برنامج كوسباس-سارسات الدولي

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

الشعار كما كان مستخدماً حتى عام 1992

برنامج كوسباس-سارسات الدولي هو مبادرة للبحث والإنقاذ بمساعدة الأقمار الصناعية . وهو منظمة غير ربحية ، حكومية دولية ، تعاونية إنسانية ، قائمة على معاهدة ، تضم 45 دولة ووكالة (انظر مربع المعلومات). [ 2 ] يهدف البرنامج إلى رصد وتحديد مواقع أجهزة إرسال إشارات الطوارئ اللاسلكية التي يتم تفعيلها من قبل الأشخاص أو الطائرات أو السفن المنكوبة، وإرسال معلومات التنبيه هذه إلى السلطات المختصة لاتخاذ إجراءات الإنقاذ. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] تدعم الدول الأعضاء توزيع تنبيهات الاستغاثة باستخدام كوكبة من حوالي 65 قمراً صناعياً تدور حول الأرض، تحمل أجهزة إرسال واستقبال ومعالجات إشارات قادرة على تحديد موقع أي جهاز إرسال طوارئ على سطح الأرض، يبث على تردد كوسباس-سارسات البالغ 406 ميجاهرتز. 

يتم رصد إشارات الاستغاثة وتحديد مواقعها وإرسالها إلى أكثر من 200 دولة وإقليم دون أي تكلفة على مالكي أجهزة الإرسال أو الجهات الحكومية المتلقية. [ 6 ] تم ابتكار نظام كوسباس-سارسات وإطلاقه من قبل كندا وفرنسا والولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي السابق في عام 1979. [ 7 ] جرت أول عملية إنقاذ باستخدام تقنية كوسباس-سارسات في 10 سبتمبر 1982. ووقعت هذه الدول الأربع ، بصفتها "أطرافًا" في الاتفاقية، على الاتفاقية النهائية للمنظمة في 1 يوليو 1988 .  

مصطلح Cospas-Sarsat مشتق من COSPAS (КОСПАС)، وهو اختصار من الكلمة الروسية " Космическая Система Поиска Аварийных Судов" ( النص اللاتيني : "Cosmicheskaya Sistema Poiska Avariynyh Sudov" )، ويعني "النظام الفضائي لتحديد المواقع". السفن في حالة استغاثة"، و"سارسات"، وهو اختصار لعبارة "التتبع بمساعدة الأقمار الصناعية للبحث والإنقاذ". [ 8 ]

خلفية

يُعرف نظام كوسباس-سارسات بقدرته على رصد وتحديد مواقع إشارات الاستغاثة التي تُفعّلها الطائرات والسفن والأفراد أثناء ممارستهم الأنشطة الترفيهية في المناطق النائية، ثم إرسال هذه الإشارات إلى سلطات البحث والإنقاذ . تتوفر إشارات الاستغاثة التي يمكن لنظام كوسباس-سارسات رصدها (إشارات بتردد 406 ميجاهرتز حاليًا) من عدة مصنّعين وسلاسل توريد. ولا يقوم نظام كوسباس-سارسات بتصنيع أو بيع هذه الإشارات.

بين سبتمبر 1982 وديسمبر 2023، قدم نظام كوسباس-سارسات المساعدة في إنقاذ ما لا يقل عن 63,745 شخصًا في 19,883 عملية بحث وإنقاذ. وفي عام 2023، ساهم نظام كوسباس-سارسات في إنقاذ ما يقارب تسعة أشخاص يوميًا في المتوسط. وفي الأعوام 2021 و2022 و2023 (وهي أحدث الأعوام التي جُمعت عنها الإحصاءات)، شملت مساعدة كوسباس-سارسات ما يلي: [ 9 ]

فعاليات المساعدة التابعة لبرنامج كوسباس-سارسات حسب السنة
سنةتم إنقاذ الناسأحداث البحث والإنقاذالطيرانأرضالبحرية
20233109107620%44%36%
20223223114420%39%41%
20213623114918%45%37%

هذه الإحصائيات تقلل من عدد الأحداث التي قدمت فيها منظمة كوسباس-سارسات المساعدة، لأنها لا تشمل إلا الحالات التي يتم فيها تقديم تقرير دقيق من موظفي البحث والإنقاذ عبر قنوات الإبلاغ إلى أمانة كوسباس-سارسات.

لا تقوم منظمة كوسباس-سارسات بعمليات البحث والإنقاذ، فهذه مسؤولية الإدارات الوطنية التي قبلت مسؤولية البحث والإنقاذ في مناطق جغرافية مختلفة من العالم (عادةً ما تكون نفس المنطقة الجغرافية التي تغطيها معلومات الطيران ). وتقوم كوسباس-سارسات بتزويد هذه السلطات ببيانات الإنذار.

يتعاون نظام كوسباس-سارسات مع وكالات تابعة للأمم المتحدة ، مثل منظمة الطيران المدني الدولي (إيكاو)، والمنظمة البحرية الدولية (IMO)، والاتحاد الدولي للاتصالات (ITU)، وغيرها من المنظمات الدولية، لضمان توافق خدمات الإنذار في حالات الاستغاثة التابعة لنظام كوسباس-سارسات مع احتياجات ومعايير وتوصيات المجتمع الدولي. [ 10 ] يُعدّ نظام كوسباس-سارسات أحد عناصر النظام العالمي للاستغاثة والسلامة البحرية (GMDSS) التابع للمنظمة البحرية الدولية ، ومكونًا من مكونات النظام العالمي للاستغاثة والسلامة الجوية (GADSS) التابع لمنظمة الطيران المدني الدولي. وتُلزم المنظمة البحرية الدولية بتركيب منارات كوسباس-سارسات ذاتية التفعيل ( EPIRBs ، انظر أدناه) على جميع السفن الخاضعة لمتطلبات الاتفاقية الدولية لسلامة الأرواح في البحار (ما يُعرف بسفن فئة SOLAS)، وسفن الصيد التجاري، وجميع سفن الركاب في المياه الدولية. وبالمثل، تشترط منظمة الطيران المدني الدولي (ICAO) وجود أجهزة إرسال إشارات نظام كوزباس-سارسات على متن الطائرات في الرحلات الدولية، بالإضافة إلى القدرة على تتبع هذه الطائرات في حالات الطوارئ (انظر "أجهزة الإرسال" ضمن "بنية النظام" أدناه). [ 11 ] وغالبًا ما تفرض الإدارات الوطنية متطلبات إضافية إلى جانب المتطلبات الدولية لتلك الوكالات.

