uydu deriz?telefonla konuşuruz,televizyon seyrederiz.nedir bu sistem,fizik kurallarının kullanılıp bize rahatlığı sunmasımı
Uyduları kullanarak küresel iletişim fikri ilk olarak ünlü İngiliz bilim adamı ve bilim kurgu yazarı Arthur C. Clarke tarafından Mayıs 1945'te ortaya atılmıştır.
"Dünya merkezinden 42,000 km yukarıda 24 saatlik periyotla dönen uzay terminalleri zinciri sayesinde tüm iletişim sorunu çözülebilir. Kurulacak uzay terminallerinin yörünge üzerindeki yerleşimi için pek çok ayarlama gerekse de Şekil-1'de gösterilen metot en kolay olanıdır. Yerden bakan gözlemciye göre ekvator üzerinde dünya merkezinden 42,000 km yükseklikte bulunan terminaller oldukları yerde gözükeceklerdir. Bu metot yeryüzünde yönlü alıcı kurulumunu büyük ölçüde kolaylaştıracaktır."
"Aşağıda belirtilen boylamlar, yerleştirilecek 3 terminalin tüm yerküreyi kapsaması için önerilen değerlerdir.
300º Doğu- Afrika ve Avrupa
1500º Doğu- Çin ve Okyanusya
900º Batı- Kuzey ve Güney Amerika"
Günümüzde sivil ve askeri haberleşme amaçlı olarak sıklıkla kullandığımız uydu haberleşme sistemleri, iletişim alanında daha hızlı ve yüksek kapasiteli ama aynı zamanda da düşük maliyetli sistemler yaratma çabaları sonucunda ortaya çıkmıştır.
İkinci Dünya Savaşı sayesinde büyük gelişme kaydedilen güdümlü füze ve mikrodalga haberleşme teknolojileri, beraber kullanımları sayesinde yeni bir teknolojinin, Uydu Haberleşme Sisteminin doğmasına neden olmuştur.
1957 yılında uzaya ilk uydunun (Sputnik) gönderilmesi ile uzay çağı başlamıştır. 1958 yılında Amerika Birleşik Devletleri Başkanı Eisenhower'in uydu üzerinden Amerika'ya yılbaşı mesajı yollaması, 1960 yılında ilk yansıtıcı uydunun kullanılması, 1962 yılında ilk röle uyduların kullanılması ve ilk yere göre durağan (geostationary) uydunun kullanılmaya başlanması uydu haberleşme sistemlerinin gelişim hızını göstermede örnek teşkil etmektedirler.
Uydu iletişim sistemleri; bir uydudan, uydunun yörüngesini, uzaydaki konumunu ve çalışmasını denetleyen bir yeryüzü istasyonundan ve uydu üzerindeki transponder (alma frekansını, gönderme frekansına çevirici) aracığıyla gerçekleştirilen ve iletişim trafiğinin gönderilmesini (çıkarma hattı, uplink) ve alınmasını (indirme hattı, downlink) sağlayan yer terminalleri ağından oluşmaktadır. Uydunun kendisi ise iki temel bölümden oluşmaktadır:
1.
Yük (Payload),
2.
Link (Yol).
Yük, iletişim sinyali için transponder işlevini yerine getiren antenler, alıcılar ve vericilerden oluşur. Linkte ise, durum denetimi, sıcaklık denetimi, komut ve telemetri sistemleri bulunur. Temel olarak link, yük çalışması için destek (uydu bakım ve onarımı) görevlerini yerine getirir.
Uyduya uzaya atıldıktan sonra, ekvatorun üzerinde, yeryüzüne göre değişmeyen belli bir yükseklikte (36,000 km), yörüngesel bir konum ya da bölme tahsis edilir. Bu bölmeler, yanları 0.1º ile 0.2º arasında olan ve birbirlerinden 3º ya da 4º mesafede konumlandırılırlar. Uzay tarafından uygulanan kuvvetler nedeniyle uydunun senkron (yeryüzüne göre durağan) yörüngesinden çıkmasını engellemek amacıyla yerdeki kontrol merkezi yörünge kontrol sinyalleri ile uyduyu kendisine tahsis edilen bölgede tutar. Bunu gerçekleştirmek için de uyduda bulunan ve püskürtme maddesi olarak genelde hidrazin (N2H4) kullanan idare roketleri kullanılır. Tipik olarak her sene 10~15 kg arası püskürtme maddesi kullanılır.
Uydu, kendisi için gerekli olan elektrik enerjisini üzerinde bulundurduğu güneş panellerinden sağlar. Uydunun güneşi göremediği durumlarda ise daha önceden çalışması sırasında doldurduğu pilleri kullanmaktadır. Uydu her gün yeryüzü tarafından birer kere, ilkbahar ve güz noktaları (dönenceleri) civarında tutulur, dolayısıyla güneşle olan doğrudan bağlantı kesilir. Tutulmalar 70 dakika kadar sürebilir ve bu sırada pil enerjisi kullanılır.
Uydu Sınıfları
Günümüzde kullanılan uydu tipleri, dünya üzerinde bulundukları yörüngelere göre üç grupta sınıflandırılır. Bunlar sırasıyla dünya etrafında bir günde bir turdan fazla yol alan uydular olan LEO tipi uydular, dünyanın etrafında dünya ile aynı hızda dönen GEO tipi uydular ve dünya etrafındaki dönüşünü bir günden daha uzun sürede tamamlayan HEO tipi uydulardır.
Uydunun Yapısı
Uyduları yapı bakımından üç bölüme ayırabiliriz. Birinci bölüm hizmet bölümü denilen ve uyduyu yörüngede tutan, hareketlerini düzenleyen, dengeleyen kimyasal ve elektriksel tepki motorlarını, hareket sistemini, yakıtı ve aküleri barındıran bölümdür. İkinci bölümde uydunun ana görevini yerine getiren transponderler, bilgisayarlar vb. tüm haberleşme donanımı yer almaktadır. Üçüncü bölüm ise güneş levhaları ve tüm antenlerin bulunduğu dış kısımdır.
Uydunun tasarımı, haberleşmenin niteliği ile doğrudan ilgilidir. Dünya üzerinde bir yörüngede bulunan uydunun alıcı ve verici antenlerinin, dünya üzerinde istenen bir noktaya yönlendirilebilmesi için antenlerin her zaman dünyaya dönük olması gerekmektedir. Aksi halde iletişimin sürekliliği sağlanamayacaktır.
Uydu, yörüngede iken yerçekimi farklılığı, dünyanın manyetik alanı, güneş enerjisi gibi dış etkenler yanında uydunun dengelenmemiş iç hareketleri gibi birçok değişik kuvvetin etkisindedir. Bu etkenler uydunun istenen yörüngede kalmasını önlemektedir. Bu kuvvetlerin olumsuz etkilerini ortadan kaldırmak ve dolayısıyla uyduyu kararlı bir durumda tutmak için, uyduyu kendi ekseni etrafında döndürmek gerekmektedir. Böylece uydunun, yüksek açısal momentumu bulunan bir denge çarkı gibi davranması sağlanmaktadır. Antenlerin her zaman dünyaya dönük tutulması için antenler ve tüm haberleşme donanımı uydunun dönme hızıyla aynı hızda, ancak dönme yönünün tersinde dönen düşük ataletli bir platform üzerine oturtulmuştur. Uydunun bu şekilde kararlı tutulmasına "Çift Dönme" yöntemi denir. Günümüzde ise yeni kararlı tutma yöntemleri geliştirilmiştir. Bunlardan en önemlisi "Üç eksenli kararlı tutma" yöntemidir.
Şekil-2'de bu iki yöntemin yapısal farklılıkları görülmektedir. "Çift Dönmeli" uydularda çeper solar hücreleri ile kaplanmış ve antenler ters yönde dönen platform üzerine oturtulmuştur. Öte yandan "Üç Eksenli" uydularda gerekli güç, solar hücrelerden sağlanmaktadır. Ancak bu hücrelerin yerleştirildiği solar levhalar hareketlidir ve her zaman güneşe dönük durumda tutulmaktadır. Yazının bundan sonraki bölümlerinde eşzamanlı yörüngede bulunan uydular üzerinden gidilecektir.