5 تقنيات معروفة لم تكن لتوجد بدون استكشاف الفضاء

2024 مؤلف: Malcolm Clapton | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 03:46

برومو

في كل مرة تقوم فيها بتغيير القناة التلفزيونية أو كتابة عنوان في الملاح ، يحدث ذلك بفضل استكشاف الفضاء والرحلات إلى الكواكب الأخرى. معًا نخبرك بالتطورات التي حدثت في حياتنا من رواد الفضاء.

1. الفضائيات

بدأ تاريخ التليفزيون الفضائي في 10 يوليو 1962: ثم أطلقت ناسا أول قمر صناعي للاتصالات في المدار تلستار - 1 … في اليوم التالي ، بمساعدته ، تم إجراء أول بث عبر الأقمار الصناعية في الولايات المتحدة. طار Telstar-1 في مدار إهليلجي وفي مدار واحد حول الكوكب أعطى إشارة مستمرة لمدة 20 دقيقة - فقط ساعتان و 37 دقيقة. يمكنه تقديم بث تلفزيوني واحد أو 60 مكالمة هاتفية.

في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تم استدعاء قمر صناعي من هذا النوع "Lightning-1": ذهب إلى الفضاء لأول مرة عام 1964 ، وأول بث تلفزيوني كان عام 1965. قدم القمر الصناعي السوفيتي الاتصالات بين موسكو وفلاديفوستوك.

في نفس العام ، أطلقت الولايات المتحدة قمرًا صناعيًا ثابتًا بالنسبة إلى الأرض في مدار دائري. انتلسات - 1 (سريع البديهة): سمح ذلك بالحفاظ على الإشارة لفترة أطول. تمكن اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية من زيادة وقت البث بعد عامين: أنشأت الدولة شبكة الأقمار الصناعية الخاصة بها "يدور في مدار" - الأجهزة تبث الإشارة بدورها.

في البداية ، تم استخدام الأقمار الصناعية فقط في بيئة مهنية ، لكنها أصبحت متاحة تدريجياً لجميع الناس. في الولايات المتحدة ، على سبيل المثال ، بدأ تثبيت "الأطباق" بنشاط في الثمانينيات: لم يتم بعد ذلك ترميز الإشارة ويمكن للمستخدمين مشاهدة أي قناة يتم التقاطها مجانًا. في عام 1994 ، قدمت الأقمار الصناعية بالفعل ليس فقط بثًا تناظريًا ، ولكن أيضًا رقميًا - زاد عدد القنوات من هذا.

اليوم ، تستخدم أكثر من 44 مليون أسرة في روسيا خدمة الدفع التلفزيوني ، ويتلقى جزء كبير منهم إشاراتهم عبر الأقمار الصناعية. السر الرئيسي لشعبية هذا النوع من الاتصال هو إمكانية الوصول: فهي تتيح لك مشاهدة العديد من القنوات في أي مكان ، حتى في قرية نائية. كل ذلك بفضل تقنيات الفضاء: يرسل المزود إشارات الراديو إلى القمر الصناعي ، ومن هناك تنتشر مرة أخرى إلى الأرض.

يمكنك التقاط إشارة في أي مكان تقريبًا ، فأنت تحتاج فقط إلى هوائي طبق. تلتقط إشارة من الفضاء وتحولها وترسلها إلى جهاز استقبال قمر صناعي يقوم بفك تشفيرها وتحويلها إلى صورة وصوت.

لم يتم اختراع الشكل غير المعتاد لصحن القمر الصناعي من أجل التصميم - التقعر يساعد على استقبال الإشارة بشكل أكثر كفاءة. تنعكس من جدران "اللوحة" ، وبفضل الحواف المرتفعة ، تنتقل إلى مركز الهيكل ، حيث يتم وضع غلاف جهاز الاستقبال - وهذا يسمح لك بالحصول على الكثير من المعلومات بجودة جيدة.

يمكن الآن لمشغلي التلفزيون استخدام قدرات الأقمار الصناعية. على سبيل المثال ، يشاهد أكثر من 12 مليون أسرة القنوات الفضائية. لإرسال إشارة إلى مناطق مختلفة من روسيا ، يستخدم المشغل قوة ثلاثة أقمار صناعية.

