توسعه و پیشرفت ارتباطات بین المللی

[mohsen 88]

توسعه و پیشرفت ارتباطات بین المللی:

ارتباطات بین المللی اولین بار در سال 1850 به وسیله ی کابل تلگرافی زیر دریایی بین کشورهای فرانسه و انگلستان برقرار شد . این شیوه ارتباطی نزدیک به 50 سال مورد استفاده قرار گرفت تا اینکه در سال 1901با استفاده از امواج رادیویی , بهره مندی از مخابرات بی سیم آغاز شد و در حدود 25 سال بعد کشور انگلستان فناوری ارتباطات با استفاده از امواج کوتاه رادیویی را تکمیل کرد . سپس بعد از پایان جنگ دوم جهانی , سیستم های انتقال از طریق شبکه ماکروویوبه طور سریع توسعه یافت .
در سال 1965 یک سیستم انتقال به نام کابل هم محور تلفنی با چندین کانال میان آمریکا و انگلستان در اروپا برقرار شد .استفاده از این روش , در واقع گتم مهمی در توسعه مخابرات بین المللی به حساب می آمد.
اولین ماهواره مخابراتی که به صورت بین المللی مورد استفاده قرار گرفت اینتلست نام دارد .
ماهواره ها را می توان از جهتی به 3 دسته ی فعال, غیر فعال و سنکرون تقسیم کرد.
ماهواره های فعال در داخل خود گیرنده و فرستنده دارند و قادر هستند , اطلاعات و اخبار دریافتی را بطور مجدد با موج دیگری باز گردانند . البته قدرت فرستنده های این نوع ماهواره به ظرفیت وسایل تغذیه آنها بستگی دارد .
ماهواره های غیر فعال در واقع ماهواره هایی هستند که از خود انرژی ندارند و عمل آنها فقط منحصر به انعکاس امواج به سوی زمین است.ا ین نوع ماهواره ها , در واقع همانند یک بالن کروی شکل هستند که امواج جهتدار ارسالی از زمین را در تمام جهات منعکس و دوباره آن ها را به طرف زمین هدایت می کنند . این نوع ماهواره ها به دلیل دوری مسافت , تضعیف انرژی در حد زیاد وضغف امواج دریافتی در زمین , خیلی ضعیف هستند.
نوع دیگری از ماهواره ها وجود دارد که زمان یک دور گردش آن ها به دور زمین , معادل یک دور گردش کره زمین به دور خود یعنی برابر 24 ساعت است ؛ به همین ترتیب مکان وموقعیت ماهواره ها نسبت به زمین ثابت می ماند. بر همین اساس می توان با استفاده از حداقل 3 ماهواره و تعدادی ماکز گیرنده و فرستنده ی ثابت تمام نقاط زمین را به هم متصل کرد و تحت پوشش قرار داد.
اولین ماهواره مخابراتی اینتلست به نام "ارلی برد " در سال 1965 در ارتفاع 36 هزار کیلومتری بر فراز اقیانوس اطلس قرار گزفت که سرعت آن با ماهواره های ارتباطی بعدی مساوی بود . این ماهواره که دارای 240 مدار بود , برای برقرارس ارتباطات تلفنی , تلویزیونی و شبکه تلویزیون کابلی مورد استفاده قرار گرفت . از این ماهواره تنها به مدت 6 ماه استفاده شد ؛ زیرا بعد از این مدت سوخت آن به پایان رسید و تنظیم آن در مدار به هم خورد.
نسل دوم ماهواره های اینتلست در سالهای 1966 و 1967 شروع به کار کرد. با این که این ماهواره بزرگ تر و قوی تر از نوع قبلی بود اما ظرفیت تعداد کانال های آن از 240 مدار بالاتر نرفت . تنها حسن ماهواره های نسل دوم نسبت به نسل اول قدرت بیش تر آنها بود . این حرف یعنی : ماهواره های نسل دوم ایستگاههای زمینی بیش تری را تحت پوشش قرار می دادند.
در پست بعدی به” ماهواره های نسل سوم و اجزای تشکیل دهنده ماهواره “خواهیم پرداخت.

