عندما نتحدث عن الأقمار الطبيعية، فإننا نشير إلى الأجرام السماوية التي تدور حول جرم سماوي أكبر. أما عندما نتحدث عن الأقمار الصناعية، فإننا نشير إلى أي جسم غير طبيعي يدور حول جرم سماوي. عادةً ما يكون لهذه الأجسام غرض محدد، مثل فهم الكون بشكل أفضل. وهي نتاج التكنولوجيا البشرية وتُستخدم للحصول على معلومات حول الجرم السماوي قيد الدراسة. تدور معظم الأقمار الصناعية حول الأرض. ولها أهمية بالغة في تطور التكنولوجيا البشرية، ولا يمكننا اليوم الاستغناء عنها.
لذلك، سنخصص هذه المقالة لإخباركم بكل ما تحتاجون معرفته عن الأقمار الصناعية وخصائصها واستخداماتها وأنواعها.
الملامح الرئيسية
على عكس الأقمار الطبيعية كالقمر، فإن الأقمار الصناعية من صنع الإنسان. تدور هذه الأقمار حول أجسام أكبر بفعل الجاذبية. وهي عادةً آلات متطورة للغاية مزودة بتقنيات ثورية. تُطلق إلى الفضاء لجمع كميات هائلة من المعلومات عن كوكبنا. تجدر الإشارة إلى أن حطام الآلات الأخرى، والمركبات الفضائية التي تحمل رواد فضاء، والمحطات المدارية، والمجسات بين الكواكب لا تُعتبر أقمارًا صناعية.
من أبرز خصائص هذه الأجسام أنها تُطلق بواسطة صواريخ. والصواريخ هي أي مركبة، مثل الصواريخ الصاروخية أو المركبات الفضائية أو الطائرات، التي تدفع القمر الصناعي إلى الأعلى. وهي مُبرمجة لاتباع مسار مُحدد مسبقًا، ولها وظيفة أو مهمة أساسية، مثل رصد السحب على سبيل المثال. معظم الأقمار الصناعية التي تدور حول كوكبنا تبقى في مدار مستمر . في المقابل، هناك أقمار صناعية مُرسلة إلى كواكب أو أجرام سماوية أخرى، ويجب تتبعها لجمع المعلومات وإجراء عمليات الرصد.
استخدامات الأقمار الصناعية
توجد عدة أنواع أساسية من الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض: الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض والأقمار الصناعية القطبية. هذه هي الأنواع الرئيسية، مصنفة حسب استخداماتها. تُستخدم هذه الأقمار الصناعية لإنشاء الخرائط والحصول على معلومات محددة عن الأرض أو الكواكب الأخرى. على سبيل المثال، يعتمد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على شبكة من الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض. تحدد هذه الشبكة موقع أي جسم على سطح الأرض من خلال أنظمة الاتصالات. تشمل هذه الأنظمة أيضًا أجهزة التلفزيون والهواتف المحمولة.
للأقمار الصناعية استخدامات علمية وتطبيقية. تشمل الأمثلة على الاستخدامات العلمية دراسة الفضاء الخارجي، والإشعاع الشمسي، والكواكب، وما إلى ذلك. أما الأمثلة الأخرى على الاستخدامات التطبيقية فتشمل رصد الأحوال الجوية، والتجسس العسكري، والاستشعار عن بعد، والاتصالات، وغيرها.
من المهم ملاحظة أن الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض والأقمار الصناعية القطبية تدور على مسافات مختلفة. بعضها يقع على ارتفاع 240 كيلومترًا، بينما يصل ارتفاع البعض الآخر إلى 36.200 كيلومتر. ولكل نوع من الأقمار الصناعية مزاياه وعيوبه الخاصة بحسب استخدامه. تبقى معظم الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض ضمن نطاق 800 كيلومتر، وتتحرك بسرعة تقارب 27,400 كيلومتر في الساعة. هذه السرعة العالية ضرورية لتجنب سقوطها بفعل الجاذبية.
تتكون هذه الأقمار الصناعية من جزأين أساسيين: الهوائي ومصدر الطاقة. الهوائي هو المسؤول عن إرسال واستقبال المعلومات المعنية. يمكن أن يكون مصدر الطاقة عبارة عن بطاريات أو ألواح شمسية. وهذه ضرورية لاستمرار عمل الماكينة.
أنواع الأقمار الصناعية
كما ذكرنا سابقًا ، هناك نوعان أساسيان من الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض. وهم على النحو التالي:
- ثابت بالنسبة للأرض: هم الذين يتحركون في اتجاه الشرق والغرب فوق خط الاستواء. إنها تتبع اتجاه وسرعة دوران الأرض.
- قطبي: يطلق عليهم هذا الاسم لأنهم يسافرون من قطب إلى آخر في اتجاه الشمال والجنوب.
ضمن هذين النوعين الأساسيين، لدينا عدة أنواع من الأقمار الصناعية التي ترصد خصائص الغلاف الجوي والمحيطات واليابسة. تُعرف هذه الأقمار بالأقمار البيئية، ويمكن تقسيمها بدورها إلى أقمار متزامنة مع الأرض وأقمار متزامنة مع الشمس . تدور الأقمار المتزامنة مع الأرض حولها بنفس سرعة دورانها حول محورها، بينما تمر الأقمار المتزامنة مع الشمس فوق نقطة محددة على سطح الأرض في نفس الوقت كل يوم. معظم الأقمار الصناعية المستخدمة في الاتصالات للتنبؤ بالطقس هي أقمار متزامنة مع الأرض.
الحطام الفضائي وتأثيراته
لا يُمكننا إنكار أن الأقمار الصناعية قد حسّنت حياة الإنسان بشكلٍ ملحوظ. مع ذلك، يُمكن أن يتفكك القمر الصناعي في الغلاف الجوي عند دخوله. بعد انتهاء عمره الافتراضي أو جمع جميع البيانات اللازمة، يُصبح أمامه عدة خيارات: إما أن يعود إلى الغلاف الجوي ويتفكك، أو أن يُصبح حطامًا فضائيًا، يبقى في مداره حول جرم سماوي دون أي فائدة تُذكر. في حالة القمر الصناعي على ارتفاع منخفض، فإنه عادةً ما يتفكك عند دخوله الغلاف الجوي إلى عدة أجزاء.
إن العدد الهائل من الأقمار الصناعية التي تدور حول الكوكب دون أي استخدام أمر كبير. ولهذا السبب، تسمى هذه المجموعة من الأقمار الصناعية بالحطام الفضائي. إن الأقمار الصناعية التي يتم وضعها بنجاح في المدار ضرورية للحياة في المجتمع. وهذا له تأثير إيجابي على البشر. وبفضل هذا، يمكننا استكشاف الكواكب الأخرى، واكتشاف النيازك، ومراقبة الحياة على الأرض، والحصول على معلومات حول المتغيرات المناخية لنقطة محددة على الكوكب.
من وجهة نظر اقتصادية واتصالات ، يتم استخدامها أيضًا لاستقبال إشارات التلفزيون والراديو والإنترنت والهاتف. اليوم لا يمكننا العيش بدونهم.