يرصد نظام كوسباس-سارسات فقط التنبيهات الصادرة من أجهزة إرسال الاستغاثة الرقمية التي تبث على تردد 406 ميجاهرتز (ما يُعرف بأجهزة إرسال 406). أما أجهزة الإرسال القديمة التي تبث باستخدام الإشارة التناظرية القديمة على تردد 121.5 ميجاهرتز أو 243 ميجاهرتز، فتعتمد على استقبالها فقط من قِبل الطائرات القريبة أو فرق الإنقاذ. وللاستقبال عبر الأقمار الصناعية للتنبيهات بواسطة كوسباس-سارسات، يجب أن يكون جهاز الإرسال من طراز يبث على تردد 406 ميجاهرتز. [ 6 ]    

حصلت منظمة كوسباس-سارسات على العديد من الجوائز تقديراً لعملها الإنساني، بما في ذلك إدراجها في قاعة مشاهير تكنولوجيا الفضاء التابعة لمؤسسة الفضاء ، وذلك لإسهامها في تحسين جودة حياة البشرية جمعاء من خلال تقنيات الفضاء. [ 12 ] [ 13 ]

تشغيل النظام

مكونات نظام كوسباس-سارسات وطريقة تشغيله

يتكون النظام من جزء أرضي وجزء فضائي يشملان ما يلي:

المنارات

جهاز إرسال استغاثة Cospas-Sarsat هو جهاز إرسال لاسلكي رقمي بتردد 406 ميجاهرتز، يُمكن تفعيله في حالات الطوارئ التي تُهدد الحياة لطلب المساعدة من السلطات الحكومية. تُصنّع هذه الأجهزة وتُباع من قِبل عشرات الموردين، وتُصنّف إلى ثلاثة أنواع رئيسية. يُعرف الجهاز المُصمّم للاستخدام على متن الطائرات باسم جهاز إرسال تحديد المواقع في حالات الطوارئ (ELT). أما الجهاز المُصمّم للاستخدام على متن السفن فيُسمى جهاز إرسال لاسلكي لتحديد المواقع في حالات الطوارئ ( EPIRB ). بينما يُعرف الجهاز المُصمّم ليحمله الفرد باسم جهاز تحديد المواقع الشخصي (PLB). في بعض الأحيان، تُحمل أجهزة PLB على متن الطائرات أو السفن، ولكن مدى استيفاء ذلك لمتطلبات السلامة يعتمد على اللوائح المحلية. [ 6 ] لا يُرسل جهاز Cospas-Sarsat أي إشارة إلا عند تفعيله في حالة طوارئ (أو عند تفعيل بعض ميزات الاختبار من قِبل المستخدم). صُممت بعض أجهزة الإرسال والاستقبال لتُفعّل يدويًا بضغطة زر، بينما صُممت أخرى للتفعيل التلقائي في ظروف معينة (مثل أجهزة تحديد مواقع الطوارئ التي تُفعّل تلقائيًا عند التعرض لصدمة كهربائية، كما في حالة الاصطدام، وأجهزة تحديد مواقع الطوارئ التي تُفعّل تلقائيًا عند ملامستها للماء). لا تفرض منظمة كوسباس-سارسات أي رسوم اشتراك أو غيرها على امتلاك أو استخدام أجهزة الإرسال والاستقبال. (قد تفرض بعض الدول رسوم ترخيص و/أو تسجيل على امتلاك هذه الأجهزة، وقد تفرض بعض السلطات القضائية تكاليف على عمليات الإنقاذ). [ 14 ] انظر أدناه للاطلاع على أحدث ابتكارات أجهزة الإرسال والاستقبال.

قطاع فضائي

يتكون الجزء التشغيلي الفضائي لنظام Cospas-Sarsat من أجهزة SARR و/أو SARP الموجودة على متنها: [ 15 ]

  • ثلاثة أقمار صناعية في مدار أرضي قطبي منخفض الارتفاع مزودة بحمولات LEOSAR (نظام البحث والإنقاذ في مدار أرضي منخفض الارتفاع)،
  • 13 قمراً صناعياً في مدار أرضي ثابت بالنسبة للأرض مزودة بحمولات GEOSAR (البحث والإنقاذ في مدار أرضي ثابت بالنسبة للأرض) (يجري تجهيز قمرين صناعيين آخرين في مدار بيضاوي الشكل للغاية للاستخدام)،
  • 49 قمراً صناعياً في مدار أرضي متوسط ​​الارتفاع مزودة بحمولات MEOSAR (البحث والإنقاذ في مدار أرضي متوسط ​​الارتفاع) (ستة أقمار أخرى متاحة لاختبار القطاع الأرضي وخمسة أخرى قيد الإعداد للاستخدام).

جهاز SARR أو SARP عبارة عن حمولة ثانوية وهوائيات ملحقة بها ، تُركّب على الأقمار الصناعية كجزء من مهمتها الأساسية. يقوم جهاز SARR بإعادة إرسال إشارة استغاثة إلى محطة أرضية تابعة للقمر الصناعي في الوقت الفعلي. أما جهاز SARP، فيسجل بيانات إشارة الاستغاثة، بحيث يمكن للمحطة الأرضية جمع المعلومات لاحقًا عند مرور القمر الصناعي فوقها.

