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.  یک ماهواره از قسمتهای مختلفی تشکیل گردیده است. این قسمتها عموماً بین انواع مختلف ماهواره ها ی تصویر برداری ثابت است و اکثراً قسمت محموله یا سنجنده ماهواره ها تغییر می کند، ولی در بیشتر قسمتها یک ساختار و شکل ثابت وجود دارد . در ضمن هر ماهواره پس از ساخت باید پرتاب شود و در مدار خود قرار گیرد که برای اینکار نیاز به vehicle دارد تا ماهواره را در مدار قرار دهد.

به طور کلی یک ماهواره از قسمتهای مختلفی شامل Power, Attitude control Sys, Bus , Payload،  Lunch (vehicle), Ground Station, Computer & Process, Community Sys ,Thermal Control تشکیل شده است که در ادامه به بحث و معرفی هرکدام از این قسمتها خواهیم پرداخت.

ماهواره ها و سکوها

بخشهای مختلف ماهواره Landsat 7 و سنجنده ETM+

Payload (محموله) : به مجموعه سیستمهای نوری، آشکارسازها و سنجنده های یک ماهواره گفته می شود که در یک یا چند مجموعه در یک ماهواره بکار می روند . یعنی ممکن است روی یک ماهواره چند دوربین با کارایی متفاوت نصب شوند و اقدام به اخذ داده از زمین نمایند .

 Bus : به طور کلی به عنوان Platform( سکو) مطرح است و وظایف زیر را به عهده دارد :

–  وزن محموله را تحمل کند
–  نگهداری محموله در دمای لازم
–  نیروی الکتریکی لازم را تهیه کند
–  برقراری ارتباط زمینی
–  قرار دادن محموله در مدار مشخص و حفظ آن مدار
–  ذخیره اطلاعات و ارسال به ایستگاه زمینی

ACS : یکی از مهمترین بخشهای یک ماهواره، سیستم کنترلی و تعیین موقعیت آن می باشد که این  سیستم باید علاوه بر قدرت تعیین موقعیت و سنجش آن، قابلیت تصحیح خطای صورت گرفته در موقعیت یا سرعت ماهواره را داشته باشد.

Power : به طور کلی این سیستم انرژی الکتریکی لازم برای قسمتهای مختلف ماهواره را تامین می کند که از دو قسمت سلولهای خورشیدی و باتری ها تشکیل شده است.

Thermal Control : سیتمهای کنترل حرارت داخلی یک سنجنده نقش مهمی را ایفا می کنند. هریک از قسمتهای داخلی سنجنده به درجه حرارت مشخصی برای فعالیت نیاز دارد تا سیستمها بدون خطا فعالیت کنند. وظیفه تنظیم حرارت قسمت های داخلی به عهده این سیستم است.

Community Sys : سیستمهای ارتباطی به طور کلی وظیفه ذخیره سازی اطلاعات، فشرده سازی اطلاعات و ارسال آنها را به ایستگاه زمینی، همچنین ارسال دستورات و تصحیحات مداری از ایستگاه های زمینی به ماهواره را بر عهده دارند. عموماً ارسال اطلاعات به زمین توسط امواج رادیویی باند X انجام می شود و دریافت دستورات از ایستگاه زمینی در طول موج باند S انجام می شود.

Computer & Process : این قسمت وظیفه بررسی دستورات را برعهده دارد و این سیستم، کنترلی بر نحوه عملکرد کلیه سیستمهای داخلی یک ماهواره و همچنین پردازش دستورات دریافتی از زمین انجام می دهد. نکته قابل توجه در این بخش نیز لزوم بهره گیری از یک زبان برنامه نویسی ثابت در کل پروژه است.

Ground Station : برای دریافت اطلاعات و کنترل و ارسال دستورات به ماهواره نیاز به ایجاد ایستگاههای زمینی داریم . نکته قابل توجه چگونگی طراحی و تعداد این ایستگاهها است، و باید به گونه ای باشد که امکان ارسال تصاویر به زمین به راحتی فراهم گردد و ماهواره بتواند در هر دور حرکتی که اقدام به اخذ تصویر می کند، آن را به ایستگاه زمینی ارسال نماید .