2. الإنترنت عبر الأقمار الصناعية

وفقًا لـ Rosstat ، يتم تزويد حوالي 74 ٪ من الروس بالإنترنت عالي السرعة اليوم. هذا مؤشر جيد ، لكنه صحيح إلى حد ما بالنسبة للمناطق الحضرية فقط. خارجها ، على سبيل المثال ، في البيوت الصيفية ، تنخفض تغطية كل من مشغلي الخدمة الثابتة والمتنقلة بشكل حاد ، خاصة خلال ساعات الذروة ، وتظهر مشاكل الاتصال. في مثل هذه الحالات ، يحفظ الابتكار في الفضاء - الإنترنت عبر الأقمار الصناعية.

لفترة طويلة ، كانت هناك أسطورة مفادها أن هذا النوع من نقل الإشارات لا يمكن أن يوفر إنترنت ثابت عالي السرعة. في الواقع ، يعمل مشغلو الأقمار الصناعية في روسيا بالفعل على "رفع تردد التشغيل" للإشارة إلى 200 ميجابت / ثانية. كما أن تعريفات الإنترنت عبر الأقمار الصناعية من Tricolor بسرعات تصل إلى 100 ميجابت في الثانية (وهذا يكفي لمشاهدة مقاطع الفيديو بدقة Full HD و 4 K) متاحة بالفعل من كالينينغراد إلى إيركوتسك.

تظهر الدراسات الحديثة أن الإنترنت عبر الأقمار الصناعية يستخدم بشكل أساسي للعمل والتواصل على الشبكات الاجتماعية. يتركز الطلب على هذه "الخدمة الفضائية" بشكل أساسي بين المستخدمين الخاصين وقد نما بقوة خاصة خلال فترة العزلة الذاتية القسرية.

لقد أصبحت الأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض (Starlink و ONEWEB) وقدراتها أكثر حداثة تكنولوجية عصرية ومناقشة في قطاع الإنترنت عبر الأقمار الصناعية. أصدرت شركة Elon Musk بالفعل عددًا من التصريحات حول الثورة المتوقعة في سوق التكنولوجيا الفائقة. يميل معظم الخبراء إلى اعتبار هذا المشروع مغامرًا حتى الآن.

3. ملاح GPS

إن مطالبة الذكاء الاصطناعي بإيجاد طريقة للوصول إلى أي نقطة في مدينة أو بلد أو عالم وبناء طريق مثالي يبدو الآن مهمة أساسية بحيث يصعب تخيل الحياة بدونها. ولكن إذا لم يكن الأمر يتعلق بالمنافسة بين الدول في الفضاء الخارجي والأسلحة ، فقد لا يزال يتعين على الناس إيجاد طريقة للالتفاف على الخريطة.

ظهرت فكرة نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية في أواخر الخمسينيات في الولايات المتحدة ، بعد إطلاق السوفييت سبوتنيك -1 … لاحظ العلماء الأمريكيون اعتماد تردد إشارة الراديو على موقع القمر الصناعي في السماء: عندما يقترب الجسم ، يزداد ، وعندما يبتعد ، ينخفض. في تلك اللحظة ، أصبح من الواضح أنه يمكن استخدام موقع القمر الصناعي لتحديد سرعة وإحداثيات جسم على الأرض والعكس صحيح. وهكذا بدأ تطوير التكنولوجيا.

كان إنشاء نظام ملاحة في البداية مشروعًا عسكريًا بحتًا: كان من المفترض أن يحمي الحدود الأمريكية من التدخل السوفيتي. في منتصف الستينيات ، تم اختبار التكنولوجيا من قبل مختبر الأبحاث البحرية الأمريكية: تم إنشاء وإطلاق ستة أقمار صناعية في المدار الأرضي المنخفض توقيت - داروا حول القطبين ، وألقت الغواصات الإشارة الصادرة منهم.