القطاع الأرضي

تُراقَب الأقمار الصناعية بواسطة محطات استقبال أرضية (LUTs) مُجهَّزة لتتبُّعها (توجيهها نحوها ومتابعتها) باستخدام أطباق استقبال فضائية أو مصفوفات هوائيات طورية . تُركَّب هذه المحطات من قِبَل الإدارات أو الوكالات الوطنية. تُحوَّل رسائل الاستغاثة التي تتلقاها محطة الاستقبال الأرضية إلى مركز تحكُّم المهمة التابع لها، والذي يستخدم مجموعة مُفصَّلة من خوارزميات الحاسوب لتوجيه الرسائل إلى مراكز تنسيق عمليات الإنقاذ في جميع أنحاء العالم.

بنية النظام

عند تفعيل منارة الاستغاثة، يقوم نظام كوسباس-سارسات بما يلي:

  • يقوم بفك تشفير الرسالة المشفرة ثنائياً من جهاز الإرسال، والتي تحتوي على معلومات مثل هوية السفينة/الطائرة، وبالنسبة لأجهزة الإرسال المجهزة بهذه الميزة، موقع جهاز الإرسال المستمد من مصدر ملاحة محلي (مثل جهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي GPS المدمج في تصميم جهاز الإرسال)، و
  • يقوم بتحليل رياضي للإشارة لحساب موقع المنارة، حتى لو لم يتم الإبلاغ عن موقع المنارة في رسالة الاستغاثة.

نظام Cospas-Sarsat هو نظام الإنذار عبر الأقمار الصناعية الوحيد القادر على هذه الوسيلة المزدوجة والمتكررة لتحديد موقع منارة الاستغاثة النشطة.

عادةً ما يتم تثبيت جهازي SARR و/أو SARP على قمر صناعي يُطلق لغرض آخر في المقام الأول. وتتمثل المهمة الأساسية لجميع أقمار LEOSAR وGEOSAR في الأرصاد الجوية (جمع بيانات الطقس). أما المهمة الأساسية لجميع أقمار MEOSAR فهي الملاحة .

ليوسار

مثال على بصمة إشارة LEOSAR

كان نظام LEOSAR هو البنية الأصلية لقطاع الفضاء Cospas-Sarsat . توفر مدارات أقمار LEOSAR المتكاملة تغطية دورية للأرض بأكملها. ونظرًا لانخفاض ارتفاعها نسبيًا (وبالتالي، صغر نطاق رؤيتها لأي جزء معين من الأرض في أي وقت)، قد تمر فترات زمنية لا يكون فيها قمر LEOSAR فوق موقع جغرافي محدد. لذا، قد يحدث تأخير في استقبال إشارة الإنذار، وتأخير في نقل تلك الإشارة إلى الأرض. لهذا السبب، زُودت أقمار LEOSAR بوحدات SARP " للتخزين وإعادة الإرسال " بالإضافة إلى وحدات SARR " للوقت الفعلي ". يستطيع القمر الصناعي المرور فوق منطقة نائية من الأرض واستقبال رسالة استغاثة، ثم إعادة إرسال تلك البيانات لاحقًا عندما يصبح في مجال رؤية محطة أرضية (تقع عادةً في مناطق أقل عزلة). تدور الأقمار الثلاثة في كوكبة LEOSAR في مدارات تستغرق حوالي 100 دقيقة. بسبب مداراتها القطبية، يكون زمن التأخير بين مرور الأقمار الصناعية فوق المناطق القطبية أقل ما يمكن عند القطبين وأعلى ما يمكن عند خط الاستواء. ويجري تقليل الاعتماد على نظام LEOSAR تدريجياً لصالح نظامي GEOSAR وMEOSAR الموصوفين أدناه.

أصبح نظام كوسباس-سارسات ليوسار ممكنًا بفضل معالجة دوبلر . تقوم جداول البحث (LUTs) التي ترصد إشارات الاستغاثة المنقولة من أقمار ليوسار الصناعية بإجراء حسابات رياضية بناءً على انزياح التردد الناتج عن تأثير دوبلر الذي تستقبله الأقمار الصناعية أثناء مرورها فوق منارة تبث بتردد ثابت. ومن خلال هذه الحسابات الرياضية، يُمكن تحديد كل من الاتجاه والمدى بالنسبة للقمر الصناعي. يُقاس المدى والاتجاه من معدل تغير التردد المُستقبل، والذي يتغير تبعًا لمسار القمر الصناعي في الفضاء ودوران الأرض. وهذا يسمح لخوارزمية حاسوبية بتحديد موقع المنارة بدقة. يشير التغير الأسرع في التردد المُستقبل إلى أن المنارة أقرب إلى مسار القمر الصناعي على الأرض . عندما تتحرك المنارة باتجاه مسار القمر الصناعي أو بعيدًا عنه بسبب دوران الأرض، يُمكن أيضًا استخدام انزياح دوبلر الناتج عن هذه الحركة في الحساب.

جيوسار

نظرًا لأن مدارها الثابت بالنسبة للأرض لا يوفر حركة نسبية بين منارة الاستغاثة وقمر GEOSAR الصناعي، فلا توجد فرصة لاستخدام تأثير دوبلر لحساب موقع المنارة. لذلك، لا تستطيع أقمار GEOSAR الصناعية سوى نقل رسالة الاستغاثة الصادرة من المنارة. إذا كانت المنارة من طراز مزود بخاصية الإبلاغ عن موقعها (مثلًا، من خلال مستقبل GPS مدمج )، يُنقل هذا الموقع إلى سلطات البحث والإنقاذ. في حين أن عدم القدرة على تحديد موقع المنارة بشكل مستقل يُعد عيبًا في أقمار GEOSAR الصناعية، إلا أن هذه الأقمار تتميز بميزة تغطية كوكبة الأقمار الصناعية الحالية للأرض بأكملها في الوقت الفعلي، باستثناء المناطق القطبية.

