طرز کار ماهواره

فرض کنيد روي قله يک کوه با يک توپ جنگي گلوله اي را پرتاب مي کنيد. (
بدون در نظر گرفتن مقاومت هوا ) هر چه نيروي پرتاب کننده بيشتر باشد ،
سرعت گلوله بهنگام خروج از لوله بيشتر خواهد بود و گلوله مسافت بيشتري طي
خواهد کرد تا با نيروي جاذبه زمين سقوط کند . حال اگر سرعت پرتاب به 7.9
کيلومتر در ثانيه ( 2800 کيلومتر در ساعت ) برسد ، گلوله ديگر به زمين
سقوط نخواهد کرد و با همان سرعت دور زمين ( در مدار دايره اي شکل ) خواهد
چرخيد. در اين حالت گلوله تبديل به يک ماهواره شده و اگر نيروي اصطحکاک
هوا نباشد ، گلوله تا ابد در مدار زمين باقي مي ماند ولي بخاطر وجود
اصطحکاک هوا در ارتفاعات کم ، سرعت گلوله کم شده و در نهايت سقوط خواهد
کرد. اگر سرعت پرتابه را افزايش دهيم ، مدار حرکت گلوله دور زمين از حالت
دايره به حالت بيضي شکل تغيير خواهد کرد و با افزايش سرعت ، مدار حرکت
بيضي تر خواهد شد



براي قرار دادن ماهواره در مدار بالايي و دايره اي شکل بدور زمين از
موشک هاي 2 مرحله اي استفاده مي کنند. به اين صورت که موشک پس از بلند شدن
و در ارتفاع کم ، مسير مستقيم خود را کج مي کند تا در مدار زمين قرار
گيرد. در اين لحظه موتور مرحله اول از موشک جدا مي شود. همين لحظه موتور
مرحله دوم روشن مي شود و موشک در مدار بيضي شکل دور زمين شروع به گردش مي
کند. موتور مرحله دوم خاموش مي شود و وقتي موشک به نقطه اوج ( دورترين
نقطه از زمين مدار بيضي از زمين) رسيد ، موتور دوم يکبار ديگر روشن مي شود
تا موشک در مدار دايره اي شکل بزرگ قرار گيرد. در همين لحظه ماهواره از
موتور دوم جدا مي شود و سپس با همان سرعت اوليه که از موشک در حال حرکت
جدا شده ، در مدار دايره اي شکل دور زمين مي گردد .



ارتفاع ماهواره ها از سطح زمين :



ماهواره هاي جاسوسي را اغلب در ارتفاعات کم ( 480 تا 970 کيلومتري)
قرار مي دهند. اين ماهواره ها مي توانند در عرض کمتر از دو ساعت دور زمين
گردش کنند و عکس هاي دقيق از مراکز نظامي بگيرند.



ماهواره هاي علمي در مدارات مياني ( ارتفاع 4800 تا 9700 کيلومتري)
قرار داده مي شوند. از اين ماهواره ها براي تحقيق در مورد مهاجرت حيوانات
و بررسي فعاليت آتشفشانها استفاده مي شود.



ماهواره هاي سيستم موقعيت يابي جهاني (GPS ) در ارتفاع 10000 تا 2000 کيلومتري قرار داده مي شوند.



ماهواره هاي ارتباطي مثل ماهواره تلويزيوني را در ارتفاع 35786
کيلومتري قرار مي دهند. زمان گردش ماهواره هايي که در اين ارتفاع قرار مي
گيرند ، با زمان چرخش زمين يکي است . به همين دليل براي دريافت اطلاعات از
اين ماهواره ها ، نيازي به جابجايي مکرر گيرنده زميني ( بشقاب ماهواره )
نيست.



کره ماه ( ماهواره طبيعي زمين ) هم ارتفاع ( فاصله ) حدود 384000
کيلومتري از سطح زمين در حال گردش بدور زمين است ، داراي سرعتي معادل 1
کيلومتر در ثانيه است . با اين فاصله و سرعت زمان يک دور گردش ماه بدور
زمين حدودا 28 روز طول مي کشد که همان طول ماه قمري است .



رابطه سرعت با ارتفاع :



همانطور که مي دانيد با افزايش ارتفاع از سطح زمين ، نيروي جاذبه کم
مي شود. هر مدار دايره اي ماهواره ، سرعت مخصوصي دارد که به آن سرعت
پايداري مدار مي گويند. در اين سرعت نيروي جاذبه با نيروي گريز از مرکز در
حالت تعادل قرار دارند. اگر سرعت ماهواره را به کمتر از سرعت پايداري کاهش
دهيم ،‌ نيروي جاذبه بر نيروي گريز از مرکز غلبه کرده و ماهواره به مدار
پايين تر ( ارتفاع کمتر ) سقوط خواهد کرد و بالعکس اگر سرعت ماهواره را
افزايش دهيم ، نيروي گريز از مرکز بر نيروي جاذبه غلبه کرده و ماهواره در
مدار بالاتر ( بيضي کشيده ) قرار مي گيرد.



منبع:علم نوین