ساتل الاتصالات communications satellite (أحياناً يشار له باختصار كمعناه الإنگليزي كومسات comsat) هوساتل صناعي في الفضاء لأغراض الاتصالات. سواتل الاتصالات المعاصرة تستخدم تشكيلة من المدارات بما فيها المدارات الثابتة بالنسبة للأرض، مدارات مولنيا، مدارات بيضاوية أخرى ومدارات أرضية (قطبية وغير قطبية) منخفضة أخرى.

للخدمات الثابتة (نقطة لنقطة)، فإن سواتل الاتصالات توفر تكنولوجيا microwave radio relay مكملة لالألياف الضوئية في كابلات الاتصالات البحرية. كما يُستخدموا في التطبيقات الننطقة مثل الاتصالات مع السفن والعربات والطائرات والأجهزة المحمولة في اليد وللاذاعة في التلفزيون والراديو، حيثقد يكون استخدام الكابلات غير عملي أومحال.

قمر الاتصالات مركبة فضائية تدور حول الكُرَة الأرضيَّة، لها أجهزة لنقل إشارات الراديو، والبَرْق والهاتف والتلفاز. وتُرْسِلُ محطاتٌ على سطح الأرض، تُدْعَى المحطات الأرضية الإشارات إلى القمر الصناعي الذي يَبُثُّ الإشارات بعد ذلك إلى محطات أرضيةٍ أخرى.

وتسمح أقمار الاتصالات للمحادثات الهاتفية ورسائل البرق وبرامج الإذاعة والتلفاز حتى تطوف من جزء من بلد إلى جزء آخر، وحتى عَبْر المحيطات، وتستطيع أيضًا التعامُلَ مع كمية ضخمة من البيانات. فمثلاً، يمكن عَبْرَ القمر الصناعي إرسال جميع مصنَّفات حاسوب في الولايات المتحدة وسجلاته إلى حاسوب في أوروبا. كما تستطيع أقمار الاتصالات فوق المحيط الأطلسي تداول 30,000 مكالمة هاتفية في وقت واحد، وبغير تلك الأقمار يحتاج الأمر شبكاتٍ واسعة من الأسلاك والكبلات لإجراء تلك الاتصالات الدولية الواسعة. وإضافة إلى ذلك، يستطيع إرسال قمر الاتصالات الوصول إلى جَمْعٍ كبير من الناس في وقت واحد.

تقيم الشركات الكبيرة أوالوكالات الحكومية معظم أقمار الاتصالات، وهي التي تُطْلقها وتُشغِّلها. وقد يَسْتَخْدمُ بعض الأقمار بلدٌ واحدٌ فقط للإرسال من مناطق إلى مناطق أخرى ضمن حدود ذلك البلد. وللولايات المتحدة أكثر من 20 قمراً محليًّا كهذه. والآن، يستخدم أكثر من 50 بلدًا نظم الأقمار الصناعية، كما يجمع نظام أُوسات في أستراليا الاتصالات مع نُظُم البث التلفازي المباشر. واستطاعت كلٌّ من الهند والصين إنشاء نُظُم اتصالات وطنية باستخدام أقمار الاتصالات.

وقد تكون بعض الأقمار الصناعية مشهجرةً بين عدة أقطار. وتؤدي الكثير من تلك الأقمار وظيفتها بوصفها شبكة، كما حتى هذه الأقمار تُصَمَّمِ بحيث تنقل الإشارات فيما بينها، وكذلك إلى سطح الأرض. ويمكن بهذه الطريقة نقل الإشارات حول العالم. وتستخدم أكثر من 140 بلدًا، على سبيل المثال، خدمات نظام إنتلسات، وهوشبكة من الأقمار الصناعية تصل إلى أكثر من 600 محطة أرضية في جميع أنحاء العالم. كما توجد نظم أقمار اتصالات أخرى منها نظام إيوتلسات الذي يخدم عددًا من الدول الأوروبية، ونظام عربسات الذي تستخدمه الدول العربية.

تاريخ

في خمسينيات القرن العشرين، بدأ تطوير أقمار الاتصالات استجابةً لتزايد الطلب على اتصالات أفضل من تلك النُّظم الأرضية الاعتيادية. وقد نجمت هذه الطلبات بسبب التطوُّرات والتوسع السريع في النظم الهاتفية وزيادة محطات التلفاز والإذاعة. وقد أطلقت الولايات المتحدة الأمريكية عام 1960م، قمر الصَّدى، وهوبالون معدني كان يعكس الإشارة. وبعدئذٍ، كانت أقمار الاتصالات تحوي مرسلات مستجيبة مثل تلستار وريلاي. وفي عام 1963م، أُطْلق قمر سينكوم 2 وهوأوَّل قمر يُوضَع في مدار تزامني بالنسبة للأرض. وكان انتلسات 1 أول قمر عالمي لغرض الاتصالات وكان يسمى أيضًا الطائر المبكَّر. وقد أطلقت الولايات المتحدة الانتلسات 1 ثم وضعته فوق المحيط الأطلسي عام 1965م لنقل الإشارات الهاتفية والتلفازية بين أمريكا الشمالية وأوروبا.

وفي ثمانينيات القرن العشرين الميلادي أصبحت أقمار الاتصالات جزءًا أساسيًا من الاتصالات العالمية؛ إذ تطورت أقمار كبيرة وتحسنت النظم الكهربائية وصمم المهندسون محطات أرضية أصغر ذات هوائيات يمكن وضعها على أسطح البنايات لاستقبال البث المباشر.

ووضعت جميع الأقمار التجارية التي أطلقت عقب الطائر المبكر في مدارات تزامنية بالنسبة للأرض. وساعد التقدم الكبير في أجهزة الحواسيب والهواتف الننطقة والاتصالات الرقمية في إحياء الرغبة التجارية للعمل بأنظمة أقمار الاتصالات ذات المرسلات المستجيبة.

كيف يعمل قمر الاتصالات

كانت أول أقمار الاتصالات غير فعّالة، أي أنهاكانت ببساطة كُرَات معدنية مَدَاريّة تعكس الإشارات، كمرآة تعكس الخيال، على حين حتى جميع أقمار الاتصالات التي تَلَت، أصبحت فعّالة، حيث تُضَخّم (تقوِّي) هذه الأقمار الإشارات وتُرسلُها. ويناقش هذا الجزء عمل أقمار الاتصالات الفعَّالة.

نقل الإشارات

يُرَحِّل قمر الاتصالات الفعَّال الإشارات ترحيلاً رئيسيًّا باستخدام جهاز إلكتروني يُسمَّى المُرْسِل المُستَجيب. يَسْتَلِم المُرْسِل في المحطة الأرضية الإشارات من الهاتف أوالبرق أومحطة الإذاعة أوالتلفاز فتُرْسل المحطَّة الأرضية الإشارات بموجات الراديوإلى مُرْسِل مُستَجِيب القمر الصناعي الذي يُضَخِّم الموجات ويعيد إرسالها. ويُوَجِّه هوائيُّ إرسالٍ في قمر الاتصالات حزمة موجات الراديومن المُرْسِل المستجيب باتجاه محطة استقبال أرضية أوقمر اتصالات آخَر. ولمعظم أقمار الاتصالات أكثر من مُرْسِل مستجيب وأكثر من هوائيّ، وذلك حتى يمكنها ترحيل عدة مجموعات من موجات الراديوفي وقت واحد.

ويتزوَّد المُرسِل المستجيب والتجهيزات الإلكترونية الموجودة على قمر الاتصالات بالقدرة من لوحات شمسية وبطاريات تخزين. فتجمع اللوحات الشمسيَّة الطاقة من الشمس وتحوِّلها إلى قدرة كهربائية. وتزود البطاريات قمر الاتصالات بالكهرباء عندما لايستقبل القمر أشعة الشمس. وتعمل التجهيزات الكهربائية على معظم أقمار الاتصالات بسهولة لمدة منسبعة إلىعشرة سنوات قبل حتى تبدأ بالتوقُّف.

التوجيه المداري

يتمُّ إطلاق معظم أقمار الاتصالات بالصواريخ، أويُحمل القمر إلى الفضاء بوساطة المكوك الفضائي، وتوجِّه محركات مساعدة صغيرة هذه الأقمار إلى مداراتها وتساعدها على البقاء هناك.

وتوضع معظم أقمار الاتصالات في مدارات تزامنية (ثابتة بالنسبة للأرض) بحيث تكون فوق سطح الأرض بنحو35,900 كم. ويمكن لمحطة أرضية حتى تتصل مع قمر الاتصالات بشرط حتىقد يكون هذا القمر فوق الأرض دائرًا بسرعة دوران الأرض نفسها، ويظهر نتيجة لذلك مستقرًا (لايتحرك) بالنسبة للأرض، وواقعًا في مجال بعض المحطَّات طيلة الوقت. أمَّا إذا لم يكن قمر الاتصالات في مدار تزامني فإنه سيمر فوق محطة أرضية معينة لمدة قصيرة أثناء جميع مدار.

ويمكن حتى يغطِّي البث من قمر الاتصالات، في مدارٍ يسير فيه القمر بسرعة تساوي سرعة دوران الأرض، نحوثلث سطح الكرة الأرضية. ولذلك فإن ثلاثة أقمار اتصالات أوأكثر، موضوعة وَضْعًا ملائمًا حول الكرة الأرضية، تستطيع إرسال إشارات تغطي العالم.

المدارات الثابتة بالنسبة للأرض

يبدوالساتل الدائر في مدار ثابت بالنسبة للأرض كما لوكان في مكان ثابت بالنسبة للمراقب من على سطح الأرض. يدور ساتل ثابت بالنسبة للأرض حول الأرض بسرعة ثابتة مرة واحدة يوميًا فوق خط الاستواء.

المدار الثابت بالنسبة للأرض مفيد لتطبيقات الاتصالات لأن الهوائيات الأرضية ، والتي يجب توجيهها نحوالقمر الصناعي ، يمكن حتى تعمل بشكل فعال دون الحاجة إلى معدات باهظة الثمن لتتبع حركة القمر الصناعي. خاصة بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب عددًا كبيرًا من الهوائيات الأرضية (مثل التوزيع المباشر للتلفزيون) ، يمكن للتوفير في المعدات الأرضية حتى يبرر أكثر من التكلفة الإضافية والتعقيد على متن حمل القمر الصناعي إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض.

تم اقتراح مفهوم القمر الصناعي للاتصالات الثابتة بالنسبة للأرض بواسطة آرثر سي كلارك ، بناءً على العمل بواسطة قسطنطين تسيولكوڤسكي وفي 1929 عمل هرمان پوتوچنيك (الذي كان يخط بقلم هرمان نوردونگ) Das Problem der Befahrung des Weltraums - der Raketen-motor . في أكتوبر 1945 نشر كلارك منطقا بعنوان“Extra-terrestrial Relays” في المجلة البريطانية "عالم لاسلكي". وصف الموضوع الأساسيات الكامنة وراء نشر الأقمار الصناعية الاصطناعية في المدارات الثابتة بالنسبة للأرض لغرض بث الإشارات الراديوية بشكل متناوب. إلى غير ذلك غالبًا ما يُنطق عن آرثر سي كلارك على أنه المخترع لساتل الاتصالات.

أول قمر صناعي ثابت بالنسبة للأرض تم إطلاقه في المدار كان Syncom ثلاثة ، الذي تم إطلاقه في 19 أغسطس ، 1964. تم وضعه في المدار عند 180 درجة شرقاً خط الطول ، فوق خط التاريخ الدولي . تم استخدامه في نفس العام لترحيل التغطية التليفزيونية على أولمبياد صيف 1964 في طوكيوإلى الولايات المتحدة ، أول إرسال تلفزيوني تم إرساله عبر المحيط الهادي.

بعد Syncom ثلاثة بوقت قصير ، تم إطلاق إنتلسات 1 ، والمعروفة باسم "Early Bird" ، فيستة أبريل ، 1965 وتم وضعها في المدار عند خط طول 28 درجة غربًا. كان أول قمر صناعي ثابت بالنسبة للأرض للاتصالات عبر المحيط الأطلسي.

فيتسعة نوفمبر ، 1972 ، أطلق أمريكا الشمالية أول أمريكا الشمالية ، أنيك A1 ، بواسطة تليسات كندا ، مع الولايات المتحدة عقب إطلاق Westar 1 بواسطة وسترن يونيون في 13 أبريل ، 1974.

في 19 ديسمبر ، 1974 ، تم إطلاق أول قمر صناعي للاتصالات الثابتة بالنسبة للأرض في العالم ليكون مستقر ثلاثي المحاور: الفرنسي الألماني سمفوني.

الاتصال الواسع الساتلي

بعد التسعينات، تم استخدام تكنولوجيا الاتصالات عبر الأقمار الصناعية كوسيلة للاتصال بـ الإنترنت عبر اتصالات بيانات النطاق العريض. يمكن حتىقد يكون هذا مفيدًا جدًا للمستخدمين الموجودين في مناطق بعيدة جدًا، ولا يمكنهم الوصول إلى اتصال سلكي واسع النطاق أوطلب هاتفي.

استخدامات عسكرية

تستخدم سواتل الاتصالات في تطبيقات الاتصالات العسكرية ، مثل أنظمة القيادة والتحكم العالمي.

انظر أيضاً

• Commercialization of space
• Data Transmission Network
• DVB
• DigiCipher 2
• free-space optical communications
• GPS
• ICO Global Communications
• إنتلسات
• إنترسپوتنيك
• Iridium
• List of communications satellite firsts
• قائمة شركات سواتل الاتصالات
• List of orbits
• Military Strategic and Tactical Relay satellite (MILSTAR)
• Moonbounce
• Reconnaissance satellite
• Satellite dish
• Satmodem
• Satellite phone
• Satellite television
• Satellite radio
• Spacebus
• Symphonie
• Submarine communications cable
• Syncom
• Teledesic
• TELKOM-2
• Telstar
• VSAT
• X*Press X*Change
• Palapa

المصادر

وصلات خارجية

• Satellite Industry Association.
• Online Satellite Glossary & Resource for Satcoms.
• SatMagazine an on-line magazine on communications satellites.
• SatNews an on-line directory of communications satellites.
• LyngSat, an on-line directory of FSS & DBS communications satellites, and their transponder information
• The future of communication satellite business
• Communications satellites short history by David J. Whalen
• (NASA SP-4217, 1997) – an entire book online—scroll down for “contents” link.
• NASA experimental communications satellites
• Syncom 2 satellite description
• Lloyd’s Satellite Constellations
• Satcom Online – A Resource for Satcom Engineers
• An Overview of Satellite Operating Frequencies and their Applications.