آزمایشگاهماهواره‌ها
الان چه ماهواره‌هایی بالای سر ایران‌اند؟
صدها ماهواره در جای همین لحظه‌شان روی کرهٔ زمین: ایستگاه‌های فضایی، ماهوارههای درخشان، GPS و ناوبری، هواشناسی، زمینآهنگ و ماهوارههای ایرانی. روی هر کدام بزنید و مدار و گذرش از آسمان شهرتان را ببینید، و بفهمید دیش را به کدام سو بگیرید.
مدار ماهواره‌ها در مرورگر شما حساب میشود…
زمین را بکشید تا بچرخد، با چرخ موس یا دکمه‌ها دور و نزدیک کنید و روی هر نقطه بزنید تا ماهواره‌اش را ببینید
—
آنتن
دیش را به کجا بگیرم؟
سمت و زاویهٔ هر ماهوارهٔ زمینآهنگ از شهر شما.
| ماهواره | بالای طول | سمت (از شمال) | زاویهٔ بالا |
|---|
زاویه‌ها هندسی‌اند و برای زمان صحنه محاسبه می‌شوند. برای دیش آفست، زاویهٔ صفحه با ارتفاع خط دید فرق دارد؛ دستور و زاویهٔ آفست سازنده را ملاک بگیرید. سمت از شمال جغرافیایی است؛ تصحیح قطب‌نما به مکان و تاریخ بستگی دارد. این فهرست حضور ماهواره را نشان میدهد و تضمین دریافت شبکه یا فعال‌بودن فرستنده نیست.
چرا
چرا ماهواره‌ها این‌طور می‌گردند
ماهواره‌ها از همان قانونی پیروی میکنند که ماه به دور زمین می‌گردد: هرچه مدار بلندتر، حرکت کندتر. ایستگاه فضایی بینالمللی در ارتفاع حدود ۴۰۰ کیلومتری هر ۹۰ دقیقه یک دور کامل می‌زند، یعنی در هر شبانه‌روز حدود ۱۵ تا ۱۶ بار دور زمین می‌گردد. قانون سوم کپلر می‌گوید زمان یک دور با فاصله از مرکز زمین رابطه دارد و مدار دورتر زمان بیشتری می‌خواهد. ماهوارههای ناوبری مدار بلندتری دارند: GPS در حدود ۲۰٬۲۰۰ کیلومتری است و هر دورش نزدیک ۱۲ ساعت طول می‌کشد. در ارتفاع حدود ۳۵٬۷۸۶ کیلومتری، درست بالای استوا، زمان یک دور برابر یک روز نجومی میشود و ماهواره با زمین همگام میچرخد.
ماهوارهٔ زمینآهنگ تنها وقتی مدارش دایره‌ای، استوایی و هم‌جهت چرخش زمین باشد برای ناظر در یک نقطهٔ آسمان ثابت میماند (زمین‌ایستا). مدار مایل یا بیضوی با همین دوره در آسمان جابه‌جا میشود؛ برخی اعضای گروه زمینآهنگ چنین‌اند. برای همین بشقاب آنتن را یک بار به سمت آن تنظیم میکنند و دیگر دست نمی‌زنند. این مدار فقط بالای استوا ممکن است و ایران شمال استوا قرار دارد، پس این ماهواره‌ها از ایران در آسمان جنوب و روی کمانی از شرق تا غرب دیده می‌شوند. ماهوارههای کم‌ارتفاع را شب‌ها میشود دید، چون در ارتفاع زیاد هنوز آفتاب می‌گیرند در حالی که زمین زیر پای ما تاریک است. پس بهترین وقت کمی بعد از غروب یا پیش از طلوع آفتاب است؛ در دل شب بیشترشان به سایهٔ زمین می‌روند و دیده نمی‌شوند.
زندهایستگاه‌ها
گذر ایستگاه فضایی از آسمان شما
گذرهای دیدنی ایستگاه فضایی بینالمللی، تیانگونگ و هابل با یادآوری در تقویم گوشی، در صفحهٔ خودشان.
ماهوارههای ایرانی در مدار، به فهرست CelesTrak: سینا ۱، خیام، ثریا، پارس ۱، چمران ۱، کوثر ۱٫۵.
