الأقمار الصناعية والتوابع

التوابع

التابع: هو أي جسم طبيعي أو غير طبيعي يدور حول كوكب ما. تعد الأقمار توابع طبيعية. وقد صنع الإنسان آلاف التوابع والأقمار الصناعية وأطلقها في الفضاء لتدور حول الأرض.
أطلق الاتحاد السوفيتي أوّل قمر صناعي "سبوتنيك 1" في مداره في عام 1957. واستمرت الكرة المعدنية التي تصدر صفيرًا والتي يصل حجمها لحجم كرة السلة في الدوران في مدارها فقط لبضعة أشهر قبل أن تسقط نحو الأرض. 
واليوم، يدور حول كوكبنا نحو 1200 من الأقمار الصناعية النشطة. وتقوم بلدان مثل الصين والولايات المتحدة بإطلاقها بانتظام في الفضاء على صواريخ. كما أن هناك العديد من الأقمار الصناعية القديمة غير النشطة لا تزال تدور حول الأرض.

الأقمار الصناعية

فوائد الأقمار الصناعية

الأقمار الصناعيه مفيدة بشكل مدهش في حياتنا اليومية ؛ فهي ترسل إشارات الهاتف والراديو والتلفزيون إلى جميع أنحاء العالم. وكذلك فهي تصور كوكب الأرض وتساعدنا على التنبؤ بالعواصف، وعلاوة على ذلك فهي تلتقط إشارات الاستغاثة من السفن التي تواجه مشاكل، وتتبع مواقع الطائرات والسيارات والهواتف المحمولة، حتى نتمكن من الوصول إلى الأماكن الجديدة.


 تراقب الأقمار الصناعية بكاميراتها الحساسة محيطات الارض وغاباتها وطقسها والنشاط البشري الذي يتم على سطحها. وتستطيع الأقمار الصناعية في المدارات العالية والمنخفضة أن ترصد الأعاصير عند تكونها. وكذلك فهي تراقب الشعاب المرجانية والجليد القطبي لتزودنا بإشارات وأدلة على تغير المناخ. وهي تساعد أيضًا على حماية النظم البيئية المهددة بالانقراض؛ فباستخدام صور الأقمار الاصطناعية، اكتشفت الشرطة البرازيلية أنشطة قطع الأشجار غير القانونية عام 2019 في غابات الأمازون المطيرة.


أجزاء القمر الصناعي

هناك أحجام مختلفة من الاقمار الصناعية، ولكنها جميعها تتكون من جسم ومصدر طاقة وهوائي. ويحمل الجسم المعدات العلمية وجهاز الكمبيوتر الخاص بالقمر الصناعي. وغالبا ما تستمد الطاقة من الألواح الشمسية التي تمتد من القمر الصناعي كالأجنحة، وهي تحول أشعة الشمس إلى كهرباء وتستخدمها لتشغيل القمر الصناعي، كما أنها تخزن بعض الطاقة في البطاريات لتشغيل القمر الصناعي في الظلام . ويعمل الهوائي على إرسال واستقبال الإشارات للبقاء على اتصال مع الأرض.

ما هو الهوائي ؟
الهوائي: هو جهاز مثل سلك أو عصا معدنية لإرسال أو استقبال إشارات الراديو أو التلفزيون.

 أنواع الأقمار الصناعية

 تدور العديد من الأقمار الصناعية حول الأرض في مسارات أو مدارات مختلفة، بعضها بعيد في الفضاء، وبعضها أقرب إلى الكوكب، وبعضها يبقى على خط الاستواء، والبعض الآخر يتأرجح حول القطبين الشمالي والجنوبي. 
تسمى الأقمار الصناعية التي تبقى دائمًا فوق نفس البقعة على الأرض "الساتل الثابت" بالنسبة للأرض، ويصل ارتفاع مداراتها لحوالي (35,406 كم). أما الأقمار الصناعية التي تقع في المدارات المنخفضة التي يتراوح ارتفاعها بين (320 - 800 كم)، فلا تبقى في مكان واحد. ويمكن أن تدور حول كوكب الأرض كله في 90 دقيقة، فهي تتحرك بسرعة (27,359 كلم / ساعة).

 تحيط بكوكب الأرض وتدور حوله بعض النفايات والمهمات، فبجانب حوالي 1200 من الاقمار الصناعية النشطة هناك حوالي 12000 قطعة من القمامة الكبيرة والصغيرة تلوث المنطقة المجاورة للأرض. وتشمل هذه النفايات الأقمار الصناعية غير النشطة، وقطع الصواريخ القديمة، والصوامل والمسامير ، وقفازات رواد الفضاء.

نظام تحديد المواقع (GPS)

تساعدنا أقمار النظام العالمي لتحديد المواقع (جي بي إس) في معرفة موقعنا، وكيفية الوصول إلى المكان التالي. وتدور 24 من هذه الأقمار الصناعية (بالإضافة إلى عدد قليل من الأقمار الاحتياطية) على ارتفاع (20350 كم) فوق الأرض. وكل منها مزود بساعة ذرية دقيقة جدًّا. 
ترسل الأقمار الصناعية إشارات الراديو إلى أجهزة (الجي بي إس) الموجودة على الأرض. يستخدم الجهاز ساعته الخاصة لتحديد المدة التي تستغرقها الإشارة للوصول، وهذا يخبره بالمسافة التي يبعدها القمر الصناعي. وباستخدام أربع إشارات من أربعة أقمار صناعية، يستخدم جهاز (الجي بي إس) الهندسة لمعرفة موقعه.

علاقة النظرية النسبية بالأقمار الصناعية

قد تبدو نظريات أينشتاين في النسبية غريبة وغير واقعية، ولكن بدونها لم تكن لتعمل الأقمار الصناعية الخاصة بالجي بي إس. فطبقًا للنظرية النسبية الوقت يمر أسرع قليلًا على الأجسام في المدارات، مثل الأقمار الصناعية، مقارنة بالوقت على الأرض. وهذا ما يحدث بالفعل. 
ولذا يتعين على العلماء إبطاء الساعات الذرية على الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (جي بي إس) بمقدار 38 ميكروثانية في اليوم لتتطابق مع الساعات على الأرض. وإلا فإنه في غضون يوم واحد سيكون وضعهم خاطئًا بنحو ستة أميال (9.6 كم)، وسوف يزداد الأمر سوءًا.

هل يمكن رؤية القمر الصناعي من الأرض؟

هل سبق لك أن رأيت نقطة غير واضحة من الضوء تتحرك بشكل مطرد عبر السماء ليلًا؟ هذا قمر صناعي! 
من السهل أن نرى الأقمار الصناعية بالعين المجردة ، فقط نحتاج لمعرفة أين ننظر، وستعطيك المناظير رؤية الاقرب لها. وهناك العديد من المواقع والتطبيقات مثل (satellite flybys) يمكن أن تخبرك بالوقت والمكان المناسبين لترى القمر الصناعي من موقعك . إذا كنت تريد أن ترى محطة الفضاء الدولية، تحقق من موقع وكالة ناسا (Spot the station) وقت ظهورها في سماء بلادك.
تعليقات