مدار ثابت في الفضاء

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
محاكاة لمجموعة من 4 أقمار صناعية في مدار ثابت بالنسبة للأرض

المدار الثابت بالنسبة للأرض ، أو المدار الاستوائي المتزامن بالنسبة للأرض ( AEO )، أو مدار المريخ الثابت بالنسبة للأرض هو مدار دائري متزامن بالنسبة للأرض ( ASO) على ارتفاع 17032 كم (10583 ميل ) تقريبًا فوق خط استواء المريخ ويتبع اتجاه دوران المريخ.  

يدور جسم في مدار كهذا حول الأرض، وتكون مدة دورانه مساوية لمدى دوران المريخ حول محوره، ولذلك يبدو للمراقبين من الأرض ثابتًا في مكانه في السماء. وهو ما يُشابه المدار الثابت بالنسبة للأرض (GEO) على المريخ، حيث تبعد عنه مسافة تُقارب نصف مسافة المدار الثابت بالنسبة للأرض. أما البادئة "أريو " فهي مشتقة من "آريس" ، إله الحرب عند الإغريق القدماء، والذي يُقابله الإله الروماني "مارس" ، والذي كان يُرتبط به كوكب المريخ.

على الرغم من أن ذلك سيسمح بالاتصال المستمر ومراقبة سطح المريخ، إلا أنه لم يتم وضع أي أقمار صناعية في هذا المدار بسبب التعقيد التقني لتحقيقه والحفاظ عليه. [ 1 ] [ 2 ]

صفات

يمكن حساب نصف قطر المدار الثابت باستخدام قانون كبلر الثالث .

تي2=(4π2جيم)أ3{\displaystyle T^{2}=\left({4\pi ^{2} \over {GM}}\right)a^{3}}

أين:

عاملتعريفقيمة
تيفترة التناوب88,642 ثانية
جيثابت الجاذبية6.674×10 −11 نيوتن.متر مربع /كجم مربع
مكتلة الجسم المركزي6.4171×10 23 كجم
أالمحور شبه الرئيسي20428 كم

باستبدال كتلة المريخ بـ M واليوم النجمي المريخي بـ T، وحساب نصف المحور الأكبر، نحصل على نصف قطر مدار متزامن يبلغ 20,428 كم (12,693 ميل)   فوق سطح خط استواء المريخ. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] وبطرح نصف قطر المريخ، نحصل على ارتفاع مداري يبلغ 17,032 كم (10,583 ميل) .  

يوجد خطان طوليان ثابتان - 17.92 درجة غربًا و167.83 درجة شرقًا. تميل الأقمار الصناعية الموضوعة عند أي خط طول آخر إلى الانجراف نحو هذين الخطين الطوليين الثابتين بمرور الوقت. [ 5 ] [ 6 ]

دراسة الجدوى

تُصعّب عدة عوامل وضع مركبة فضائية في مدار ثابت بالنسبة للأرض مقارنةً بالمدار الثابت بالنسبة للأرض. فبما أن المدار الثابت بالنسبة للأرض يقع بين قمري المريخ الطبيعيين ، فوبوس ( نصف المحور الأكبر : 9376 كم) وديموس (نصف المحور الأكبر: 23463 كم)، فإن أي قمر صناعي في هذا المدار سيعاني من زيادة في تكاليف الحفاظ على موقعه المداري نتيجةً لتأثيرات الرنين المداري غير المرغوب فيها . كما أن جاذبية المريخ أقل كروية بكثير من جاذبية الأرض بسبب النشاط البركاني غير المنتظم (مثل جبل أوليمبوس ). وهذا يُحدث اضطرابات جاذبية إضافية غير موجودة على الأرض، مما يزيد من عدم استقرار المدار. ويُضاف إلى ذلك ضغط الإشعاع الشمسي والاضطرابات الناجمة عن الشمس، كما هو الحال في المدار الثابت بالنسبة للأرض. ويزداد وضع قمر صناعي في مثل هذا المدار تعقيدًا بسبب بُعده عن الأرض والتحديات المرتبطة به، والتي تُواجهها أي مهمة مُحتملة إلى المريخ . [ 2 ] [ 6 ] [ 7 ]

