baten kaitos
کاربر نگاه دانلود
قبل از بحث درباره ایستگاه فضایی، لازم است در مورد انواع ماهواره هایی که در اطراف زمین در حال فعالیت هستند، اطلاعاتی داشته باشیم:
مقدمه:
حتما تا کنون تجربه داشتید که وقتی به آسمان بالاسرتون نگاه میکنید، اجسامی متحرک در حال عبورمیبینید. بخشی از این اجسام، انواع ماهواره هایی هستند که درخدمت بشر هستند تا زندگی بهتری داشته باشد.
این ماهواره ها در مسیری قرار میگیرند که به آن مدار ماهواره میگویند، مدار ماهواره مسیری هست که ماهواره دراطراف یک جسم در فضا طی میکند. جاذبه زمین باعث میشود که ماهواره ها در یک مدار دایره ای یا بیضی شکل قرار بگیرند. استفاده از ماهواره های مخابراتی را نخستین بار آرتور سی کلارک،نویسنده داستانهای علمی ـ تخیلی، در سال 1945؛ یعنی 12 سال قبل از پرتاب اولین ماهواره، پیشنهاد کرده بود.
ماهواره برای این که درمدار خود قرار بگیرند باید ابتدا در مسیری حرکت کنند وانرژی صرف کنند. یکی از به صرفه ترین روشها برای سفرهای بین سیاره ای مدار انتقال هومان است. در این روش در دو مرحله به ماهواره انرژی داده میشود؛در مرحله اول سفینه از یک مدار دایره ای به یک مدارانتقالی بیضی شکل منتقل میشود که در نقطه ای بر مدار سیاره موردنظر مماس است. در مرحله دوم سفینه از مدار بیضی به مدار سیاره منتقل میشود.
مدار هر مامواره براساس وظیفه خاصی که برای آن تعریف شده است، مشخص میشود.
اغلب ماهواره های در فاصله نسبتا ثابتی نسبت به زمین درحال حرکت هستند. ماهواره های مخابراتی روسیه که در مناطق دوردست خط استوا قراردارند، اغلب ازاین مدار استفاده میکنند؛ مداری که فاصله‌های نقاط مختلف آن نسبت به زمین با هم برابرنیستند. ماهواره‌ای که در مدار قطبی قرار دارد، همراه با حرکت وضعی زمین حرکت میکند و به دو قطب زمین میرسد. در این حالت ماهواره میتواند تقریبا تمام سطح زمین را مشاهده کند. اگر یک نقطه ثابت را روی مدار در نظر بگیریم، ماهواره در 24 ساعت یک بار و هر بار در همان روز قبل از آن نقطه میگذرد. به طور معمول حدود 200 ماهواره فعال در مدار زمین ثابت که مناسبت ترین مسیر مداری محسوب میشود ـ قرار دارند.
در ارتفاع 36 هزار کیلومتری از خط استوا، مدت زمان لازم برای گردش کامل ماهواره به دور زمین درست با مدت زمان برای گردش کامل ماهواره به دور زمین درست با مدت زمان حرکت زمین به دور خود برابر است. به همین خاطر،ماهواره همیشه در یک نقطه ثابت بر فراز خط استوا قرار میگیرد. در صورتی که ماهواره‌ها از این مدار استفاده کنند،نیازی به حرکت دادن و تنظیم بشقابهای رادیویی به سوی محل استقرار ماهواره‌ها نیست.
مدار زمین ساکن به قدری مورداستفاده این ماهواره‌ها قرارمیگیرد که محل استقرار و امواج رادیویی آن‌ها را توافق‌های بین المللی تعیین میکند. در این مدار، ماهواره‌ها میتوانند تا فاصله 70 کیلومتری به هم نزدیک شوند.
سه ماهواره مخابراتی در ارتفاع 36 هزار کیلومتری روی خط استوا قادرند علایم رادیویی را از نقاط مختلف زمین گرفته و به نقاط دیگر در سطح کره زمین بفرستند.
