ماهواره‌های مخابراتی: قهرمانان نامرئی ارتباطات

ماهواره مخابراتی چیست و چگونه کار می‌کند؟

اجزای تشکیل‌دهنده: یک ماهواره از چه چیزهایی ساخته شده است؟

یک ماهوارهٔ مخابراتی، مانند یک ربات بسیار پیچیده و خودکار است که باید سال‌ها در شرایط سخت فضا کار کند. اجزای اصلی آن را می‌توان به بخش‌های زیر تقسیم کرد:

نحوهٔ کار: سفر یک برنامه تلویزیونی از استودیو به خانه شما

فرض کنید یک شبکه تلویزیونی می‌خواهد مسابقه‌ای را به صورت زنده برای کل خاورمیانه پخش کند. این فرآیند چگونه با کمک ماهواره انجام می‌شود؟

گام اول: ارسال به آسمان سیگنال برنامه از ایستگاه زمینی اصلی (یک دیش بسیار بزرگ و قدرتمند) به سمت ماهواره‌ای خاص در فضا ارسال می‌شود. این سیگنال می‌تواند تصویر، صدا یا داده‌های تلفنی باشد.

گام دوم: تقویت و تغییر در فضا ماهواره این سیگنال ضعیف شده را توسط آنتن‌های خود دریافت می‌کند. ترانسپوندرهای داخل ماهواره، آن را تقویت کرده و روی یک فرکانس رادیویی دیگر (برای جلوگیری از تداخل) قرار می‌دهند.

گام سوم: پخش سراسری ماهواره سیگنال تقویت شده جدید را به یک منطقهٔ وسیع جغرافیایی روی زمین می‌فرستد. این منطقه می‌تواند چندین کشور را پوشش دهد.

گام چهارم: دریافت در خانه دیش‌های کوچک ماهواره‌ای روی پشت بام خانه‌ها، این سیگنال را دریافت و به گیرنده (رسیور) منتقل می‌کنند. گیرنده آن را رمزگشایی کرده و به تصویر و صدایی تبدیل می‌کند که روی تلویزیون شما نمایش داده می‌شود.

ماهواره‌ها در کجا قرار می‌گیرند؟ انواع مدارها

ماهواره‌های مخابراتی را بر اساس ارتفاع از زمین و نوع چرخش به دور آن، در مدارهای مختلفی قرار می‌دهند. دو نوع مدار بسیار رایج عبارتند از:

ماهواره‌های مدار زمین‌آهنگ خاصیت جالبی دارند: چون سرعت چرخش آن‌ها با چرخش زمین به دور خودش برابر است، از دید یک ناظر روی زمین، این ماهواره‌ها ثابت در آسمان به نظر می‌رسند. به همین دلیل دیش‌های خانگی ما را فقط یک بار به سوی یک نقطه در آسمان تنظیم می‌کنیم و دیگر نیاز به جابجایی ندارد.

ماهواره‌های مخابراتی در زندگی روزمره ما

شاید فکر کنید ماهواره‌ها فقط برای تماشای شبکه‌های تلویزیونی خارجی هستند، اما کاربرد آن‌ها بسیار گسترده‌تر است:

۱. پخش تلویزیونی و رادیویی: بسیاری از شبکه‌های ملی و بین‌المللی برنامه‌های خود را از طریق ماهواره به کل کشور یا منطقه پخش می‌کنند. حتی شبکه‌های رادیویی هم از این فناوری استفاده می‌کنند.

۲. ارتباطات تلفنی از راه دور: وقتی با تلفن ثابت به کشوری دیگر زنگ می‌زنید، ممکن است بخشی از مسیر تماس از طریق کابل‌های دریایی و بخش دیگر از طریق ماهواره باشد. برای تماس با کشتی‌ها، هواپیماها یا مناطق بسیار دورافتاده مانند قطب، ماهواره‌ها اغلب تنها راه ارتباطی هستند.

۳. اینترنت ماهواره‌ای: در روستاها یا مناطقی که امکان کشیدن کابل فیبر نوری یا دکل موبایل وجود ندارد، اینترنت از طریق دیش ماهواره‌ای به خانه‌ها می‌آید. شرکت‌هایی مانند استارلینک هم از مجموعه‌ای از هزاران ماهواره در مدار پایین برای ارائه اینترنت پرسرعت استفاده می‌کنند.

۴. گزارش‌های آب‌وهوایی: تصاویر ماهواره‌ای که در اخبار هواشناسی می‌بینید، اغلب از ماهواره‌های مخابراتی و سنجش از دور دریافت می‌شوند که به پیش‌بینی دقیق‌تر هوا کمک می‌کنند.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

¹ماهواره مخابراتی (Communication Satellite): ماهواره‌ای که برای هدف مخابره و تبادل اطلاعات (صدا، تصویر، داده) بین نقاط مختلف روی زمین طراحی شده است.

²ترانسپوندر (Transponder): ترکیبی از کلمات Transmitter (فرستنده) و Responder (پاسخ‌دهنده). یک دستگاه رله‌کننده که سیگنال دریافتی را تقویت و روی فرکانسی دیگر بازپخش می‌کند.

³مدار زمین‌آهنگ (Geostationary Orbit - GEO): مداری دایره‌ای در ارتفاع حدود 36000 کیلومتری بالای استوا. ماهواره در این مدار با سرعت زاویه‌ای زمین می‌چرخد و نسبت به ناظر زمینی ثابت به نظر می‌رسد.

⁴پخش تلویزیونی مستقیم (Direct-To-Home - DTH): سرویسی که سیگنال‌های تلویزیونی را مستقیماً از ماهواره به گیرندهٔ خانگی مصرف‌کننده ارسال می‌کند.

⁵جی‌پی‌اس (Global Positioning System - GPS): سیستم موقعیت‌یاب جهانی که از شبکه‌ای از ماهواره‌ها برای تعیین موقعیت دقیق جغرافیایی گیرنده‌ روی زمین استفاده می‌کند.