المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
نظرية زحزحة القارات وحركة الصفائح Plate Tectonic and Drifting Continents
2024-11-24
نظرية ثاني اوكسيد الكاربون Carbon dioxide Theory
2024-11-24
نظرية الغبار البركاني والغبار الذي يسببه الإنسان Volcanic and Human Dust
2024-11-24
نظرية البقع الشمسية Sun Spots
2024-11-24
المراقبة
2024-11-24
المشارطة
2024-11-24



الاتصالات عبر الأقمار الصناعية  
  
913   01:40 صباحاً   التاريخ: 2023-06-04
المؤلف : مايكل جيه نيوفلد
الكتاب أو المصدر : رحلات الفضاء
الجزء والصفحة : ص89–94
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء الحديثة / علم الفلك / تاريخ وعلماء علم الفلك /

على غرار الأقمار الصناعية الاستطلاعية تعود أفكار استخدام المركبات الفضائية في الاتصالات العالمية إلى نهاية الحرب العالمية الثانية وثورة الصواريخ التي أطلقتها صواريخ «في-2». في أكتوبر 1945، اقترح مؤلّف الخيال العلمي وداعية الفضاء آرثر سي كلارك، الذي كان آنذاك ضابط رادار صغيرًا في سلاح الجو الملكي البريطاني، أنَّ ثلاث منصات ثابتة بالنسبة إلى الأرض يُمكنها توفير اتصالات عالمية. وبالنظر إلى التكنولوجيا المتاحة في ذلك الوقت، تخيَّلها كمحطات تحت إدارة بشرية؛ لأنه، بالطبع، قد تكون هناك حاجةٌ إلى شخص ما لتغيير الأنابيب المفرَّغة. كانت فكرة كلارك مُستبصرة، لكنها كانت غريبة وتم تجاهلها لبعض الوقت. وعندما انطلق سباق الفضاء في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي جربت القوات المسلحة الأمريكية، ووكالة ناسا والشركات الخاصة عدة أفكار مختلفة لأنظمة آلية، بما في ذلك البالونات العملاقة أو حزام الإبر النُّحاسية لعكس الإشارات، ومركبات الاتصالات في مدار الأرض المنخفض التي تستخدم تقنية «تخزين البيانات وإرسالها»، وأيضًا أفكار مدار الأرض الجغرافي الثابت. وقد خططت شركة «إيه تي آند تي» – عملاق الاتصالات عن بعد – لكوكبة مدار الأرض المنخفض استنادًا إلى قمرها الصناعي «تيلستار» الذي جرى إطلاقه في يوليو 1962. وتركت عمليات البث بين أوروبا وأمريكا الشمالية التي نقلها «تيلستار» انطباعًا عميقًا على العالم بأسره، على الرغم من أن كلا منها استغرق حوالي خمس عشرة دقيقة فقط نظرًا إلى أنَّ المركبة الفضائية سرعان ما خرجت من النطاق؛ إذ بشَّرت بعالم جديد من الاتصالات العالمية الفورية. حتى قبل إطلاق «تيلستار»، كان مفهوم شركة «إيه تي آند تي» لنظام مدار الأرض المنخفض الذي يُديره القطاع الخاص يخسر بالفعل. أرادت إدارة كينيدي، المهتمة أكثر بالفوز على الاتحاد السوفييتي في إنشاء نظام عالمي تعزيز النفوذ الأمريكي على الغرب والعالم النامي. بالتوازي مع قرار «أبولو»، بدأت الإدارة الأمريكية دراسة للاتصالات الفضائية في عام 1961 التي أدت إلى قانون وقعه الرئيس في نهاية أغسطس 1962، وأُسست شركة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية (التي تُعرف اختصارا بـ COMSAT أو كومسات). وأصبحت شركة «إيه تي آند تي» مجرد واحدة من حاملي الأسهم. كما قامت وكالة ناسا بتمويل تجارب منافسة، لا سيما المركبة الفضائية للاتصالات المتزامنة «سينكوم» التي تبنيها هيوز للطائرات لتدور في مدار الأرض الجغرافي الثابت. وأثبتت «سينكوم 2» و«سينكوم 3» في عامي 1963 و1964 جدوى فكرة الأقمار الصناعية الروبوتية التي تدور في مدار الأرض الجغرافي الثابت. وفي غضون ذلك، شرعت «كومسات» في مجموعة من المفاوضات العالمية، على النحو المنصوص عليه في القانون، مما أدى إلى إنشاء المنظمة الدولية للاتصالات السلكية واللاسلكية عبر الأقمار الصناعية (إنتلسات) في عام 1964، بالتعاون مع شركات الهاتف المملوكة للحكومة في الغالب في دول الغرب والدول النامية. وتبنَّت هذه المنظمة نسخة من «سينكوم»، تحت إدارة شركة «كومسات». وتم وضع أول مركبة فضائية لها، «إنتلسات 1» أو «إيرلي بيرد»، فوق المحيط الأطلنطي في أبريل 1965. وتبع ذلك الجيل الثاني من الأقمار الصناعية ذات السعة العالية في 1966 - 1967، والجيل الثالث في 1968 - 1970، وبدأ الجيل الرابع في 1971. وبسبب أعطال الأقمار الصناعية، ظهرت بالفعل التغطية العالمية الدائمة في بداية السبعينيات.10

