ماهواره (Satellite)

فرض كنید روی قله یك كوه با یك توپ جنگی گلوله ای را پرتاب می كنید. ( بدون در نظر گرفتن مقاومت هوا ) هر چه نیروی پرتاب كننده بیشتر باشد ، سرعت گلوله بهنگام خروج از لوله بیشتر خواهد بود و گلوله مسافت بیشتری طی خواهد كرد تا با نیروی جاذبه زمین سقوط كند . حال اگر سرعت پرتاب به ۷.۹ كیلومتر در ثانیه ( ۲۸۰۰ كیلومتر در ساعت ) برسد ، گلوله دیگر به زمین سقوط نخواهد كرد و با همان سرعت دور زمین ( در مدار دایره ای شكل ) خواهد چرخید. در این حالت گلوله تبدیل به یك ماهواره شده و اگر نیروی اصطحكاك هوا نباشد ، گلوله تا ابد در مدار زمین باقی می ماند ولی بخاطر وجود اصطحكاك هوا در ارتفاعات كم ، سرعت گلوله كم شده و در نهایت سقوط خواهد كرد. اگر سرعت پرتابه را افزایش دهیم ، مدار حركت گلوله دور زمین از حالت دایره به حالت بیضی شكل تغییر خواهد كرد و با افزایش سرعت ، مدار حركت بیضی تر خواهد شد .
برای قرار دادن ماهواره در مدار بالایی و دایره ای شكل بدور زمین از موشك های ۲ مرحله ای استفاده می كنند. به این صورت كه موشك پس از بلند شدن و در ارتفاع كم ، مسیر مستقیم خود را كج می كند تا در مدار زمین قرار گیرد. در این لحظه موتور مرحله اول از موشك جدا می شود. همین لحظه موتور مرحله دوم روشن می شود و موشك در مدار بیضی شكل دور زمین شروع به گردش می كند. موتور مرحله دوم خاموش می شود و وقتی موشك به نقطه اوج ( دورترین نقطه از زمین مدار بیضی از زمین) رسید ، موتور دوم یكبار دیگر روشن می شود تا موشك در مدار دایره ای شكل بزرگ قرار گیرد. در همین لحظه ماهواره از موتور دوم جدا می شود و سپس با همان سرعت اولیه كه از موشك در حال حركت جدا شده ، در مدار دایره ای شكل دور زمین می گردد .
● ارتفاع ماهواره ها از سطح زمین :
ماهواره های جاسوسی را اغلب در ارتفاعات كم ( ۴۸۰ تا ۹۷۰ كیلومتری) قرار می دهند. این ماهواره ها می توانند در عرض كمتر از دو ساعت دور زمین گردش كنند و عكس های دقیق از مراكز نظامی بگیرند.
ماهواره های علمی در مدارات میانی ( ارتفاع ۴۸۰۰ تا ۹۷۰۰ كیلومتری) قرار داده می شوند. از این ماهواره ها برای تحقیق در مورد مهاجرت حیوانات و بررسی فعالیت آتشفشانها استفاده می شود.
ماهواره های سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS ) در ارتفاع ۱۰۰۰۰ تا ۲۰۰۰ كیلومتری قرار داده می شوند.
ماهواره های ارتباطی مثل ماهواره تلویزیونی را در ارتفاع ۳۵۷۸۶ كیلومتری قرار می دهند. زمان گردش ماهواره هایی كه در این ارتفاع قرار می گیرند ، با زمان چرخش زمین یكی است . به همین دلیل برای دریافت اطلاعات از این ماهواره ها ، نیازی به جابجایی مكرر گیرنده زمینی ( بشقاب ماهواره ) نیست.
كره ماه ( ماهواره طبیعی زمین ) هم ارتفاع ( فاصله ) حدود ۳۸۴۰۰۰ كیلومتری از سطح زمین در حال گردش بدور زمین است ، دارای سرعتی معادل ۱ كیلومتر در ثانیه است . با این فاصله و سرعت زمان یك دور گردش ماه بدور زمین حدودا ۲۸ روز طول می كشد كه همان طول ماه قمری است .
● رابطه سرعت با ارتفاع :
همانطور كه می دانید با افزایش ارتفاع از سطح زمین ، نیروی جاذبه كم می شود. هر مدار دایره ای ماهواره ، سرعت مخصوصی دارد كه به آن سرعت پایداری مدار می گویند. در این سرعت نیروی جاذبه با نیروی گریز از مركز در حالت تعادل قرار دارند. اگر سرعت ماهواره را به كمتر از سرعت پایداری كاهش دهیم ،‌ نیروی جاذبه بر نیروی گریز از مركز غلبه كرده و ماهواره به مدار پایین تر ( ارتفاع كمتر ) سقوط خواهد كرد و بالعكس اگر سرعت ماهواره را افزایش دهیم ، نیروی گریز از مركز بر نیروی جاذبه غلبه كرده و ماهواره در مدار بالاتر ( بیضی كشیده ) قرار می گیرد.
با كاهش سرعت ماهواره پس از پایان ماموریت ، ارتفاع آن كم می شود تا وارد جو شود. از آنجا كه سرعت گردش ماهواره در هنگام برخورد به ملكولهای هوای جو هنوز بسیار زیاد است ، دمای سطح ماهواره آنقدر بالا می رود كه قطعات آن آتش گرفته و میسوزند .
البته برخی قطعات نسوخته ماهواره ها یا موشكها در مدار زمین باقی می مانند . این قطعات بخاطر سرعت زیادی كه در گردش بدور زمین دارند ، برای دیگر ماهواره ها و نیز موشك ها و شاتل های فضایی بسیار خطرناك هستند بطوریكه اگر یك قطعه كوچك ( به اندازه یك توپ پینگ پنگ ) به شاتلی اصابت كند ، مانند یك خمپاره عمل خواهد كرد و ممكن است شاتل را منفجر كند ! دانشمندان سعی می كنند ماهواره ها را از موادی بسازند كه در هنگام برخورد با جو كاملا بسوزند و قطعات خطرناك آنها در جو باقی نماند.

منبع :www.bestofpersia.com و ملاصدرا

منبع : سازمان آموزش و پرورش استان خراسان