مدارکم ارتفاع یا مدار پایین زمین
برای رسیدن به این مدار، کمترین انرژی مصرف میشود. به همین دلیل ماهواره های سنگینتر دراین مدار قرار دارند. ایستگاه فضایی بین المللی با حرکت در این مدار کم ارتفاع روزانه زمین راچند باردور میزند. ایستگاه فضایی میر که در ارتفاع 300 تا 400 کیلومتری از سطح زمین قرار داشت، هر 90دقیقه یک بار و هر روز 16 بار مدار زمین رادور می‌زد.حرکت ماهواره‌ها در مدار کم ارتفاع از نظر ناظر زمینی خیلی آهسته به نظر میرسد.
مدارهای غیرعادی
برخلاف مدارهای دایره ای از طول بیشتر و عرض کمتری برخودارند. قسمتی به زمین نزدیک وقسمتی دور است. برخی از ماهواره های مخابراتی روسی از این مدار استفاده میکنند. چون این ماهواره‌ها در مدار زمین ساکن حرکت نمیکنند، آنتنهای زمینی برای برقراری ارتباط دائمی باید مرتبا تغییر جهت دهند و از 2 یا 3 ماهواره با فاصله های مشخص از هم در هر مدار استفاده میشود.
مدارهای زمین ساکن انتقالی
مدارهای موقتی برای انتقال یک ماهواره از مدارهای نزدیک زمین به مدارهای دور زمین ساکن هستند. ماهواره‌های مخابراتی ابتدا به مدارکم پرتاب میشوند؛ سپس موتورهایشان روشن شده به مدار زمین ساکن انتقالی منتقل میشوند. ماهوارها بعد از رسیدن به دورترین نقطه این مدار تغییر مسیر داده و وارد مدار دایره شکل به دور زمین میشوند. روش دیگر این است که ماهواره ها را ابتدا در مدار زمین ساکن انتقالی قرار دهند و پس از آن به مدارزمین ساکن مناسب هدایت کنند.
ايستگاه فضايي بين‌المللي (ISS) در 400 كيلومتري زمين در مداري نزديك به دايره و با اوج و حضيض (425 و 360 كيلومتر) و زاويه 56 درجه از استواي زمين گردش مي كند. همانطور که در بالا هم ذکر شد، ایستگاه فضایی بین المللی در مدار کم ارتفاع یا مدار پایین زمین مستقر می باشد.
با صفحه هاي خورشيدي جديدي كه در ماموريت اخير شاتل فضايي آتلانتيس روي ايستگاه نصب شد طول ايستگاه از يك سر صفحه هاي خورشيدي تا سر ديگر به 80 متر رسيده است و حداكثر روشنايي آن مي‌تواند به قدر 5/3- برسد (پرنورتر از سياره مشتري و حدود پنج بار پرنورتر از درخشان ترين ستاره آسمان شب) و حداقل از قدر 2+، بسته به اينكه در اوج يا حضيض باشد و اينكه درست از بالاي سر ناظر عبور كند يا از ديد ناظر از لب افق.
در گذرهاي مطلوب وقتي ايستگاه پديدار مي شود از يك افق با روشنايي كم ظاهر مي شود و مانند ستاره‌اي متحرك (و بدون اينكه نور آن مانند ستارگان چشمك بزند) به آرامي حركت مي كند و طي دو تا شش دقيقه (بسته به زاويه ديد ناظر) در آسمان جا به جا مي شود و در افق ديگر دوباره كم نور و سر انجام در سايه زمين پنهان مي‌شود. در گذرهاي مطلوب چنان پرنور است كه به راحتي اين نقطه متحرك را در آسمان مي يابيد.ايستگاه فضايي در برخي اوقات مي تواند پس از ماه و سياره زهره پرنورترين جرم آسمان شب باشد، به علت ارتفاع كم ايستگاه از زمين گذرهاي مطلوب آن را نزديك به سپيده دم در آسمان صبحگاهي يا هنگام شفق درآسمان شامگاهي مي بينيم. ايستگاه فضايي هر 90 دقيقه يك بار زمين را دور مي‌زند و حتي برخي شبها دو گذر متوالي آن ممكن است از يك نقطه ديده شود.
علاقمندان مي‌توانند همه روزه با مراجعه به نشاني الكترونيكي پيش بيني دقيق ظهور ماهواره ها از جمله ايستگاه فضايي را در ميليون‌ها شهر و روستا در سراسر زمين بيابند.
