02/08/2025
ما هو القمر الصناعي؟
الإجابة المختصرة:
القمر الصناعي هو أي شيء يدور حول كوكب أو نجم. الأرض هي قمر صناعي يدور حول الشمس. القمر هو قمر صناعي يدور حول الأرض. عندما تطلق مركبة فضائية في مدار حول الأرض، فهذا قمر صناعي أيضًا. يمكن لهذا النوع من الأقمار الصناعية أن يساعدنا في التعرف على الأرض والكون.
ما الذي يتبادر إلى ذهنك عندما تسمع كلمة "قمر صناعي"؟ ربما تتبادر إلى ذهنك مركبة فضائية معدنية ضخمة تدور حول كوكبنا في الفضاء.
قمر صناعي يحمل صفوفًا شمسية زرقاء طويلة على كل جانب فوق خلفية بين النجوم داكنة.
عندما نفكر في الأقمار الصناعية، عادة ما نفكر في شيء يشبه هذا.
لكن هل تعلم أن الأرض والقمر أقمار أيضًا؟ يمكن أن يكون القمر أي جسم يدور حول كوكب أو نجم أو قمر. المدار هو مسار منتظم متكرر يتخذه جسم في الفضاء حول جسم آخر. لذا، فإن الأرض قمر صناعي لأنها تدور حول الشمس ! والقمر أيضًا قمر صناعي لأنه يدور حول الأرض. ولكن، عادةً، تشير كلمة "قمر صناعي" إلى آلة يتم إطلاقها في الفضاء وتتحرك حول الأرض أو حول جسم آخر في الفضاء.
الأرض والقمر من الأمثلة على الأقمار الطبيعية. تدور حول الأرض آلاف الأقمار الصناعية الاصطناعية أو من صنع الإنسان. يلتقط البعض صورًا للكوكب تساعد خبراء الأرصاد الجوية في التنبؤ بالطقس وتتبع الأعاصير. يلتقط البعض صورًا لكواكب أخرى أو الشمس أو الثقوب السوداء أو المادة المظلمة أو المجرات البعيدة . تساعد هذه الصور العلماء على فهم النظام الشمسي والكون بشكل أفضل.
صدق أو لا تصدق، هناك مجرات قمرية أيضًا! تعرف على كل شيء عنها هنا !
يُظهر هذا الرسم التوضيحي الرقمي العديد من أنواع الأقمار الصناعية المختلفة فوق سطح الأرض. وهي جميعًا ذات أشكال وأحجام مختلفة. ويظهر جزء من أفق الأرض وسطحها في أقصى اليمين.
يُظهر هذا الرسم التوضيحي أسطول الأقمار الصناعية التابع لوكالة ناسا لمراقبة الأرض.
تُستخدم الأقمار الصناعية الأخرى في الاتصالات، مثل إشارات التلفزيون والمكالمات الهاتفية حول العالم. هل حاولت يومًا العثور على منزلك أو أقرب متجر آيس كريم على خريطة على هاتفك؟ تساعدنا الأقمار الصناعية في القيام بذلك باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). يتكون نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من مجموعة من أكثر من 20 قمرًا صناعيًا. يمكن أن تساعد هذه الأقمار الصناعية في تحديد موقعك الدقيق.
لماذا تعتبر الأقمار الصناعية مهمة؟
إن الرؤية التي تتمتع بها الأقمار الصناعية مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تسمح لها برؤية مساحات كبيرة من الأرض في وقت واحد. وهذا يعني أن الأقمار الصناعية يمكنها جمع المزيد من البيانات، وبسرعة أكبر، مقارنة بالأجهزة الموجودة على الأرض.
تستطيع الأقمار الصناعية أيضًا رؤية الفضاء بشكل أفضل من التلسكوبات الموجودة على سطح الأرض! وذلك لأن الأقمار الصناعية تحلق فوق السحب والغبار والجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي والتي قد تحجب الرؤية من الأرض.
غيوم داكنة ورقيقة في السماء.
