ماهواره ها و سکوها در سنجش از دور

  ماهواره ها و سکوها در سنجش از دور از اهمیت بالایی برخوردار هستن و میخواهیم در این نوشته به معرفی آنها بپردازیم.  يك ماهواره از قسمتهاي مختلفي تشكيل گرديده است. اين قسمتها عموماً بين انواع مختلف ماهواره ها ي تصوير برداري ثابت است و اكثراً قسمت محموله يا سنجنده ماهواره ها تغيير مي كند، ولي در بيشتر قسمتها يك ساختار و شكل ثابت وجود دارد . در ضمن هر ماهواره پس از ساخت بايد پرتاب شود و در مدار خود قرار گيرد كه براي اينكار نياز به vehicle دارد تا ماهواره را در مدار قرار دهد.

به طور كلي يك ماهواره از قسمتهاي مختلفي شامل Power, Attitude control Sys, Bus , Payload،  Lunch (vehicle), Ground Station, Computer & Process, Community Sys ,Thermal Control تشكيل شده است كه در ادامه به بحث و معرفي هركدام از این قسمتها خواهيم پرداخت.

Payload (محموله) : به مجموعه سيستمهاي نوري، آشكارسازها و سنجنده هاي يك ماهواره گفته مي شود كه در يك يا چند مجموعه در يك ماهواره بكار مي روند . يعني ممكن است روي يك ماهواره چند دوربين با كارايي متفاوت نصب شوند و اقدام به اخذ داده از زمين نمايند .

 Bus : به طور كلي به عنوان Platform( سكو) مطرح است و وظايف زير را به عهده دارد :

–  وزن محموله را تحمل كند
–  نگهداري محموله در دماي لازم
–  نيروي الكتريكي لازم را تهيه كند
–  برقراري ارتباط زميني
–  قرار دادن محموله در مدار مشخص و حفظ آن مدار
–  ذخيره اطلاعات و ارسال به ايستگاه زميني

ACS : يكي از مهمترين بخشهاي يك ماهواره، سيستم كنترلي و تعيين موقعيت آن مي باشد كه اين  سيستم بايد علاوه بر قدرت تعيين موقعيت و سنجش آن، قابليت تصحيح خطاي صورت گرفته در موقعيت يا سرعت ماهواره را داشته باشد.

Power : به طور كلي اين سيستم انرژي الكتريكي لازم براي قسمتهاي مختلف ماهواره را تامين مي كند كه از دو قسمت سلولهاي خورشيدي و باتری ها تشكيل شده است.

Thermal Control : سيتمهاي كنترل حرارت داخلي يك سنجنده نقش مهمي را ايفا مي كنند. هريك از قسمتهاي داخلي سنجنده به درجه حرارت مشخصي براي فعاليت نياز دارد تا سيستمها بدون خطا فعاليت كنند. وظيفه تنظيم حرارت قسمت هاي داخلي به عهده اين سيستم است.

Community Sys : سيستمهاي ارتباطي به طور كلي وظيفه ذخيره سازي اطلاعات، فشرده سازي اطلاعات و ارسال آنها را به ايستگاه زميني، همچنين ارسال دستورات و تصحيحات مداري از ايستگاه هاي زميني به ماهواره را بر عهده دارند. عموماً ارسال اطلاعات به زمين توسط امواج راديويي باند X انجام مي شود و دريافت دستورات از ايستگاه زميني در طول موج باند S انجام مي شود.

Computer & Process : اين قسمت وظيفه بررسي دستورات را برعهده دارد و این سيستم، كنترلي بر نحوه عملكرد كليه سيستمهاي داخلي يك ماهواره و همچنين پردازش دستورات دريافتي از زمين انجام مي دهد. نكته قابل توجه در این بخش نیز لزوم بهره گيري از يك زبان برنامه نويسي ثابت در كل پروژه است.

Ground Station : براي دريافت اطلاعات و كنترل و ارسال دستورات به ماهواره نياز به ايجاد ايستگاههاي زميني داريم . نكته قابل توجه چگونگي طراحي و تعداد اين ايستگاهها است، و بايد به گونه اي باشد كه امكان ارسال تصاوير به زمين به راحتي فراهم گردد و ماهواره بتواند در هر دور حركتي كه اقدام به اخذ تصوير مي كند، آن را به ايستگاه زميني ارسال نمايد .

Lunch : پرتاب ماهواره بسيار مهم است زيرا بسياري از ماموريتها عليرغم صرف هزينه هاي بسيار گزاف در مرحله پرتاب، failed شده است و ماهواره در مدار قرار نگرفته است. لذا طراحي و ساخت موشك كه وظيفه حمل ماهواره و در مدار قرار دادن آن را به عهده دارد، بسيار پيچيده است و هر كشوري تكنولوژي آن را ندارد. لذا بيشتر كشورها انجام اين كار را به كشور ديگري كه صاحب تكنولوژي است واگذار مي كنند. با اين حال بدليل اهميت مخفي ماندن پارامترهاي مداري در يك ماموريت فضايي، براي هر كشور بهتر است كه اين مرحله نيز توسط خود كشور سازنده انجام شود.