روش
این صحنه چطور کار میکند
مدار ماهواره‌ها هر روز از CelesTrak گرفته میشود. این مدارها به شکل TLE، یعنی مجموعه‌های دوخطی عناصر مداری، منتشر می‌شوند و از ردیابی نیروی فضایی آمریکا میآیند. جای هر ماهواره در مرورگر شما با مدل SGP4 و کتابخانهٔ satellite.js حساب میشود، پس همهٔ محاسبه‌ها در دستگاه خودتان انجام می‌شوند و جای شما هرگز به جایی فرستاده نمی‌شود. TLE یک‌روزه برای مدارهای پایین معمولاً خطایی در حد چند کیلومتر دارد و هرچه قدیمی‌تر شود، خطا بیشتر میشود. ایستگاه فضایی گاهی با روشن کردن موتور مدارش را بالا می‌برد و TLE تازه لازم میشود.
چند چیز ساده شده است. روشنایی فقط برای ایستگاه فضایی بینالمللی، تیانگونگ و هابل نشان داده میشود، چون قدر استاندارد این سه برازش شده است. جهت آنتن هندسی است: مانع‌های محلی مثل ساختمان و کوه و زاویهٔ آفست بشقاب‌هایی که سرشان کج است در آن نیامده است. گروه‌های ماهواره همان گروه‌های CelesTrakاند و هزاران ماهوارهٔ استارلینک تک‌تک نمایش داده نمی‌شوند. مدارها هر روز یک بار تازه می‌شوند، پس برای رخدادهای دقیق، مثل لحظهٔ گذر، باید به منبع‌های رسمی نگاه کنید. ارتفاع کمینه و بیشینه از عناصر میانگین TLE و قانون کپلر تقریبی‌اند. جدول آنتن و گذرهای درخواستی از زمان صحنه استفاده میکنند؛ ساعت خارج ایران تقریبی است. گذرهای فهرست‌شده نیازمند خورشید حداقل ۵ درجه زیر افق، ماهوارهٔ روشن و ارتفاع حداقل ۱۰ درجه‌اند، اما روشنایی نامعلوم یا هوا و افق واقعی می‌تواند مانع رصد شود. سایهٔ زمین در مدل سادهٔ استوانه‌ای است و نیم‌سایه و گذار تدریجی نور مدل نمی‌شود.
برای امتحان، زمان را تند کنید و ببینید ایستگاه فضایی چطور از ایران میگذرد. گروه زمینآهنگ را روشن کنید تا کمان ماهواره‌ها را در جنوب ببینید. گروه ناوبری را روشن کنید و ببینید ماهوارههای GPS و همتایانش چطور دور تا دور زمین پخش شده‌اند. روی خیام بزنید و ارتفاع، سرعت و مدارش را بخوانید. مسیر زمینی یک ماهوارهٔ هواشناسی خورشیدآهنگ را دنبال کنید: هر دور حدود ۲۵ درجه به غرب میرود، چون زمین در همین مدت زیر مدار میچرخد. «الان بالای ایران» را باز بگذارید تا فهرست آن با گذر زمان عوض شود.
پرسش‌های رایج
ماهواره چطور در مدار میماند؟
ماهواره در واقع دائم به سمت زمین سقوط میکند، اما آنقدر سریع به پهلو میرود که زمین زیر پایش خم میشود و هرگز به آن نمیرسد. در ارتفاع حدود ۴۰۰ کیلومتری این سرعت جانبی حدود ۷٫۷ کیلومتر بر ثانیه است. گرانش زمین همان چیزی است که مسیرش را دور زمین خم میکند، و برای ماندن در مدار موتور لازم نیست. فقط جوّ بسیار رقیق بالا سرعتش را آهسته کم میکند و ایستگاهها گاهی باید مدارشان را بالا ببرند.
چرا ماهوارهٔ زمینآهنگ در آسمان ثابت است؟
چون یک دور آن به دور زمین برابر یک روز نجومی است، یعنی همان زمانی که زمین یک بار دور خودش میچرخد. این اتفاق در ارتفاع حدود ۳۵٬۷۸۶ کیلومتری و بالای استوا میافتد. ماهواره و زمین همگام میچرخند و ماهواره بالای یک نقطه میماند. برای همین بشقاب آنتنهای ماهوارهای ثابت است و لازم نیست آن را دنبال ماهواره بچرخانید.
چطور ایستگاه فضایی بینالمللی را با چشم ببینم؟
از بخش گذرها زمان و جهت دیدهشدن را برای شهر خودتان نگاه کنید. معمولاً کمی بعد از غروب یا پیش از طلوع آفتاب دیده میشود. مثل ستارهای بسیار درخشان و بیسوسو است که چند دقیقه آرام از آسمان میگذرد. چراغهای چشمکزن هواپیما هستند، نه ایستگاه. هرچه گذر بلندتر باشد، دیدنش آسانتر است. دوربین لازم نیست، فقط آسمان باز و نبودن ابر.
