دانلود تحقیق ماهواره ها

ماهواره ها تحقیقات فضائی بعنوان شاخه ای ازعلم وتکنولوژی طی 25سال اخیر که ازپرتاب نخستین ماهواره به فضا می گذرد پیشرفتها و تحولات شگرفی داشته است.

درمسیر این توسعه وتحول، بسیاری از شاخه های علم نظیر فیزیک نجومی، سیاره شناسی،فیزیک پلاسما یا علم مواد آنچنان گستردگی یافته اند که بسیاری ازدانشها واطلاعاتحاصله از آنها در30سال قبل غیرقابل دسترسی و حتی دوراز قدرت درک ذهن انسان تصورمی شد.

اکنون تحقیقات فضائی بمثابه ابزاری جهت حل مسائل ومشکلات انسان برروی زمین، مورد توجه شدیددانشمندان ومحققین قرارگرفته وهرروزکشفیات جدیدی قدرت انسان رادرتسلط وکنترل بیشتر برطبیعت افزون می کند.

تکنولوژی ماهواره ای بعنوان شاخه ای مهم درتحقیقات فضائی اکنون جایگاهی بس عظیم درزمینه های مختلف ارتباطی،زمین شناسی، هواشناسی،نظامی وغیره داردکه ازاین میان ماهواره های تأمین کننده ارتباطات راه دورتأمین تأثیربسزایی رابعاداقتصادی،فرهنگی واجتماعی بشرداشته است.

ماهواره ها بخش مهمی از زندگی مدرن امروزبه شمار می روند.

ماهرروزازآنهااستفاده می کنیم بدون انکه به ارزش آن پی ببریم.

پیش بینی وضعیت جوی فردا، اخبارحوادث که هرلحظه دراقصی نقاط جهان روی می دهند، تلفن های راه دوروسیستم ارتباطی ازطریق اینترنت کامپیوترارسال می شوند.

ماهواره چیست؟: ماهواره شیئی است که پیرامون چیز دیگری می چرخدیا گردش می کند.

مثلا ماه قمر (=ماهواره) طبیعی کره زمین محسوب می شوداما وقتی مادرباره ماهواره ها صحبت می کنیم معمولا منظورمان اشیاء مصنوعی ودست سازانسان است که به فضا پرتاب می شوند ودرمدارزمین به گردش درمی آیندهرماهواره دراعماق فضای ساکت وتاریک ودرفاصله ای کیلومترها دورتراززمین، بالای سرمان می چرخد.

اما خود ماهواره به دور ازاین سکوت حاکم درفضا ست.

زیرا هرثانیه هزاران علائم راد یوئی را اززمین دریافت می کند ویا هزاران علائم راد یوئی را درهرثانیه به زمین ارسال می کند.

کاربردهای ماهواره ها چیست؟: ماهواره ها سه کاربرد عمده دارند: (1)ارتباطات یادریا فت وارسال علائم تلویزیونی ومخابراتی،(2)جمع آوری داده ها جهت تحقیقات علمی وپیمایش زمین برای برنامه های زیست محیطی وکشاورزی و(3)کارکرد تجسسی که ازاین طریق می توانند اقدامات نظامی طرف مقابل مثل ساخت سلاح هسته ای راشناسایی کنند.این ماهواره هامی توانندعلاوه برسیگنالهای حرارتی، وجود هرگونه موادشیمیایی فرعی راکه درنتیجه فرآوری پلوتنیوم ایجاد می شوند ردیابی کنند.

برخی ازانواع خاص این ماهواره ها قادرخواهند بود حتی امواج الکترومغناطیسی منتشرشده ازشتاب دهنده های جداسازایزوتوپ رانیزکشف و ثبت کنند.ازماهواره های ارتباطی درنیروهای مسلح،تماسهای دریایی، تله تایپ،ارتباطات تلفنی(ونیزمتن نگار، نمابرد)وانتقال سیگنالهای رادیویی وتلویزیونی درقلمرو های محلی، منطقه ای وبین المللی استفاده می شود.

