satellite कैसे कम करता है ?

हम अपने जीवन को यह जानते हुए जीते हैं कि कई उपग्रह हमारे ग्रह की प्रतिदिन परिक्रमा करते हैं और वे हमारी कई तरह से मदद कर रहे हैं। आपको जानकर हैरानी होगी कि पृथ्वी की परिक्रमा करने वाले लगभग 4900 सैटलाइट हैं। सबसे स्पष्ट सवाल जो मन में आते हैं, ये उपग्रह पूरी तरह से अलग कक्षाओं में क्यों हैं? उपग्रह अपने सभी कार्यों को कैसे करता है? और उनके अंदर कौन से घटक हैं, जो उन्हें अपने आवंटित कार्यों को पूरा करने में मदद करते हैं? आइए इन सभी सवालों के जवाबों को विस्तार से जानें।

यह एक सर्वविदित तथ्य है कि गुरुत्वाकर्षण गुरुत्वाकर्षण और केन्द्रापसारक बल के बीच संतुलन के कारण उपग्रह कक्षा में रहता है। उपग्रह का कोणीय वेग बल संतुलन समीकरण द्वारा तय किया जाता है जो गुरुत्वाकर्षण और केन्द्रापसारक बलों को संतुलित करता है। जब उपग्रह को तैनात किया जाता है, तो उसे इन दोनों बलों को संतुलित करने के लिए पर्याप्त गति दी जाती है।

पृथ्वी के पास के उपग्रह को पृथ्वी से आगे स्थित गुरुत्वाकर्षण की तुलना में अधिक गति की आवश्यकता होती है। अंतरिक्ष में नगण्य प्रतिरोध के कारण, उपग्रह कभी गति नहीं खोते हैं। इसका मतलब है कि उपग्रह किसी भी बाहरी ऊर्जा स्रोत के बिना पृथ्वी के चारों ओर अपनी परिपत्र गति जारी रखेंगे। सैटेलाइट को लो अर्थ ऑर्बिट, मीडियम अर्थ ऑर्बिट जियोसिंक्रोनस अर्थ ऑर्बिट में रखा जाता है। इन तीनों परिक्रमाओं का चित्रण यहाँ किया गया है। हम बाद में उनके बारे में अधिक जानकारी प्राप्त करेंगे।

अंतरिक्ष में एक दिलचस्प क्षेत्र है जिसे वान एलेन बेल्ट कहा जाता है। एक क्षेत्र अत्यधिक ऊर्जावान आवेशित कणों से भरा है, जो किसी उपग्रह के इलेक्ट्रॉनिक्स अनुभाग को गंभीर रूप से नुकसान पहुंचा सकता है। आमतौर पर, वान एलेन बेल्ट में उपग्रहों को पार्क नहीं करना पसंद किया जाता है। उपग्रह रखने के लिए किस कक्षा को चुना जाना है, इसका निर्णय उपग्रह के अनुप्रयोग और उद्देश्य पर निर्भर करता है। यदि उपग्रह पृथ्वी अवलोकन, मौसम पूर्वानुमान, भौगोलिक क्षेत्र सर्वेक्षण, उपग्रह फोन कॉल, आदि के लिए बनाया गया है, तो पृथ्वी के करीब कक्षाओं को चुना जाता है।

LEO 160 से 2000 किलोमीटर की ऊँचाई पर पृथ्वी के सबसे करीब है, और इसकी कक्षीय अवधि लगभग 1.5 घंटे है। लेकिन इस प्रकार के उपग्रह पृथ्वी के कम क्षेत्र को कवर करते हैं इसलिए वैश्विक कवरेज प्राप्त करने के लिए कई उपग्रहों की आवश्यकता होती है। यही कारण है कि GEO जैसी उच्च कक्षा को प्रसारित करने के मामले में चुना जाता है। भू-समकालिक कक्षा में उपग्रह 35,786 किलोमीटर की ऊँचाई पर हैं और पृथ्वी के समान कोणीय गति से घूमते हैं। इसका मतलब है कि उपग्रह को एक चक्कर पूरा करने में ठीक 23 घंटे 56 मिनट और चार सेकंड लगते हैं। जियोसिंक्रोनस ऑर्बिट के भीतर, ऑर्बिट की एक विशेष श्रेणी होती है जिसे जियोस्टेशनरी ऑर्बिट कहा जाता है, जो पृथ्वी के भूमध्य रेखा के लिए संकेंद्रित होता है।

ये उपग्रह पृथ्वी के संबंध में स्थिर हैं। इसके कारण, जियोस्टेशनरी उपग्रह टेलीविजन प्रसारण के लिए आदर्श विकल्प हैं क्योंकि इसका मतलब है कि आपको अपने उपग्रह डिश के कोण को बार-बार समायोजित करने की आवश्यकता नहीं है। यही कारण है कि जियोस्टेशनरी बेल्ट में उपग्रहों के साथ भीड़ होती है, और इसका प्रबंधन ITU नामक एक अंतर्राष्ट्रीय संगठन द्वारा किया जाता है। जियोसिंक्रोनस कक्षाओं में कुछ नेविगेशन उपग्रहों का भी कब्जा है।

GEO उपग्रह पृथ्वी की सतह के एक तिहाई हिस्से को कवर कर सकते हैं, इसलिए पूरे पृथ्वी को कवर करने के लिए तीन उपग्रह पर्याप्त हैं। जीपीएस जैसे नेविगेशन अनुप्रयोगों के लिए, MEO बुद्धिमान विकल्प है। भले ही एलईओ पृथ्वी के सबसे करीब है, इस कक्षा में उपग्रह बहुत तेज गति से घूमते हैं। इसके कारण, पृथ्वी पर रिसीवर नेविगेशन गणनाओं को सही ढंग से करने में विफल रहते हैं। इसके अलावा, LEO को पूरी पृथ्वी को कवर करने के लिए बहुत अधिक उपग्रहों की आवश्यकता होती है, इस प्रकार, GPS उपग्रह MEO का उपयोग करते हैं। एक सामान्य जीपीएस सिस्टम में, 24 उपग्रह पूरी पृथ्वी और 12 घंटे की कक्षीय अवधि को कवर कर सकते हैं। अब एक संचार उपग्रह के मुख्य घटकों को उनके कार्यों के साथ देखते हैं। संचार के केंद्र में, उपग्रह ट्रांसपोंडर हैं।

LEO 160 से 2000 किलोमीटर की ऊँचाई पर पृथ्वी के सबसे करीब है, और इसकी कक्षीय अवधि लगभग 1.5 घंटे है। लेकिन इस प्रकार के उपग्रह पृथ्वी के कम क्षेत्र को कवर करते हैं इसलिए वैश्विक कवरेज प्राप्त करने के लिए कई उपग्रहों की आवश्यकता होती है। यही कारण है कि GEO जैसी उच्च कक्षा को प्रसारित करने के मामले में चुना जाता है। भू-समकालिक कक्षा में उपग्रह 35,786 किलोमीटर की ऊँचाई पर हैं और पृथ्वी के समान कोणीय गति से घूमते हैं। इसका मतलब है कि उपग्रह को एक चक्कर पूरा करने में ठीक 23 घंटे 56 मिनट और चार सेकंड लगते हैं। जियोसिंक्रोनस ऑर्बिट के भीतर, ऑर्बिट की एक विशेष श्रेणी होती है जिसे जियोस्टेशनरी ऑर्बिट कहा जाता है, जो पृथ्वी के भूमध्य रेखा के लिए संकेंद्रित होता है।

