ماهواره (Satellite) یعنی هر جسمی که به دور جسم دیگر در گردش باشد. ریشة اصلی این لغت در زبان لاتین نیز به معنای همراه، وابسته و ملازم است. تا قبل از اینکه گالیله قمر های سیارة مشتری (ژوپیتر) را کشف نکرده بود، کلمه «ماه» دقیقاً مفهوم ماهواره را داشت.
پس از کشف چهار«ماه» در سیاره مشتری، یوهانس کپلر از گالیله خواست تا نام ماه سایر کرات را به ماهواره تغییر دهد و فقط ماه کرة زمین به نام «ماه» باقی بماند. اما این نام در سال 1957 و زمانی که اسپوتنیک 1 به عنوان نخستین ماهواره دنیا در مدار زمین قرار گرفت، بار دیگر دچار تغییر شد؛ چرا که در این زمان باید با یک تعریفی جدید، ماهواره های طبیعی از ماهواره های مصنوعی و ساخته دست بشر متمایز می شد و بر این اساس قرار شد به ماهواره ای که در مدار هایی در فضا به دور زمین یا سیارات دیگر می چرخد، ماهوارة مصنوعی (قمر مصنوعی) گفته شود. برای اولین بار در دنیا، ایدة استفاده از ماهوارة مصنوعی در پایان جنگ جهانی دوم بر سر زبان ها افتاد.
آرتور سی کلارک، دانشمند و نویسندة انگلیسی که از او به عنوان یکی از بزرگ ترین خالقان داستان های تخیلی نیز یاد می کنند، نخستین پیشنهاد قرار دادن یک ماهواره ارتباطی را در مدار ژیوسنکرون (کلارک) زمین را داد. ماهوارة مدنظر وی قرار بود در ة فاصل 36 هزار کیلومتری سطح زمین و بالای خط استوا قرار گیرد، به گونه ای که قابلیت دسترسی به 40 درصد سطح زمین را داشته باشد و بتوان از آن برای پوشش سیگنال های رادیویی و تلویزیونی استفاده کرد. براساس اطلاعات موجود، از سال 1975 تاکنون بیش از 10000 ماهوارة ثبت شده در فضا وجود دارد که متعلق به 42 کشور دنیاست. از میان کشور های دارای ماهواره تنها 18 کشور توسعه یافته هستند و در میان کشور های آسیایی نیز تنها 9 کشور دارای این تکنولوژی هستند که شش کشور آسیایی دارای ماهواره، در همسایگی ایران قرار دارند. ترکیه، روسیه، امارات، پاکستان و عربستان کشور های همسایه ایران هستند که از تکنولوژی ماهواره ای بهره مند هستند. به اعتقاد برخی از کارشناسان سرمایه گذاری جهانی، به ویژه قدرت های بزرگ در امور فضایی، عملیاتی بودن صدها ماهوارة تجاری مخابراتی در مدار ثابت همزمان، درخواست ثبت هزاران نقطه مداری در باند های مختلف فرکانسی از طرف کشور های جهان، تاسیس و بهره برداری از ایستگاه بین المللی فضایی و پخش صدها کانال تلویزیونی هم زمان در سراسر جهان، جمع آوری اطلاعات محیطی و منابع طبیعی، همگی حکایت از درجة اهمیت فوق العاده این صنعت استراتژیک دارد.
به هرحال 12 سال از زمان مطرح شدن بحث های اولیه درباره ماهواره ها گذشته بود که شوروی سابق، برای نخستین بار در دنیا ماهواره ای را در تاریخ چهارم اکتبر سال 1957 و با نام اسپوتنیک1( اسپوتنیک در زبان روسی یعنی ماهواره) به فضا پرتاب کرد. کشور شوروی با پرتاب این ماهواره به فضا در دوران جنگ سرد، باعث شگفتی کشور های غرب و آمریکا شد. پرتاب این ماهواره که بخشی از برنامة ماهواره ای شوروی بود، باعث آغاز عصر فضا و مسابقة فضایی در دنیا شد. این ماهواره به اندازه توپ بسکتبال و وزن آن در حدود 83 کیلوگرم بود. دارای دو فرستندة رادیویی در طول موج های 20 و40 مگاهرتز بوده و در مداری بیضوی و در ارتفاع متوسط 250 کیلومتری به مدت 98 دقیقه به دور کرة زمین چرخید. ولی نخستین ماهواره با کاربرد تخصصی که در مدار زمین قرار گرفت، از نوع مخابراتی و با نام تله استار بود. این ماهواره در سال 1962 با یک موشک دلتا به فضا پرتاب شد. تله استار که برای مخابره برنامه های تلویزیونی طراحی شده بود، توانست امکان ارسال و دریافت برنامه های تلویزیونی را بین آمریکا و اروپا فراهم کند، در عین حال به انتقال مکالمات تلفنی نیز می پرداخت.