ماهواره‌ ها ي سنجش از دور

ماهواره‌هايي با گيرنده‌هاي راه دور براي مشاهده پديده هاي زمين، ماهواره‌ هاي سنجش از دور يا ماهواره‌ هاي ديد زميني ناميده مي‌شوند. اين ماهواره ها بر اساس ارتفاع، مسيرحركت و گيرنده‌هاي آنها از هم متمايز مي‌شوند.

انواع ماهواره‌ها:

1- LANDSAT ASTER-1، SPOT، IRS، MOS، IKONOS، QUICKBIRD
2- با سيستم‌هاي راداري: RADARSAT، SEASAT، MAGSAT، ERS،JERS
3- هواشناسي NOAA
4- فضاپيماي SHUTTLE

انواع عمومی ماهواره ها با توجه به نوع ماموریت آنها

–  ماهواره های مطالعات نجومی ( مانند تلسکوپ فضایی هابل )
–  ماهواره های مطالعات فیزیک فضا ( مانند THEMIS )
–  ماهواره های مخابراتی ( مانند Iridium )
–  ماهواره های جاسوسی یا نظامی ( مانند KH-12 ) که جهت اهداف شناسایی و مراقبت کاربرد دارند
–  ماهواره های ناوبری ( GPS )
–  ماهواره های سنجش از دور و هواشناسی
–  ماهواره های سنجش منابع زمینی

 پلتفورم‌ها Platforms

   حامل يا ناقل سنجنده هاي دورسنجي، پلتفورم يا سكو ناميده مي‌شوند. انواع متعارف آن‌ها ماهواره‌ها و هواپيماها هستند ولي وسايل ديگري نظير هواپيماهايي با كنترل راديويي و بالون‌ها نيز براي سنجش ازدور با ارتفاع كم مورد استفاده قرارمي‌گيرند. به طور كلي فاكتور كليدي براي انتخاب يك پلتفورم، بلندي مي‌باشد زيرا تعيين وضوح زمين در آن صورت مي‌گيرد و آن نيز بستگي به ميدان ديد لحظه‌اي(IFOV) سنجنده روي سكو دارد.

1 – سكوهاي زميني (Ground – based Remote sensing):سكوهايي كه می توانند بطور ثابت بر روي زمين مستقر شده و سنجنده بر روي آنها قرار مي گيرد. به سکوهای هیدرولیک متحرک نیز معروف هستند.،( معمولاً بصورت يك بازوي هيدروليكي بر روي وسيله نقليه اي سوار مي شوند )

2 – سكوهاي هوايي (Air Borne Remote Sensing): سكوهاي هوايي به وسايل بدون سطح اتکا اطلاق مي گردد كه در محدوده جو قرار داشته و سنجنده هاي مختلفي از قبيل دوربين ، رادار ، ارتفاع سنج ، ليزر و … را حمل مي نمايند. بالن، هلی کوپتر و هواپیما از این دسته هستند.

3 -سكوهاي فضايي (Space Borne Remote Sensing):

   سكوهاي فضايي به سكوهايي اطلاق مي شود كه در ارتفاع 200 كيلومتري زمين ، يعني بالاي جو قرار گرفته و سنجنده هاي مختلف را براي جمع آوري اطلاعات منابع زميني و هواشناسي و يا مخابراتي در اطراف زمين حمل مي كنند. نوع ديگري از سكوها، راكت و شاتل مي باشد كه در دسته سكوهاي فضايي قرار دارند. آنها بسرعت اوج گرفته و تا ارتفاع حدود 900 كيلومتري صعود كرده و پس از مدت كوتاهي به زمين باز مي گردند. اين سكوها بيشتر براي امور هواشناسي و مطالعه تشعشعات خورشيدي استفاده مي شوند.
   شاتل فضاپيمایي سرنشين دار است که مي تواند بعنوان سكو براي تهيه عكس و تصاوير فضايي، در ارتفاع 300-200 كيلومتري پرواز كرده و عكس و تصوير تهيه نمايد و يا تا ارتفاع حدود 700 كيلومتري اوج گيري كرده و ماهواره را در مدار زمين قرار دهد.
ايستگاههاي فضايي نیز يكي ديگر از سكوي فضايي هستند. بطور مثال ايستگاه مير و اسكاي لب كه توسط آمريكا و شوروي سابق به فضا فرستاده شده اند بعنوان سكو مورد استفاده قرار مي گيرند.

امیدواریم این نوشته نیز مورد توجه شما قرار گرفته باشد و بیش از پیش با بخشهای مختلف ماهواره ها و سکوها آشنا شده باشید.