کاربرددیگرماهواره هادرحوزه جمع آوری اطلاعات مربوط به جوزمین، آب وهوا، پوشش زمین وتغییرات اقیانوسها را به صورت ماهانه، روزانه وحتی ساعت به ساعت جمع آوری وثبت کنند.

دانشمندان سراسر جهان بادریافت این اطلاعات ازماهواره هاوبررسی تصاویربد ست آمده تغییرات مهم و اساسی زمین راموردبررسی قرارمی دهند.

ماهواره هادرحال حاضریک ابزارباارزش برای مدیریت منابع زمین هستند.

داده های ماهواره ای دربرزیل برای کنترل پاکسازی جنگل، درهندوستان برای بررسی جنگلهای گرمسیری ودرچین ومکزیک برای کنترل فعالیتهای جغرافیایی مورداستفاده قرارمی گیرند.

این داده هاونقشه هاوآمارهای حاصل ازآنهابه تصمیمات وبرنامه هایی منجرمی شوندکه برای کنترل محصولات کشاورزی، استفاده از زمین، ارزیابی محل پروژه ها، مدیریت جنگل، هیدرولوژی،اکتشافات نفتی ومعدنی ومسائل دیگر ضرورت دارند.

امورصنایع وبازرگانی بین المللی بااستفاده ازشبکه ارتبا طی ماهواره ای درهرثانیه میلیونها فقره اطلاعات رابین هم ردوبدل می کنند.

ماهواره های جاسوسی قادرند از پایگاه های نظامی،‌ نقل وانتقال لشگرها وپایگاه های موشکی مستقل دراقصی نقاط کره زمین عکس برداری کنند.

ماهواره های مهندسی نقشه خشکی راترسیم می کنند وکاربری های آن توسط کشاورزان، جنگلبانان، معدنچیان ومهند سین سازمان بررسی می شود.

ماهواره های جهت باب به کاشفین، دریانوردان، خلبانان ومسافرین دریافتن مسیرشان کمک می کنند.

وهرروزهزاران نفربااستفاده ازد یش های ماهواره برنامه های تلویزیونی ماهواره ای رادرخانه هایشان تماشا می کنند.

تجارت جهانی ماهواره ای روزبه روزابعاد وسیعتری می یابد ودرآینده ماهواره ها نقش مهمی رادرزندگی بشرایفاخواهندکرد.

تاریخچه مختصری ازماهواره ها: عصرماهواره هادرچهارم اکتبرسال1957میلادی شروع شد، زمانی که اتحاد جماهیر شوروی سابق اسپوتنیک رابه فضافرستاد.

اسپوتنیک1ظاهری شبیه یک گوی فلزی داشت که قطرش 58سانتیمترووزنش84 کیلوگرم بود.

واین ماهواره درارتفاع بین220 الی1000کیلومتری زمین قرارداشت ومدت زمان یک دورگردش کامل آن به دور زمین 90 دقیقه طول می کشید.

این ماهواره حامل یک فرستنده رادیوئی کوچک ویک ترمومتربرای اندازه گیری دمای فضا بود.

شایدامروزه چنین ماهواره ای ابتدایی وساده به نظربیاید،اما آن زمان جهانیان به محض اطلاع یافتن ازوجودآن شگفت زده شدند.

اسپوتنیک1علائم رادیوئی به زمین ارسال می کرد،حداکثرطول پیام 4دقیقه وظرفیت سفینه، یک کانال صدا یا60 کلمه دردقیقه برای تله تایپ بود.

گیرنده-فرستنده SCORE یک کارمهندسی سریع، ارزان وشگفتی آوربود.گیرنده آن یک دستگاه صدازن جیfm بااندکی دستکاری وفرستنده آن یک فرستنده دستی بایک تقویت کننده جهت افزایش توان تا8 وات بود.

