محطة سفالبارد للأقمار الصناعية

محطة سفالبارد للأقمار الصناعية ( بالنرويجية : Svalbard satellittstasjon ) أو سفالسات، هي محطة أرضية للأقمار الصناعية تقع في بلاتوبيرجيت بالقرب من لونغياربين في سفالبارد ، النرويج. افتُتحت عام ١٩٩٧، وتُشغّلها شركة كونغسبيرغ لخدمات الأقمار الصناعية (KSAT)، وهي مشروع مشترك بين شركة كونغسبيرغ للدفاع والفضاء ومركز الفضاء النرويجي (NSC). تُعدّ سفالسات ومحطة ترول للأقمار الصناعية (ترولسات) التابعة لشركة KSAT في القارة القطبية الجنوبية المحطتين الأرضيتين الوحيدتين القادرتين على رصد قمر صناعي يدور في مدار قطبي منخفض الارتفاع (مثل المدار المتزامن مع الشمس ) في كل دورة مع دوران الأرض. اعتبارًا من عام ٢٠٢١، تتكون المحطة من ١٠٠ هوائي متعدد المهام ومخصصة للعملاء، تعمل في نطاقات C و L و S و X و K. تُقدّم المحطة خدمات أرضية لعدد من الأقمار الصناعية يفوق أي منشأة أخرى في العالم. ^{[ ١ ]}

تشمل قائمة عملاء المحطة الذين يمتلكون منشآت خاصة بهم: المنظمة الأوروبية لاستغلال الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية (يوميتسات)، والإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (ناسا)، ووكالة الفضاء الأوروبية (إيسا)، والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (نوا). كما تقوم المحطة بقراءة وتوزيع البيانات من قمر هينودي الياباني لأبحاث الطاقة الشمسية. وقد شهدت المحطة زيادة كبيرة في عدد العملاء الصغار بعد عام 2004، عندما بدأ نظام كابلات سفالبارد البحرية بتوفير اتصال إنترنت عبر الألياف الضوئية. وتُمنح تراخيص التحميل للأقمار الصناعية المدنية فقط، إلا أن بعض البيانات استُخدمت بشكل غير مباشر من قبل القوات المسلحة. وهناك خلاف حول ما إذا كان هذا يُعد انتهاكًا لمعاهدة سفالبارد .

أنشأت المنظمة الأوروبية لأبحاث الفضاء (ESRO) محطة كونغسفيورد للقياس عن بُعد في ني-أوليسوند كإحدى محطاتها الأربع الأولى ضمن شبكة تتبع الفضاء الأوروبية . ^{[ 2 ]} وظلت المحطة قيد الاستخدام من عام 1967 إلى عام 1974، ^{[ 3 ]} ولكنها أُغلقت لعدم ملاءمتها للجيل الثاني من أقمار ESRO الصناعية. ^{[ 4 ]} خلال مرحلة التخطيط للمحطة، اقتُرحت لونغييربين كموقع، إلا أن مخاوف سياسية لدى السلطات النرويجية بشأن إنشاء نشاط دائم في ني-أوليسوند هي التي دفعت ESRO إلى قبول الموقع. ^{[ 5 ]}

في تسعينيات القرن الماضي، شغّلت شركة NSC محطة ترومسو للأقمار الصناعية (TSS)، التي استُخدمت كمحطة أرضية لعدد محدود من الأقمار الصناعية. ^{[ 6 ]} بعد تعيين رولف سكار مديرًا لشركة NSC، وُضعت خطط لمحاولة الفوز بعقد المحطة الأرضية لنظام مراقبة الأرض (EOS) التابع لناسا. كانت ناسا تدرس مواقع المحطة الأرضية في جرينلاند ، أو محطة ماكموردو في القارة القطبية الجنوبية، أو إسرانج في السويد. دعا سكار وفدًا من ناسا لزيارة سفالبارد، ^{[ 7 ]} ومنذ عام 1996، بدأت NSC وناسا مفاوضات بشأن عقد لإنشاء محطة أرضية في لونجياربين. ^{[ 8 ]}