الاستخدامات

ستتيح الأقمار الصناعية في مدار ثابت بالنسبة للأرض إمكانية نقل كميات أكبر من البيانات من سطح المريخ بسهولة أكبر من الطرق الحالية. كما ستكون الأقمار الصناعية في هذا المدار مفيدة لرصد أحوال الطقس على المريخ ورسم خرائط سطحه. [ 8 ]

في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، استكشفت وكالة ناسا جدوى وضع أقمار صناعية للاتصالات في مدار حول الأرض كجزء من شبكة اتصالات المريخ. وينص هذا المفهوم على أن يقوم قمر صناعي مُرحِّل في مدار ثابت حول الأرض بنقل البيانات من شبكة من المركبات الهابطة وأقمار صناعية أصغر في مدارات منخفضة حول المريخ إلى الأرض. [ 9 ] [ 10 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ لاي، ن.؛ تشيتوم، س.؛ موجارادي، هـ.؛ نيل، ج. (15 نوفمبر 2001). "تطوير تقنيات أجهزة الإرسال والاستقبال منخفضة الطاقة لتطبيقات الاتصالات الموضعية" ( ملف PDF) . تقرير التقدم لشبكة IPN 42-147 . 42 (147): 22. رمز Bibcode : 2001IPNPR.147A...1L . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه في 9 فبراير 2012 .
  2. 1 2 روميرو، ب.؛ بابلوس، ب. بارديراس، ج. (2017/07/01). "تحليل تحديد المدار من خلال التتبع الأرضي لأقمار الترحيل في مدار مستقر مستقر" . اكتا أسترونوتيكا . 136 : 434– 442. بيب كود : 2017AcAau.136..434R . دوى : 10.1016/j.actaastro.2017.04.002 . ISSN 0094-5765 . 
  3. ↑ لودرز، كاثرين ؛ فيجلي، بروس (1998). دليل عالم الكواكب. مطبعة جامعة أكسفورد. ص 190. ISBN 0-19-511694-1.
  4. ↑ ويرتز، جيمس؛ إيفريت، ديفيد؛ بوشيل، جيفري (2018). هندسة مهمات الفضاء: منهجية SMAD الجديدة . تورانس، كاليفورنيا: دار نشر مايكروكوزم. ص 220. ISBN  978-1-881-883-15-9.
  5. 1 2 "الحفاظ على الموقع في مدار المريخ" . www.planetary.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-11-2017 .
  6. 1 2 سيلفا، خوان؛ روميرو، بيلار (أكتوبر 2013). "تحديد خطوط الطول المثلى للحفاظ على موقع الأقمار الصناعية الثابتة في المدار" . علوم الكواكب والفضاء . 87 : 14-18 . Bibcode : 2013P & SS...87...14S . doi : 10.1016/j.pss.2012.11.013 . ISSN 0032-0633 . تم الاطلاع عليه في 30 ديسمبر 2023 - عبر Elsevier Science Direct. 
  7. ↑ لاكداوالا، إميلي (27 يونيو 2013). "الحفاظ على الموقع في مدار المريخ" . الجمعية الكوكبية . تم الاسترجاع في 31 ديسمبر 2023 .
  8. ↑ مونتابون، لوكا؛ نيكولاس، هيفنز (15 يوليو 2020)، "مراقبة المريخ من مدار ثابت في الغلاف الجوي: الفوائد والتطبيقات" (ملف PDF) ، علوم الكواكب والمسح العشري 2023-2032
  9. ↑ بهاسين، كول؛ هايدن، جيف؛ أغري، جوناثان؛ كلير، لورين؛ يان، تسون-يي (سبتمبر 2001). تقنيات الاتصالات والشبكات المتقدمة لاستكشاف المريخ (ملف PDF) . المؤتمر الدولي التاسع عشر لأنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية . تاريخ الاسترجاع: 10 يناير 2024 .
  10. ↑ هاستروب، آر سي؛ بيل، دي جيه؛ سيزارون، آر جيه (2003). "شبكة المريخ لتمكين المهمات منخفضة التكلفة". أكتا أسترونوتيكا . 52 ( 2-6 ): 227-235 . Bibcode : 2003AcAau..52..227H . doi : 10.1016/S0094-5765(02)00161-3 .
  • شبكة المريخ - مارساتس - موقع ناسا التاريخي المخصص للبنية التحتية المقترحة للاتصالات لاستكشاف المريخ
  • عرض النطاق الترددي المتاح من قمر صناعي ثابت في المدار