شكل: أصبح «إنتيلسات 1»، الملقب بـ «إيرلي بيرد»، أول قمر صناعي تجاري للاتصالات في المدار الجغرافي الثابت في العالم عندما تم إيقافه فوق المحيط الأطلنطي في أبريل 1965. في هذه الصورة الدعائية، يوجد نموذج مركبة فضائية فوق مجموعة من الهواتف، حيث كانت المكالمات الطويلة المدى هي الوظيفة الأساسية لإيرلي بيرد وبمرور الوقت، استحوذت الكابلات البحرية على الاتصالات الهاتفية وسيطرت الأقمار الصناعية التجارية على البثّ التليفزيوني لمسافات طويلة (المصدر: متحف الطيران والفضاء الوطني التابع لمؤسسة سميثسونيان).

 

رفض السوفييت بطبيعة الحال هذا النظام الذي يُسيطر عليه الأمريكيون وأبعدوا حلفاءهم عنه وأطلقوا أول أقمار الاتصالات التجريبية العسكرية الذي أطلقوا عليه «مولنيا» (أو «لايتنينج») في عامي 1964 و1965، وكانوا رائدين في المدارات الإهليلجية التي تم تبنيها فيما بعد بواسطة مركبات الإنذار المبكّر ضدَّ الصواريخ الخاصة بهم. كانت الأقمار الصناعية الموجودة في مدار الأرض الجغرافي الثابت شديدة القُرب من الأفق في مناطق القطب الشمالي من الاتحاد السوفييتي، أما المدارات الاستوائية فكان من الصعب الوصول إليها من مواقع الإطلاق السوفييتية ذات خطوط العرض العالية ومن ثم فهي تتطلب تطويرًا مُعزّزًا جديدًا. ولذا كانت المدارات القطبية الإهليلجية للغاية التي كانت المركبة الفضائية تدور فيها فوق نصف الكرة الشمالي حلًّا جيدًا، ولكنه حلٌّ يتطلب عدة أقمار صناعية من سلسلة «مولنيا» في مستوياتٍ مدارية مختلفة بحيث يكون أحدها على الأقل في الأعلى في أي وقت. نظرًا إلى برنامج الفضاء الوحدوي الذي يسيطر عليه الجيش في الاتحاد السوفييتي، جاء المستخدمون العسكريون أولًا، ولكن تم استخدام المركبة الفضائية أيضًا لِبَثَّ قنوات التليفزيون المدني عبر مساحة شاسعة من الأراضي السوفييتية. وفي أواخر السبعينيات، بدأ السوفييت أيضًا في نشر الأقمار الصناعية في مدار الأرض الجغرافي الثابت كمكمل.

