تعتبر الأقمار الصناعية من أهم الأشياء التي تساعد في استكشاف الكون والفضاء الخارجي. كما أن لها العديد من الاستخدامات المختلفة وتأتي هذه الأقمار الصناعية بأكثر من نوع ويتم إطلاقها من قبل العديد من الدول المختلفة.

الأقمار الصناعية

وهذه معلومات عن الأقمار الصناعية:

  • الأقمار الصناعية هي آلات يتم إرسالها إلى الفضاء وتدور حول الأرض. ويبدأ استخدامها بالتعرف على الفضاء الخارجي واستغلاله لتحقيق العديد من الإنجازات المهمة في كافة المجالات، سواء كانت عسكرية أو سياسية أو تقنية.
  • أطلقت روسيا أول قمر صناعي لها عام 1957. وكان وزنه 83 كيلوغراما ليدور حول الأرض، ومنذ تلك اللحظة اشتدت المنافسة بين الاتحاد السوفياتي والولايات المتحدة الأمريكية في استكشاف الفضاء.
  • هناك العديد من الدول الأخرى التي أرسلت أقمارًا صناعية إلى الفضاء. وقد تجاوزت الأقمار الصناعية التي تم العثور عليها علامة الأربعين قمرا صناعيا، ومن بين هذه الدول الولايات المتحدة التي أرسلت 22 قمرا صناعيا، واليابان التي تتواجد في الفضاء. وأطلقت خمسة أقمار صناعية وروسيا التي أطلقت اثنين بالإضافة إلى الصين وكوريا الجنوبية وكوريا الشمالية وفرنسا وألمانيا وهولندا والهند والسويد وإيران قمرا صناعيا واحدا فقط.
  • يستقبل القمر الصناعي إشارات من محطة أرضية على تردد محدد ثم يبدأ في معالجة بياناته من خلال معدات الإرسال والاستقبال، بما في ذلك أجهزة الاستقبال اللاسلكية وأجهزة الإرسال ومكبرات الصوت. يتكون القمر الصناعي من بعض الأشياء الأساسية التي تساعده على أداء وظيفته.
  • يتم إطلاق الأقمار الصناعية بواسطة الصواريخ، ثم تبدأ في الدوران حول الأرض حتى تتوازن سرعتها مع الجاذبية الأرضية.
  • يظهر القمر الصناعي في الفضاء الخارجي في مساره الخاص ويدور فيه بهدوء وثبات شديدين بعد أن تعادل قوة الجذب للأرض قوة الطرد المركزي الخاصة به، ولكن من الممكن أن تحدث تغيرات تخرج القمر الصناعي من مداره، مثل قوة الجذب للأرض. كما أن الجاذبية، ومقاومة الهواء تزيد من سرعته، مما يؤدي إلى خروجه عن مداره واحتراقه عند دخوله الغلاف الجوي للأرض.

أنواع الأقمار الصناعية

فيما يلي أنواع الأقمار الصناعية:

  • الأقمار الصناعية الأرضية: هذه الأقمار الصناعية مسؤولة عن دراسة البيئة ومراقبة التغيرات المناخية ورسم خرائط الأرض لأغراض غير عسكرية.
  • أقمار الاتصالات: تدعم هذه الأقمار الاتصالات السلكية واللاسلكية وكذلك البث التلفزيوني والوصول إلى الإنترنت والمكالمات الراديوية والهاتفية.
  • الأقمار الصناعية الفلكية: تقوم هذه الأقمار برصد النجوم والكواكب بغرض دراستها ورصد ما يحدث في الفضاء الخارجي باستخدام تلسكوب كبير.
  • أقمار الملاحة: هذه الأنواع من الأقمار الصناعية مسؤولة عن تتبع المواقع المختلفة.
  • الأقمار الصناعية الخاصة بالطقس: تقوم هذه الأقمار الصناعية برسم خرائط الطقس وتقوم بالتنبؤات الجوية بناءً عليها.

تشغيل الأقمار الصناعية

وفيما يلي استخدامات الأقمار الصناعية:

  • تحديد الموقع الجغرافي: من الممكن تحديد المواقع الجغرافية لأي مكان على وجه الأرض بدقة باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
  • استكشاف الفضاء الخارجي: إطلاق الأقمار الصناعية إلى الفضاء الخارجي يلعب دوراً هاماً في دراسة الكون من خلال الحصول على معلومات عن الكون والصور الكونية، وخاصة الصور الكونية التي تحصل عليها أقمار فوييجر للكواكب، والتي تعتبر من ضمن الصور الكونية الأولى. وكذلك الصور الكونية التي تم الحصول عليها من خلال تلسكوب هابل والتي كانت واضحة للغاية.
  • التعرف على المجموعة الشمسية: تم إرسال العديد من الأقمار الصناعية لاستكشاف المجموعة الشمسية في مداراتها حول كواكب المجموعة الشمسية، ومن أهمها قمر ماجلان الذي يدور حول كوكب الزهرة والقمر الصناعي كاسيني الذي يدور حول كوكب زحل. يقوم القمر الصناعي غاليليو الذي يدور حول كوكب المشتري ومهمات فايكنغ إلى أقمار المريخ الصناعية، بما في ذلك المساح الشامل المتجه إلى المريخ.
  • معرفة الأرصاد الجوية: تساعدنا الأقمار الصناعية في معرفة كافة الأحوال الجوية وتحديثها بشكل مستمر. وذلك من أجل مراقبة الظروف المناخية والتقلبات الجوية المحتملة، ويتم ذلك عن طريق تخزين البيانات في أجهزة خاصة، ولكن لا يمكن الوثوق بالبيانات المخزنة إلا بعد مرور ثمان وأربعين ساعة، بغض النظر عن دقتها.

عوامل استقرار الأقمار الصناعية في الفضاء

وفيما يلي سنتعرف على سبب عدم سقوط الأقمار الصناعية على الأرض:

  • المدار البعيد: الأجسام القريبة من الغلاف الجوي للأرض تكون أكثر عرضة لخطر السقوط بسبب الجذب القوي لجزيئات الغلاف الجوي. ونتيجة لذلك، تتباطأ هذه الأجسام وتسقط في النهاية، مما يتسبب في دوران الأقمار الصناعية بعيدًا عن الغلاف الجوي للأرض. حتى لا يسقط؛ لأن الجزيئات التي تقلل سرعتها تكون أقل.
  • يدور بسرعة: يتأثر القمر الصناعي فقط بجاذبية الأرض، وتبدأ الأقمار الصناعية بالسباحة في الفضاء عند خط كارمان الذي يقع على ارتفاع 100 كيلومتر، إلا أن سقوط القمر الصناعي يرتبط بشكل كبير بسرعة دورانه. والتي تتجاوز 8 كم في الثانية.
  • مدارات الأقمار الصناعية في مناطق مختلفة: هناك العديد من المدارات الفضائية حول الأرض وبعضها يقع في منطقة منخفضة على ارتفاع يتراوح بين 160 و 2000 كم تسمى المدار الأرضي المنخفض وتقع معظم الأقمار الصناعية في هذه المنطقة باستثناء برامج أبولو التي كانت تهدف إلى القمر.