ميوسار

أحدث إضافة إلى منظومة كوزباس-سارسات الفضائية هي نظام MEOSAR. يجمع MEOSAR بين مزايا نظامي LEOSAR وGEOSAR، مع تجنب عيوبهما. ويُصبح نظام MEOSAR القدرةَ المهيمنة لمنظومة كوزباس-سارسات. فبالإضافة إلى العدد الكبير من الأقمار الصناعية، يتميز نظام MEOSAR بتغطية واسعة نسبياً للأقمار الصناعية وحركة كافية للأقمار بالنسبة لنقطة على الأرض، مما يسمح باستخدام قياسات دوبلر كجزء من طريقة حساب موقع إشارة الاستغاثة . ويتكون نظام MEOSAR من أجهزة إرسال واستقبال SARR على متن كوكبات الأقمار الصناعية الملاحية التالية: غاليليو التابع للاتحاد الأوروبي ، وغلوناس الروسي ، ونظام تحديد المواقع العالمي ( GPS) الأمريكي . [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] في نوفمبر 2022، أصبحت الصين أحدث مزود لقطاع الفضاء MEOSAR، حيث حملت ست مركبات فضائية تابعة لنظام الملاحة بيدو (BDS) حمولات رادار الفتحة التركيبية (SAR) من طراز Cospas-Sarsat. أُطلقت أول مركبة فضائية من طراز بيدو مزودة برادار الفتحة التركيبية في 19 سبتمبر 2018، وآخرها في 23 نوفمبر 2019.

بدأ التوزيع التشغيلي لبيانات تنبيهات نظام MEOSAR في تمام الساعة 13:00 بالتوقيت العالمي المنسق (UTC) يوم 13 ديسمبر 2016. وبعد إجراء اختبارات وتعديلات مستمرة، أعلن مجلس كوزباس-سارسات عن الجاهزية التشغيلية الأولية (IOC) اعتبارًا من 25 أبريل 2023. يُعزز نظام MEOSAR القدرة على توفير الكشف والتعرف وتحديد الموقع شبه الفوري لإشارات 406 ميجاهرتز. قبل بدء التشغيل الفعلي لنظام MEOSAR، استُخدمت بياناته بنجاح للمساعدة في تحديد موقع تحطم رحلة مصر للطيران رقم 804 في البحر الأبيض المتوسط. [ 20 ] يتم حساب موقع إشارة الاستغاثة بواسطة جدول البحث (LUT) المُستقبِل من خلال تحليل فرق تردد الوصول (المتعلق بالتغيرات الناتجة عن تأثير دوبلر )، و/أو فرق وقت وصول إشارة الراديو الخاصة بالإشارة، وذلك بسبب اختلاف المسافة بين الإشارة وكل قمر صناعي من أقمار MEOSAR التي قد تكون مرئية.

فيما يتعلق بالحمولات المحمولة على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، يستخدم نظام كوزباس-سارسات حمولات تجريبية تعمل بنطاق S على متن 18 قمرًا صناعيًا من طراز GPS Block IIR و GPS Block IIF ، وأربع حمولات على متن أقمار صناعية من طراز GPS Block IIIA . ومن المخطط أن تُزود أقمار GPS Block IIIF بحمولات رادار الفتحة التركيبية (SAR) مخصصة تعمل بنطاق L ، مقدمة من كندا، على أن تبدأ عمليات الإطلاق حوالي عام 2026. ويُعرف نظام GPS SAR لدى وكالة ناسا باسم نظام الأقمار الصناعية للإنذار بالاستغاثة (DASS).[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]​

بالإضافة إلى ذلك، يستطيع مكون غاليليو في نظام MEOSAR تحميل المعلومات إلى منارة الاستغاثة اللاسلكية عن طريق ترميز رسائل "خدمة وصلة العودة" في تدفق بيانات الملاحة الخاص بغاليليو. ويمكن استخدامه لتفعيل مؤشر على المنارة لتأكيد استلام رسالة الاستغاثة. [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]

القطاع الأرضي

اعتبارًا من ديسمبر 2022، يتم تتبع ومراقبة أقمار LEOSAR الصناعية بواسطة 55 هوائيًا من نوع LEOLUT (محطات المستخدم المحلية في مدار أرضي منخفض الارتفاع) تم تشغيلها، بينما يتم تتبع ومراقبة أقمار GEOSAR الصناعية بواسطة 27 هوائيًا من نوع GEOLUT تم تشغيلها.وتُغذّى بيانات أقمار MEOSAR الصناعية بواسطة 26 محطة MEOLUT مُفعّلة، تحتوي كل منها على هوائيات متعددة. تُنقل البيانات من هذه المحطات الأرضية وتُوزّع عبر 32 مركز تحكم مركزي (MCC) مُنشأة عالميًا ، منها 14 مركزًا مُفعّلًا لمعالجة البيانات من جميع أنواع الأبراج الثلاثة. [ 27 ] [ 28 ] (انظر مربع المعلومات للاطلاع على الدول والوكالات التي تُقدّم خدمات القطاع الأرضي).

المنارات

تقنيات الإشارات الحالية

معظم أجهزة الإرسال اللاسلكية المتوافقة مع نظامي كوزباس-سارسات بتردد 406 ميجاهرتز تُرسل أيضًا إشارات استغاثة أو تتبع على ترددات إضافية. تحتوي معظم هذه الأجهزة على مُرسِل بتردد 121.5 ميجاهرتز لتوفير إشارة يمكن استقبالها من قِبل فرق البحث المحلية (جوًا أو برًا أو بحرًا) باستخدام أجهزة تحديد الاتجاه. بالإضافة إلى ذلك، تتضمن أحدث أجهزة تحديد مواقع الطوارئ (EPIRB ) مُرسِل نظام التعريف التلقائي (AIS) في نطاق الترددات البحرية VHF ، مما يُسهّل تتبع الجهاز من السفن القريبة. أما طرازات أجهزة تحديد المواقع الشخصية (PLB) الحديثة، المصممة للتثبيت على سترات النجاة البحرية، فتُرسل إشارة AIS لتعمل كنظام لتحديد مواقع الناجين في البحر، والمعروف أيضًا بنظام "رجل سقط في البحر" (MOB)، والذي يُفعّل أجهزة الإنذار على السفن القريبة ويُمكّن السفن المُجهزة تجهيزًا مناسبًا من تتبع الجهاز.