 

[mohsen 88]

توسعه وارتباطات بین المللی (2) :
حدود 2 یا 3 سال بعد بود که نسل سوم ماهواره های اینتلست وارد عمل شدند . ماهواره های نسل سوم دارای ظرفیت 1200 کانال تلفنی و یک کانال تلویزیونی با کیفیت بهتر بودند .
یکی دیگر از برتری های ماهواره های نسل سوم در آنتن جدید آن بود . این آنتن می توانست ، تمام قدرت فرکانس رادیویی را به طرف زمین هدایت کند .
یکی از کاربردهای مهم ماهواره های مخابراتی این است که به کمک آن ها می توان یک برنامه تلویزیونی را از هر نقطه ی جهان به سوی ماهواره های اینتلست فرستاد و سپس از طربق آن برنامه تلویزیونی مورد نظر را به سمت ایستگاههای زمینی مخابره کرد . ایستگاه های زمینی نیز پس از دریافت برنامه آن را روی کانال های محلی با شبکه امواج ماکروویو می فرستد تا مردم شهر ها و روستاها ، به کمک آنتن محلی ، تصاویر تلویزیونی مورد نظر را دریافت کنند.
یکی دیگر از کاربردهای این نوع ماهواره ها ، پخش برنامه های رادیویی و تلویزیونی محلی است . برای مثال ماهواره ای را بر فراز قسمتی از زمین قرار می دهند و سپس بر نامه های تلویزیونی را از یک ایستگاه زمینی به سوی آن می فرستند تا این ماهواره ، امواج مورد نظر را فقط در شعاع باریکی از زمین منعکس کند . به این ترتیب تنها منطقه خاصی از زمین می تواند آن تصاویر ها را دریافت کند .
اجزای تشکیل دهنده ی ماهواره :
هر ماهواره ی مخابراتی از قسمت های متفاوتی تشکیل شده که اجزای اصلی آن ها شامل این موارد است :
1. ترانسپاندرها یا تکرار کننده های فضایی ؛
2. آنتن های ماهواره ای در انواع مختلف ؛
3. سیستم های اندازه گیری ، دستور و ردیابی از دور ؛
4. دستگاه های کنترل الکترونیکی برای موقعیت و دید آنتن و خنثی سازی حرارت و کارهای دیگر ؛
5. سیستم های فشار دهنده ی ماهواره به سمت و موتور اوج ؛
6. سیستم های تغذیه نیرو شامل باتری ها و صفحات خورشیدی ؛
7. ساختمان مکانیکی ماهواره ؛
امروزه به طور کلی , نیرو و انرژی اولیه ی ماهواره ها توسط صفحات خورشیدی تأمین می شود . زمانی که ماهواره ها در موقعیت کسوف قرار می گیرند , انرژی مورد نیاز آن ها از طریق باتری ها تأمین می شود . این باتری ها ولتاژ وسایل الکترونیکی ماهواره را کنترل و تنظیم می کنند . صفحات خورشیدی ماهواره ها را در ابعاد و مشخصاتی می سازند که بتوانند حداکثر انرژی را از خورشید جذب کند .
لبته این سلول های خورشیدی به مرور زمان بر اثر عوامل گوناگون مانند برخورد اجرام آسمانی ، حرارت و اشعه های کیهانی از بین می روند و شاید بعد از 10 سال ، حدود نیمی از راندمان خود را از دست می دهند .
همچنین برای کنترل مقدار حرارت ماهواره ها نیز از ایزولاسیون , لوله ها و پوشش حرارتی و کرکره های قابل تنظیم استفاده می شود . کنترل حرارتی در واقع بیش تر برای متعادل نگه داشتن درجه حرارت ماهواره به کار می رود . زیرا محیط اطراف مدار سنکرون که ماهواره در آن قرار دارد , دارای درجه حرارتی کاملأ متفاوت با کره زمین است .