Lunch : پرتاب ماهواره بسیار مهم است زیرا بسیاری از ماموریتها علیرغم صرف هزینه های بسیار گزاف در مرحله پرتاب، failed شده است و ماهواره در مدار قرار نگرفته است. لذا طراحی و ساخت موشک که وظیفه حمل ماهواره و در مدار قرار دادن آن را به عهده دارد، بسیار پیچیده است و هر کشوری تکنولوژی آن را ندارد. لذا بیشتر کشورها انجام این کار را به کشور دیگری که صاحب تکنولوژی است واگذار می کنند. با این حال بدلیل اهمیت مخفی ماندن پارامترهای مداری در یک ماموریت فضایی، برای هر کشور بهتر است که این مرحله نیز توسط خود کشور سازنده انجام شود.

ماهواره‌ ها ی سنجش از دور

ماهواره‌هایی با گیرنده‌های راه دور برای مشاهده پدیده های زمین، ماهواره‌ های سنجش از دور یا ماهواره‌ های دید زمینی نامیده می‌شوند. این ماهواره ها بر اساس ارتفاع، مسیرحرکت و گیرنده‌های آنها از هم متمایز می‌شوند.

انواع ماهواره‌ها:

1- LANDSAT ASTER-1، SPOT، IRS، MOS، IKONOS، QUICKBIRD
2- با سیستم‌های راداری: RADARSAT، SEASAT، MAGSAT، ERS،JERS
3- هواشناسی NOAA
4- فضاپیمای 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

 

ماهواره ها و سکوها

سکوهای مختلفی که میتوانند حامل سنجنده های سنجش از دور باشند

 پلتفورم‌ها Platforms

   حامل یا ناقل سنجنده های دورسنجی، پلتفورم یا سکو نامیده می‌شوند. انواع متعارف آن‌ها ماهواره‌ها و هواپیماها هستند ولی وسایل دیگری نظیر هواپیماهایی با کنترل رادیویی و بالون‌ها نیز برای سنجش ازدور با ارتفاع کم مورد استفاده قرارمی‌گیرند. به طور کلی فاکتور کلیدی برای انتخاب یک پلتفورم، بلندی می‌باشد زیرا تعیین وضوح زمین در آن صورت می‌گیرد و آن نیز بستگی به میدان دید لحظه‌ای(IFOV) سنجنده روی سکو دارد.

1 – سکوهای زمینی (Ground – based Remote sensing):سکوهایی که می توانند بطور ثابت بر روی زمین مستقر شده و سنجنده بر روی آنها قرار می گیرد. به سکوهای هیدرولیک متحرک نیز معروف هستند.،( معمولاً بصورت یک بازوی هیدرولیکی بر روی وسیله نقلیه ای سوار می شوند )

2 – سکوهای هوایی (Air Borne Remote Sensing): سکوهای هوایی به وسایل بدون سطح اتکا اطلاق می گردد که در محدوده جو قرار داشته و سنجنده های مختلفی از قبیل دوربین ، رادار ، ارتفاع سنج ، لیزر و … را حمل می نمایند. بالن، هلی کوپتر و هواپیما از این دسته هستند.

3 -سکوهای فضایی (Space Borne Remote Sensing):

   سکوهای فضایی به سکوهایی اطلاق می شود که در ارتفاع 200 کیلومتری زمین ، یعنی بالای جو قرار گرفته و سنجنده های مختلف را برای جمع آوری اطلاعات منابع زمینی و هواشناسی و یا مخابراتی در اطراف زمین حمل می کنند. نوع دیگری از سکوها، راکت و شاتل می باشد که در دسته سکوهای فضایی قرار دارند. آنها بسرعت اوج گرفته و تا ارتفاع حدود 900 کیلومتری صعود کرده و پس از مدت کوتاهی به زمین باز می گردند. این سکوها بیشتر برای امور هواشناسی و مطالعه تشعشعات خورشیدی استفاده می شوند.
   شاتل فضاپیمایی سرنشین دار است که می تواند بعنوان سکو برای تهیه عکس و تصاویر فضایی، در ارتفاع 300-200 کیلومتری پرواز کرده و عکس و تصویر تهیه نماید و یا تا ارتفاع حدود 700 کیلومتری اوج گیری کرده و ماهواره را در مدار زمین قرار دهد.
ایستگاههای فضایی نیز یکی دیگر از سکوی فضایی هستند. بطور مثال ایستگاه میر و اسکای لب که توسط آمریکا و شوروی سابق به فضا فرستاده شده اند بعنوان سکو مورد استفاده قرار می گیرند.

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