ما هي سرعة دوران القمر الصناعي حول الأرض ولماذا هذه السرعة بالذات؟

ومن المعلوم أنه يتم إطلاق الأقمار الصناعية إلى الفضاء الخارجي؛ لتساعد العلماء على إدراك طبيعة الكون والنظام الشمسي.

وتُطلق هذه الأقمار عن طريق صاروخ يصل إلى المدار المحدد له؛ وليبقى القمر الصناعي ضمن مداره حول الأرض دون أن يسبح في الفضاء أو يسقط على الأرض يتم ضبط تسارعه بحيث يكون مساويا لقوة جاذبية الأرض للقمر.

ليدور بعد ذلك القمر الصناعي بمدارات وارتفاعات معينة، ولعل من أشهر المدارات المعروفة ما يلي:
- المدار الثابت بالنسبة للأرض، وينتقل فيه القمر الصناعي فوق خط الاستواء من الغرب نحو الشرق بسرعة تساوي سرعة دوران الأرض واتجاهها.
- المدار القطبي، ويدور فيه القمر الصناعي من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي.

ومما أعتقد أنك تودّ معرفته هو استخدامات الأقمار الصناعية، والمتمثلة بما يلي:
· تحديد المواقع، حيث يمكننا من خلال الأقمار الصناعية استخدام (GPS)؛ للوصول إلى الوجهة المطلوبة.
· الاتصالات حيث تعمل الأقمار الصناعية على ما يلي:
- نقل أمواج الراديو من مكان إلى آخر.
- استقبال الإشارات الأرضية المرسلة وتضخيمها ثم إعادة إرسالها من محطة إلى محطة أخرى على سطح الأرض، ومن الجدير بالذكر أن هذه الإشارات تحمل المكالمات الخلوية، والبث الإذاعي والتلفزيوني.
· التصوير الفوتوغرافي.

وتشترك جميع الأقمار الصناعية على اختلاف أنواعها بالأجزاء الرئيسية التالية:
- (الحساسات، الكاميرات، وأجهزة الاستشعار)، والتي تمثل معدات جمع المعلومات.
- الهوائيات التي تعمل على تبادل المعلومات من وإلى الأرض.
- نظام التحكم عن بعد، والذي يعمل على تعديل مسار ومكان القمر الصناعي.
- ألواح شمسية وموّلدات طاقة نووية تعمل لتشكّل نظام الطاقة للأقمار الصناعية.

ويمكن تصنيف مدرات الأقمار الصناعية حول الأرض بحسب مساراتها وارتفاعاتها إلى الأنواع التالية:
1. مدرات منخفضة يكون فيها حجم القمر الصناعي صغير، وتكون سرعته عالية ويدور بمسار دائري منخفض قريب من سطح الأرض، وتستخدم هذا النوع من الأقمار الصناعية في مجال الدراسات العلمية.

2. مدارات متوسطة، ويكون على ارتفاع أكثر بعشر مرات من ارتفاع المدار المنخفض كأقمار (GPS) المرتفعة إلى ما يقارب 20000 كم، والتي تحتاج إلى 12 ساعة للدوران حول الأرض.
ومما ينبغي عليك معرفته أنه بزيادة ارتفاع القمر الصناعي تزداد مدة بقائه في المنطقة الواحدة، وتقلّ السرعة المطلوبة؛ ليبقى في مدار شبه منتظم حول الأرض.

3. المدرات العالية (المدارات المتزامنة) تكون على ارتفاعات تصل إلى 36000 كم، وتتمكن الأقمار الصناعية الموجودة على هذا الارتفاع من الدوران حول الأرض خلال يوم واحد.

وهنا تجدر الإشارة إلى أول قمر صناعي (Sputnik 1)، والذي تم إرساله من قبل الاتحاد السوفييتي عام 1957؛ ليكمل دورة كاملة حول الأرض. وقد بلغت كتلته 84 كغ، وكان بين ارتفاع 230 كم و 940 كم عن سطح الأرض. 

وقد أُرسِل هذا القمر الصناعي؛ لاختبار وجود جهاز إرسال موجات الراديو تستقبل الموجات المنبعثة من الأرض.