 

[mohsen 88]

(توسعه و پیشرفت ارتباطات بین المللی (3

توسعه و پیشرفت ارتباطات بین المللی (3) :
شیوه پرتاب و استقرار ماهواره:
یکی از مهمترین نکات قابل توجه برای دانشمندان و مهندسان اور فضایی ، یافتن وسیله ای مناسب برای پرتاب و قرار دادن ماهواره ها در مدار زمین بود . راکت های بالا برنده ی اولیه در حقیقت نوع تغییر یافته ی موشک های " بالستیک " بین قاره ای بودند که البته قدرت زیادی هم نداشتند . همزمان با پیشرفت فناوری مربوط به طراحی و ساختمان ماهواره ها که وزن آنها را سنگین تر می کرد ، لازم بود راکت هایی با موتور های قوی تر نیز ساخته شود که از عهده ی این کار بربیایند.
شاتل “ های فضایی نوع دیگری از وسایل بالا برنده هستند که به عنوان وسایل جدیدتر برای پرتاب ماهواره ها مورد استفاده قرار گرفتند . شاتل های فضایی نسبت به راکت های بالا برنده از ویژ گی ها و مزیت های خاصی برخوردارند که در این جا ، به چتد نمونه از این مزیت ها اشاره می کنیم :
1. شاتل ها ی فضایی می توانند بارهای سنگین تر ، مانند آزمایشگاه های فضایی و ماهواره های چند منظوره را ، براحتی با خود به فضا ببرند .
2. امکان بازیافت ماهواره ها توسط شاتل های فضایی وجود دارد . برای مثال : اگر ماهواره ای نقص فنی پیدا کند ، می توان به کمک ساتل فضایی آن را برای تعمیر و باز سازی دوباره به زمین برگردانند و سپس ، به طور مجدد آن را در مدار قرار داد .
3. این سفینه ها دارای امکان سفر مجددهستند . یعنی پس از هر بازگشت ، دوباره می توان از فضا پیمای شاتل برای انجام مأموریت بعدی در فضا استفاده کرد .
شاتل های فضایی شباهت زیادی به هواپیما دارند . شاید به واسطه ی همین شباهت ، این سؤال به ذهن شما برسد که چرا نمی توان ماهواره ها را با استفاده از هواپیما به فضا فرستاد . در پاسخ باید گفت که نحوه ی عملکرد شاتل های فضایی با هواپیما متفاوت است و به واسطه همین تفاو ت ها نمی توان از آنها برای پرتاب ماهواره استفاده کرد . در اینجا به چند مورد از این تفاوتها اشاره می کنیم.
الف- شاتل ها و موشک ها برای رفتن به فضا نیاز به هوا ندارند در حالی هواپیماهابرای چرخیدن ، دور زدن و مانور دادن نیاز به فشار هوا و برای سوخت موتور نیاز به اکسیژن هوا دارند .
ب -اکسیژن مورد نیاز موتور شاتل ها و موشک ها در داخل محفظه ای در درون وسیله ی فضایی تعبیه شده است که از آن استفاده می کنند .
ج- سفینه های فضایی بدون نیاز به نیروی اضافی ، پس از خنثی شدن نیروی جاذبه زمین به حرکث خود ادامه می دهند . در واقع این بالا رونده ها از قانون دوم نیوتن پیروی می کنند .
د- هواپیما با رانش هوا به عقب ، به سمت جلو حرکت می کند ، حال آنکه سفینه های قضایی برای بالا و جلو رفتن نیاز به هوا ندارند .
در مجموع باید گفت ، شاتل های فضایی می توانند در خارج از فضای جو پرواز کنند ، در حالی که هواپیما ها تنها در داخل جو ، یعنی حد اکثر تا 32 کیلومتری بالای سطح زمین قادر به پرواژ هستند . البته در حال حاضر تنها آمریکا و روسیه توان پرتاب شاتل های فضایی را دارند و سایر کشور های صنغتی ، برای پرتاب ماهواره به فضا ، از راکد بهره می گیرند .

 

[mohsen 88]