مقدمه:
حتما تا کنون تجربه داشتید که وقتی به آسمان بالاسرتون نگاه میکنید، اجسامی متحرک در حال عبورمیبینید. بخشی از این اجسام، انواع ماهواره هایی هستند که درخدمت بشر هستند تا زندگی بهتری داشته باشد.
این ماهواره ها در مسیری قرار میگیرند که به آن مدار ماهواره میگویند، مدار ماهواره مسیری هست که ماهواره دراطراف یک جسم در فضا طی میکند. جاذبه زمین باعث میشود که ماهواره ها در یک مدار دایره ای یا بیضی شکل قرار بگیرند. استفاده از ماهواره های مخابراتی را نخستین بار آرتور سی کلارک،نویسنده داستانهای علمی ـ تخیلی، در سال 1945؛ یعنی 12 سال قبل از پرتاب اولین ماهواره، پیشنهاد کرده بود.
ماهواره برای این که درمدار خود قرار بگیرند باید ابتدا در مسیری حرکت کنند وانرژی صرف کنند. یکی از به صرفه ترین روشها برای سفرهای بین سیاره ای مدار انتقال هومان است. در این روش در دو مرحله به ماهواره انرژی داده میشود؛در مرحله اول سفینه از یک مدار دایره ای به یک مدارانتقالی بیضی شکل منتقل میشود که در نقطه ای بر مدار سیاره موردنظر مماس است. در مرحله دوم سفینه از مدار بیضی به مدار سیاره منتقل میشود.
مدار هر مامواره براساس وظیفه خاصی که برای آن تعریف شده است، مشخص میشود.
اغلب ماهواره های در فاصله نسبتا ثابتی نسبت به زمین درحال حرکت هستند. ماهواره های مخابراتی روسیه که در مناطق دوردست خط استوا قراردارند، اغلب ازاین مدار استفاده میکنند؛ مداری که فاصله‌های نقاط مختلف آن نسبت به زمین با هم برابرنیستند. ماهواره‌ای که در مدار قطبی قرار دارد، همراه با حرکت وضعی زمین حرکت میکند و به دو قطب زمین میرسد. در این حالت ماهواره میتواند تقریبا تمام سطح زمین را مشاهده کند. اگر یک نقطه ثابت را روی مدار در نظر بگیریم، ماهواره در 24 ساعت یک بار و هر بار در همان روز قبل از آن نقطه میگذرد. به طور معمول حدود 200 ماهواره فعال در مدار زمین ثابت که مناسبت ترین مسیر مداری محسوب میشود ـ قرار دارند.
در ارتفاع 36 هزار کیلومتری از خط استوا، مدت زمان لازم برای گردش کامل ماهواره به دور زمین درست با مدت زمان برای گردش کامل ماهواره به دور زمین درست با مدت زمان حرکت زمین به دور خود برابر است. به همین خاطر،ماهواره همیشه در یک نقطه ثابت بر فراز خط استوا قرار میگیرد. در صورتی که ماهواره‌ها از این مدار استفاده کنند،نیازی به حرکت دادن و تنظیم بشقابهای رادیویی به سوی محل استقرار ماهواره‌ها نیست.
مدار زمین ساکن به قدری مورداستفاده این ماهواره‌ها قرارمیگیرد که محل استقرار و امواج رادیویی آن‌ها را توافق‌های بین المللی تعیین میکند. در این مدار، ماهواره‌ها میتوانند تا فاصله 70 کیلومتری به هم نزدیک شوند.
سه ماهواره مخابراتی در ارتفاع 36 هزار کیلومتری روی خط استوا قادرند علایم رادیویی را از نقاط مختلف زمین گرفته و به نقاط دیگر در سطح کره زمین بفرستند.
