الأقمار الصناعية

######################
الأقمار الصناعية:
######################

القمر الصناعي أو القمر الاصطناعي أو الساتل الفضائي أو الساتل، هو جهاز من صنع بشري يدور في فلك في الفضاء الخارجي حول الأرض أو حول كوكب آخر، ويقوم بأعمال عديدة مثل الاتصالات والفحص والكشف.

تعدّ الأقمار الصناعيّة واحدة من أهمّ منجزات الثورات التكنولوجيّة في هذا العالم، لما لها من فائدة كبيرة في هذا العالم، وقد أثرت كثيراً في أعمال الإنسان، والمنظّمات، والمؤسّسات، والهيئات، ووسائل الإعلام أيضاً، وتُطلق هذه الأقمار في الفضاء الخارجيّ، وقد أطلق ما يقارب 6600 قمراً صناعيّاً من أكثر من 40 بلداً، وتوجد هذه الأقمار في مدارات مختلفة عن بعضها. يوجد في المدار الثاني ما يقارب 3600 قمر، والمدار الثالث والرابع حوالي 1000 قمر، و500 قمر في المدارات المنخفضة، و50 قمراً في المدارات المتوسّطة التي تبعد عن الأرض 20 ألف كيلو متر، ويوجد العديد منها في المدار الثابت الذي يبعد عن الأرض 36 ألف كيلو متر، ومنها أصبح حطاماً، وتُطلق هذه الأقمار من الأرض بواسطة صواريخ إلى المدار المحدّد من قبل الجهة المطلقة.

إن للأقمار الصناعية دور هام في مجالات مختلفة كالاقتصاد (الاتصالات والتنبؤات الجوية وتحديد الأماكن) والأمن (الاستخبارات العسكرية) والبحث العلمي (دراسة الفضاء ومراقبة الأرض وتحولاتها).

بشكل عام يتكون القمر الصناعي من جزئين، الجزء الوظيفي والجزء الحاضن. الجزء الوظيفي هو الجزء القائم بالأعمال المنتظرة من القمر حسب تخصصه والمهمة التي أرسل من أجلها. والجزء الحاضن هو جزء الذي يوفر المحيط المناسب لعمل الجزء الوظيفي، من حيث توفير الطاقة والحماية والدفع والتوجيه. ويتم التحكم في القمر من محطة أرضية في الغالب من أجل تأدية المهام أو إجراء تغييرات للموقع.

######################
تاريخ الأقمار الصناعيّة:
######################

الأقمار الصناعيّة كانت أشبه بالخيال قديماً، وكان إدوارد ايفرت هيل في عام 1869، قد كتب قصة قصيرة خياليّة كتصوير لإطلاق قمر صناعي في الفضاء، وفي عام 1903، نشرت قسطنطين تشياكوفسكي بأنّه تم استكشاف طريقة لدفع الأجهزة، وتوالت هذه الأبحاث والاستكشافات والأطروحات حتى عام 1957، عندما أطلق الاتحاد السوفييتي في 4 أكتوبر من هذا العام أوّل قمر صناعي أطلق عليه اسم سبوتنيك 1، ولعب سبوتنيك دوراً مهماً في سباق الفضاء وخاصة مع الولايات المتحدة، واستطاع هذا القمر تحديد كثافة طبقات الغلاف الجوي العاليّة من خلال قياس التغير المداري، وفي 3 نوفمبر من عام 1957، تم إطلاق قمر سبوتنيك 2 وكان يحمل كلباً تدعى لايكا، وقامت الولايات المتحدة الأمريكة بإطلاق المستكشف 1، في 31 يناير من عام 1958، واستمرت هذه التطورات إلى ما أصبح عليه الآن.

######################
طريقة الإطلاق:
######################

يتم إطلاق القمر الصناعي عن طريق الإتفاق والتعاقد مع إحدى الشركات الفضائية المتخصصة في ذلك، ولأغراض التأمين يصنع قمرين متطابقين تمامًا، حتى إذا تاه القمر في الفضاء لأخطاء فنية ولم يبقى في مداره، يقومون بإطلاق النسخة الثانية منه، ويستخدم لهذا الغرض مركبات فضائية خاصة تحمل هذه الأقمار معها وتطلقها في مدارها الخاص، ثم باستخدام وسائل التحكم عن بعد يقوم فريق من الخبراء في الأرض بضبط هذا القمر للقيام بمهامه.

######################
المبادئ الفيزيائية وكيفية وضع القمر على المدار:
######################

يستخدم مبدأ مدفع نيوتن: (بدءا من سرعة محددة، لا يسقط الجسم على الأرض).
يرسم الجسم المقذوف من سطح الأرض مساراً إهليجيا ينتهي بعودة الجسم إلى الأرض بفعل جاذبيتها، تزايد السرعة الابتدائية يبعد نقطة السقوط، إبتداء من سرعة معينة ونظراً لكروية الأرض، يتمكن الجسم من الانفصال التام عن الأرض على الرغم من بقائه في حالة سقوط، وحتى يستمر هذا الانفصال يتوجب وصول الجسم إلى الفضاء خارج الغلاف الجوي ليتفادى تأثير هذا الأخير (كالاحتكاك بالغلاف). في هذه الحالة لا يتطلب تواجد الجسم في هذا المدار جهداً للبقاء.

ولكي يتمكن جسم من البقاء على مدار معين حول الأرض، يجب أن تكون سرعته الأفقية بالنسبة لمركز الأرض حوالي 7700 متر/ثانية في مدار دائري على بعد 200 كم من الأرض، وأقل من هذا الارتفاع يكون تأثير الغلاف الجوي قويا. وأكثر من هذه السرعة يصبح المدار اهليجيا. وبسرعة أكثر من 11 كم/ثانية يتحرر الجسم من جاذبية الأرض. وسرعة التحرر هذه تفيد في إطلاق المركبات الفضائية التي هدفها كواكب وأجرام أخرى.

