای این است که در منطقه‌ای زندگی کنید که سایر گزینه‌های اینترنت مانند کابل یا DSL در دسترس نباشد. اگر از اینترنت دیال آپ استفاده می‌کنید، اینترنت ماهواره‌ای ورژن بهتری از دیال آپ است و از آن سریع‌تر است.

به غیر از این، دلیل و توجیه زیادی برای استفاده از اینترنت ماهواره‌ای وجود ندارد. جنبه‌های مثبت و منفی اینترنت ماهواره‌ای را در ادامه بررسی می‌کنیم.

جنبه‌های منفی اینترنت ماهواره ای

  • شرایط آب و هوا بر مسیر سیگنال تأثیر می‌گذارد. در هنگام طوفان‌های شدید باد یا باران، با فرض اینکه اینترنت داشته باشید، باید انتظار اینترنت بی کیفیت را نیز داشته باشید.
  • عکس العمل ضعیف یا میزان پینگ بالا. تأخیر و میزان پینگ اساساً یک چیز است و هر دو مدت زمان برقراری ارتباط بین رایانه، دستگاه، سرویس یا سرور دیگری را در یک شبکه آزمایش می‌کنند. در مورد اینترنت ماهواره‌ای، سرعت ارسال و دریافت فایل‌ها سرعت کم و تاخیر زیادی دارد. از آنجا که شما باید داده‌ها را به فضا و به ISP خود بفرستید و دوباره دریافت کنید، اینترنت ماهواره‌ای عکس العمل ضعیف یا سرعت پینگ بالایی دارد. بنابراین اگر یک گیمر هستید یا قصد استفاده از خدمات VoIP را دارید اینترنت ماهواره‌ای برای شما گزینه مناسبی نیست.
  • انسداد و اختلال‌های جزئی می‌توانند سیگنال شما را تحت تأثیر قرار دهند. دیش شما باید به سمت جنوب (سمتی که همه دیش‌های چرخشی هستند) باشد و هر چیزی مانند شاخه‌ها یا ساختمان‌ها که مانع از رسیدن سیگنال به دیش شما باشد می‌تواند کیفیت را تحت تأثیر قرار دهد. اگر در جنگل زندگی کنید این موضوع می‌تواند یک مشکل بزرگ باشد.
  • محدودیت‌های پهنای باند. هر ماه شما سهمیه‌ای برای پهنای باند دارید که می‌توانیداز آن استفاده کنید. این سهمیه مطابق با پروتکل استفاده عادلانه از ماهواره اینترنتی است. بعضی از ISP‌ها محدودیت پهنای باند روزانه می‌دهند که کمی بهتر است زیرا اگر خیلی زود سهمیه روزانه خود را تمام کنید، لازم نیست تا ماه بعد برای استفاده از اینترنت صبر کنید.
  • VPNها با اینترنت ماهواره‌ای سازگار نیستند. آن‌ها به زمان پاسخگویی بالا و پهنای باند زیاد نیاز دارند که کاملاً مخالف چیزی است که با اینترنت ماهواره‌ای دریافت خواهید کرد.
  • اینترنت ماهواره‌ای نسبتاً گران است. در حقیقت لازم است برای سرعت 2 مگابیت در ثانیه ماهانه حدود 100 دلار پرداخت کنید و این مبلغ در آمریکا تقریباً دو برابر مبلغی است که ماهانه برای اینترنت کابلی با سرعت 25 برابر بیشتر پرداخت می‌کنید.

جوانب مثبت اینترنت ماهواره ای

  • سرعت اینترنت ماهواره‌ای سریعتر از دیال آپ است. البته این به بسته اینترنتی که شما خریداری می‌کنید نیز بستگی دارد. اما شما می‌توانید سرعت اینترنت ماهواره‌ای خود را 10 تا 35 برابر سریع‌تر از اینترنت دیال آپ داشته باشید.
  • اتصالات اینترنت ماهواره‌ای از پهنای باند بلند استفاده می‌کنند و بنابراین سرعت و کیفیت اینترنت شما تحت تأثیر تعداد بالای کاربران یا اوج زمان استفاده قرار نمی‌گیرد.
  • برای اینترنت ماهواره‌ای به خط تلفن احتیاج ندارید.