يمكن أن تحجب السحب رؤية الفضاء من الأرض. تحلق الأقمار الصناعية عالياً فوق السحب، مما يساعدنا على رؤية الكون بشكل أفضل. حقوق الصورة: Pixabay/Pexels
ما هي أجزاء القمر الصناعي؟
تأتي الأقمار الصناعية من صنع الإنسان بأشكال وأحجام عديدة. لكن معظمها يحتوي على جزأين مشتركين على الأقل - هوائي ومصدر طاقة. يرسل الهوائي المعلومات ويستقبلها، عادةً من وإلى الأرض. تمامًا مثل اللعبة التي تتطلب بطاريات للعمل هنا على الأرض، تحتاج الأقمار الصناعية إلى الطاقة أيضًا! هناك عدة أنواع من مصادر الطاقة للأقمار الصناعية، مثل الألواح الشمسية أو البطاريات. الألواح الشمسية رائعة لأنها تزود القمر الصناعي بالطاقة عن طريق تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء.
الألواح الشمسية للقمر الصناعي.
يمكن للأقمار الصناعية أن تستخدم الألواح الشمسية كمصدر للطاقة.
تحمل العديد من أقمار ناسا الصناعية كاميرات وأجهزة استشعار علمية. وفي بعض الأحيان، تتجه هذه الأجهزة نحو الأرض لجمع معلومات عن أرضها وهوائها ومياهها. وفي أحيان أخرى، تتجه نحو الفضاء لجمع بيانات من النظام الشمسي والكون.
كيف تدور الأقمار الصناعية حول الأرض؟
يتم إطلاق معظم الأقمار الصناعية إلى الفضاء على متن صواريخ . يدور القمر الصناعي حول الأرض عندما تتوازن سرعته مع قوة جاذبية الأرض. وبدون هذا التوازن، سيطير القمر الصناعي في خط مستقيم إلى الفضاء أو يسقط عائداً إلى الأرض.
تدور الأقمار الصناعية حول الأرض على ارتفاعات مختلفة، وبسرعات مختلفة، وعلى طول مسارات مختلفة. وأكثر نوعين شيوعًا للمدارات هما "المدار الثابت جغرافيًا" (jee-oh-STAY-shun-air-ee) و"المدار القطبي".
يتحرك القمر الصناعي الثابت جغرافيًا من الغرب إلى الشرق فوق خط الاستواء. ويتحرك في نفس الاتجاه وبنفس معدل دوران الأرض. ويبدو القمر الصناعي الثابت جغرافيًا من الأرض وكأنه ثابت لأنه دائمًا فوق نفس الموقع.
قمر صناعي في مدار ثابت حول الأرض. القمر الصناعي بسيط؛ فهو يتكون من جسم واحد ولوحين شمسيين في الأعلى والأسفل. يوضح الخط الأصفر شكل المدار الثابت. يمتد هذا الخط الأصفر بالتوازي مع خط استواء الأرض، مما يعني أن القمر الصناعي يدور فوق خط الاستواء ويكمل دورة واحدة حول الأرض كل 24 ساعة بالضبط.
من الأرض، يبدو القمر الصناعي الثابت بالنسبة للأرض وكأنه دائمًا في نفس المكان، لأنه يتحرك في نفس الاتجاه وبنفس معدل دوران الأرض.
تتحرك الأقمار الصناعية ذات المدار القطبي في اتجاه الشمال والجنوب من القطب إلى القطب. وبينما تدور الأرض تحتها، تستطيع هذه الأقمار الصناعية مسح الكرة الأرضية بأكملها، شريطًا تلو الآخر.
لماذا لا تصطدم الأقمار الصناعية ببعضها البعض؟
في الواقع، هذا ممكن! ففي فبراير/شباط 2009، تحطم قمران صناعيان للاتصالات ـ أحدهما أميركي والآخر روسي ـ في الفضاء! ومع ذلك، يُعتقد أن هذه هي المرة الأولى التي يصطدم فيها قمران صناعيان عن طريق الخطأ.
لكن لا تقلق! تتعقب وكالة ناسا والمنظمات الأخرى في مختلف أنحاء العالم الأقمار الصناعية في الفضاء. وعادة لا تحدث تصادمات لأن القمر الصناعي عندما يتم إطلاقه، يتم وضعه في مدار مصمم لتجنب الأقمار الصناعية الأخرى. ولكن المدارات يمكن أن تتغير بمرور الوقت، وتزداد احتمالات الاصطدام مع إطلاق المزيد والمزيد من الأقمار الصناعية في الفضاء.
ما هو تاريخ أقمار ناسا الصناعية؟
أطلقت وكالة ناسا عشرات الأقمار الصناعية إلى الفضاء، بدءًا بالقمر الصناعي إكسبلورر 1 في عام 1958. وكان إكسبلورر 1 أول قمر صناعي أمريكي من صنع الإنسان. وكان الجهاز الرئيسي على متنه عبارة عن مستشعر يقيس الجسيمات عالية الطاقة في الفضاء والتي تسمى الأشعة الكونية.