تسمح المنارات التي تحتوي على مثل هذه المجموعات من الإشارات في وقت واحد بالتنبيه العالمي من خلال الإرسال بتردد 406 ميجاهرتز إلى الأقمار الصناعية وأسرع استجابة محلية من الإرسال بتردد 121.5 ميجاهرتز و AIS (خاصة في البيئة البحرية بواسطة السفن القريبة).

استجابةً للكوارث الأخيرة في مجال الطيران التجاري، وما تلاها من متطلبات منظمة الطيران المدني الدولي (ICAO) بشأن التتبع الذاتي للطائرات المنكوبة، [ 29 ] [ 30 ] وضعت لجنة كوسباس-سارسات مواصفات لأجهزة إرسال الطوارئ لتتبع الطائرات المنكوبة (ELT(DT)) لتلبية متطلبات منظمة الطيران المدني الدولي (الملحق 6 المعدل، الجزء الأول من اتفاقية الطيران المدني الدولي ). في حين أن أجهزة إرسال الطوارئ التقليدية مصممة للتفعيل عند الاصطدام أو عن طريق التفعيل اليدوي من قبل طاقم الطائرة، فإن أجهزة ELT(DT) تُفعّل ذاتيًا عندما تدخل الطائرة في أوضاع طيران خطرة محددة مسبقًا من قبل وكالات متخصصة. وبهذه الطريقة، تسمح أجهزة ELT(DT) بتتبع الطائرة المنكوبة أثناء الطيران، قبل أي تحطم، دون أي تدخل بشري على متنها. وقد تم تحديد مواصفات أجهزة ELT(DT) باستخدام كلٍ من طريقة إرسال الإشارات الحالية (BPSK ضيق النطاق) وأنظمة التعديل من الجيل الثاني (QPSK واسع الطيف) (انظر تقنيات الإرسال أدناه). تم الإعلان عن قدرة نظام كوزباس-سارسات على استقبال ومعالجة رسائل الاستغاثة من أجهزة الإرسال والاستقبال الإلكترونية (ELT(DT)) باستخدام طريقة الإرسال BPSK ذات النطاق الضيق اعتبارًا من 1 يناير 2023. وفي أكتوبر 2023، تم الإعلان عن القدرة على استقبال ومعالجة رسائل الاستغاثة من أجهزة الإرسال والاستقبال الإلكترونية (ELT(DT)) باستخدام طريقة تعديل QPSK ذات الطيف المنتشر اعتبارًا من 1 يناير 2024.

تقنيات إرسال الإشارات

منذ إطلاقها قبل أكثر من 30 عامًا، اعتمدت منارات كوزباس-سارسات الرقمية بتردد 406 ميجاهرتز على طريقة تعديل إرسال واحدة، وهي تعديل إزاحة الطور الثنائي (BPSK)، مع طولين مسموح بهما لسلسلة البتات: 112 (مع 87 بتًا من معلومات الرسالة) و144 (مع 119 بتًا من معلومات الرسالة). يُسمح باستخدام عدة بروتوكولات للرسائل ضمن سلسلة بتات الرسالة المتاحة، وذلك لاستيعاب أنواع مختلفة من المنارات (ELTs وEPIRBs وPLBs)، ومعرّفات السفن/الطائرات المختلفة، والمتطلبات الوطنية المختلفة. يبلغ طول هذه الإرسالات حوالي نصف ثانية. وتشغل هذه الإرسالات ضيقة النطاق  حوالي 3 كيلوهرتز من عرض النطاق الترددي ضمن نظام قنوات مُخصصة ضمن النطاق الترددي من 406.0 إلى 406.1  ميجاهرتز. [ 31 ]

حددت منظمة كوسباس-سارسات مؤخرًا نظامًا جديدًا إضافيًا لتعديل الإشارات اللاسلكية وإرسال الرسائل، يعتمد على تقنية الطيف المنتشر مع مفتاح إزاحة الطور التربيعي (QPSK). تُعرف الإشارات اللاسلكية التي تستخدم هذا النظام حاليًا باسم إشارات "الجيل الثاني". يتيح هذا النظام استخدام عمليات إرسال موفرة للطاقة، ويُحسّن دقة تحديد موقع الإشارة اللاسلكية بواسطة نظام كوسباس-سارسات، ويُغني عن الحاجة إلى تقسيم القنوات المنفصلة في  النطاق الترددي المخصص من 406.0 إلى 406.1 ميجاهرتز (على سبيل المثال، تجنب الحاجة إلى إغلاق وفتح القنوات بشكل دوري من قِبل كوسباس-سارسات لاستخدامها من قِبل مصنعي الإشارات اللاسلكية الذين يعتمدون على تحميل القنوات ضيقة النطاق). تتميز إشارات الجيل الثاني بفترة إرسال أطول تبلغ ثانية واحدة، مع 250 بتًا مُرسلة، منها 202 بتًا للرسائل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تغيير المعلومات المرسلة في بتات الرسالة من عملية إرسال إلى أخرى وفقًا لجدول إرسال دوري ("حقول الرسائل الدورية")، مما يسمح بنقل كمية أكبر بكثير من المعلومات خلال سلسلة من دفعات الإرسال. [ 32 ] كان من المقرر بدء نشر هذه التقنية في أجهزة الإرسال والاستقبال الفضائية (ELT(DT)) في يناير 2024. وكان من المتوقع أن يكون نظام كوزباس-سارسات جاهزًا لنشر هذه التقنية في أنواع أخرى من أجهزة الإرسال في وقت لاحق من عام 2024.