ये उपग्रह पृथ्वी के संबंध में स्थिर हैं। इसके कारण, जियोस्टेशनरी उपग्रह टेलीविजन प्रसारण के लिए आदर्श विकल्प हैं क्योंकि इसका मतलब है कि आपको अपने उपग्रह डिश के कोण को बार-बार समायोजित करने की आवश्यकता नहीं है। यही कारण है कि जियोस्टेशनरी बेल्ट में उपग्रहों के साथ भीड़ होती है, और इसका प्रबंधन ITU नामक एक अंतर्राष्ट्रीय संगठन द्वारा किया जाता है। जियोसिंक्रोनस कक्षाओं में कुछ नेविगेशन उपग्रहों का भी कब्जा है।

GEO उपग्रह पृथ्वी की सतह के एक तिहाई हिस्से को कवर कर सकते हैं, इसलिए पूरे पृथ्वी को कवर करने के लिए तीन उपग्रह पर्याप्त हैं। जीपीएस जैसे नेविगेशन अनुप्रयोगों के लिए, MEO बुद्धिमान विकल्प है। भले ही एलईओ पृथ्वी के सबसे करीब है, इस कक्षा में उपग्रह बहुत तेज गति से घूमते हैं। इसके कारण, पृथ्वी पर रिसीवर नेविगेशन गणनाओं को सही ढंग से करने में विफल रहते हैं। इसके अलावा, LEO को पूरी पृथ्वी को कवर करने के लिए बहुत अधिक उपग्रहों की आवश्यकता होती है, इस प्रकार, GPS उपग्रह MEO का उपयोग करते हैं। एक सामान्य जीपीएस सिस्टम में, 24 उपग्रह पूरी पृथ्वी और 12 घंटे की कक्षीय अवधि को कवर कर सकते हैं। अब एक संचार उपग्रह के मुख्य घटकों को उनके कार्यों के साथ देखते हैं। संचार के केंद्र में, उपग्रह ट्रांसपोंडर हैं।

ट्रांसपोंडर का मुख्य कार्य प्राप्त सिग्नल की आवृत्ति को बदलना, किसी भी सिग्नल के शोर को हटाना और सिग्नल की शक्ति को बढ़ाना है। केयू बैंड के उपग्रहों पर, ट्रांसपोंडर 14 गीगाहर्ट्ज़ से 12 गीगाहर्ट्ज़ तक परिवर्तित होता है, और उपग्रह में 20 या अधिक ट्रांसपोंडर हो सकते हैं। यह स्पष्ट है कि इन सभी कार्यों को संभालने के लिए ट्रांसपोंडर को बहुत अधिक विद्युत शक्ति की आवश्यकता होती है। बिजली की आपूर्ति के लिए, उपग्रह में बैटरी और सौर पैनल के विकल्प हैं। सौर पैनल का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरण को बिजली देने के लिए किया जाता है, लेकिन ग्रहण के दौरान, बैटरी का उपयोग किया जाता है। आप उपग्रह पर एक सन सेंसर देख सकते हैं। यह सन सेंसर सौर पैनलों को सही दिशा में कोण करने में मदद करता है ताकि सूर्य से अधिकतम शक्ति निकाली जा सके। अब देखते हैं कि ट्रांसपोंडर एंटीना से इनपुट सिग्नल कैसे प्राप्त करता है।

उपग्रहों में तय किया गया सबसे आम एंटीना रिफ्लेक्टर एंटीना है। एक उपग्रह अपनी इच्छित चिकनी कक्षा का अनुसरण करने वाला है। हालांकि, उपग्रह के चारों ओर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र पृथ्वी के असमान द्रव्यमान वितरण और चंद्रमा और सूरज की उपस्थिति के कारण एक समान नहीं है। इसके कारण, कभी-कभी उपग्रह अपनी इच्छित कक्षीय स्थिति से विस्थापित हो जाता है। यह एक खतरनाक स्थिति है क्योंकि इससे सिग्नल का पूरा नुकसान होगा। ऐसी स्थिति से बचने के लिए उपग्रहों में थ्रस्टरों का उपयोग किया जाता है। थ्रस्टरों को निकाल दिया जाता है और उपग्रह को सही स्थिति में रखा जाता है।