إن السرعة الدنيا لوضع قمر يجب أن تتناسب مع ثقل الجسم الموضوع (أي كتلته وجاذبية الأرض).

######################
أنواع المدارات:
######################

1- المدار الأرضي المنخفض (LEO): تتراوح في الارتفاع من 0 إلى 2000 كم أيّ 0 إلى 1240 ميلاً.
2- مدار أرضي متوسط ​​(MEO): تتراوح في الارتفاع من 2000 كم إلى أقل من 35786 كم، والمعروف أيضا باسم المدار الدائري الوسطيّ.
3- المدار المتزامن مع الأرض (GEO): مدار دائري يصل ارتفاعه إلى 35786 كيلومتر.
4- المدارات الأرضية العالية (HEO): يبلغ ارتفاعها من أكثر من ارتفاع المدار المتزامن إلى ما لا نهاية.

######################
التجهيزات:
######################

تجهز الأقمار الصناعية قبل إطلاقها بخلايا ضوئية لتوليد الطاقة اللازمة من أشعة الشمس لتشغيلها، وأحيانا تجهز ببطاريات نووية في حالة الاستخدام الكثيف للطاقة (لا تكفي الطاقة المولدة من خلايا ضوئية). كما تجهز باللواقط والمرسلات والكاميرات والرادارات الخاصة تبعا لتخصص هذه الأقمار. ويمكن التحكم فيها عن بعد. وحسب نوع القمر يتحدد ارتفاع مداره وطريقة واتجاه تحركه ومنطقة تغطيته.

######################
أنواع الأقمار الصناعية:
######################

تتنوع السواتل بتنوع الأغراض المتطلبة منها. فيتم إنشاء أنواع معينة لكل غرض. من بين هذه الأنواع:

1- الأقمار الفلكية: هي الأقمار المستخدمة لرصد الكواكب البعيدة، والمجرّات، والأجسام الفضائيّة الأخرى الخارجيّة.
2- الأقمار الحيويّة: هي الأقمار المصمّمة لحمل الكائنات الحيّة، لإجراء التجارب العلميّة.
3- أقمار الاتصالات: هي الأقمار الموجودة بشكل دائم في الفضاء لأغراض الاتصالات السلكيّة واللاسلكيّة والبث الإذاعي والتلفزيوني.
4- أقمار رصد الأرض: هي الأقمار المخصصة والمستخدمة لمراقبة الأرض ودراسة الأحوال الجوية والطقس والرصد البيئيّ.
5- الأقمار الملاحية: هي الأقمار التي تستخدم إشارات الراديو، لتمكين أجهزة الاستقبال النقّالة على الأرض لتحديد موقعها بالضبط.
6- الأقمار القاتلة: هي الأقمار التي تمّ تصميمها لتدمير الرؤوس الحربيّة للعدو، والأقمار الصناعيّة الأخرى، والأصول الفضائيّة.
7- الأقمار العسكرية: هي الأقمار التي تستخدم من قبل الدولة  والجيش والاستخبارات وأيضا لأغراض التجسس وغيره.
8- الأقمار المستكشفة.

######################
الدول التي أطلقت أقمار صناعية:
######################

أول قمر صناعي أُطلق لكل دولة.

الدولة.. سنة إطلاق القمر.. الاسم الرسمي للقمر

الاتحاد السوفيتي 1957 سبوتنيك-1
الولايات المتحدة  1958 إكسبلورر-1
كندا                 1962 Alouette-1
إيطاليا              1964 San Marco-1
فرنسا              1965 أستريكس
أستراليا           1967 WRESAT
ألمانيا             1969 Azur
اليابان             1970 Ōsumi
الصين              1970 Dong Fang Hong
المملكة المتحدة  1971 Prospero X-3
بولندا               1973 Intercosmos
هولندا           1974 ANS
إسبانيا            1974 Intasat
الهند              1975 أريابهاتا
إندونيسيا         1976 بلبا
تشيكوسلوفاكيا  1978 Magion-1
بلغاريا            1981 Intercosmos
البرازيل          1985 Brasilsat A1
المكسيك         1985 Morelos-1
السويد           1986 برنامج فايكينغ
إسرائيل          1988 أفق
لوكسمبورغ     1988 Astra 1A
المغرب          1989 Atlas-1
الأرجنتين        1990 Lusat
باكستان         1990 Badr-1
كوريا الجنوبية  1992 Kitsat A
البرتغال         1993 PoSAT-1
تايلاند            1993 Thaicom
تركيا             1994 Turksat 1B
تشيلي           1995 FASat-Alfa
ماليزيا           1996 MEASAT
النرويج          1997 ثور: العالم المظلم
الفلبين          1997 Mabuhay-1
مصر              1998 نايل سات-101
الدنمارك        1999 هانز أورستد
جنوب أفريقيا   1999 SUNSAT
السعودية        2000 Saudisat 1A
الإمارات         2000 الثريا
الجزائر          2002 السات-1
اليونان           2003 Hellas Sat-2
نيجيريا           2003 Nigeriasat-1
إيران             2005 سينا-1
كازاخستان      2006 KazSat
كولومبيا         2007 Libertad-1
فيتنام            2008 VINASAT-1
فنزويلا          2008 Venesat-1
سويسرا         2009 SwissCube-1
قطر              2013 سهيل سات
العراق           2014 دجلة سات