تاريخ

نظام الأقمار الصناعية الدولي COSPAS-SARSAT، للبحث عن السفن والطائرات المنكوبة. طابع بريدي من الاتحاد السوفيتي، 1987

التصميم والتنفيذ

في أوائل سبعينيات القرن الماضي، بدأ فريق أنظمة الفضاء في مركز أبحاث الاتصالات الكندي (CRC) بدراسة إمكانية رصد وتحديد موقع جهاز إرسال إشارات الطوارئ (ELT) من الفضاء. أدرك الفريق إمكانية تحقيق ذلك من خلال تأثير دوبلر لإشارة جهاز ELT التي يستقبلها قمر صناعي يدور في مداره. تواصل مركز CRC مع شركة AMSAT وحصل على إذن باستخدام قمر OSCAR الصناعي لهواة الراديو، والذي مكّنهم من تحديد موقع جهاز ELT مُعدّل ليتوافق مع تردد الإرسال الصاعد للقمر الصناعي. أبلغت وكالة ناسا مركز CRC بنجاحهم، ووافقت الولايات المتحدة لاحقًا على مشروع مشترك. [ 33 ]

في 23 نوفمبر 1979، وُقِّعت في لينينغراد، الاتحاد السوفيتي، " مذكرة تفاهم بشأن التعاون في مشروع تجريبي مشترك للبحث والإنقاذ بمساعدة الأقمار الصناعية"، بين وكالة ناسا الأمريكية ، ووزارة البحرية التجارية السوفيتية، والمركز الوطني للدراسات الفضائية الفرنسي، ووزارة الاتصالات الكندية. ونصّ البند 3 من المذكرة على ما يلي: [ 34 ]

سيتحقق التعاون من خلال تفعيل التوافق التشغيلي بين مشروعي SARSAT وCOSPAS على نطاقات التردد 121.5 ميجاهرتز و243 ميجاهرتز وفي النطاق 406.0-406.1 ميجاهرتز، وإجراء الاختبارات، وتبادل نتائجها، وإعداد تقرير مشترك. يهدف هذا التعاون إلى إثبات أن المعدات المحمولة على أقمار صناعية منخفضة الارتفاع تدور في مدارات قريبة من القطبين قادرة على تسهيل رصد وتحديد مواقع إشارات الاستغاثة، وذلك بنقل المعلومات من الطائرات والسفن المنكوبة إلى المحطات الأرضية، حيث تتم معالجة المعلومات وتسليمها إلى فرق الإنقاذ.

"سيسمح هذا المشروع المشترك للأطراف بتقديم توصيات بشأن التطبيقات العالمية اللاحقة."

تطوير

أُطلق أول قمر صناعي للنظام، "كوسباس-1" ( كوزموس 1383 )، من قاعدة بليسيتسك الفضائية في 29 يونيو 1982. [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] بدأ نظام كوسباس-سارسات بتتبع نوعي أجهزة إرسال الاستغاثة الأصليين، وهما أجهزة تحديد موقع الطوارئ (EPIRBs) وأجهزة إرسال الطوارئ (ELTs)، في سبتمبر  1982. أثناء التحقق من تشغيل القمر الصناعي في  9 سبتمبر ، رصد كوسباس-1 إشارة ELT في مقاطعة كولومبيا البريطانية، ونقل المعلومات إلى محطة أرضية تجريبية آنذاك في مؤسسة أبحاث الدفاع في أوتاوا (DREO). قام الكنديون بحساب موقع الطائرة الصغيرة، التي كانت على بعد 90 كيلومترًا (56 ميلًا) من مسارها، وفي غضون ساعات، تم إنقاذ الناجين من الحادث جوًا. كان هؤلاء أول الأشخاص الذين تم إنقاذهم بمساعدة نظام كوزباس-سارسات، وقد رجّحت السلطات أن الطيار جوناثان زيغلهيم كان سيموت على الأرجح متأثراً بجراحه لولا عملية الإنقاذ السريعة التي أتاحها رصد الأقمار الصناعية. [ 38 ] [ 39 ] [ 33 ]  

قبل تأسيس نظام كوسباس-سارسات، كان قطاع الطيران المدني يستخدم بالفعل  تردد 121.5 ميجاهرتز للاستغاثة، بينما كان قطاع الطيران العسكري يستخدم  تردد 243.0 ميجاهرتز كتردد أساسي للاستغاثة مع  تردد 121.5 ميجاهرتز كتردد بديل. في كلتا الحالتين، كان اكتشاف إشارة الاستغاثة يعتمد على استقبالها من قبل الطائرات المارة في الجوار، ويتم تحديد موقع الإشارة باستخدام أجهزة تحديد الاتجاه الأرضية . وقد أتاحت الأقمار الصناعية توسيع نطاق هذا النموذج "المحلي" للبحث ليصبح قدرة عالمية.

