الأقمار الاصطناعية و مداراتها و مقدمة عن نظام تحديد المواقع العالمي:
الأقمار الاصطناعية كانت خيالا علميا لتحل إشكال تحدي كروية الأرض لأن تكون عنصرا وسطا ينقل الرسائل ما بين النقاط البعيدة على الأرض،ولها تطبيقات عسكرية و مدنية لا نستطيع البقاء دونها كنظام تحديد المواقع..ههنا مقدمة
الأقمار الاصطناعية كانت خيالا علميا لتحل إشكال تحدي كروية الأرض لأن تكون عنصرا وسطا ينقل الرسائل ما بين النقاط البعيدة على الأرض،ولها تطبيقات عسكرية و مدنية لا نستطيع البقاء دونها كنظام تحديد المواقع..ههنا مقدمة
الأقمار الصناعية تُقسّم إلى ثلاثة أنواع بحسب بعدها عن الأرض، و هي:
1-Low Earth Orbit(LEO):
أقرب المدارات للأرض،و كافة أقماره توضع على بعد 2000كم من سطح البحر أو أقل،قربها من الأرض يعطي لها مزية فريدة فالاتصال ما بينها و بين الأرض يستغرق زمن تأخير قليل بالمقارنة مع المدارات الأبعد
1-Low Earth Orbit(LEO):
أقرب المدارات للأرض،و كافة أقماره توضع على بعد 2000كم من سطح البحر أو أقل،قربها من الأرض يعطي لها مزية فريدة فالاتصال ما بينها و بين الأرض يستغرق زمن تأخير قليل بالمقارنة مع المدارات الأبعد
و على ذلك يكون الأنسب في تقديمه لخدمات الإنترنت، و الاتصالات. و هناك أنظمة تعمل في هذا المدار كـ Iridium و Teledesic المخصصان لنقل البيانات و الصوت، و يقدم الأول خدمات تحديد المواقع أيضًا.
2-Medium Earth Orbit (MEO):
و هو مدار أوسط ما بين LEO و GEO، و يكون على ارتفاع 2000كم من سطح البحر. من التطبيقات المشهورة عليه النظام الأمريكي GPS، و جاليلو الأوروبي.
و هو مدار أوسط ما بين LEO و GEO، و يكون على ارتفاع 2000كم من سطح البحر. من التطبيقات المشهورة عليه النظام الأمريكي GPS، و جاليلو الأوروبي.
3- Geostationary Earth Orbit (GEO)
و هو المدار الأبعد و الأشهر استخدامات، كونه أن أقمار مشهورة كعربسات و نايلسات الخاصة بالبث الإذاعي موجودة به، و هو على ارتفاع 35,786 كم.تتميز أقمار المدار أنها وكما لو كانت معلقة في السماء،فهي ثابتة رغم أنها تسير بسرعة هائلة جدا! كيف؟
و هو المدار الأبعد و الأشهر استخدامات، كونه أن أقمار مشهورة كعربسات و نايلسات الخاصة بالبث الإذاعي موجودة به، و هو على ارتفاع 35,786 كم.تتميز أقمار المدار أنها وكما لو كانت معلقة في السماء،فهي ثابتة رغم أنها تسير بسرعة هائلة جدا! كيف؟
وجودها بهذه المسافة بالضبط ليس اعتباطا،فالسرعة الزاويّة للقمر والتي يدور بها على الأرض مساوية لسرعة دوران الأرض،على ذلك يبدو للناظر من على الأرض و كأن القمر لا يتحرك.
