مشاهدة النسخة كاملة : عااااجل بحث حول الاقمار الصناعية
dinarimas
2016-11-18, 11:36
ساعدوني حابة بحث حول حركة الاقمار الصناعية
لماذا لا يسقط القمر على الارض
كيفية اطلاق القمر الصناعي
انواع الاقمار الصناعية
:sdf: :sdf:
اولى ثانوي علمي فيزياء :)
عاونووووني
حركة الأقمار الإصطناعية حول -الأرض حركة الكواكب حول الشمس | كيمياء+فيزياء (http://physczed.blogspot.com/2012/07/blog-post_1966.html)
dinarimas
2016-11-18, 15:09
شكراااا ربي يحفظك
اتفضلي عزيزتي اتمنى ان يفيدك
دعواتك لي ......
لمقدمة:
الستالايت بوجه عام هو أي جسم فضائي يدور حول نفسه أو حول جسم فضائي آخر وقد درج العلماء علي إطلاق هذا الاسم علي الأقمار الصناعية التي يتم إطلاقها في الفضاء لتدور حول الأرض وهي عدة أنواع منها ماهو مخصص للبحث العلمي ودراسة الأرض وطبيعتها ومنها ماهو مخصص للطقس وتغيراته ومنها ماهو مخصص لتحديد المواقع الجغرافية ومنها ماهو مخصص للتجسس ومنها ماهو مخصص للاتصالات إسمحو لي أن أركز في بحثنا هذا على نوع واحد من كل هذه الأنواع ألا وهو : أقمار التجسس ولا شك في أنها مشابهة لحد كبير باقي الأقمار
فكيف يتم إطلاق هذه الأقمار * السرعة الابتدائية , زاوية القذف *
ولماذا يجب إخراجه عن الغلاف الجوي
هذا ما سنحاول التركيز عليه
على بركة الله نبدأ
* ماهي أقمار الاستطلاع والتجسس ؟
هي أقمار صناعية مهمتها توفير المعلومات التي تحتاجها القيادات السياسية والعسكرية لاتخاذ القرار وإدارة الحرب
*كيف يتم إطلاقها ؟
تطلق أقمار الاستطلاع إلى مداراتها بواسطة صواريخ كبيرة الحجم متعددة المراحل , توفر لها قوة دفع متزايدة وتسمى أحيانا مركبات الإطلاق
*الإطلاق بواسطة الصاروخ :
تبدأ عملية الإطلاق بإشعال وقود المرحلة الأولى الذي يندفع بتأثيره الصاروخ الحامل للقمر من مصة الإطلاق وبعد حوالي 1 دقيقة من الإطلاق *مخترقا طبقة الغلاف الجوي المحيطة بالأرض لأنه لو دخل في الغلاف الجوي للأرض حتى لو كان الخارجي لتباطأت حركته مما يؤدي إلى سقوطه من مداره* تبدأ محطة المتابعة الأرضية في توجيه الصاروخ , وتستمر هذه العملية حتى يستقر في المدار المحدد , تتولى المرحلة النهائية للصاروخ دفع القمر إلى المدار بالسرعة والزاوية المطلوبتين لكن ما هي السرعة المطلوبة ؟؟
• السرعة المطلوبة:
القمر الاصطناعي لا يسقط على الأرض لأنه أعطي سرعة في مسار دائري حولها فأصبح قمرا تجذبه الأرض فتغير مساره ولذلك فإن هناك قوة مركزية مقدارها مربع سرعة القمر في مداره مقسومة على نصف القطر وهي تساوي تماما قوة انجذاب القمر إلى الأرض ... وطالما إن هاتين القوتين متساويتان فلن يحيد القمر عن مساره ويظل يدور أما إن أعطيناه سرعةزائدة فإنه سوف ينتقل لمدار أعلى وإن قلت السرعة انتقل لمدار اقرب للأرض ... ولو قدر أن يقف لانجذب إلى الأرض ووقع على سطحها ...
في الواقع هناك أمران مربكان: الأول قصة الجذب المركزي وهو الذي نحاول الوصول إليه... والثاني هو أننا ننسى أن القمر يعطى سرعة في اتجاه ما ...يعني هو لا يقذف فقط ليصل إلى سرعة الإفلات ومن ثم ينتهي الأمر ... لا ...إنه في هذه الحالة سوف يرجع للأرض لأنها تجذبه نحوها ... لكن ما يكون في الواقع إن جزءا من الوقود يطلق بزاوية ما هي التي تضعه في مداره حيث نستخدم فكرة حفظ كمية الحركة (الزخم ) في تحريك الصاروخ ليس في اتجاه الابتعاد عن الأرض لكن باتجاه الدوران حولها
وبالمناسبة فإن القمر في هذه الحالة لا يختلف كثيرا عن مقلاع به حجر نديره في دائرة بسرعة ما ...