في أوائل السبعينيات ، كانت وزارة الدفاع الأمريكية تعمل بالفعل في التطوير ، وفي عام 1978 ، طار أول قمر صناعي لنظام الملاحة في المدار نافستار (يسمى فيما بعد GPS). في المجموع ، تم إطلاق 24 قمرا صناعيا - ظهرت مجموعة كاملة من الأجسام في الفضاء في عام 1993 ، وبدأ المجمع في أداء مهامه بالكامل في مارس 1994 ، وفي مايو 2000 ، فتحت الولايات المتحدة الوصول إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لدول أخرى.

الآن يمكن لأي شخص استخدام نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية. توجد في الهواتف الذكية والساعات الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تساعد رسامي الخرائط والمساحين وعمال الإنقاذ وغيرهم من المتخصصين في العمل.

4. خدمات تحديد الموقع الجغرافي

لم يمنحنا نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) فقط القدرة على البحث وبناء طرق سريعة. نستخدم تقنية تحديد الموقع الجغرافي عبر الأقمار الصناعية في الهواتف الذكية كل يوم: لإضافة علامة إلى Instagram أو العثور على تذكرة طائرة أو القيام برحلة افتراضية ، على سبيل المثال ، إلى أوروبا. كل هذا ممكن بفضل نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) المدمج في الأداة ، والذي يتكون من الجيروسكوبات (مستشعرات الدوران) ومقاييس التسارع (مستشعرات الحركة). في الخمسينيات من القرن الماضي ، تم تطويره للتحكم في الطائرات والصواريخ: يسمح لك النظام بمراقبة موقع الجسم باستمرار ، وتحديد موقعه وسرعته واتجاهه في الفضاء.

يمكن أن تحتل أول INS قمرة قيادة الطائرة بأكملها. وهي الآن صغيرة جدًا لدرجة أنه لا يمكن رؤيتها إلا تحت المجهر. في الهاتف الذكي ، يسمح لك النظام ليس فقط بمراقبة الموقع ، ولكن أيضًا بتغيير اتجاه الشاشة - سيكون من المستحيل مشاهدة الأفلام على هاتفك المحمول بدقة كاملة بدون ذلك. خدمة تحديد الموقع الجغرافي المفيدة الأخرى هي البحث عن الهاتف الذكي. يسمح لك بالعثور على الأداة المفقودة وإعادتها بسرعة ، لتجنب سرقة البيانات الشخصية من قبل المتطفلين.

5. الأجهزة اللاسلكية

المكانس الكهربائية والخلاطات والمثاقب والمعدات الأخرى التي تعمل بالبطاريات هي أشبال بعيدة لمركبة فضائية واحدة. بدأ تاريخها في عام 1961 ، عندما اقتربت ناسا من شركة بلاك آند ديكر بأمر غير عادي.

من أجل الرحلة الاستكشافية إلى القمر ، احتاج رواد الفضاء إلى أدوات تعمل دون الاتصال بالشبكة: كانت أجهزة البطارية موجودة بالفعل في ذلك الوقت ، وقد تم إنتاجها بواسطة Black & Decker. لكن التكنولوجيا اللاسلكية البسيطة للرحلات الفضائية لم تكن كافية: كان عليها أن تعمل بقوة وكفاءة وفي ظروف صعبة للغاية.

نتيجة لذلك ، وبعد إجراء العديد من الاختبارات المختلفة ، قامت شركة بلاك آند ديكر بإنشاء مثقاب صخري لاسلكي لحفر واسترجاع تربة القمر. وأثناء تطويرها ، توصلوا إلى العديد من المشاريع الأخرى القائمة على هذه التكنولوجيا وبسطوا حياة الناس على الأرض ، على وجه الخصوص ، مكنسة كهربائية صغيرة محمولة وأدوات طبية دقيقة (أي عالية الدقة).

لا تحتاج الأجهزة اللاسلكية الأخرى مثل سماعات الرأس أو الماوس أو الهواتف الذكية أيضًا إلى كابل لالتقاط إشارة ، ولكنها تعمل باستخدام تقنية مختلفة. على أي حال ، فإن استكشاف الفضاء ليس مجرد إنجاز علمي ومكانة للبلد. لها تأثير مباشر على أنشطتنا اليومية - من التدوين إلى اللقاءات العائلية أمام التلفزيون.