فرکانسهای ارسال ودریافت به ترتیب 150و132مگاهرتزبودند وسفینه راهنما پیگردی را در108 مگاهرتز حمل می کرد.

ولی بعداز90روزدرجوزمین سقوط کرد وهمانند یک شهاب ثاقب سوخت ونابود شد.

ماهواره های نخستین: 1958: د رژا نویه این سال کشورایالات متحده نخستین ماهواره خودبه نام اکسپلورر را به فضا پرتاب کرد.

این ماهواره حامل تجهیزات علمی مختلف بود وا طلاعاتی را در ارتباط باپرتوهاوتابش های موجوددرفضا به زمین ارسال کرد.

ماهواره های نخستین عمد تأ کاربری های تحقیقات علمی داشتند تا انسان ازشرایط فضا آگاه شود وبه کمک آنها ستارگان وکهکشانها را مورد مطالعه قرارد هد.

پروژه دیگری بنام score(آزمایش رله مدارا رتباط سیگنالی) درهیجد هم دسامبرهمین سال پرتاب شدکه این ماهواره اولین ماهواره مخابراتی بودکه اطلاعات ارسالی راروی نوارمغنا طیسی ضبط میکرد.

دراین سال مجمع عمومی سازمان ملل متحد تشکیل وکمیته ای دردوقسمت فنی وحقوقی برای استفاده ازفضا درجهت هدفهای صلح آمیزبوجود آورد.

1959: دراین سال اتحادیه بین المللی ارتباطات راه دور که درسال 1865بوجودآمده بود فرکانسهایی را به مخابرات فضائی اختصاص داد.

همچنین دراین سال ماهواره های متعددی ازقبیل لونیک (1)،(2)،(3) ودیسکا ور(1)،(2)،(5)و(6) ونیز ماهواره های دیگری باابعاد ووزنهای مختلف وبا مشخصات مداری خاص خود پرتاب گردید.

1960: کشورهای آمریکا وشوروی بطورمشترک پروژه اکو(ECHO) رابه انجام رساندند ودرتاریخ12اوت اکویک(ECHO 1) راباوزن 5/75 کیلوگرم پرتاب کردند.

کشورانگلستان درشبکه ایستگاه زمینی این پروژه شرکت داشت.

دردسامبر همین سال یونسکوتشکیل جلسه دادواستفاده ازماهواره هارابرای برنامه های آموزشی مطرح وبه تصویب رساند.

1961: دراول دسامبراین سال اسپوتنیک(7)با وزن6483 کیلوگرم پرتاب شد.

ازماهواره های دیگری که درطی این سال به فضا فرستاده شداسپوتنیک(8)،(9)و(10) بودکه توسط شوروی پرتاب گردید.

اسپوتنیک(9)و(10) هرکدام یک سگ را حمل می کردندوبا موفقیت به زمین برگشتند.

1962:TELSTAR(یک)ماهواره مخابراتی فعالی بودکه توسط یک شرکت تلفنی وتلگرافی آمریکابرای آزمایشات ارتباطات ماکروویودرفضاومطالعه تشعشعات برروی نیمه هادی ها وهمچنین انتقال برنامه های تلویزیونی بین ایستگاه آندور(ANDOVER)درآمریکا و ایستگاه دیگری درفرانسه بکاررفت .طی این سال یکسری فعالیتها توسط ناسای آمریکا وکشورکانادا انجام گرفت.

نقش ماهواره هادرزندگی بشر: درسال1962میلادی باپرتاب ماهواره تل استاربه فضا، تحول عظیمی درزندگی انسان روی داد.

این ماهواره شروع به ارسال برنامه های زنده تلویزیونی درگستره اقیانوس اطلس، بین ایالات متحده واروپا نمود.

اما تل استاربدلیل نوع مداری که داشت فقط برای مدت کوتاه توانست کارکند.درسال1965میلادی یک ماهواره مخابراتی دیگربه فضاپرتاب شد.

((پرنده سحرخیز)) یااینتل ست1مدارمتفاوتی داشت که آن راقادرمی ساخت درتمام مدت کارایی داشته باشد.این ماهواره راباید سرآغازشبکه ارتباطات ماهواره ای درجهان دانست.

درسال1962میلادی باپرتاب ماهواره تل استاربه فضا، تحول عظیمی درزندگی انسان روی داد.

پرتاب ماهواره های بیشتر: اززمان شروع عصرماهواره ها تا به امروز،بیش از4000ماهواره به فضا پرتاب شده است .درحال حاضربیش ازنیمی ازآنها از کارافتاده اند.

بعضی ازآنهادرفضاسرگردان هستند یادراثربرخورد با جوزمین سوخته ونابود شده اند.

بقیه آنها هم درمدارهایشان قراردارند، اما خاموش هستند وکارایی ندارند.

اکنون هرهفته حداقل یک ماهواره به فضا پرتاب می شوند.

اکثرماهواره ها توسط موشکهایی موسوم بهELVS(وسیله پرتاب غیر قابل بازیافت) به فضا پرتاب می شوندودرمدارقرارمی گیرند.

موشکهایی موسوم به اطلس،د لتاوتایتان متعلق به ایالات متحده وپروتون انرجیامتعلق به روسیه، لانگ مارچ متعلق به چین وH1وH2 متعلق به ژاپن وموشکهای آریان متعلق به اروپاهستند.

ساخت این موشکها بسیارپرهزینه است وپس ازپرتاب نا بود می شوند یا درفضا معلق باقی می مانند.

تنهاموشک پرتاب کننده قابل بازیافت شاتل فضایی متعلق به ایالات متحده است.

قرارگرفتن ماهواره درمدار: ماهواره ها چگونه درمدارقرارمی گیرند؟

هرچیزی که در خط مستقیم حرکت می کند سرانجام تحت تأثیرنیروی کشش جاذبه قرارمی گیرد.

ماهواره هاتمایل به حرکت درخطمستقیم دارد؟اما جاذبه زمین سعی می کندآن رابه پایین بکشد.

ماهواره هابه سمت منحنی شکل است وازماهواره فاصله می گیرد.

بنابراین ماهواره دراین مسیر منحنی به حرکت خود ادامه می د هد وپوسته زمین راد ورمی زند.

مدارهای ماهواره: مدارنزدیک به زمین: این نوع مداربه مدارها یی که درفاصله 400الی1000کیلومتری اززمین قراردارنداطلاق می شود.

چنین مدارهایی تقریبأدایره هستندومناسب برای ماهواره های تحقیقاتی، هواشناسی ونقشه برداری وشفینه های سرنشین دارمی باشد.

مدارقطبی: مداری درارتفاع پایین که برفرازقطب های شمال وجنوب قرارداردوچنین مداری برای ماهواره های شناسایی وجهت یاب مناسب می باشد.

مدارهمگرد بازمین: این مداردرفاصله 35787کیلومتری ازخط استواقرارداردوسرعت حرکت ماهواره مساوی باسرعت حرکت وضعی زمین است ودرنتیجه ماهواره ای که دراین مدارقراردارد یکبار درروزبه دورزمین گردش می کند چنین مداری مناسب برای ماهواره های مخابراتی ونقشه برداری است.

مداربیضی: مداربیضی ارتفاع بیش از40000کیلومترتاکمتراز200کیلومترراشامل می شودواین قبیل مدارخاص ماهواره های نظامی وشناسایی است.

مداردوراززمین: این نوع مدارارتفاع از10000تا20000کیلومترراشامل می شود.این نوع مدارتقریبأ دایره ای شکل است وبرای ماهواره های جهت یاب مناسب است.