تم اختيار سفالبارد لموقعها الجغرافي المتميز، حيث يمكن رؤية جميع الأقمار الصناعية التي تدور في مدارات قطبية على ارتفاع يزيد عن 500 كيلومتر (310 أميال) في كل دورة مع دوران الأرض ضمن مستوى مدارها. ولبرنامج مراقبة الأرض (EOS)، تم دعم سفالبارد بنطاق أبحاث بوكر فلات في فيربانكس ، ألاسكا. بدأ إنشاء الطريق المؤدي إلى بلاتوبيرجيت عام 1996، وتم بناء محطة تقوية لإرسال البيانات إلى راديو إسفيورد قبل إرسالها إلى قمر صناعي ثابت بالنسبة للأرض . ^{[ 9 ]} كان أول تركيب عبارة عن هوائي مكافئ بطول 11 مترًا (36 قدمًا) يعمل في نطاقي S وX. ^{[ 10 ]}  

كان القمر الصناعي لاندسات 7 أول قمر صناعي يستخدم نظام سفالسات ، وقد أُطلق في 15 أبريل 1999. تبعه ثلاثة أقمار صناعية أخرى من نظام مراقبة الفضاء الإلكتروني (EOS): تيرا ، وأكوا، وكويك سكات . ^{[ 11 ]} ولضمان استدامة تمويل العمليات، بدأت شركة NSC بالتفاوض مع عملاء محتملين آخرين. إلا أن المشروع رُفض من قِبل منظمة أبحاث الفضاء الهندية . وبدلاً من ذلك، تم التعاون مع شركتي كونغسبيرغ للفضاء والدفاع ولوكهيد مارتن ، اللتين قامتا ببناء الهوائي الثاني كمشروع مشترك . ^{[ 12 ]} في عام 2001، تقدمت مجموعة بحثية ألمانية بطلب للحصول على ترخيص لإنشاء محطة أرضية في ني-أوليسوند. خشيت شركة NSC من أن تُقوّض المنافسة القدرات المالية لشركة سفالسات. ومع ذلك، لم يتم بناء أي منشأة في ني-أوليسوند. ^{[ 13 ]}

في عام ٢٠٠٢، تم توحيد ملكية وتشغيل المنشأة واستحوذت عليها شركة كونغسبيرغ لخدمات الأقمار الصناعية المُنشأة حديثًا. ^{[ ١٤ ]} لم تعد شركة لوكهيد مارتن مهتمة بامتلاك حصة في المنشأة، فباعت أسهمها. دمجت شركتا NSC وكونغسبيرغ مصالحهما في الشركة الجديدة، التي استحوذت أيضًا على TSS. ^{[ ١٢ ]} بحلول عام ٢٠٠٤، تم تركيب ستة هوائيات، يتراوح قطرها بين ٩ و١٣ مترًا (٣٠ و٤٣ قدمًا) . ^{[ ١٠ ]} 

قررت شركتا نورثروب غرومان ورايثيون في عام 2002 نقل محطتهما الأرضية لنظام الأقمار الصناعية البيئية التشغيلية القطبية الوطنية (NSC)، خليفة نظام EOS، إلى هلسنكي بفنلندا بدلاً من سفالبارد. ويعود السبب إلى عدم وجود وصلة كابل ألياف ضوئية تربط الأرخبيل. بادرت شركة NSC بإنشاء كابل من هذا النوع في يوليو 2002، وحظي المشروع باهتمام من وكالة ناسا والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) وشركة تيلينور. تم تمويل الكابل من قبل مشغلي الأقمار الصناعية الذين دفعوا نفس رسوم نقل البيانات التي كانوا سيدفعونها مقابل وصلة الأقمار الصناعية حتى يتم سداد تكلفة الكابل. وتم توقيع عقد بقيمة 40 مليون دولار أمريكي مع شركة تايكو الدولية لإنشاء كابلين بين هارستاد على البر الرئيسي ولونغييربين. بدأ الإنشاء في يونيو 2003 واكتمل في يناير 2004. ^{[ 15 ]}