در ابتدا ماهواره ها برای منعکس کردن امواج الکترومغناطیسی به کار می رفتند ، ضمن آنکه بصورت پسیو[1] عمل کرده و در فرکانس 20 و40 مگاهرتز کار می کردند ؛ بنابراین نیاز به آنتن های بزرگ در گیرنده وجود داشت ؛ هم چنین ماهواره های اولیه به دلیل آن که در یک مکان ثابت نبودند ردیابی آنها مشکل بود؛ لذا به آنها ماهواره های غیرفعال می گفتند. درسال 1960 مؤسسة تحقیقات فضایی آمریکایی[2] اولین ماهوارة مخابراتی پسیو خود را به نام اکوی[3] به فضا پرتاب کرد که این ماهواره نیز مشکل ماهوارة فوق را همچنان درپی داشت. در سال 1963 اولین ماهوارة ساکن[4] بنام سینکام2 [5] توسط NASA به فضا پرتاپ شد.
این موفقیت سبب تأسیس یک سازمان بین المللی به نام اینتلست[6] جهت ارتباطات ماهواره ای شد. مأموریت های مختلفی برای ماهواره ها در نظر گرفته می شود که در یک دسته بندی کلی ، نوع ارتباطات ماهواره ها، ، ارسال و تبادل اطلاعات با زمین تبادل اطلاعات با سایر ماهواره ها و ایستگاه های فضایی و ارسال و دریافت دو سوی اطلاعات با زمینه است . برخی از کاربرد های ماهواره ها عبارتند از: پخش صدا و تصویر، هواشناسی، ، تحقیقات فضایی نظامی و.... اما ماهواره ها بنا به نوع مأموریتی که دارند در یکی ازلایه های مداری کرة زمین مستقر می شوند. زمین دارای سه لایة مداری مختلف است که با عبور از جو زمین به ترتیب عبارتند از: لایة مداری LEO که در ارتفاع 300-1500کیلومتر از سطح زمین قراردارد. ماهواره هایی که در این لایه قرار میگیرند ، عمدتاً به منظور تصویربرداری، هواشناسی جاسوسی و سایر اموری که نیاز به دقت بالای ارسال و دریافت سیگنال دارد در لایة مداری LEO جای گذاری و از طریق ایستگاه های کنترل زمینی رصد می شوند.
ماهواره های این مدار با توجه به ارتفاع کمتر از مدار های دیگر ، مقطع کوچک تری از سطح زمین را پوشش می دهند؛ لذا به منظور پوشش گسترده مناطق و قاره ها نیاز به تعداد بیشتری ماهواره در این مدار است. لایة مداری بعدی کرة زمین، مدارMEO یا مدار میانی زمین است که در فاصله بین 20000-8000 کیلومتری از سطح زمین قرار گرفته است. که البته عموماً ماهواره های این مدار زیر 13000کیلومتر قرار دارند (به دلیل دوری از کمربند [7]Van Allen).
سیگنال های با توان کمتر و تاخیر زمانی بیشتر نسبت به ماهواره های مدار LEO از تفاوت های ماهواره های اصطلاحاًMEO گَرد است. ماهواره هایی که قصد پوشش محدودة بیشتری از سطح زمین را دارند معمولاً بنا به نوع مأموریت در این مدار جایگزین می شوند. شبکه های موقعیت یابی ماهواره ای و تعداد دیگری از ماهواره های رادیویی و مخابراتی از جمله ماهواره هایی هستند که در مدارMEO یا مدار میانی زمین مشغول انجام وظیفه و چرخش به دور کرة زمین هستند. در این مدار چون ارتفاع بیشتری از سطح زمین وجود دارد به منظور پوشش محدودة وسیع از زمین نیاز به تعداد کمتری ماهواره جهت پوشش کامل کرة زمین است؛ لذا ملاحظه می کنیم که در سیستم های موقعیت یاب ماهواره ای با تعداد بیست و چند ماهواره می توان کل سطح زمین را تحت پوشش سیگنال های ماهواره ای قرار داد.
مدار سوم یا مدار بزرگ کرة زمین، مدار زمین آهنگ یا مدارGEO است. این مدار در فاصلة 36000 کیلومتر از سطح زمین واقع شده است که دارای مزایای زیادی از جمله پوشش وسیع حدود نیمی از کرة زمین تنها با یک ماهواره است.
[1] Passive
[2] NASA
[3] ECHOI
[4] Stationary GEO
[5] Syncom 2
[6] Intel sat
[7]van allen Belts
اگر شما دارای شرکت و یا موسسه هستید و یا علاقمند هستید تا با انواع شنود و روشهای مقابله با آن آشنا شوید میتوانید در دوره های امنیت و حفاظت اطلاعات مخابراتی آ د پارس شرکت کنید.