مدارکم ارتفاع یا مدار پایین زمین
برای رسیدن به این مدار، کمترین انرژی مصرف میشود. به همین دلیل ماهواره های سنگینتر دراین مدار قرار دارند. ایستگاه فضایی بین المللی با حرکت در این مدار کم ارتفاع روزانه زمین راچند باردور میزند. ایستگاه فضایی میر که در ارتفاع 300 تا 400 کیلومتری از سطح زمین قرار داشت، هر 90دقیقه یک بار و هر روز 16 بار مدار زمین رادور می‌زد.حرکت ماهواره‌ها در مدار کم ارتفاع از نظر ناظر زمینی خیلی آهسته به نظر میرسد.
مدارهای غیرعادی
برخلاف مدارهای دایره ای از طول بیشتر و عرض کمتری برخودارند. قسمتی به زمین نزدیک وقسمتی دور است. برخی از ماهواره های مخابراتی روسی از این مدار استفاده میکنند. چون این ماهواره‌ها در مدار زمین ساکن حرکت نمیکنند، آنتنهای زمینی برای برقراری ارتباط دائمی باید مرتبا تغییر جهت دهند و از 2 یا 3 ماهواره با فاصله های مشخص از هم در هر مدار استفاده میشود.
مدارهای زمین ساکن انتقالی
مدارهای موقتی برای انتقال یک ماهواره از مدارهای نزدیک زمین به مدارهای دور زمین ساکن هستند. ماهواره‌های مخابراتی ابتدا به مدارکم پرتاب میشوند؛ سپس موتورهایشان روشن شده به مدار زمین ساکن انتقالی منتقل میشوند. ماهوارها بعد از رسیدن به دورترین نقطه این مدار تغییر مسیر داده و وارد مدار دایره شکل به دور زمین میشوند. روش دیگر این است که ماهواره ها را ابتدا در مدار زمین ساکن انتقالی قرار دهند و پس از آن به مدارزمین ساکن مناسب هدایت کنند.
ايستگاه فضايي بين‌المللي (ISS) در 400 كيلومتري زمين در مداري نزديك به دايره و با اوج و حضيض (425 و 360 كيلومتر) و زاويه 56 درجه از استواي زمين گردش مي كند. همانطور که در بالا هم ذکر شد، ایستگاه فضایی بین المللی در مدار کم ارتفاع یا مدار پایین زمین مستقر می باشد.
با صفحه هاي خورشيدي جديدي كه در ماموريت اخير شاتل فضايي آتلانتيس روي ايستگاه نصب شد طول ايستگاه از يك سر صفحه هاي خورشيدي تا سر ديگر به 80 متر رسيده است و حداكثر روشنايي آن مي‌تواند به قدر 5/3- برسد (پرنورتر از سياره مشتري و حدود پنج بار پرنورتر از درخشان ترين ستاره آسمان شب) و حداقل از قدر 2+، بسته به اينكه در اوج يا حضيض باشد و اينكه درست از بالاي سر ناظر عبور كند يا از ديد ناظر از لب افق.
در گذرهاي مطلوب وقتي ايستگاه پديدار مي شود از يك افق با روشنايي كم ظاهر مي شود و مانند ستاره‌اي متحرك (و بدون اينكه نور آن مانند ستارگان چشمك بزند) به آرامي حركت مي كند و طي دو تا شش دقيقه (بسته به زاويه ديد ناظر) در آسمان جا به جا مي شود و در افق ديگر دوباره كم نور و سر انجام در سايه زمين پنهان مي‌شود. در گذرهاي مطلوب چنان پرنور است كه به راحتي اين نقطه متحرك را در آسمان مي يابيد.ايستگاه فضايي در برخي اوقات مي تواند پس از ماه و سياره زهره پرنورترين جرم آسمان شب باشد، به علت ارتفاع كم ايستگاه از زمين گذرهاي مطلوب آن را نزديك به سپيده دم در آسمان صبحگاهي يا هنگام شفق درآسمان شامگاهي مي بينيم. ايستگاه فضايي هر 90 دقيقه يك بار زمين را دور مي‌زند و حتي برخي شبها دو گذر متوالي آن ممكن است از يك نقطه ديده شود.
علاقمندان مي‌توانند همه روزه با مراجعه به نشاني الكترونيكي پيش بيني دقيق ظهور ماهواره ها از جمله ايستگاه فضايي را در ميليون‌ها شهر و روستا در سراسر زمين بيابند.