أول قمر صناعي أمريكي وأول قمر صناعي يحمل أدوات علمية. يبدو القمر الصناعي وكأنه قلم أبيض وأسود على خلفية سوداء.كان إكسبلورر 1 أول قمر صناعي أمريكي وأول قمر صناعي يحمل أدوات علمية. حقوق الصورة: وكالة ناسا
التقطت وكالة ناسا أول صورة للأرض من القمر الصناعي إكسبلورر 6 في عام 1959. وتبعه في عام 1960 القمر الصناعي تيروس 1 الذي التقط أول صورة تلفزيونية للأرض من الفضاء. ولم تظهر هذه الصور الكثير من التفاصيل، ولكنها أظهرت الإمكانات التي تمتلكها الأقمار الصناعية لتغيير نظرة الناس للأرض والفضاء.
أول صورة ملتقطة من القمر الصناعي للأرض. وهي صورة مظلمة ذات بقعة ضبابية بيضاء مشوهة على شكل حرف L.
كيف بدأ الأمر... هذه أول صورة على الإطلاق للأرض التقطها القمر الصناعي إكسبلورر 6 في 14 أغسطس 1959. تبدو الصورة وكأنها ضبابية - لكنها أظهرت أن الأقمار الصناعية قد تغير الطريقة التي يمكن بها للناس رؤية الأرض من الفضاء. أصبحت الأقمار الصناعية أفضل بكثير في التقاط الصور منذ ذلك الحين! حقوق الصورة: مركز كينيدي التابع لوكالة ناسا
كيف تستخدم ناسا الأقمار الصناعية اليوم؟
تساعد أقمار ناسا العلماء على دراسة الأرض والعوالم الأخرى في نظامنا الشمسي وما وراءه.
توفر الأقمار الصناعية الموجهة نحو الأرض معلومات عن السحب والمحيطات والأرض والجليد. كما تقيس الغازات في الغلاف الجوي ، مثل ثاني أكسيد الكربون. تم إطلاق مرصد الكربون المداري 2 التابع لوكالة ناسا ، أو OCO-2، في عام 2014 لقياس مستويات ثاني أكسيد الكربون على الأرض لمراقبة دورة الكربون على الأرض بشكل أفضل. يساعد مرصد OCO-2 التابع لوكالة ناسا أيضًا في استكشاف كيف يمكن للقياسات من الفضاء التنبؤ بزيادات ثاني أكسيد الكربون في المستقبل وتأثيرها على مناخ الأرض.
كما تقيس الأقمار الصناعية كمية الطاقة التي تحتفظ بها الأرض داخل الغلاف الجوي، وكمية الطاقة التي ترسلها الأرض إلى الفضاء. وتراقب الأقمار الصناعية حرائق الغابات والبراكين ودخانها .
رسم توضيحي للقمر الصناعي OCO-2 وهو يقوم بقياس ثاني أكسيد الكربون من الفضاء. تقول المركبة الفضائية في فقاعة كلامية: "أنا أدرس الكربون على الأرض من الفضاء!"
رسم توضيحي للقمر الصناعي OCO-2 الذي يدرس ثاني أكسيد الكربون، ويأخذ قياسات ثاني أكسيد الكربون على الأرض من الفضاء. حقوق الصورة: وكالة ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
تساعد كل هذه المعلومات العلماء على التنبؤ بالطقس والمناخ. كما تساعد المعلومات مسؤولي الصحة العامة في تتبع الأمراض والمجاعات؛ وتساعد المزارعين على معرفة المحاصيل التي يجب زراعتها؛ وتساعد عمال الطوارئ على الاستجابة للكوارث الطبيعية. هل راجعت توقعات الطقس اليوم؟ نحن نعرف حالة الطقس اليوم بفضل الأقمار الصناعية!
للأقمار الصناعية الموجهة نحو الفضاء وظائف عديدة. فبعضها يراقب الأشعة الخطيرة القادمة من الشمس. وبعضها الآخر يستكشف الكويكبات والمذنبات وتاريخ النجوم وأصل الكواكب. وبعض الأقمار الصناعية تحلق بالقرب من كواكب أخرى أو تدور حولها. وقد تبحث هذه المركبات الفضائية عن أدلة على وجود الماء على المريخ أو تلتقط صورًا مقربة لحلقات زحل .
المصدر. وكالة الفضاء الأمريكية ناسا
