اهمیت مدار 36 هزار کیلومتری چیست؟

گروه سیاسی - محمود موحد در یادداشتی نوشت: مقام معظم رهبری در بیانات اخیرشان (17 اردیبهشت‌) با اشاره به قرار دادن ماهواره نور در مدار نزدیک به زمین (LEO) فرمودند: «همین دست خواهد توانست چند صباح دیگر همین ماهواره را به مدار ۳۶ هزار کیلومتری برساند که مورد نظر ما است؛ ما میخواهیم ماهواره به مدار ۳۶ هزار کیلومتری [برسد]». اشاره ایشان به مدار زمین آهنگ (Geostationary Oribt, GEO) است. در یادداشت قبلی توضیحی مقدماتی در خصوص سه مدار مهم اطراف زمین دادیم. حال در این یادداشت اجمالاً بررسی می‌کنیم چرا قرار دادن ماهواره در مدار زمین آهنگ (GEO) مهم است؟

به گزارش بولتن نیوز، مدار GEO مداری دایروی است که در ارتفاع 35.786 کیلومتری بالای خط استوا قرار گرفته است . ماهواره در نتیجه تعادل بین نیروی جاذبه زمین و نیروی گریز از مرکز، در آن مدار، طی 23 ساعت و 56 دقیقه و 4 ثانیه به دور زمین می‌چرخد. از آنجایی که این زمان همگام با زمانی است که زمین برای گردش به دور محور خود نیاز دارد، ماهواره‌ای که در مدار زمین‌آهنگ قرار می‌گیرد، از دید فردی که از زمین به آن نگاه می‌کند، ثابت به نظر می‌آید. دلیل نام‌گذاری این مدار به «زمین‌آهنگ» هم همین است. از آنجایی که ماهواره در این مدار یک سوم زمین را پوشش می‌دهد، با قرار دادن سه ماهواره در این مدار تقریباً می‌توان تمام کره زمین را (بجز مناطق قطبی) پوشش داد. همچنین برای ارتباط با ماهواره موجود در مدار GEO آنتن روی زمین می‌تواند همواره در یک جهت تنظیم شود. به دلیل همین ویژگی‌های منحصر به فرد، مدار GEO یک منبع راهبردی برای کاربری‌های مخابراتی، پخش و هواشناسی است.

 ماهواره‌ها از طریق سیگنال‌های رادیویی عمل می‌کنند و از طیف فرکانس رادیویی برای ارائه خدمات استفاده می‌کنند. طیف فرکانس رادیویی، یک باند مشخص از طیف الکترومغناطیسی است که اجازه می‌دهد ماهواره با زمین ارتباط برقرار کند. بنابراین ماهواره‌ها برای اینکه بتوانند در مدار GEO عمل کنند نیاز به موقعیت مداری و فرکانس تخصیص‌یافته دارند. با توجه به مزایای سیاسی، اقتصادی و اجتماعی ناشی از کارکرد ماهواره‌ها در مدار GEO، در 50 سال گذشته، درخواست‌ها و رقابت برای موقعیت‌های مداری و فرکانس در این مدار به شدت افزایش یافته است. اتحادیه بین‌المللی مخابرات (ITU) نهاد بین‌المللی مسئول تخصیص این فرکانس‌ها و موقعیت مداری برای ماهواره‌ها است. با توجه به محدودیت‌های فرکانسی و محدودیت‌های فنی عملکرد ماهواره‌ها در فضا (به عنوان مثال لزوم حفظ فاصله متناسب با سایر ماهواره‌ها جهت جلوگیری از تداخل و یا تصادم احتمالی) مدار GEO یک منبع محدود است یعنی در زمان واحد تعداد مشخصی ماهواره می‌تواند در آن قرار گرفته و فعالیت کند. این محدودیت ذاتی باعث شده است که ایجاد تعادل میان دسترسی منصفانه و برابر به این مدار و بهره‌برداری بهینه، کارآمد و اقتصادی‌ از آن امری دشوار باشد.

 ماده 44 اساسنامه ITU منافع کشورهای در حال توسعه را در مدیریت موقعیت مداری و طیف فرکانس رادیویی به رسمیت می‌شناسد. سازوکار اصلی تخصیص موقعیت مداری و فرکانس رادیویی روش موسوم به a posteriori بود (که عموماً مورد اعتراض کشورهای درحال توسعه قرار گرفته). این بدین معنی است که هر دولتی که زودتر بتواند ماهواره خود را در مدار قرار دهد از منافع موقعیت مداری و فرکانس رادیویی بهره‌مند خواهد شد (first-come, first-served). حق بهره‌برداری از یک موقعیت مداری مشخص موقت است و منجر به حق مالکیت نمی‌شود، اما موجب این می‌شود که در زمان بهره‌برداری، از بهره‌بردار در قبال تعرض دیگران حمایت شود. از دهه 80 میلادی، عمدتاً به درخواست کشورهای توسعه‌یافته، سازوکار دیگری موسوم به a priori برای تخصیص موقعیت/فرکانس ایجاد شد، که تنها بر خدمات ثابت ماهواره‌ای (FSS) اعمال می‌شوند. بر اساس این سازوکار هر دولت یک موقعیت مداری و یک فرکانس برای کارکردهای مخابراتی دریافت می‌کند.

 اولین مجموعه کامل سیستم مخابراتی ماهواره‌ای جهانی حدوداً 51 سال پیش در سال 1969 میلادی در مدار GEO قرار گرفت. این مجموعه شامل 7 ماهواره بود. سازمان ارتباطات ماهواره‌ای اروپایی (EUTELSAT) نیز که در سال 1977 میلادی تاسیس شد، امروزه 37 ماهواره در مدار GEO دارد که این ماهواره‌ها برای پخش 7000 شبکه تلویزیونی و 1100 شبکه رادیویی استفاده می‌شود. مدار زمین‌آهنگ، یک منبع محدود و ارزشمند است. فعالیت در این مدار در کنار حساسیت‌های سیاسی، حساسیت‌های فنی هم دارد، به عنوان مثال فعالیتی که منجر به تولید زباله (debris) در این مدار شود، به دلیل ویژگی خاص و محدودیت فضای آن، اثری مخرب‌تر خواهد داشت. امید است با تلاش متخصصین و تمهید توانمندی‌های فنی و مالی لازم، امکان بهره‌مندی از این مدار برای کشورمان فراهم شود.