إنّ القمر الصناعي قد ينحرف عن مداره بسبب قوى الجاذبية من الشمس والقمر والكواكب الأخرى، كما تتغير هذه القوى بشكل دوري على مدار “24 ساعة”، حيث يتحرك القمر الصناعي حول الأرض ويتكون النظام الفرعي للتحكم في الارتفاع والمدار “AOC” من محركات صاروخية قادرة على وضع القمر الصناعي في المدار الصحيح كلما انحرف عن المدار المعني، كما يُعد النظام الفرعي “AOC” مفيداً في صنع الهوائيات والتي تكون من نوع شعاع ضيق من نقاط باتجاه الأرض.
أجزاء النظام الفرعي AOC
1- النظام الفرعي للتحكم في الارتفاع
يهتم النظام الفرعي للتحكم في الارتفاع بتوجيه القمر الصناعي في مداره الخاص، وفيما يلي طريقتان لجعل القمر الصناعي الموجود في مدار ثابتاً:
أولاً: تدور القمر الصناعي
في هذه الطريقة يدور جسم القمر الصناعي حول محور دورانه، وبشكل عام يمكن تدويرها من “30 دورة في الدقيقة” إلى “100 دورة في الدقيقة” من أجل إنتاج قوة من النوع الجيروسكوبي، ونتيجةً لذلك يستقر محور الدوران وسيشير القمر الصناعي في نفس الاتجاه، والأقمار الصناعية من هذا النوع تسمى المغازل، ويحتوي سبينر على طبل اسطواني الشكل وهذه الأسطوانة مغطاة بالخلايا الشمسية وأنظمة الطاقة والصواريخ موجودة في هذه الأسطوانة.
يتم وضع النظام الفرعي للاتصالات أعلى الأسطوانة، كما يقود محرك كهربائي نظام الاتصال هذا وسيكون اتجاه هذا المحرك معاكساً لدوران جسم القمر الصناعي بحيث تشير الهوائيات نحو الأرض، وتسمى الأقمار الصناعية التي تقوم بهذا النوع من العمليات باسم “de-spin”، وأثناء مرحلة الإطلاق يدور القمر الصناعي عند تشغيل نفاثات الغاز الشعاعي الصغيرة، وبعد ذلك يعمل نظام “de-spin” لجعل هوائيات النظام الفرعي “TTCM” تتجه نحو المحطة الأرضية.
- “TTCM” هي اختصار لـ “Telemetry, Tracking, Commanding and Monitoring”.
- “AOC” هي اختصار لـ “Altitude and Orbit Control”.
ثانياً: طريقة المحاور الثلاثة
في هذه الطريقة يمكن تثبيت القمر الصناعي باستخدام واحدة أو أكثر من عجلات الزخم، وتسمى هذه الطريقة بطريقة ثلاثية المحاور، وميزة هذه الطريقة هي أنّه سيتم التحكم في اتجاه القمر الصناعي في ثلاثة محاور ولن تحتاج إلى تدوير الجسم الرئيسي للقمر الصناعي، وفي هذه الطريقة يتم النظر في المحاور الثلاثة التالية:
- يعتبر محور الدوران في الاتجاه الذي يتحرك فيه القمر الصناعي في المستوى المداري.
- يعتبر محور الانعراج في الاتجاه نحو الأرض.
- يُنظر إلى محور الانحدار في الاتجاه وهو عمودي على المستوى المداري.
مبدأ عمل طريقة المحاور الثلاثة
فمثلاً “XR” و”YR” و”ZR” هي محور الدوران ومحور الانعراج ومحور الانحدار على التوالي، كما يتم تحديد هذه المحاور الثلاثة من خلال النظر في موقع القمر الصناعي كمرجع، وتحدد هذه المحاور الثلاثة ارتفاع القمر الصناعي.
لنفترض أنّ “X” و”Y” و”Z” هي مجموعة أخرى من المحاور الديكارتية، وتوفر هذه المجموعة المكونة من ثلاثة محاور معلومات حول اتجاه القمر الصناعي فيما يتعلق بالمحاور المرجعية، وإذا كان هناك تغيير في ارتفاع القمر الصناعي فسيتم تغيير الزوايا بين المحاور المعنية، وفي هذه الطريقة يحتوي كل محور على طائرتين غازيتين، وسوف يوفرون الدوران في كلا الاتجاهين للمحاور الثلاثة.
سيتم تشغيل أول طائرة نفاثة غازية لبعض الوقت وعندما تكون هناك حاجة لحركة القمر الصناعي في اتجاه محور معين، كما سيتم تشغيل النفاثة الغازية الثانية لنفس الفترة الزمنية وعندما يصل القمر الصناعي إلى الموضع المطلوب، لذا فإنّ النفاثة الغازية الثانية ستوقف حركة القمر الصناعي في اتجاه هذا المحور.