ابتداءً من عام 2007، تم توسيع نطاق نظام سفالسات بإضافة 12 هوائيًا. خُصص خمسة منها لنظام غاليليو ، بينما تُستخدم البقية لخدمة مجموعة واسعة من العملاء. ^{[ 16 ]} في عامي 2007 و2008، تعرض كل من قمري تيرا ولاندسات 7 للاختراق مرتين. تمكن المخترقون من إتمام جميع الخطوات اللازمة للسيطرة على الأقمار الصناعية، لكنهم لم يتمكنوا من السيطرة عليها فعليًا. كانت عملية التحكم تتم عبر سفالسات، التي تمكنوا من اختراقها عبر اتصال الإنترنت. ^{[ 17 ]}

في كتابه "حروب الأقمار الصناعية" الصادر عام 2011 ، يجادل الصحفي بارد ورمدال، من هيئة الإذاعة النرويجية ، بأن استخدام قمر سفال سات لأغراض الاستخبارات العسكرية يُعد انتهاكًا لمعاهدة سفالبارد. ويقدم ورمدال أدلةً على استخدام صور الأرض المُنزّلة لأغراض استخباراتية وعسكرية. فعلى سبيل المثال، باعت شركة إي-جيوس الإيطالية صورةً التقطها قمر لاندسات خلال الحرب الأهلية الليبية للقوات المسلحة الإيطالية . وبالمثل، بيعت صورةٌ التقطها قمر التجارب التكنولوجية للقوات المسلحة الأمريكية خلال الحرب في أفغانستان ، كما بيعت صورٌ التقطها القمر الصناعي أريرانغ-2 لمنشآت كورية شمالية للولايات المتحدة. وتستخدم الأقمار الصناعية الثلاثة جميعها قمر سفال سات كإحدى محطاتها الأرضية. ^{[ 18 ]} ووفقًا للحاكم أود أولسن إنغيرو ، حتى لو استخدم الجيش معلوماتٍ مُنزّلة من قمر سفال سات بشكلٍ غير مباشر، فلن يُعد ذلك خرقًا للمعاهدة. ^{[ 19 ]} خلصت أطروحة البروفيسور جير أولفشتاين إلى أنه حتى لو تم استخدام محطة أرضية مباشرة لتنزيل معلومات استخباراتية عسكرية من الأقمار الصناعية العسكرية ، فإن ذلك سيظل مسموحًا به بموجب المعاهدة. ^{[ 20 ]}

في 7 يناير/كانون الثاني 2022، انقطع كابل ألياف ضوئية بحري يربط محطة سفالبارد للأقمار الصناعية بالبر الرئيسي النرويجي، مما أدى إلى توقفه عن العمل في حادث غامض. وذكر البيان الصحفي الرسمي الصادر عن هيئة الفضاء النرويجية أن حجم الضرر لم يتضح بعد، وسيتطلب الأمر إرسال سفينة متخصصة في مد الكابلات للتحقيق في الحادث وإصلاحه. ^{[ 21 ]}

تُملك شركة Kongsberg Satellite Services (KSAT) نظام SvalSat وتُشغّله، وهي بدورها مملوكة بالتساوي لشركة Kongsberg Defence and Aerospace ومركز الفضاء النرويجي، المملوك بدوره لوزارة التجارة والصناعة . من بين موظفي KSAT البالغ عددهم 200 موظف، يتمركز 40 موظفًا في لونغييربين ويعملون في SvalSat. ^{[ 22 ]} لا ترتبط KSAT بمشغل أقمار صناعية محدد، وتتصل بعض هوائياتها بأقمار صناعية متعددة، مما يقلل التكاليف مقارنةً بالمحطات الأرضية المخصصة. بالنسبة للقمر الصناعي النموذجي، تُسلّم البيانات إلى المستخدم النهائي في غضون 30 دقيقة من تحميلها. ^{[ 23 ]} اعتبارًا من يناير 2020، يستقبل SvalSat بيانات من 130 قمرًا صناعيًا مختلفًا، ويستقبل مع محطة ترومسو بيانات من 40,000 مرور قمري شهريًا.