تولت كل دولة من الدول الأربع المؤسسة مسؤولية إحدى المهام الرئيسية في المشروع. ووجهت الولايات المتحدة (بقيادة مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في غرينبيلت، ميريلاند) شركة داترون سيستمز في تشاتسوورث، كاليفورنيا، لتصميم وبناء محطات أرضية لاستقبال إشارات الأقمار الصناعية. وفي داترون، صمم فريقٌ محطة لاستقبال الإشارات مزودة بهوائي أحادي النبضة بخمسة قرون لتتبع حركة القمر الصناعي السريعة في السماء. وصمم جيفري باولان محول التردد وجهاز الاستقبال المتخصص للغاية القادر على التقاط إشارات الأقمار الصناعية. بدأ باولان بجهاز استقبال من نوع مايكروداين، وأجرى عليه تعديلات كبيرة بإضافة دوائر إلكترونية صممها خصيصًا، قادرة على تحديد الموجة الحاملة المكبوتة والبقاء متصلة بها أثناء استقبال الموجات الحاملة الفرعية الثلاث. وقد حقق ذلك باستخدام مُمَيِّز رباعي الارتباط يتضمن ثلاث حلقات طورية قابلة للتبديل ذات نطاقات تردد مختلفة. أما فرنسا وكندا، فكانتا مسؤولتين عن توليد البيانات وفك تشفيرها. قاموا بتصميم الحاسوب الذي حدد الموقع التقريبي للمنارة من خلال انزياح دوبلر لإشارة المنارة الناتج عن الحركة النسبية بين المنارة والقمر الصناعي المستقبل. وكان الاتحاد السوفيتي السابق مسؤولاً عن تصميم وبناء أول قمر صناعي يُطلق. اجتمع مهندسون من الدول الأربع في موسكو في فبراير 1982 لاختبار الأداء التشغيلي لجميع المعدات بنجاح في مختبر واحد.

قادت الدول الأعضاء تطوير جهاز تحديد موقع الطوارئ البحري (EPIRB) بتردد 406 ميجاهرتز ، والذي استخدم نظام مراسلة رقمية للكشف عنه. واعتُبر جهاز EPIRB نقلة نوعية في تقنية البحث والإنقاذ (SAR) في البيئة البحرية الخطرة. سمحت الرسالة الرقمية بتحديد هوية جهاز الإرسال والسفينة المرتبطة به بدقة. في بداياته، صُمم نظام Cospas-Sarsat للكشف عن تنبيهات أجهزة الإرسال المرسلة بترددات 406  ميجاهرتز و121.5  ميجاهرتز و243.0  ميجاهرتز. ونظرًا لكثرة التنبيهات الخاطئة، وعدم القدرة على تحديد هوية هذه الأجهزة بدقة بسبب تقنيتها التناظرية القديمة (التي لم تُصدر أي رسالة، بل نغمة فقط للدلالة على الاستغاثة)، توقف نظام Cospas-Sarsat، بدءًا من عام 2009، عن استقبال التنبيهات من أجهزة الإرسال العاملة بترددات 121.5  ميجاهرتز و243.0  ميجاهرتز، ويستقبل الآن التنبيهات ويعالجها فقط من أجهزة الإرسال الرقمية الحديثة بتردد 406 ميجاهرتز.

في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين (في عام 2003 في الولايات المتحدة)، أصبح نوع جديد من أجهزة تحديد المواقع الشخصية (PLB) متاحًا [ 40 ] لاستخدامه من قبل الأفراد الذين لا يستطيعون الاتصال بخدمات الطوارئ عبر خدمات الهاتف العادية، مثل 112 أو 911. عادةً ما يستخدم الأشخاص الذين يمارسون أنشطة ترفيهية في المناطق النائية، وطيارو الطائرات الصغيرة والبحارة، أجهزة PLB كإضافة إلى (أو بديلًا، عند السماح بذلك) جهاز إرسال الطوارئ (ELT) أو جهاز تحديد موقع الطوارئ (EPIRB).