نعود فنقول :
عندما تتأكد محطات التتبع من استقرار القمر في مداره تصدر له الأوامر بنشر الهوائيات . وتجهيز الخلايا الشمسية للعمل , وبذلك يصبح فعالا في مداره
وينطلق الصاروخ رأسيا في البداية إذ أن هذا يساعد على تبسيط تصميم قواف الإطلاق المطلوبة لمثل هذا الحجم من الصواريخ كما يقلل من الزمن الذي يستغرقه الصاروخ لاجتياز الغلاف الجوي . وبعد ذلك ينحرف بميل معين يساعد على وضعه في مداره بالزاوية المطلوبة
ويتم الإطلاق عادة في إتجاه الشرق للإستفادة من سرعة دوران الأرض فإا كان على الصاروخ أن ينطلق بسرعة 18ألف ميل /ساعة للوصول إلى مداره فإنه عندما ينطلق شرقا يحتاج إلى سرعة 17ألف ميل / ساعة فقط والسرعة الباقية يوفرها دوران الأرض
• المدار :
تُحلِّق أقمـار الاستطلاع بالتصوير في مدارات بيضاوية، يراوح بُعدها عن الأرض بين 150كم و450كم، وقد يصل إلى حوالي 1000كم في الأنواع الحديثة. ويُفضَّل أن توضع هذه الأقمار على ارتفاعات منخفضة، نسبياً، حتى توفر رؤية أقرب إلى سطح الأرض. ويمكن، (نظرياً)، أن تتخذ مداراً على ارتفاع 115كم. ولكن هناك مشكلة في الانخفاض إلى هذا الحدّ، إذ يدخل القمر في الطبقة الخـارجية للغلاف الجوي، ومن ثَم تتباطأ حركته، مما يؤدي إلى سقوطه من مداره. وهذا أحد الأسباب الدافعة إلى استخدام المدار البيضوي، حيث تقترب الأقمار، أحياناً، من الأرض، وتبتعد عنها، في أحيان أخرى.
ويُحلّق القمر بسرعة حوالي 30 ألف كم / ساعة. ويتم (16) دورة حول الأرض، يومياً، في المتوسط. ولكن هذا لا يعني أنه سوف يمرّ فوق المنطقة عينه في كل دورة. فالواقع، أن مدار القمر يكون ثابتاً، ولكن الأرض هي التي تدور، تحته، حول محورها، دورة كاملة، يومياً، من الشرق إلى الغرب، بمعدل(515) في الساعة. ومن ثم، فإن القمر ينحرف غرباً، نسبياً، بالمعدل نفسه. وبذلك، يمرّ على بقاع مختلفة، في كل دورة، ويمسح شريطاً جديداً من سطح الأرض، مجاوراً للشريط السابق.
ويختلف عرض هذا الشريط، تبعاً لزاوية مَيل المدار. وهي الزاوية المحصورة بين مستوى المدار ومستوى خط الاستواء. فإذا كانت زاوية مَيل المدار صفراً، فهذا يعني أن القمر، يُحلّق بصفة مستمرة، في مستوى خط الاستواء عينه، ويغطي، في هذه الحالة، المنطقة المحيطة به فقط. وعلى العكس، إذا كانت زاوية مَيل المدار (90 ْ )، فإن مستوى المدار يكون عمودياً على مستوى خط الاستواء. ويدور القمر حول الأرض، من الشمال إلى الجنوب، وبالعكس. وإذ إن الأرض تدور حول محورها، من الشرق إلى الغرب، فإن القمر يمسح سطح الكرة الأرضية كله، خلال يوم واحد، ولكن المسافات، في هذه الحالة، تكون متباعدة بين مسقط مساراته. ولهذا، فعندما يتطلب الأمر الحصول على تفاصيل أكثر، لمنطقة معيّنة، فإن زاوية المَيل الصغيرة، تكون أفضل، لأنها تجعل مساقط مسارات القمر على الأرض (Ground Tracks) أكثر تقارباً بعضها من بعض، للمرور فوق الهند، بغرض اكتشاف موقع الاختبار النووي. أحدهما بيج بيرد الأمريكي، الذي أُطلق في10 أبريل، بزاوية مَيل (94.25آ°). والثاني كوزموس ـ 653 السوفيتي، الذي أُطلق في 15 مايو، بزاوية ميل (62.81آ°) . ويتضح من هذه المساقط، أنه كلما ازدادت زاوية المَيل، كانت الفواصل بين المدارات أكبر. ومن الممكن تغيير مـدار القمـر، إمـا لكي يغطي منطقة جديدة، كما حدث في حرب تحرير الكويت، أو للحصول على بيانات تفصيلية دقيقة، عن أهداف ذات أهمية خاصة، من طريق تقارب مساقط المسارات على الأرض، أو لعمل توافق بين مدارات الأقمار الموجودة في شبكة واحدة، عند إطلاق قمر جديد، كما حدَث بالنسبة إلى أحد أقمار شبكة الاستطلاع بالتصوير الأمريكيةKH-11، الذي صدرت إليه الأوامر، في ربيع 1996، لكي يغيّر مداره بمقدار درجتين، كل شهر، ليتوافق مع زميليه اللذين أُطلق آخرهما في 20 ديسمبر 1996. كما تشير الإحصائيات إلى أن الاتحاد السوفيتي، كان يجري المناورة بكثرة لأقمار الاستطلاع، لتغيير مداراتها. ففي عام 1972، أجري المناورة ل (23) قمراً. وفي عام 1973، ناور بـ (27) قمرا ً، علاوة على مناورات أخرى، أجراها أثناء الحروب المحلية في آسيا وفي الشرق الأوسط.