2- النظام الفرعي للتحكم في المدار
يعد النظام الفرعي للتحكم في المدار مفيداً لإدخال القمر الصناعي في مداره الصحيح وعندما ينحرف القمر الصناعي عن مداره، كما يراقب النظام الفرعي “TTCM” الموجود في المحطة الأرضية موقع القمر الصناعي، وإذا كان هناك أي تغيير في مدار القمر الصناعي فإنّه يرسل إشارة بخصوص التصحيح إلى النظام الفرعي للتحكم في “Orbit”.
بعد ذلك ستحل هذه المشكلة عن طريق إدخال القمر الصناعي في المدار الصحيح، وبهذه الطريقة يعتني النظام الفرعي “AOC” بموقع القمر الصناعي في المدار الصحيح، وعلى الارتفاع الصحيح خلال العمر الافتراضي الكامل للقمر الصناعي في الفضاء.
مكونات النظام الفرعي AOC
يتكون النظام الفرعي لإدارة الارتفاع والمدار “AOC” من محركات صاروخية قادرة على إدخال تلفاز القمر الصناعي لجهاز الكمبيوتر في أفضل مدار وفي كل مرة ينحرف فيها عن المدار المعني، ويعد النظام الفرعي “AOC” مفيداً بغرض صنع الهوائيات والتي تكون من عوامل نوع الشعاع النحيف في اتجاه الأرض كما يتم تحويل هذا النظام الفرعي AOC إلى العنصرين التاليين:
نظام فرعي AOC أي نظام إدارة بديل
يهتم النظام الفرعي لإدارة الارتفاع بتوجيه القنوات الفضائية للكمبيوتر في مداره الخاص، وهناك استراتيجيات لجعل التلفاز الفضائي للكمبيوتر الشخصي الموجود في مدار آمناً، كدوران تلفاز القمر الصناعي للكمبيوتر الشخصي “AOC SUBSYSTEM”.
في هذه التقنية يدور هيكل التلفزيون الفضائي للكمبيوتر حول محور الدوران، وفي الأساس يمكن تدويرها من “30 دورة في الدقيقة” إلى “100 دورة في الدقيقة” بهدف إنتاج قوة من النوع الجيروسكوبي، ونتيجة لذلك سيستقر محور الدوران وسيستوى تلفاز القمر الصناعي للكمبيوتر الشخصي في المسار نفسه كما تُعرف الأقمار الصناعية من هذا النوع باسم المغازل.
يستوعب الدوار أسطوانة ذات شكل أسطواني، وهذه الأسطوانة مسقوفة بخلايا ضوئية وطرق الطاقة والصواريخ الحالية على هذه الأسطوانة، كما يتم وضع النظام الفرعي للاتصالات في أعلى الأسطوانة، ومحرك كهربائي يقود نظام الاتصال هذا ويمكن عكس مسار هذا المحرك إلى دوران الفضائيات الخاصة بجسم الكمبيوتر، بحيث يكون مستوى الهوائيات في اتجاه الأرض.
خلال جزء الإطلاق يدور تلفاز القمر الصناعي للكمبيوتر الشخصي عند تشغيل نفاثات الوقود الشعاعية الصغيرة، وبعد ذلك يعمل نظام “de-spin”، كما يتمتع “OHB” بخبرة واسعة في جميع الجوانب المتعلقة بالتحكم في الموقف، مثل:
- تطوير وتشغيل أنظمة التحكم في المواقف الفعالة من حيث التكلفة للأقمار الصناعية الصغيرة والمتوسطة الحجم “BREMSAT” و”SAFIR” و”ABRIXAS” و”MITA” و”AGILE”.
- المساهمات في النمذجة والتطوير والاختبار الناجح لنظام الهبوط الأوتوماتيكي لـ “ASTRA / PHOENIX” أي بالتعاون مع “EADS”.
- تطوير شامل لنظام ديناميكي وعالي الدقة للتحكم في الموقف لأقمار الاستطلاع التابعة للقوات المسلحة الفيدرالية الألمانية “SAR-Lupe”.
وتشمل الأنشطة الحالية
- تطوير نظام التحكم في الموقف للقمر الصناعي “En Map” العلمي.
- المسؤولية الشاملة عن نظام التحكم في الموقف لسلسلة الأقمار الصناعية “SGEO” الثابتة بالنسبة إلى الأرض، بناءً على أجهزة استشعار النجوم الجديدة والدفع الكهربائي.
- تشغيل كوكبة القمر الصناعي “SAR-Lupe” أي “5 أقمار صناعية”.
- تطوير “AOCS” للأقمار الصناعية الملاحية الأوروبية أي “14 قمراً صناعياً”.
- وتطوير نظام دقيق للغاية للتحكم في الموقف للأقمار الصناعية “6 MTG” أي الجيل الثالث “Meteosat”.
ملاحظة:“MTG” هي اختصار لـ “Meteosat Operational Program”.
ملاحظة:“SGEO” هي اختصار لـ “Small Geostationary satellites”.