همانطور که می‌بینید معایب اینترنت ماهواره‌ای بیشتر از موارد مثبت است. در حقیقت این گزینه بهترین و قابل اطمینان‌ترین انتخاب نیست و فوق العاده گران است. ممکن است برخی از هزینه‌ها ناشی از فناوری باشد، امااین گرانی ناشی از ویژگی عرضه و تقاضا نیز هست. در وسط یک ناکجا آباد تقاضای زیادی برای اینترنت وجود ندارد و در نتیجه عرضه (و هزینه‌ها) برای پاسخ به این نیاز بالا خواهد بود.

با این حال شکایت از اینترنت ماهواره‌ای یا کنار گذاشتن آن در حالی که در موقعیت‌هایی امکان استفاده از گزینه‌های دیگری مانند DSL، کابل یا موارد دیگر وجود ندارد، منصفانه نیست. این اینترنت سریع‌تر از دیال آپ است و دسترسی به اینترنت را در مناطقی فراهم می‌کند که سایر ارتباطات در آن‌ها وجود ندارد، با این حال باید به دو جنبه مثبت و منفی آن آگاه بود.

آیا اینترنت ماهواره ای قابل ردیابی است؟

این واقعیت که شما به جای کابل یا خط تلفن از طریق آنتن ماهواره‌ای به اینترنت وصل می‌شوید، به خودی خود به معنای عدم ردیابی نیست. با این حال فاکتور مهم و اصلی این است که به عنوان یک مشتری اینترنت ماهواره ای، احتمال اینکه آدرس IP ثابتی داشته باشید که اتصال و موقعیت مکانی شما را برای همیشه مشخص کند، کمتر است. این در حالی است که در برخی شرایط همچنان می‌توانید توسط ارائه دهنده خدمات خود به طور غیر مستقیم ردیابی شوید.

برنامه ماهواره‌ای در ایران چگونه است؟

از سال 2003 برنامه فضایی ایران به طور پیوسته در حال انجام و بررسی بوده است. این پروژه‌ها شامل پروژه‌های ابتدایی‌تر مانند پرتاب ماهواره‌های تحقیقاتی تا پروژه‌های پیشرفته‌تر و بلند پروازانه‌تر برای افزایش توانایی‌های شناسایی فضایی و آزمایش موشک‌های نظامی بوده است.

این برنامه‌ها که هنوز در گام‌های نخستین خود است سه مرحله متفاوت را تجربه کرده است. مرحله اول تحقیق و توسعه در زمینه ماهواره با استفاده از کمک‌های روسیه در اواخر دهه 1990، مرحله دوم پرتاب ماهواره برای تحقیقات غیرنظامی از سال 2009 و مرحله سوم یک برنامه نظامی که در سال 2020 رونمایی شد.

برنامه‌های ماهواره‌ای ایران
تصویر 11: برنامه‌های ماهواره‌ای ایران

آژانس فضایی ایران (ISA) که در سال 2003 تاسیس شد مستقیماً زیر نظر شورای عالی فضایی است که این شورا به ریاست رئیس جمهور و وزیر دفاع تشکیل می‌شود.

این آژانس در ابتدا کمک‌های گسترده‌ای از روسیه که شامل مواد اولیه، آموزش علمی و استفاده از سایت‌های پرتاب بود، دریافت کرد. بدین ترتیب ایران در فوریه 2009 قابلیت‌های پرواز فضایی داخلی خود را توسعه داد و توانست به عنوان اولین کشور اسلامی و نهمین کشور جهان ماهواره‌ای را به مدار زمین پرتاب کند و آن را در مدار قرار دهد. طی دهه بعد از آن، ایران چهار ماهواره تحقیقاتی را با موفقیت پرتاب کرد و دو نوع راکت فضایی را آزمایش کرد که به شرح زیر هستند:

  • سفیر، راکتی با قابلیت پرتاب ماهواره‌هایی با وزن 50 کیلوگرم یا 110 پوند. این راکت می‌تواند یک ماهواره را 350 کیلومتر یا 217 مایل حمل کند و در مدار قرار دهد. فناوری آن بر اساس یک موشک شهاب-3 ساخته شده که از روش‌های توسعه داده شده در موشک‌های روسی در آن استفاده شده است.
  • سیمرغ (ققنوس)، راکتی با قابلیت حمل ماهواره‌هایی با وزن 250 کیلوگرم یا 550 پوند. این راکت می‌تواند یک ماهواره را 500 کیلومتر یا 310 مایل حمل کند و در مدار قرار دهد. فناوری به کار رفته در این راکت تا حد زیادی داخلی است.

سومین نقطه عطف برنامه ماهواره‌ای ایران در آوریل سال 2020 بود. در این زمان سپاه پاسداران انقلاب اسلامی اولین ماهواره شناسایی نظامی کشور را به مدار پرتاب کرد. این ماهواره توسط راکتی به نام قاصد (مسنجر) پرتاب شد. راکت پرتاب شده یک راکت سه مرحله‌ای بود که از فناوری پیشرفته‌تری نسبت به پرتاب‌های قبلی استفاده می‌کرد.