جميع المحطات الأرضية متصلة بمركز عمليات شبكة ترومسو التابع لشركة KSAT، والمتصل بدوره بشبكة TSS وشبكة TrollSat. يتيح هذا الاتصال إمكانية التكرار ، حيث يمكن استخدام شبكة TSS وشبكة TrollSat للتواصل مع الأقمار الصناعية. يتمتع بعض العملاء بإمكانية الوصول المباشر إلى منشآتهم في لونغييربين دون الحاجة إلى المرور عبر مركز عمليات شبكة ترومسو. يتولى مركز العمليات مسؤولية النسخ الاحتياطي ، وجدولة العمليات ، وحل النزاعات. تستخدم المنشأة قابلية التشغيل البيني وخدمات أرضية مشتركة، مثل بروتوكول موحد للاتصال وتصميم متماثل للهوائيات، لزيادة المرونة وتقليل التكاليف والمخاطر. ^{[ 10 ]}

تشغل شركة KSAT محطتين أرضيتين قطبيتين مُحسّنتين لاستقبال الأقمار الصناعية في المدار الأرضي المنخفض (LEO)، والأخرى هي TrollSat في ترول في القارة القطبية الجنوبية. ^{[ 22 ]} وهاتان المحطتان الأرضيتان هما الوحيدتان القادرتان على رصد قمر صناعي يدور في مدار قطبي في كل دورة. ^{[ 24 ]} وباستخدام المحطتين معًا، يستطيع العملاء التواصل مع القمر الصناعي مرتين في كل مدار. ^{[ 10 ]}

جميع الأقمار الصناعية التي تستخدم نظام سفالسات تحتاج إلى ترخيص من هيئة البريد والاتصالات النرويجية . يُمنح هذا الترخيص فقط للأقمار الصناعية الملتزمة بالمعاهدة، ويستثني صراحةً أي أقمار صناعية عسكرية . مع ذلك، لا يمنع هذا بيع المعلومات من الأقمار الصناعية ذات الاستخدام المزدوج إلى المنظمات العسكرية. يُجري حاكم سفالبارد تفتيشًا للمحطة مرتين سنويًا، يشمل مراجعة سجلات الأقمار الصناعية التي تواصلت معها سفالسات، دون الاطلاع على المعلومات المنقولة نفسها. ^{[ 19 ]} جميع موظفي سفالسات بحاجة إلى تصريح أمني من حلف الناتو والقوات المسلحة النرويجية . ^{[ 25 ]}

تقع محطة سفالسات على هضبة بلاتوبيرجيت الجبلية ، التي ترتفع من 400 إلى 500 متر (1300 إلى 1600 قدم) فوق مستوى سطح البحر، بالقرب من لونغييربين في جزيرة سبيتسبيرجن في سفالبارد، النرويج. ^{[ 14 ]} يُعدّ موقعها على خط العرض 78 شمالًا مثاليًا للاتصال بالأقمار الصناعية في مدارات قطبية منخفضة. تتألف المحطة من حوالي 100 نظام هوائي (حتى ديسمبر 2019)، منها أنظمة متعددة المهام وأخرى مخصصة لعملاء محددين، مما يجعل سفالسات أكبر محطة أرضية تجارية في العالم. وتختلف هذه الأنظمة في قدرتها على الاتصال في نطاقات C وL وS وX وK. ^{[ 26 ]} تستخدم سفالسات بروتوكولات تمديد وصلة الفضاء التابعة للجنة الاستشارية لأنظمة بيانات الفضاء ، وهي معيار دولي للاتصال بين المحطات الأرضية والأقمار الصناعية. تستخدم معظم الهوائيات نطاق S للتتبع والقياس عن بُعد والتحكم، ونطاق X لتنزيل البيانات بسرعة عالية. ^{[ 10 ]} 