ولهذا تُجَهَّزْ أقمار الاستطلاع بصواريخ للتحكم، يُجرى إطلاقها من القمر بناءً على أوامر من محطات السيطرة الأرضية طبقا لحسابات دقيقة
ماهو القمر وماهى أنواع الأقمار؟
مصطلح القمر يعود من الناحية الجغرافية إلى جسم فضائى يصاحب ويدور حول جسم فضائى أكبر منه.. فالقمر هو جسم تابع للأرض يدور حولها مثلاً.. بالإضافة إلى الأقمار الطبيعية يوجد الأن ما يسمى بالأقمار الصناعية (Satellite) والتى تستعمل فى الأغراض الأمنية والأهداف العلمية والاتصالات.
وتنقسم الأقمار الصناعية حسب استخداماتها إلى:
1- أقمار الاتصالات والتى تستخدم فى نقل المعلومات.
2- أقمار البث الفضائى والتى تستخدم فى بث القنوات التليفزيونية والإذاعية.
3- أقمار الأرصاد والتى تقوم بجمع المعلومات عن الغلاف الجوى وتنبؤات الجو.
4- الأقمار العسكرية وأقمار التجسس والتى تستخدم فى أغراض أمنية دفاعية.
5- الأقمار العلمية والتى تستخدم فى التجارب العلمية المختلفة.
نشأة الأقمار الصناعية:
تم إطلاق أول قمر صناعى فى عام 1957. وهو القمر الروسى (Sputnik) والذى معه تم افتتاح عصر الاتصالات الفضائية للأرض. بعد ذلك بعام تم إطلاق القمر الصناعى الأمريكى (Score) ثم تلاه بعد ذلك العديد من الأقمار.. لكن التاريخ الذى لا ينسى هو عام 1962 حيث تم إطلاق القمر الصناعى (Telstar 1) والذى استخدم فى نقل البث التليفزيونى بين أمريكا وأوروبا. بعد ذلك تم إطلاق العديد من الأقمار ذات الأغراض المختلفة.
كانت الأقمار الصناعية سابقاً تطلق قوة قدرها 10 وات والآن تطلق قوة قدرها 150 وات.. ومن المعروف أنه كلما زادت القوة الكهربية التى يطلقها القمر كلما أمكن استقبال إرسال القمر بأطباق ذات قطر أصغر.
والأقمار الصناعية المستخدمة فى البث الإذاعى، والتليفزيونى يتم وضعها فى المدار الجغرافى للأرض حتى يأخذ نفس سرعة الأرض حيث أنه إذا تم وضعها على ارتفاع أقل فإنها تدور حول الأرض بسرعة أعلى من سرعة دوران الأرض، وإذا تم وضعها على ارتفاع أعلى فإن سرعتها ستكون أقل من دوران الأرض. وتدور الأقمار حول الأرض فوق خط الاستواء مباشرة على ارتفاع 36 ألف كيلومتر، وهو مايسمى بالمدار الجغرافى للأرض وهذا يعنى أن القمر الصناعى سيدور بنفس سرعة الأرض ويكون دائماً فى نفس الموقع طالما هو على نفس الارتفاع.. فالعلامة والرقم المكتوب إلى جوار اسم القمر يدل على موقع القمر بالنسبة لموقع الصفر الجنوبى، فمثلاً القمر استرا 19.2 شرقاً يعنى أن هذا القمر يقع بالضبط عند الدرجة 19.2 شرق الصفر الجنوبى.