جدول زمانی برنامه‌های ماهواره‌ای ایران

  • آوریل 2003: آژانس فضایی ایران (ISA) تأسیس شد که مأموریت آن هماهنگی فعالیت‌های فضایی و پیشرفت‌های فناوری ایران است.
  • 27 اکتبر 2005: ایران و روسیه مشترکاً ماهواره‌ای به نام سینا-1 را به مدار پرتاب کردند. این ماهواره تجهیزات تحقیقاتی، عکاسی و مخابراتی را به همراه داشت و توسط یک شرکت روسی ساخته شده بود. سکوی پرتاب در شمال روسیه قرار داشت و راکت حمل کننده این ماهواره نیز از نوع Kosmos 3M ساخت روسیه بود.
  • 25 فوریه 2007: ایران اولین موشک ساخت داخل خود را که قادر به رسیدن به فضا بود را پرتاب کرد. این موشک از روی موشک بالستیک شهاب-3 ساخته شده بود.
  • 4 فوریه 2008: ایران تاسیسات جدید پرتاب فضایی خود را در استان سمنان افتتاح کرد و به همین مناسبت راکت تحقیقاتی خود به نام کاوشگر-1 را پرتاب کرد. در این افتتاحیه رئیس جمهور وقت ایران نیز بر حضور فعال ایران در پروژه‌های فضایی تاکید کرد.
  • 7 سپتامبر 2008: یک ماهواره تحقیقاتی علمی به نام اتمسفر-1، توسط راکت چینی پرتاب شد. این پروژه همکاری بین ایران، چین و تایلند بود.
  • 17 آگوست 2008: ایران راکتی را با قابلیت حمل یک ماهواره ساخت داخل پرتاب کرد.
  • 3 فوریه 2009: ایران اولین ماهواره ساخت داخل خود را با نام امید (Hope) به مدار زمین پرتاب کرد. این ماهواره توسط راکت سفیر (Ambassador) حمل می‌شد. وزیر امور خارجه ایران در آن زمان تاکید کرد که این ماهواره فقط برای اهداف صلح آمیز مانند جمع آوری داده‌های زیست محیطی و آب و هوایی است.
  • جولای 2010: روسیه اعلام کرد که دیگر ماهواره‌های ایرانی را به مدار زمین پرتاب نمی‌کند.
  • 15 ژوئن 2011: ایران دومین ماهواره خانگی خود، رصد (Observation) را به مدار زمین پرتاب کرد. محققان و دانشمندان ایرانی اعلام کردند که از این ماهواره برای توپوگرافی و نقشه برداری با وضوح بالا استفاده می‌شود.
  • 3 فوریه 2012: ایران سومین ماهواره خانگی را با نام نوید (نوید علم و صنعت) به مدار زمین پرتاب کرد. حمید فاضلی، رئیس ISA در آن زمان گفت که این ماهواره داده‌هایی را برای پیش بینی تغییرات جوی و بلایای طبیعی جمع آوری می‌کند.
  • 23 مه 2012: ایران موفق به پرتاب ماهواره فجر (Dawn) به مدار نشد.
  • 28 ژانویه 2013: ایران بیان کرد که با موفقیت یک میمون را به فضا فرستاده و آن را به سلامت به زمین برگردانده است.
  • 14 دسامبر 2013: ایران اعلام کرد که میمون دوم با نام فارگام به فضا فرستاده شده و با سلامتی به زمین برگشته است.
  • 2 فوریه 2015: ایران چهارمین ماهواره ساخت داخل خود یعنی فجر (Dawn) را به مدار زمین پرتاب کرد.
  • 17 جولای 2017: ایران اعلام کرد پنجمین ماهواره خانگی خود را با راکت سیمرغ (Phoenix) پرتاب می‌کند.
  • 14 ژانویه 2019: ایران با استفاده از راکت سفیر (Ambassador) موفق به پرتاب ماهواره به مدار نشد.
  • 29 آگوست 2019: یک راکت در صفحه پرتاب خود در مرکز فضایی امام خمینی منفجر شد.
  • 9 فوریه 2020: ایران با استفاده از راکت سیمرغ (Phoenix) نتوانست یک ماهواره ارتباطی را به مدار ببرد.
  • 22 آوریل 2020: ایران اولین ماهواره شناسایی نظامی خود یعنی نور-1 (Light) را به مدار زمین پرتاب کرد. این ماهواره از مرکزی در صحرایی در مرکز ایران پرتاب شد.
  • 8 ژوئن 2020: به گفته مقامات ایران، نفتکشهای حامل سوخت به ونزوئلا با ماهواره نور-1 ردیابی شدند.
  • 14 سپتامبر 2020: ایران اعلام کرد که پارس-1، پیشرفته‌ترین ماهواره خود را ظرف یک هفته به آژانس فضایی ایران تحویل می‌دهد. پارس-1 می‌تواند شب‌ها در فضا عکس بگیرد.
  • 1 فوریه 2021: ایران با موفقیت یک راکت فضایی جدید را آزمایش کرد. این راکت با نام ذوالجناح شبیه سیمرغ است. این راکت می‌تواند یک ماهواره 220 کیلوگرمی (یا 485 پوند) را 500 کیلومتر (یا 310 مایل) حمل کند و در مدار قرار دهد. این راکت از مرکز استان سمنان پرتاب شده است.

جمع بندی

در این مطلب در مورد ماهواره‌ها و کاربردهای آن در علم صحبت کردیم. بدین منظور ابتدا ماهواره‌ها و قسمت‌‌های مختلف آن را توصیف کردیم و سپس به بررسی تاریخچه استفاده از ماهواره‌ها پرداختیم. در ادامه اولین ماهواره فرستاده شده به فضا را معرفی کردیم و به معرفی مختصری از اینترنت ماهواره‌ای پرداختیم. پایان بخش این نوشتار برنامه ماهواره‌ای و فضایی ایران بود.

بر اساس رای ۳۱ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.
منابع:
NASASpaceIranPrimerPlugThingSinNHMUCSUSANesdis
۲ دیدگاه برای «ماهواره چیست؟ — آشنایی با انواع ماهواره ها — به زبان ساده»

سلام خسته نباشید، برای ادامه تحصیل و انتخاب رشته مرتبط با موضوع ماهواره ها در دانشگاه، چه رشته ای مرتبط تر است؟ بنده بسیار علاقمند به مسائل مرتبط به ماهواره و سیستم های ارتباطی آن و … هستم. ممنون میشم پاسخ بدید.

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *