الهندسة والآليات > تكنولوجيا الفضاء
شبكة الفضاء SN
في أواخر السبعينات اعتمدت الأقمار الصناعية والمهمات الفضائية على محطات ناسا الأرضية لتوفير الاتصالات، ولكن ولتحليق هذه الأقمار في مدارات منخفضة نسبياً، كان من الصعب على هذه الأقمار الاتصال بالمحطات الأرضية بسبب قرب القمر من الأرض حيث تكون زاوية الاتصال حادة وسرعان ما يفقد القمر الاتصال بها
ويضاف إلى هذه الأسباب حركة الأرض وقلة عدد المحطات الأرضية، ومع الوقت ازداد عدد الأقمار الصناعية الرحلات الفضائية، ومعها برز الطلب على نظام اتصالات جديد يعمل بكفاءة أعلى ويوفر اتصال دائم دون انقطاع، ولم يكن من الوارد إنشاء محطات أرضية جديدة مكلفة بأعداد كبيرة متوزعة على سطح الكوكب لدعم اتصال دائم مع أي قمر أو مركبة، ومن هنا جاءت فكرة "شبكة الفضاء"...
الفكرة باختصار هي عبارة عن أسطول من الأقمار الصناعية العاملة في مدار مرتفع جداً، هدفها تعقب ومزامنة بيانات المركبات والأقمار الصناعية الأخرى العاملة في المدار المنخفض.
مع هذا فإن الشبكة لا تقتصر على الأسطول الفضائي، بل تشمل أيضاً محطتين أرضيتين أحدهما في "نيومكسيكو" والأخرى في جزيرة "غوام".
وبذلك تكون الشبكة من :
1- أسطول التتبع وترحيل البيانات TDRS.
2- قسم المحطات الأرضية SGSS.
• لنتحدث بشكل مفصل عن أسطول التتبع وترحيل البيانات TDRS :
هو مجموعة من الأقمار الصناعية ضمن المدار المنخفض المتزامن مع الأرض على ارتفاع 35786 كم، ويصل عددها إلى تسعة، تتألف من ثلاثة أجيال من أقمار التتبع.
يختلف كل جيل عن الأخر بطول واستطاعة الحزمة وعدد المركبات القادر على تعقبها في وقت واحد.
تعمل هذه الأجيال الثلاثة ضمن الحزم :
حزمة - S
حزمة - Ku
حزمة – Ka
ومن المهمات التي تكون قد سمعت أنت عنها وتقوم شبكة الفضاء بتقديم الدعم لها :
تلسكوب هابل الفضائي
المحطة الفضائية الدولية
• أما قسم المحطات الأرضية SGSS :
فهو مكون من مركزين الأول في مجمع الرمال البيضاء في نيومكسيكو والثاني في جزيرة غوام غرب المحيط الهادئ.
ومع أن هذه المحطات الأرضية لاتزال عاملة منذ أكثر من 30 عاماً و ما تزال بحالة جيدة إلا أنها بدأت بمواجهة بعض المشاكل في الدمج ما بين التقنيات الجديدة والقديمة، وهذا ما دفع مفوضية الاتصالات والملاحة للبدء بمشروع (شبكة الفضاء-القسم الأرضي-مشروع المواصلة)
وهي خطة متكاملة من شأنها إنشاء وطوير مختبرات وأقسام جديدة ضمن المحطات الأرضية وإبقاء المحطات الأرضية عاملة بكفاءة عالية ودقة ممتازة للعشرين عاماً القادمة
ولكن ماذا بشأن الخدمات التي يؤمنها القسم الأرضي من الشبكة، فهي :
التتبع والاتصالات ومزامنة باقي الأقمار والمهمات العاملة حالياً في الفضاء
معايرة الساعة في الأقمار الصناعية
اختبارات وتحاليل للمسابر الفضائية
• تغطية الشبكة :
تؤمن شبكة الفضاء تغطية تحديد موقع، ونقل بيانات ممتازة للمركبات الفضائية العاملة ضمن المدار المنخفض الأرضي من ارتفاع 73 كم الى 3000 كم والمركبات التي ترسل لوجهات أبعد يتم استعمال شبكة الفضاء العميق او شبكة خاصة للمركبة.
• توافر الشبكة :
إن شبكة الفضاء تعمل 24 ساعة على مدار السنة وبكفاءة عالية تصل إلى فوق 99.5%
• خدمات الشبكة بشكل عام :
تحديد مواقع الأقمار الصناعة كافة المنتشرة ضمن المدار المنخفض الأرضي وتأمين الاتصال الدائم معها.
أهم المستفيدين من الشبكة كما ذكرنا هم : تليسكوب هابل حيث يمكنه من خلال الشبكة التواصل مع الأرض على مدار الساعة وبسرعة عالية مما يتيح للعلماء اجراء تعديلات سريعة على موقعه من أجل مراقبة جيدة للفضاء، ومحطة الفضاء الدولية التي يمكنها التواصل على مدار الساعة مع الأرض وبسرعة نقل بيانات عالية.
يمكنكم الاستمتاع بمشاهدة هذا الفيديو الذي يتحدث عن طريقة عمل الشبكة :
المصادر :
الجزء الأول من السلسلة الشبكة القريبة من الأرض NEN
للتعرف أكثر عن تلسكوب هابل الفضائي