والقمر نايل سات 7 درجة غرباً تعنى أنه يقع عند الدرجة 7 إلى الغرب من الصفر الجنوبى. أما إذا كان هناك أكثر من قمر فى نفس الموقع فإنه يسمى موقع مشترك للأقمار (coopositioning) كما هو الحال فى أقمار استرا 19.2 درجة شرقاً وأيضاً أقمار هوت بيد 13 درجة شرقاً.. من المعروف أن الأقمار تقع فى مكعب وهمى طول ضلعه 100كيلومتر لكل قمر.
مما تتكون الأقمار الصناعية؟
تتكون أقمار الاتصالات والبث الإذاعى والتليفزيونى من وحدتين رئيسيتين: وحدة الخدمة ووحدة الاتصال.
الوحدة الأولى تحتوى على أجزاء تخدم عمل تحكم الأقمار الصناعية وأجهزة القياس وأجهزة إمداد القمر الصناعى بالطاقة الكهربية اللازمة لعمله.. ووحدة الاتصال تحتوى على الحوامل (Transponder) وهى أجهزة تقوم بإرسال واستقبال الإشارات من وإلى الأرض.. فى التقنية التماثلية كان يستخدم حامل لكل قناة أما فى التقنية الرقمية يمكن إرسال حتى عشر قنوات مختلفة على نفس الحامل.. والحامل يمثل بالذبذبة أو بالتردد.
والأقمار التى يستخدم فى البث الإذاعى والتليفزيونى تحتوى أيضا على مجموعة من الأطباق يستخدم جزء منها فى استقبال القنوات القنوات من الأرض وجزء آخر يستخدم فى إعادة إرسال هذه القنوات إلى الأرض وجزء ثالث يستقبل أوامر التحكم فى القمر الصناعى من المحطة الأرضية.
يتم إرسال الإشارة إلى المحطة الأرضية التى تقوم بتوزيعها على الأقمار الصناعية.. هذه الإشارة المستقبلة يتم تحويلها إلى ذبذبات قوتها 14 جيجا هرتز ويتم إرسالها إلى القمر الصناعى.
هذه الإشارة التى يستقبلها القمر الصناعى تذهب إلى وحدة التحكم داخل الحوامل حيث عن طريق (أوسيليتور) مقوى الذبذبات يتم تقويتها إلى ذبذبات فى نطاق بين 10.700- 12.750 جيجا هرتز.. بعد ذلك تذهب هذه الذبذبات إلى الأطباق التى تقوم بإرسالها مرة أخرى إلى الأرض حيث يتم استقبالها بأطباق أخرى على الأرض عن طريق المستخدمين.
والأقمار الصناعية لا تستخدم فقط فى البث الإذاعى والتليفزيونى الترفيهى ولكن فى إرسال الأخبار والأحداث المهمة الأخرى، فهى تستعمل فى تناقل المعلومات بين الدول.
والقمر الصناعى لا يمكنه إرسال المعلومات إلى الأرض كلها ولكنه يغطى منطقة معينة من الأرض.. هذه المنطقة تأخذ شكلاً دائرياً، وتعتمد مساحة هذه المنطقة على قوة القمر الصناعى.. وأقوى المناطق استقبالا التى تقع فى منتصف دائرة التغطية للقمر وعلى أطراف منطقة التغطية تكون الإشارة ضعيفة حيث يحتاج المستخدم فيها إلى أطباق ذات أقطار كبيرة لاستقبال إشارة معتدلة.
بعض الأقمار لا تغطى نفس مساحة الأرض التى تغطيها أقمار أخرى فهناك أقمار تغطى منطقة معينة صغيرة لا تتعداها مثل قمر ثور 1 درجة غرباً على سبيل المثال.
من المهم معرفة معلومات عن مناطق تغطية الأقمار الصناعية وقوتها حيث تتناسب تناسباً عكسياً مع قطر الأطباق اللازمة لاستقبال إرسال تلك الأقمار.. فكلما كانت قوة إرسال القمر الصناعى ضعيفة كان الطبق اللازم لاستقبال إشارته كبير الحجم ، وكلما كانت قوة إشارة القمر الصناعى كبيرة كان الطبق اللازم لاستقبال إشارته صغير الحجم.
وفى بعض الأحيان لا يذكرون قوة إرسال القمر الصناعى ولكن يذكرون القطر المناسب لاستقبال إشارته.
vBulletin® v3.8.10 Release Candidate 2, Copyright ©2000-2024, TranZ by Almuhajir