من عيوبها الزمن الذي تأخذه الرسالة ذهابا وإيابا مع القمر،الأمر الذي سيخلق إشكالات في التطبيقات التي تحتاج للتزامن
من عيوبها الزمن الذي تأخذه الرسالة ذهابا وإيابا مع القمر،الأمر الذي سيخلق إشكالات في التطبيقات التي تحتاج للتزامن
هنا نقلت من ويكبيديا صورة تفاعلية لطيفة توضح الأقمار المشهورة و ارتفاعاتها و المدارات على هذا الرابط:
upload.wikimedia.org
upload.wikimedia.org
نظام تحديد المواقع العالمي Satellite navigation (satnav):
و له عدد من المصطلحات،غالبا يطلق عليه نظام GPS و هو اسم شائع، يعود للنظام الأمريكي و الذي كان الأول في الإطلاق.و بالطبع كأغلب التقنيات العلمية الأخرى،كان موجها ليخدم القطاع العسكري.وهناك نظام آخر أوروبي باسم جاليلو العالم
و له عدد من المصطلحات،غالبا يطلق عليه نظام GPS و هو اسم شائع، يعود للنظام الأمريكي و الذي كان الأول في الإطلاق.و بالطبع كأغلب التقنيات العلمية الأخرى،كان موجها ليخدم القطاع العسكري.وهناك نظام آخر أوروبي باسم جاليلو العالم
حتى يستطيع نظام GPS تحديد مكانك على الخريطة لابد من أن يستقبل الإشارة من أربعة أقمار مختلفة على الأقل( كما بالصورة المنقولة من الكتاب الموضح بالصورة الأخرى)،و في حالة إن كان المستقبل و القمر الاصطناعي المرسل متزامنين، يقوم المستقبل بحساب موقعه بمعلومية مسافته من الأقمار الأربعة
و لكن التزامن المطلوب لهكذا عملية سلسة يكون بقيم في النانو ثانية ( جزء من مليار جزء في الثانية ) و يتطلب ساعات ذرية التي من المستحيل وضعها في التطبيقات كالجوال، إذ هي مكلفة جدا و مستنزفة للطاقة و كبيرة الحجم
و على ذلك يكون تطبيق التزامن هندسيا غير مقبول، و نستبدله بحلول عملية أخرى تعطي نتائج مقبولة.
من بين الاقتراحات و هو المعمول به،أن يكون النظام المستقبل قادرا على إيجاد الزمن المتزامن، و من خلال حساب المسافات مع بقية الأقمار يُحدد الموقع.
و بحكم أن الرقم تقريبي؛ هناك هامش للخطأ.
من بين الاقتراحات و هو المعمول به،أن يكون النظام المستقبل قادرا على إيجاد الزمن المتزامن، و من خلال حساب المسافات مع بقية الأقمار يُحدد الموقع.
و بحكم أن الرقم تقريبي؛ هناك هامش للخطأ.
هناك مشكلة لا تعد ذات تأثيرات ضارة كبيرة حاليًا لكنها تلوح بالأفق كمشكلة عويصة تتعلق بالحطام الفضائي، في مدارات الأقمار الصناعية هناك 3000 قمر صناعي تم مقاعدتها عن العمل، و بمعرفتنا بوجود حطام و قطع متناثرة معدنية تتحرك بسرعات عالية جدا فهذا تمثل مشكلة...
إذ كانت هذه الجزئيات أكبر،وسريعة بما يكفي فأي قمر اصطناعي تصطدم به فإنها تدمره تماما، و تحوله إلى شظايا أخرى تدمر أقمارًا أخرى.و هذه المشكلة محتملة أكثر في المدارات الأقرب، بالأخص LEO.
من العوامل التي زادت الطين بلة، التجارب التي أجرتها روسيا و الصين و الهند بصواريخ مضادة للأقمار الاصطناعية، في الصورة صاروخ هندي استخدم للتجربة و نجح بمهمته بتفجير أحد الأقمار، و حطام هذه الأقمار لا زال كله أو معظمه في المدار الجوي!
لو تفاقمت هذه المشكلة قد يصل الحال إلى انتهاء عصر الأقمار الاصطناعية تماما، تتوقف حينئذ أنظمة تحديد المواقع، البث الإذاعي و الاتصال بالأقمار وكل ما هو عن طريقها. و بالطبع هناك حلول مقترحة.
أدعوكم أيضا إلى مشاهدة هذا المقطع المفيد عن هذه المشكلة المقترحات:
youtube.com
أدعوكم أيضا إلى مشاهدة هذا المقطع المفيد عن هذه المشكلة المقترحات:
youtube.com
تصحيح:
هنا نسيت كتابة صفر إضافي، ارتفاع المدار MEO يكون عند 10000كم. و هناك مصادر أخرى تتحدث عن مسافة ما بين 10000 و 20000 كم.
كل الشكر للأخ @hbinhatem الذي نبهني لهذا الخطأ الله يعافيه، ولا نستغني مطلقا.. 🙏🌹
هنا نسيت كتابة صفر إضافي، ارتفاع المدار MEO يكون عند 10000كم. و هناك مصادر أخرى تتحدث عن مسافة ما بين 10000 و 20000 كم.
كل الشكر للأخ @hbinhatem الذي نبهني لهذا الخطأ الله يعافيه، ولا نستغني مطلقا.. 🙏🌹
جاري تحميل الاقتراحات...