بعد أن قررت وزارة الدفاع الأمريكية لفترة وجيزة الاعتماد على النظام المدني، بدأت في إطلاق أقمارها الصناعية للاتصالات في عام 1966 وأنشأت نظامًا كاملًا للأقمار الصناعية في المدار الجغرافي الثابت للأرض يبدأ في عام 1971. وقد كان أحد الاعتبارات الرئيسية هو الحفاظ على مستوى كافٍ من الأمن لرسائل القيادة والتحكُّم المهمة، لا سيما أثناء خوض حرب نووية عالمية. كان من الضروري أن تصل «رسائل الاشتباك العاجلة» – الأوامر الرئاسية لإطلاق الأسلحة النووية – إلى غواصات الصواريخ الباليستية في البحر وإلى القواعد عبر البحار، مما يعكس النطاق العالمي للانتشار العسكري الأمريكي. وبالتالي، يمكن أن تُسهم الاتصالات عبر الأقمار الصناعية في وضع نهاية للعالم، ولكن كما هو الحال مع كل جانب آخر من منطق الأسلحة النووية مُتعدِّد الأوجه، فقد عزّزت أيضًا مصداقية الرادع الأمريكي وقللت من احتمال الحرب. نظرًا إلى تزايد إمكانيات الاتصالات الدفاعية، فقد زاد حتمًا الاعتماد عليها في جميع مستويات الرسائل، وليس فقط الأكثر أهمية. بدأت وزارة الدفاع الأمريكية والقوات المسلحة في إطلاق مجموعة متنوعة من الأقمار الصناعية التي تحملت جزءًا من العبء الذي كانت تتحمله سابقًا أنظمة أرضية وأجهزة إرسال موجات الراديو بعيدة المدى وكابلات تحت سطح البحر. وقد اتضح أنَّ هذا لم يكن كافيًا؛ إذ زاد تأجير الدوائر التجارية أيضًا، مما وفر مصدرًا رئيسيًّا للأعمال لشركات الأقمار الصناعية الخاصة بحلول نهاية الحرب الباردة وما بعدها، أصبحت الهيمنة العالمية للولايات المتحدة معتمدةً على البنية التحتية الفضائية في الاتصالات، ولكن أيضًا في المراقبة والملاحة، مما خلق ثغرةً شجّعت بعض الاستراتيجيين المنتسبين إلى القوات الجوية الأمريكية على القول بأنَّ أمريكا يجب أن تنشر أسلحة مدارية للسيطرة على الفضاء القريب من الأرض. مما قد يسفر على الأرجح عن انطلاق سباق تسلُّح جديد.11

ومع ذلك، يجب ألا تحجب المبادرة الحكومية التي تقودها الحرب الباردة وملكيتها لمعظم البنية التحتية لأقمار الاتصالات أنها أصبحت القطاع الأول – ولمدة عقدين على الأقل – القطاع الوحيد الذي يتم فيه تحقيق أرباح من الأنشطة الفضائية غير الممولة من قبل الحكومات. كما أن الأموال المكتسبة من إجراء المكالمات الهاتفية والبث التليفزيوني ستسمح في نهاية المطاف لشركات الاتصالات والشركات الجديدة بالخروج من نظام كومسات / إنتلسات الاحتكاري. وأصبحت الاتصالات المحلية أول منطقة مستقلة؛ حيث أنشأت كندا في عام 1971 النظام الوطني الثاني بعد الاتحاد السوفييتي. وفي العام التالي، أعلنت لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية «سياسة السماوات المفتوحة» التي سمحت للشركات بإطلاق مركبة فضائية للخدمة المحلية، مما يعكس في المقام الأول انخفاض تكلفة إرسال التليفزيون من الساحل إلى الساحل بهذه الطريقة. في حين أن المكالمات الهاتفية عبر الأقمار الصناعية لم تكن قادرةً على المنافسة محليا وسرعان ما سقطت دوليًا نظرًا إلى توفر أفضل كابلات الألياف الضوئية والكابلات النحاسية تحت سطح البحر، ظل التليفزيون العالمي أساس أعمال الأقمار الصناعية الخاصة بالاتصالات. عندما أصبحت الأقمار الصناعية أكبر وأكثر قوة، أصبح البثُ المباشر لأطباق أصغر ممكنا في الثمانينيات للسفن في البحر وفي النهاية لمنازل الأفراد.