شهد تصميم أجهزة إرسال إشارات الاستغاثة تطورًا ملحوظًا منذ عام ١٩٨٢. غالبًا ما تتضمن أحدث أجهزة الإرسال بتردد ٤٠٦ ميجاهرتز مستقبلات نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS) (مثل تلك التي تستخدم نظام تحديد المواقع العالمي GPS ). تحدد هذه الأجهزة موقعها باستخدام مستقبل GNSS الداخلي (أو من خلال اتصال بمصدر ملاحة خارجي)، وترسل في رسالة الاستغاثة تقارير دقيقة للغاية عن الموقع. يوفر هذا طريقة ثانية لشبكة كوزباس-سارسات لمعرفة موقع الاستغاثة، بالإضافة إلى الحسابات التي تُجريها جداول البحث والإنقاذ (LUTs) الخاصة بالشبكة لتحديد الموقع. يتم إرسال تنبيه الاستغاثة الذي تستقبله الأقمار الصناعية وموقع جهاز الإرسال الوارد في الرسالة و/أو المحسوب من إشارة الاستغاثة بشكل فوري تقريبًا إلى وكالات البحث والإنقاذ عبر شبكة توزيع البيانات الدولية الواسعة النطاق التابعة لكوزباس-سارسات. وقد ألهمت هذه الموثوقية المزدوجة والتغطية العالمية للنظام الشعار الحالي لوكالات البحث والإنقاذ: "إزالة كلمة 'بحث' من عملية البحث والإنقاذ". [ ٤١ ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ مساهمة غاليليو في كوسباس-سارسات
  2. ↑ "المشاركون" ، كوسباس-سارسات
  3. ↑ اتفاقية برنامج كوسباس-سارسات الدولي – سلسلة معاهدات الأمم المتحدة (ملف PDF)
  4. ↑ "اتفاقية برنامج كوسباس-سارسات الدولية" (ملف PDF) ، كوسباس-سارسات
  5. ↑ "الأهداف الاستراتيجية لبرنامج كوسباس-سارسات". الخطة الاستراتيجية لبرنامج كوسباس-سارسات (ملف PDF) . كوسباس-سارسات (تقرير).
  6. 1 2 3 "ما هو جهاز إرسال Cospas-Sarsat بتردد 406 ميجاهرتز؟" ، Cospas-Sarsat
  7. ↑ تم إدخال التكنولوجيا إلى قاعة مشاهير تكنولوجيا الفضاء التابعة لمؤسسة الفضاء
  8. ↑ "برنامج كوسباس-سارسات الدولي" . كوسباس-سارسات . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-12-2022 .
  9. ↑ "بيانات نظام كوسباس-سارسات رقم 50، ديسمبر 2024" (ملف PDF) ، كوسباس-سارسات
  10. ↑ "الخطة الاستراتيجية لكوزباس-سارسات، القسم 2.1" (ملف PDF) ، كوزباس-سارسات
  11. ↑ بوب، ستيفن (2 مايو 2008). "قواعد جديدة لأجهزة الاتصال الإلكتروني من منظمة الطيران المدني الدولي" . أخبار الطيران الدولية .
  12. ↑ موقع مؤسسة الفضاء
  13. ↑ حفل تكريم قاعة مشاهير تكنولوجيا الفضاء ، 17 سبتمبر 2014
  14. ↑ "دليل لوائح المنارات (الوطنية)" ، كوسباس-سارسات ، مؤرشف من الأصل بتاريخ 28-01-2017 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 03-02-2017
  15. ↑ "الحالة الحالية لقطاع الفضاء وحمولات الرادار ذي الفتحة التركيبية" ، كوسباس-سارسات
  16. ↑ "معلومات عن أقمار SAR/Galileo الصناعية" . المركز الأوروبي لخدمات GNSS. 4 ديسمبر 2021. مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 ديسمبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 ديسمبر 2021 .
  17. ↑ "خدمة البحث والإنقاذ / غاليليو" . وكالة برنامج الفضاء التابعة للاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19-12-2021 .
  18. ↑ "خصائص حمولة SAR" . المركز الأوروبي لخدمات GNSS. مؤرشف من الأصل بتاريخ 19-12-2021 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19-12-2021 .
  19. ↑ "معلومات عن أقمار SAR/Galileo الصناعية" . المركز الأوروبي لخدمات GNSS. مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 ديسمبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 ديسمبر 2021 .
  20. ↑ كلارك، نيكولا؛ يوسف، نور (يونيو 2016)، "يقال إنه تم العثور على الصندوق الأسود لطائرة مصر للطيران المفقودة الرحلة 804" ، صحيفة نيويورك تايمز
  21. ↑ لانغلي، ريتشارد ب. (1 يناير 2011). "الابتكار: نظام الأقمار الصناعية للإنذار في حالات الطوارئ" . عالم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS ).
  22. ↑ "إزالة كلمة 'بحث' من عمليات البحث والإنقاذ" . ناسا . مؤرشف من الأصل بتاريخ 9 نوفمبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 أغسطس 2018 .
  23. ↑ "نظام الأقمار الصناعية للإنذار بالاستغاثة (DASS)" . ناسا . مؤرشف من الأصل بتاريخ 11-06-2016.
  24. ↑ كوزنز، تريسي (26 أكتوبر 2020). "أول جهاز إرسال واستقبال طوارئ شخصي من غاليليو يصل إلى 19 دولة أوروبية" . جي بي إس وورلد . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 ديسمبر 2021 .
  25. ↑ "خدمة البحث والإنقاذ غاليليو" . نافيبيديا .
  26. ↑ " نظام كوسباس-سارسات "
  27. ↑ "بيانات نظام كوسباس-سارسات" (ملف PDF) ، كوسباس-سارسات
  28. ↑ تحديث منظمة الطيران المدني الدولي (ICAO) بشأن النظام العالمي للاستغاثة والسلامة في مجال الطيران (GADSS) ومبادرات تتبع الطائرات العالمية (مارس 2016) (PDF)
  29. ↑ اقتراح المفوضية الأوروبية لقرار المجلس (يونيو 2022)
  30. ↑ "مواصفات منارات الاستغاثة بتردد 406 ميجاهرتز لنظام كوسباس-سارسات، في القسم 2" (ملف PDF) ، كوسباس-سارسات
  31. ↑ "مواصفات منارات الاستغاثة من الجيل الثاني لنظام كوسباس-سارسات بتردد 406 ميجاهرتز، في القسم 2" (ملف PDF) ، كوسباس-سارسات
  32. 1 2 فيرال، رونالد آي.؛ هيرد، غاري جيه. (2022). تاريخ علوم الدفاع في القطب الشمالي الكندي (ملف PDF) (تقرير). أوتاوا، كندا: وزارة الدفاع الوطني . الصفحات 41-42 . ISBN  9780660457819.
  33. ↑ "تاريخ وتجربة برنامج كوسباس-سارسات الدولي للبحث والإنقاذ بمساعدة الأقمار الصناعية، في الصفحة 20" (ملف PDF) ، كوسباس-سارسات
  34. ↑ هيلجر، دون؛ غاري توث. "برنامج COSPAS / SARSAT" . جامعة ولاية كولورادو . تم الاسترجاع في 2011-10-06 .
  35. ↑ كريبس، غونتر ديرك. "ناديجدا" . تم الاسترجاع 2011/10/06 .
  36. ↑ كريمر، هربرت ج. "COSPAS-S&RSAT (النظام الدولي للأقمار الصناعية لخدمات البحث والإنقاذ)" . eoportal . تم الاسترجاع في 1 أبريل 2023 .
  37. ↑ "نشرة معلومات، الصفحة 2" (ملف PDF) ، كوسباس-سارسات
  38. ↑ "قمر صناعي ينقذ 3 أشخاص من حادث تحطم طائرة" . صحيفة ميامي هيرالد. 2 أكتوبر 1982. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 نوفمبر 2025 – عبر موقع newspapers.com.
  39. ↑ "مكتب مهمة البحث والإنقاذ التابع لناسا : منارات الطوارئ" . ناسا . 20 أكتوبر 2007. مؤرشف من الأصل في 20-10-2007. 
  40. ↑ "إزالة كلمة 'بحث' من كلمة 'بحث وإنقاذ'"" . Aeromedix . 14 مارس 2016. مؤرشف من الأصل في 2016-03-14.

41°08′04″ شمالاً 16°50′04″ شرقاً / 41.13444° شمالاً 16.83444° شرقاً / 41.13444; 16.83444