في الأصل، استخدمت سفال سات مزيجًا من خط مؤجر بسرعة 2 ميجابت في الثانية ، وعدة خطوط من شبكة الخدمات الرقمية المتكاملة ، وخدمة إنترنت عبر الأقمار الصناعية بسرعة 55 ميجابت في الثانية عبر إنتلسات لنقل البيانات خارج الجزيرة. ومنذ عام 2004، يوفر نظام كابلات سفالبارد البحرية خطي ألياف ضوئية احتياطيين إلى البر الرئيسي، يوفر كل منهما سرعة 10 جيجابت في الثانية. وتتولى شركة تيلينور تشغيل وصلة الألياف الضوئية . ^{[ 27 ]} ويتم تزويد الطاقة من محطة لونغييربين لتوليد الطاقة ، وفي حالة انقطاع التيار الكهربائي، فإن المحطة مجهزة بنظام تزويد طاقة غير منقطع ، ولديها مولد احتياطي قادر على توفير الطاقة لمدة أسبوعين. ^{[ 28 ]} 

يتألف المرفق من مبنى عمليات رئيسي مساحته 600 متر مربع (6500 قدم مربع ) ، ومبنى مساحته 70 متر مربع (750 قدم مربع ) مخصص لإمدادات الطاقة الاحتياطية، ومحطة محولات، ومحطة أبحاث متنقلة، بالإضافة إلى أغطية الرادار . ^{[ 14 ]} تقع قطعة الأرض فوق منجم رقم 3 التابع لشركة Store Norske Spitsbergen Kulkompani ، وهي مؤجرة لشركة KSAT. ويرتبط المرفق بمدينة لونغييربين عبر طريق خاص طوله 3.5 كيلومتر (2.2 ميل) . وعند إغلاق الطريق بسبب الانهيارات الثلجية والانهيارات الأرضية ، يتم استخدام النقل بواسطة المروحيات. كما يوجد طريق يربط جميع الهوائيات لتسهيل أعمال الصيانة. ^{[ 14 ]} تشمل المنشآت الموجودة في سفالسات والتي لا تتعلق بالاتصالات عبر الأقمار الصناعية محطة قياس الجسيمات المشعة في الهواء التي تديرها المصفوفة الزلزالية النرويجية ، ومنشأة اتصالات تديرها شركة تيلينور، ومحطة أرصاد جوية يديرها المعهد النرويجي للأرصاد الجوية ، مع نقل المعلومات إلى مطار سفالبارد، لونغ يير ، ومحطة أرصاد جوية تديرها سفالسات. ^{[ 14 ]}     

تُوضع الهوائيات وفقًا لمواصفات العميل، والتي تتضمن عادةً مسافة 200 متر (660 قدمًا) بين الهوائيات. وذلك لضمان عدم حجب الهوائيات لبعضها البعض، وعدم تداخل الضوضاء الكهرومغناطيسية والضوضاء الراديوية الصادرة عنها . تُختار المواقع لزيادة مدة مرور القمر الصناعي إلى أقصى حد، ولرؤية محطة المعايرة في هيورثهامنفيلت ، ولتوفير رؤية لحزام كلارك لهوائيات الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض، أو رؤية لراديو إسفيورد لهوائيات الاتصالات الأرضية. ^{[ 14 ]} 

يُعدّ سفالسات جزءًا من شبكة ناسا للأقمار الصناعية القريبة من الأرض . ويشمل ذلك دعم نظام رصد الأرض، الذي يضم أقمارًا صناعية مثل أكوا ، وأورا ، وقمر قياس ارتفاع الجليد والسحب والأرض ، وكويك سكات ، بالإضافة إلى برنامج المستكشف الصغير الذي يشمل مستكشف تطور المجرات ، وقمر قياس علم الفلك بالموجات المليمترية ، ومهمة سويفت لرصد انفجارات أشعة غاما ، ودراسة طاقة وديناميكيات الغلاف الحراري والأيونوسفير والميزوسفير ، ومطياف تصوير منطقة التداخل ، ومستكشف المنطقة الانتقالية والإكليل الشمسي . ويُسهم سفالسات وبوكر فلات معًا في نصف عمليات المرور اليومية للشبكة البالغ عددها 140 عملية. ^{[ 29 ]} وتشمل الأقمار الصناعية التي تشغلها الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي باستخدام سفالسات: شراكة سوومي الوطنية للأقمار الصناعية القطبية المدارية ^{[ 30 ]} وبرنامج الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية الدفاعية . وتشمل الأقمار الصناعية الأمريكية الأخرى قمري لاندسات 5 ولاندسات 7 التابعين لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، وأقمار شركة إيريديوم للاتصالات الخاصة . ^{[ 31 ]}