(4)توسعه و پیشرفت ارتباطات بین المللی

توسعه و پیشرفت ارتباطات بین المللی ( 4( :
در این پست به ادامه شیوه ی پرتاب و استقرار ماهواره ها می پردازیم :
شیوه ی پرتاب ماهواره توسط راکت بدین ترتیب است که ماهواره ها را سوار بر یک موتور اوج گیرنده می کنند تا پس از پرتاب از مدار دایره ای کره ی زمین به مدار انتقال در نقطه ی اوج منتقل شود . سپس کنترل کننده های زمینی موقعیت ماهواره را به طور مناسب تعیین می کنند . آن گاه ، موتور اوج در مدار انتقال روشن می شود تا در نتیجه ، ماهواره را از مدار بیضوی شکل انتقال ، به مدار دایره ای شکل شناور منتقل کند . پس از آن ، ماهواره می تواند موقعیت خود را بتدریج در بالای خط استوا مشخص کند و از طریق کنترل زمین به اصلاح مو قعیت خود بپردازد . به دنبال این اصلاحات ، ماهواره بتدریج از مدار شناور خود به مدار همزمان با زمین ،
یا همان مدار سنکرون انتقال پیدا کند .
این جاست که ماهواره از طریق ایستگاه های کنترل و ردیابی زمینی در طول و عرض جغرافیایی از پیش تعیین شده قرار می گیرد و با یک سرعت مشخص ، همزمان با گردش زمینی ، به گردش خود ادامه می دهد . بعد اینکه ماهواره در موقعیت تعیین شده مدار ثابت همزمان با زمین قرار گرفت ، کار خود را در ارتباط با ایستگاه عملیاتی ادامه می دهد. البته ماهواره ، هر چند هفته ، یک بار ، از نظر موقعیت مداری به اصلاح نیاز دارد تا دقیقأ در فاصله ی 36 هزار کیلومتر در ساعت نگه داشته شود .
نگه داشتن ماهواره های مخابراتی در موقعیت مناسب در هنگام پرتاب و در مدار ثابت همزمان با زمین )مدار سنکرون ) ، تعیین موقعیت ماهواره نسبت به زمین و خورشید و انجام عملیات دقیق هر قسمت از ماهواره ، توسط ایستگاه های مخصوصی صورت می گیرئ . در واقع کارکنان این ایستگاه ها مسؤولیت سلامتی ماهواره در فضا را بر عهده دارند .
کارکنان این ایستگاه ها هر کدام وظایف خاصی را بر عهده می گیرند تا کارها بخوبی انجام شود . برای مثال افراد فنی ایستگاه مجبورند ، روزانه اطلاعات به دست آمده از قسمت های فضایی و زمینی شبکه را که بسیار مفید و در نگه داری و عملیات جاری سیستم مؤثر است ، به قسمت های مربوطه بفرستند.اطلاعات توسط دو فرستنده مخصوص "اندازه گیری از راه " دور به دست می آید که پس از دریافت از ماهواره ها و انجام عملیات روی آنها ، مجددأ به جای دیگر انتقال می یابد.
در نهایت ، اطلاعات جمع آوری شده به مرکز کنترل ماهواره ها فرستاده می شود . با استفاده از اطلاعات به دست آمده ، موقعیت مداری و شرایط هر یک از ماهواره ها مشخص می شود .
بر همین اساس است که می توان پیش بینی های لازم را به عمل آورد و به تمام ایستگاه های زمینی در سرتاسر جهان فرستاد تا ماهواره مورد نظر و موقعیت مداری آن دنبال شود .
دنبال کردن ماهواره در مدار انتقال به مراتب مشکل تر از دنبال کردن آن در مدار سنکرون است . تمام تجهیزات و سیستم های فرعی و جانبی ایستگاه باید طوری طراحی شود که بتوان ، حد اکثر بهره برداری را از آنها کرد .
تعیین شتاب آنتن ، کنترل سرعت ، دنبال کردن ماهواره در خلال مدار انتقال ، هزاران برابر گسترده تر و پیچیده تر از موارد مشابه برای مدار همزمان با زمین است .
کارشناسان همیشه قبل از پرتاب ماهواره باید تمام تجهیزات و لوازم مربوط به ایستگاه های ردیابی و کنترل ، گیرنده های اندازه گیری از دور ، گیرنده های مربوط به دنبال کننده ها ، سیستم های دستور دهنده ، سیستم های رایانه ای و ده ها مورد دیگر را به دقت آزمایش کنند . به همین دلیل ، تمام کارکنان ایستگاه پرتاب ماهواره ای ، چند روز قبل و دو هفته بعد از پرتاب ، سخت سرگرم کار هستند تا همه چیز به خوبی انجام شود و ماهواره بدرستی کار خود را انجام دهد .
یکی از مشکل ترین مراحل این کار ، تعیین موقعیت نهایی و انتقال ماهواره از مدار انتقال به مدار سنکرون است که این عمل با روشن شدن موتور اوج در نقطه ی اوج ، ینی حد اکثر نتطه مدار که سفینه در آن نقطه قرار می گیرد ،انجام شود .