أقمار الاتصالات
منذ بضع سنوات لخصنا كتابا فى ريادة الفضاء . . وها نحن هنا نلخص كتيبا فى ( أقمار الاتصالات ) .
مع ميلاد عصر الفضاء بادرت الولايات المتحدة الامريكية للانتفاع بتباشير المكانات الفضاء فى الاحتياج المتزايد للاتصالات . وبدأت " ناسا " برنامجها لاستنباط تقنية صنع قمر صناعى للاتصالات . وفيما يلى خلاصة تقرير ما حدث من النتائج فى سبع السنوات بعد تلك المبادرة . .
خلفية تاريخية
تعتمد المدنية دوما على الاتصالات - أى نقل المعلومات والافكار بين الافراد والجماعات . وقد طور البشر فى مدى القرن الاخير أدوات الافكار : الكلمات والصور والاصوات ، والادوات العلمية ايضا : ريشة الكتابة ثم مكنة الطباعة . واما وسائل الاتصال فلم تتغير الا قليلا منذ قرون .
المبصر - بضم الميم وفتح الصاد - لا يرى الا على مد البصر . والمنطوق لا يسمع الا على المدى المسموع . والرسالة الشفهية او المكتوبة لا تصل الا بقدار سرعة حاملها او المسافة التى تقطعها عادة .
ومنذ قرون نجح الانسان فى مد مجال الاتصال الى ابعد خط الرؤية البصرية وابعد من الصوت . . كان ذلك فى استنباط " صمويل مورس " لفن ارسال الاشارات بالنبض الكهربائى عبر المتداد سلك موصل للكهرباء . وكان جهازه التغرافى الكهربى المغناطيس أول تطبيق تجارى للكهرباء .
واخترع الكسندر جراهام بل ، عام ١٨٧٦ م الهاتف الذي ينقل الصوت فى حدود تماثل التلغراف . . وبدات قدرة الانسان على الاتصال السريع عبر الاسلاك والكبلات ثم على موجة الاشعاع الكهربائى المغناطيسى .
ثم تم اول اتصال لاسلكى باكتشاف " جوجليلمو ماركونى " فى عام ١٨٨٦ طريقته العلمية . وفى عام
١٨٩٨ امتد صوت الانسان عبر جهاز الراديو اللاسلكى عبر بحر المانش وعبر " البحار عام ١٩١٥ عندما ربطت شركة بل للتلفونات بمساعدة البحرية الامريكية بين هنولو واواشنطن وباريس بوضع وصلة هاتفية لاسلكية . وبذلك ارتبط العالم المتمدين فى مجتمع واحد لاول مرة .
الحاجة -
والعالم يتطور ويتسع بسرعة . . فازدادت بذلك حاجته الى الاتصالات المناسبة لتطوره وتفاعله التجارى . فلم يكن كل لها اخترع كافيا لتأمين اتصالاته وسد حاجاته فى ذلك .
الحل
وبدأت الحلول العلمية باستعمال الموجات الدقيقة . . ولكن ظهر انها لا اتحل كل المشكلة ، فهى تنتقل فى خط مستقيم ومن ثم تقتصر على خط الرؤية . . واستعملت الهوائيات المثبتة على ابراج متباعدة لازالة تحديد فعالية الموجات الدقيقة فلم يحل هذا النظام مشكلة الاتصالات عبر المحيط .
وكان الحل لهذا هو اطلاق اقمار صناعية الى الفضاء تدور فى مدارات حول الارض . فمحطة اعادة للموجات الدقيقة اذا وضعت فى قمر صناعى على ارتفاع آلاف الاميال فوق الارض تستطيع الاستعداد فوق محيطات وقارات بأكملها .
الاتصال مع القمر
فى عام ١٩٤٦ اجرى سلاح الاشارة بالجيش الامريكى اتصالا راداريا مع القمر الطبيعى فامكن اجراء محادثة بين وشنطن وهاوى عن طريق انعكاس الاشارات على سطحه . وهكذا قام القمر بدور قمر صناعى للاتصالات وبسبب علوه المرتفع جدا ودورانه البطئ حول الارض لم يكن عمليا لتأمين الاتصالات العادية .
الاقمار السلبية والايجابية
القمر الصناعى سلبى وايجابى . . السلبى ابسط من الايجابى واكثر اعتمادا عليه فى حدود قدرته لانه يحمل اجهزة أو تجهيزات الكترونية قد تتوقف عن العمل . ويتطلب محطات ارضية مزودة باجهزة بث قوية للغاية واجهزة استقبال فائقة الحساسية ، لانه يمكنه فقط عكس الاشارات . والقمر الصناعى الايجابى يضخم الاشارات التى يحصرها ثم يعيد ارسالها .
ايكو ( ١ )
هو أول قمر صناعى تجريبى اطلقته - ناسا - وهو بالون ممعدن صنع من مطاط المايلربوليستر وغطى بطبقة رقيقة من الالمنيوم اطلق بصاروخ من الارض من طراز دلتا . وقد نجح اطلاقه نجاحا باهرا .
ايكو ( ٢ )
في ٢٥ يناير ١٩٦٤ م طور علماء ( ناسا ) - ايكو ( ٢ ) ورفع الى مداره بواسطة صاروخ ذى وقود سائل . ما حققه برنامج ايكو ( ٢ )
طور وجرب عمليا ، قمرا متينا طويل العمر من الأقمار السلبية الصناعية . طور أساليب ارضية محسنة القياس الانعكاسية الراديو لهذه الاقمار . طور طريقة تلفزيونية تراقب بها عملية انتفاخ هذه الاقمار . أتاح لامريكا فرصة الاشتراك مع روسيا فى برناهج تعاونى علمى.
أقمار الاتصالات الايجابية
كما قدمنا : القمر الايجابى يضخم الاشارة التى يتلقاها من احدى المحطات الارضية ثم يعيد ارسالها الى محطة اخرى . . وتحتاج هذه الاقمار لاجهزة ابسط فى المحطات الارضية التى يقترن عملها بها . بدأ عهد هذه الاقمار فى ديسمبر ١٩٥٨ م باطلاق صاروخ اطلس الى المدار قمرا امريكيا للجيش اسمه " سكور " . سجل سكور تحية عن الرئيس ايزونهاور وبثها باشارة تلقاها من محطة ارضية .
جاء بعده فى ٤ اكتوبر ١٩٦٠ القمر الصناعي الايجابى " كورير " وهو كرة زانتها ٥٠٠ باوند وقطرها ٥١ بوصة وله ٢٠ الف خلية شمسية تزوده بالطاقة ويحمل اربعة اجهزة استقبال ومثلها للارسال وخمس آلات تسجيل .
تلستار
طورت شركة " تلفون آند تغراف " الامريكية متعاونة مع ناسا مشروع تلستار .
وفي ١٠ يوليو ١٩٦٧ " طلقت ناسا ، تلستار ( ١ ) . ونجح المشروع نجاحا باهرا ، وتبادلت محطات التلفزيون الامريكية والأوربية نحو ٥٠ برنامجا تلفزيونيا بعضها اسود وابيض وبعضها ملون ، وجرت مكالمات هاتفية فى كلا الاتجاهين . ومن ثم توصيل نسخ طبق الاصل من الرسائل الاخبارية والصور التلغرافية . وفى اواخر ١٩٦٤ انشئت محطات ارضية اخرى فى ايطاليا والبرازيل والمانيا واليابان والسويد واسبانيا . وكف تلستار ( ١ ) عن العمل لعجزه عن الاستجابة للاشارات الصادرة من الأرض . ثم اطلق تلستار ( ٢ ) فى ٧ مايو ١٩٦٣ وقد اجريت فيه بضع تحسينات عن سلفه . وفى ١٧ يوليو ١٩٦٣ كف عن العمل الاسباب مجهولة بعد ان ادى مهمته خير اداء .
ريلاى
وفي ١٣ ديسمبر اطلقت ناسا ( ريلاى ) القمر الايجابى التجريبى وجرب فى الاتصالات بين اميركا الشمالية واوربا واميركا الجنوبية واليابان .
وفي السنة الاولى قام ريلاى بوظيفته بفعالية بل زاد على السنة ١٣ شهرا اضافية .
وفي ٣١ ينير ١٩٦٤ اطلق ريلاى ( ٢ ) بنجاح إلى مدار اعلى : قليلا من سلفه واستعمل هذا القمر الصناعى الايجابى بنجاح فى بث تلفزيونى للاخبار عبر الاطلنطى والباسفيكي .
مشروع سينكوم
هدف ناسا من هذا المشروع وضع اقمار ايجابية تعيد البث فى مدار متزامن - اى مدار يدور فيه القمر الصناعى : دورته حول الارض فى نفس المدة ( ٢٤ ) ساعة
التى تستغرقها دورة الارض دوره كاملة على محور وكان عليه ان يصل الى ارتفاع ٢٢٢٣٧ ميلا . ووضع سينكوم ( ١ ) فى مداره فى ١٤ فبراير ١٩٦٣ ثم اطلق بعد خمسة اشهر فى ٢٦ يوليو ، ووصل الى المدار المتزامن تقريبا . اما سينكوم ( ٢ ) فقد وصل إلى المدار المتزامن المقرر له . وهذا نجاح جبار فى التطور التقنى .
لقد اصبح سينكوم ( ٢ ) أول قمر اتصالات عالمى يدور فى مدار متزامن مع الارض . وقد اتاح أول اتصالات مباشرة بين امريكا الشمالية وافريقية ونقل أول مؤتمر تلفونى عالمى لرؤساء البلاد عبر القمر ، واول مؤتمر صحفى حول اقمار الاتصالات اللاسلكية . وحصل واذاع معلومات علمية تتعلق بشكل الارض فى حجمها وانبعاجها عند خط الاستواء .
ولكنه لم يحقق مدارا استوائيا اذ انحرف ٣٣ درجة عن خط الاستواء صاروخ دلتا الذي تولى رفعه . واطلق سينكوم ( ٣ ) فتحسن وضعه عن سابقه وتسنى وضعه فى مداره المتزامن الدائرى ، وباستخدام مروحة يحملها القمر تدور بماء الاوكسيجين بلغ القمر مداره المطلوب .
وهكذا اصبح سينكوم (٣ ) فى النطاق العملى ولكافة الاغراض ثابتا وكان الاول من نوعه واتاح بذلك ذروة مناسبة للمرحلة الاولى لبرنامج ناسا الخاص بقمر الاتصالات اللاسلكية التجريبى .
نتائج كبرى
في نهاية المرحلة الاولى ببرنامج ناسا التجريبي كان ممكنا استنتاج ان تقنية الفضاء كانت مناسبة لاستنباط شبكة اتصالات فى وقت مبكر . وقد اجريت مكالمات صوتية عبر الاقمار .
فوائد التلفزة عبر المحيط
القمر الصناعي ( ريلاى ١١ ) استخدم لنقل شريط انباء تلفزيونى فورى ، بين الولايات المتحدة واوروبا ، و ٣ الى اليابان خلال ثلاثة أيام فقط عقب حادثة اغتيال الرئيس كيندى . وشهدت شعوب اوروبا من الولايات المتحدة احداثا اخبارية بثت من اوروبا . ومنها استقبالات الرئيس كيندى اثناء جولته فى اوروبا . . وتغطية دورة الالعاب
الاولمبية الشتوية من اوروبا الى امريكا ، ومن اليابان بطوكيو فى اكتوبر ١٩٦٤ . لقد شهد هذه لالعاب اكثر من ٥٠ مليون اوربى فى نفس اليوم . كما استخدم ريلاى (١) فى تجارب طبية رائعة .
استعمالات تجارية
قرر الكونجرس فى ٢١ اغسطس ١٩٦٣ وضع الاستغلال التجارى لاقمار الاتصالات فى يد شركة خاصة وفي مستهل ١٩٦٥ حصلت الشركة على موافقة ٢٠ دولة للمساهمة معها فى شركة تجارية للاتصالات بواسطة الاقمار الصناعية .
مسائل تقنية
ومن بين هذه المسائل ، مسألة التأخر الزمني الذى يقترن باقمار الارتفاع المتزامن والابحاث مستمرة بهذه المشكلة .
مشروع قمر التطبيقات التقنية
ان الزيادة المستمرة فى قدرة صواريخ الاطلاق الرائعة وما يقابل ذلك من تحسن فى فنون الملاحة الفضائية افضت الى برنامج للتحقق من التقنية المشتركة بالنسبة لعدد من التطبيقات فى حقل الاقمار . وكذلك اخضاع هذه التقنية للاختبار العملى . ويتبنى المشروع برنامج خمس تجارب طيران تستمر حتى سنة ١٩٦٩ .
المستقبل
وتشكل التقنية التى يجرى تطويرها فى برنامج قمر التطبيقات التقنية اساسا لمشروعات المستقبل الرائعة .
وناسا تضع مؤقتا مع هذا الاعتبار " قمر ملاحة " تقوم بدراسته الآن لاطلاقه فى غضون بضع سنوات . وسيقرر هذا القمر امكان استخدام الأقمار الصناعية كمعينات ملاحية للسفن والطائرت عابرات المحيطات ، ولمراقبة حركة المرور الجوى ، ولتنسيق عمليات الانقاذ فى الطوارئ الجوية والبحرية ، ولتتبع الاقمار الصناعية وسفن الفضاء الاخرى ، وللاتصالات بين نقط التوصيل الصغيرة المتحركة مثل السفن والطائرات . ويتوقع تحقيق مزيد من التقدم فى حقل اقمار الاتصالات الفائقة القوة المسماة بالاقمار .