تشغل وكالة الفضاء الأوروبية عدة هوائيات قادرة على الإرسال في النطاق S والاستقبال في النطاقين S وX. وتستخدم الوكالة هذه المنشأة للتتبع، والقياس عن بُعد، والتحكم عن بُعد، والقياسات الإشعاعية، والتحقق من صحة النظام. وتشمل الأقمار الصناعية القمر الصناعي الأوروبي للاستشعار عن بُعد 2 ، وسنتينل 1، و2، و3، و5P، وإنفيسات . [ ^{32 ] وتستخدم} المنظمة الأوروبية لاستغلال الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية محطة سفال سات كمحطة أرضية لأقمارها الصناعية MetOp ، مما يتيح الاتصال بجميع مدارات MetOp. ^{[ 33 ]} وتعمل سفال سات كإحدى محطات الإرسال الخمس ومحطة استشعار لنظام غاليليو . ^{[ 34 ]} ويستخدم غاليليو خمسة هوائيات، أحدها بقطر 10 أمتار (33 قدمًا) وأربعة بقطر 4 أمتار (13 قدمًا) . ^{[ 16 ]}  

تستخدم إدارة السواحل النرويجية نظام SvalSat لتتبع نظام التعريف التلقائي للسفن في المياه النرويجية عبر القمر الصناعي AISSat-1 . ^{[ 35 ] [ 36 ]} وتستخدم وكالة استكشاف الفضاء اليابانية نظام SvalSat في مهمة هينودي . ^{[ 37 ]} ومن بين العملاء الآخرين: رادارسات-1 ورادارسات -2 التابعان لشركة ماكدونالد، ديتويلر وشركاؤهما ، وفورموسات-2 التابع للمنظمة الوطنية التايوانية للفضاء ، وأريرانغ-2 التابع للمعهد الكوري لأبحاث الفضاء في كوريا الجنوبية ، والقمر الصناعي التجريبي التكنولوجي وكارتوسات -1 وكارتوسات -2 التابعان لمنظمة أبحاث الفضاء الهندية ، وكوكبة رابيد آي الألمانية ، وكوزمو-سكاي ميد التابع لوكالة الفضاء الإيطالية ، وتيراسار-إكس التابع للمركز الألماني لأبحاث الفضاء . ^{[ 31 ]}

ملحوظات

فهرس

• كريج، ج.؛ روسو، أ. (أبريل 2000). "تاريخ وكالة الفضاء الأوروبية 1958-1987: المجلد الأول - قصة ESRO وELDO، 1958-1973" (ملف PDF) . وكالة الفضاء الأوروبية. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 2 مارس 2012. تم الاطلاع عليه في 10 أبريل 2012 .
• أوفرجارد، بير (1996). Televerket: أنا samfunnets tjeneste (باللغة النرويجية). المجلد.  2. متحف نورسك عن بعد. رقم ISBN 8291335109.
• روبيرغ، أولي أندرس؛ كوليت، جون بيتر (أكتوبر 2004). "الأنشطة الفضائية النرويجية 1958-2003: نظرة تاريخية عامة" (ملف PDF) . وكالة الفضاء الأوروبية. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 29 أبريل 2014. تم الاطلاع عليه في 10 أبريل 2012 .
• ساكوراي، تاكاشي (2008). مهمة هينودي . سبرينغر ساينس + بيزنس ميديا. ISBN 978-0-387-88739-5.
• أولفشتاين، جير (1995). معاهدة سفالبارد . مطبعة الجامعة الإسكندنافية. ISBN 8200227138.
• ورمدال، بارد (2011). ساتيليتكريجن (باللغة النرويجية). أوسلو: باكس. رقم ISBN 978-82-530-3450-8.

• الوسائط المتعلقة بـ SvalSat على ويكيميديا ​​كومنز