انواع ماهواره های جهان ازنظرنوع کاربرد: ماهواره های جهان ازنقطه نظر نوع کاربردبه طورکلی به دود سته نظامی وغیرنظامی تقسیم می شود: الف) ماهواره های غیرنظامی: 1- ماهواره های مخابراتی یاسرویس ماهواره های ثابت 2- ماهواره های سیارهوانوردی 3- ماهواره های سیاردریانوردی 4- ماهواره های سیارزمینی 5- ماهواره های مربوط به پخش صدا(رادیووغیره) 6- سرویس ماهواره ای رادیویی ودریایی 7- سرویس ماهواره ای برای اکتشافات زمینی ودریائی 8- سرویس ماهواره ای مقیاس اندازه گیری 9- سرویس ماهواره ای رادیواماتوری 10- سرویس ماهواره ای فرکانسهای استاندارد 11- سرویس ماهواره ای سیگنال زمانی 12-سرویس ماهواره ای جهت یابی رادیویی 13- سرویس ماهواره ای تحقیقات فضایی 14- سرویس ماهواره ای عملیات فضایی 15- سرویس ماهواره ای رادیو نجومی 16- سرویس ماهواره به ماهواره 17- سرویس ماهواره ای ژئوفیزیکی 18- سرویس ماهواره ای هواشناسی 19- سرویس ماهواره ای محیط زیست 20- سرویس ماهواره ای اقیانوس نگاری ب) ماهواره های نظامی : 1- ماهواره های جاسوسی 2-ماهواره های عکاسی 3-ماهواره های جاسوسی نظارت دریایی 4- ماهواره های جاسوسی هشداردهنده 5-ماهواره های استراق سمع الکتریکی 6-ماهواره های اطلاعاتی 7-ماهواره های رهگیری وجاسوسی مخابراتی 8-ماهواره های ناوبری 9-ماهواره های هواشناسی نظامی 10-ماهواره های علمی نظامی 11-ماهواره های مخابراتی نظامی صنعت ماهواره ها: تکنولوژی ساختن ماهواره هاعلی رغم پیچیدگی بسیار، به درجه بالایی ازبلوغ رسیده است.درآغاز،این تکنولوژی درانحصارآمریکاوروسیه بودولی کشورهای دیگر صنعتی نیزکم کم به فهرست آنها افزوده شدند درحال حاضرشرکتهای بزرگ تولید ماهواره در آمریکامستقرهستند؛این شرکتها عبارتنداز“ سازمان ارتباطات وفضایی هیوز”(hughes) شرکت فضایی ـ آسمانیGEوشرکت“ لورال”(Corp Loral).شرکت هیوزبزرگترین سازنده ماهواره های ارتباطی تجاری است وبدلیل ارائه خدمات تلفنی خودرویی،پخش مستقیم ورله امواج تلویزیون کابلی بابارپرداختی بالاوباندهای فرکانس متعددبالاترین موقعیت رادرایالات متحده داراست.

ماهواره های هیوزظرفیت بالایی دارند(بیش از20 گیرنده –فرستنده باندCوبیش ازبیست گیرنده- فرستنده باندKaوتعدادی باندLبرای خدمات تلفنی خودرویی وتلفن روستایی.

هیوزدرساختن ماهواره های آسیایی نیز نقشی مؤثرداردوازاین جهت قراردادهایی باژاپن، هنگ کنگ، مالزی، استرالیاواندونزیمنعقدکرده است.

GEعمدتأ درحوزه ماهواره های دفاعی وامنیتی کارمی کند.نسل سوم اینمارستها وماهواره کره بد ست این شرکت ساخته شده اند.

شرکت لورال نیز هفت ماهواره اینتل ست راساخته است وقراردادهایی باژاپن دارد.

کشورهای دیگری نیز مثل روسیه، چین،ژاپن، کره وفرانسه دراین عرصه به فعالیت مشغولندوتاحدی ازنظرساخت ماهواره هابخوداتکایی رسیده اند.

بازاراستفاده ازماهواره ها نیزعمدتأ همین کشورهای توسعه یافته هستند.