أدى توسع الشركات، الذي عزّزَته عودة أيديولوجية السوق الحرة في الغرب في الثمانينيات والتسعينيات، إلى انفصال كلٌّ من «كومسات» و«إنتلسات» (وأيضًا «إنمارسات»، وهي منظمة دولية موازية للملاحة البحرية ومُستخدمي أجهزة المحمول) في حوالي عام 2000، وأصبحت شركات تجارية متنافسة للغاية. كما شهدت التسعينيات ازدهارا في شركات مدار الأرض المنخفض الجديدة التي تضم العديد من الأقمار الصناعية، ولا سيما شركة «إيريديوم»، التي أسستها شركة الإلكترونيات «موتورولا». أنشأت «إيريديوم» نظامًا عالميًّا للهواتف الفضائية، مُبرِّرة ذلك جزئيا بتقديم خدمة للبلدان النامية التي أخفقت الأنظمة الثابتة بالنسبة إلى الأرض في توفير الخدمة لها. لكن «إيريديوم» كانت بمثابة إخفاق مذهل في السوق، حيث وأدَتْ أنظمة الهواتف الخلوية الأرضية الطلب على الهواتف الفضائية باهظة الثمن والثقيلة وأفلست الشركة بعد أشهر فقط من إطلاق أقمارها الصناعية الأولى في أواخر عام 1998. ولكن سرعان ما أُعيد إحياؤها في عام 2001 بسبب دعم وزارة الدفاع الأمريكية لها؛ حيث وجدت وزارة الدفاع أنَّ الاتصال الهاتفي إلى المناطق النائية مثل أفغانستان مهم. وقد فقد المالكون الأصليون استثماراتهم، إلَّا أنَّ «إيريديوم» تُواصِل حتى يومنا هذا كونها مؤسسة خاصة، بل إنها تُطلق كوكبة جديدة من الأقمار الصناعية، ويرجع الفضل في ذلك إلى الأعمال العسكرية وبعض المشروعات الإعلامية.12

في الوقت الذي فيه ظلت أنظمة مدار الأرض الجغرافي الثابت هي المسيطرة، ظهرت موجة مضاربة جديدة من أنظمة مدار الأرض المنخفض بعد عام 2010، استنادًا إلى أفكار لنشر الوصول العالمي إلى الإنترنت عبر المركبات الفضائية، من بين تطبيقات أخرى. ومن السابق لأوانه معرفة كيف سيتم ذلك، ولكن في عالم مُشبَّع بأنظمة الاتصالات عبر كابلات الألياف الضوئية والأقمار الصناعية، ومع توقع أنَّ الوصول إلى شبكة الكمبيوتر سيكون متاحًا قريبًا من أي مكان على الأرض أو فوقها، ستظلُّ البنية التحتية حاسمة الأهمية للأداء العالمي. إنَّ القوى السياسية والاقتصادية والثقافية والعسكرية التي تدفع العولمة أكبر بكثير من الاتصالات عبر الأقمار الصناعية، ولكن ثمة شكٍّ في أن التكنولوجيا كانت قناةً رئيسية لعولمة الأعمال، والثقافة والترفيه والقوة العسكرية، وكل القطاعات الأخرى.

________________________________________________________

هوامش

(10) Roger D. Launius, “Global Instantaneous Telecommunications and the Development of Satellite Technology,” in Launius and McCurdy, NASA Spaceflight, 57–87.

(11) On advocacy for deploying weapons, and on comsats in the U.S. military, see the contributions of Everett C. Dolman, “Astropolitics and Astropolitik Strategy and Space Deployment,” and Rick W. Sturdevant, “Giving Voice to Global Reach, Global Power: Satellite Communications in U.S. Military Affairs, 1966–2007,” respectively, in Gillespie and Weller, Harnessing the Heavens, 111–133 and 191–213.

(12) Martin J. Collins, A Telephone for the World: Iridium, Motorola, and the Making of a Global Age (Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2018).




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.