ये अंतरिक्ष के कबाड़ से बचने के लिए उपग्रहों की भी मदद करते हैं। थ्रस्टर्स के लिए आवश्यक ईंधन को सैटेलाइट बॉडी में टैंकों में सहेजा जाता है। थ्रस्टर्स के उपग्रह और नियंत्रण की स्थिति की निगरानी लगातार एक पृथ्वी स्टेशन से की जाती है।

स्थिति नियंत्रण के अलावा, पृथ्वी स्टेशन उपग्रह के स्वास्थ्य और गति पर भी नज़र रखता है। यह ट्रैकिंग, टेलीमेट्री और नियंत्रण प्रणालियों के माध्यम से किया जाता है। सिस्टम लगातार पृथ्वी स्टेशन को संकेत भेजते हैं और पृथ्वी और उपग्रह के बीच संपर्क बनाए रखते हैं। आमतौर पर, इन संकेतों को अन्य संचार संकेतों से अलग करने के लिए विभिन्न आवृत्तियों पर आदान-प्रदान किया जाता है।

क्या आपने कभी सोचा है कि एक उपग्रह के साथ क्या होता है जब वह कार्यशील नहीं होता है, या उसका जीवनकाल समाप्ति के करीब होता है? ये उपग्रह अन्य परिचालन उपग्रहों या अंतरिक्ष यान को नुकसान पहुंचा सकते हैं। इस स्थिति से निपटने के लिए, निष्क्रिय उपग्रहों को थ्रस्टरों को सक्रिय करके कब्रिस्तान की कक्षा में स्थानांतरित किया जाता है। बस उपग्रह की घूर्णी गति को बढ़ाकर, हम इसे उच्च त्रिज्या कक्षा में स्थानांतरित करने में सक्षम होंगे। इस ऑपरेशन को इस एनीमेशन में स्पष्ट किया गया है। कब्रिस्तान की कक्षा भूस्थैतिक कक्षा से कुछ सौ किलोमीटर ऊपर है। इस ऑपरेशन के लिए, थ्रस्टर्स उतनी ही मात्रा में ईंधन का उपभोग करते हैं जितना कि स्टेशन की निगरानी के लिए तीन महीने तक उपग्रह की जरूरत होती है। अब तक जिन उपग्रहों की हमने चर्चा की है वे संचार उपग्रह हैं।

जीपीएस उपग्रहों के लिए, सबसे महत्वपूर्ण घटक एक परमाणु घड़ी और एंटीना हैं। इस प्रकार के उपग्रहों में प्रयुक्त एल बैंड नेविगेशन एंटेना भी यहाँ चित्रित किया गया है। पृथ्वी अवलोकन उपग्रह जो कि ज्यादातर LEO में होते हैं, अपने मिशन के आधार पर विभिन्न प्रकार के सेंसरों, इमेजरों, वगैरह को ले जाते हैं।

अब, कुछ रोचक जानकारी के लिए। इस वीडियो में उपग्रह के दृश्यों में, आपने देखा होगा कि वे सोने के रंग की पन्नी से ढंके हुए थे। इस पन्नी का उद्देश्य क्या है? वास्तव में, इसे नाकाम नहीं किया गया है क्योंकि यह पहली नजर में प्रतीत होता है। यदि आप इसका क्रॉस-सेक्शन लेते हैं, तो आप देख सकते हैं कि इसमें एक बहुस्तरीय संरचना है।

उपग्रहों का अंतरिक्ष में तापमान में भारी अंतर होता है जहाँ तापमान शून्य से 150 से 200 डिग्री सेल्सियस तक भिन्न होता है। इसके अलावा, उपग्रह सूर्य से भारी सौर विकिरण के मुद्दे का सामना करते हैं। यह सामग्री वास्तव में एक ढाल के रूप में कार्य करती है, जो उपग्रह घटकों को भारी तापमान विविधताओं और सौर विकिरण से बचाती है। धन्यवाद।