ایران چند ماهواره در مدار دارد؟
این صفحه ماهوارههای ایرانیای را نشان میدهد که فهرست CelesTrak هنوز آنها را در مدار میداند، از جمله خیام، ثریا، پارس ۱، چمران ۱ و کوثر ۱٫۵. سینا ۱، نخستین ماهوارهٔ ایران، در سال ۲۰۰۵ با موشکی روسی پرتاب شد. چند ماهوارهٔ دیگر، مانند نور ۱ و ۲ و ۳، دیگر به جوّ بازگشتهاند و در فهرست نیستند. شمار این فهرست با گذر زمان تغییر میکند و رقم کلی پرتابها را نشان نمیدهد.
TLE چیست؟
TLE مخفف مجموعهٔ دوخطی عناصر مداری است: دو خط متن که شکل مدار و جای ماهواره را در یک لحظهٔ مشخص توصیف میکنند. این دادهها از ردیابی نیروی فضایی آمریکا میآیند و CelesTrak آنها را منتشر میکند. مدل SGP4 با این عددها جای ماهواره را در هر لحظه حساب میکند. هر TLE فقط برای زمانی نزدیک به خودش دقیق است و هرچه از زمانش دورتر شویم، خطا بزرگتر میشود.
آزمایشگاه
آزمایشگاه‌های دیگر
- آزمایشگاه انحنای زمینچقدر از یک چیز دور پشت انحنای زمین پنهان میشود؟
- گرفتهاخورشیدگرفتگی بعدی کی از شهر من دیده میشود؟
- اطلس صورتهای فلکیاین ستارهها کدام صورت فلکیاند و امشب کی پیدایشان کنم؟
- آسماننماآسمان هر شهر دنیا، در هر شب و هر ساعت، چه شکلی است؟
- تلسکوپامشب در چشمی تلسکوپ چه میبینم؟
- جعبهٔ گرانشچرا مدار سیاره بیضی است و چطور به مریخ برویم؟
- وزن و سن روی سیارههاوزن و سن من روی مریخ و سیارههای دیگر چقدر است؟
- رنگ ستارهها و طیف نورچرا ستارهها رنگهای مختلف دارند؟
- بزرگی کیهانکیهان چقدر بزرگ است؟
- سایهٔ خورشیدسایهٔ یک چوب امروز در شهر من چطور میچرخد؟
- لحظهٔ تحویل سالچرا لحظهٔ تحویل سال هر سال حدود شش ساعت جابه‌جا میشود؟
- منظومهٔ شمسی سهبعدیسیارهها امروز، یا هر روز دیگر، دقیقاً کجای مدارشان هستند؟
- فاز ماه و گرفتچرا ماه شکلش عوض میشود و چرا هر ماه گرفت نداریم؟
- فصلها و طول روزاگر محور زمین کج نبود، تابستان و زمستان داشتیم؟
- مدار ماهوارهایستگاه فضایی چرا هر ۹۰ دقیقه یک بار دور زمین میچرخد؟
- انرژی و موج زلزلهیک واحد بزرگی بیشتر، چند برابر انرژی است و موج کی به شهر شما میرسد؟
- منظومهسازاگر خودتان یک منظومه بسازید، سیارههایش در مدار میمانند یا پرت می‌شوند؟
- برخورد کهکشانهاوقتی دو کهکشان به هم میخورند، ستارههایشان چه می‌شوند؟
- مادهٔ تاریکچرا ستارههای لبهٔ کهکشان آنقدر تند میچرخند؟
- زندگی یک ستارهستارهای با جرم دلخواه شما چطور به دنیا میآید، چقدر میماند و چطور میمیرد؟
- شکار سیارههای فراخورشیدیاز هزاران سال نوری دورتر چطور میفهمیم دور یک ستاره سیارهای میچرخد؟
- کارآگاه طیفاز نور یک ستاره چطور میفهمیم از چه ساخته شده و به کدام سو میرود؟
- انبساط کیهاناگر همهٔ کهکشانها از ما دور می‌شوند، یعنی ما در مرکز کیهانیم؟
- تقویم کیهانیاگر عمر کیهان یک سال بود، انسان چند دقیقه پیش آمد؟
- سیاهچالهکنار یک سیاهچاله نور و زمان چه می‌شوند؟
- امواج گرانشیوقتی دو سیاهچاله به هم میرسند، فضا-زمان چطور میلرزد و اگر موجش را به صدا درآوریم چه میشنویم؟
- سفر نزدیک سرعت نوراگر نزدیک سرعت نور سفر کنید، آسمان چه شکلی میشود و ساعتتان چقدر کند میرود؟
- خاستگاه عنصرهاطلای انگشتر و آهن خون شما در کدام ستاره ساخته شده است؟