تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
الملاحة الفضائية
المؤلف:
مايكل جيه نيوفلد
المصدر:
رحلات الفضاء
الجزء والصفحة:
ص94–96
2023-06-05
1181
خلافًا للمراقبة والاتصالات عبر الأقمار الصناعية، لم تكن أنظمة الملاحة شيئًا متوقعًا قبل سباق الفضاء؛ ففور إطلاق «سبوتنيك» في أكتوبر 1975، لاحظ مهندسان في مختبر الفيزياء التطبيقية التابع لجامعة جونز هوبكنز أن تتبع تأثير دوبلر في إرسال راديو «سبوتنيك» أثناء تحركه نحو المراقب، الذي استخدم لتحديد مداره، أو بعيدًا عنه، يمكن استخدامه أيضًا في تحديد موقع على الأرض، إذا كان المدار معروفًا. وأدى ذلك إلى نظام ترانزيت للملاحة عبر الأقمار الصناعية، الذي بنى مختبر الفيزياء التطبيقية أقماره الصناعية، وكان الغرض الأساسي منه هو تحديد مواقع غواصات الصواريخ الباليستية. وكان أول إطلاق ناجح له في عام 1960، وأصبح النظام يعمل في عام 1964، بالاستعانة بأربعة إلى ستة أقمار صناعية تدور على بعد 1075 ميلًا. وقد أتاح نظام ترانزيت لأنظمة التوجيه بالقصور الذاتي الموجودة في الغواصات إعطاء موقع إطلاق دقيق بما فيه الكفاية لضرب أهداف في أي حرب نووية. وقد استُخدم نظام ترانزيت التابع للبحرية الأمريكية في بعض الأحيان من قبل أسلحة الجيش الأمريكي الأُخرى لتحديد المواقع، بل إنَّ المستخدمين المدنيين اعتمدوا عليه في المسح وغيره من التطبيقات.13
ومع ذلك، لا يستطيع نظام ترانزیت سوى توفير خطّ عرض وخط طول على سطح الأرض، ويمكن أن يستغرق الأمر ما يصل إلى نصف الساعة لحساب موضع ما؛ ولذا بدأت البحرية في إجراء تجارب لوضع ساعات ذريَّة مدارية للحصول على وقت دقيق كطريقة بديلة لتحديد الموقع. كما جربت القوات الجوية الأمريكية أقمارها الصناعية لعرض مواقع الطائرات وارتفاعاتها. وأطلق الجيش ووكالة ناسا سلسلة من المركبات الفضائية الجيوديسية لاتخاذ قياسات لشكل الأرض ومجال جاذبيتها، وهي بيانات مهمة لتحسين دقة الخرائط العالمية والصواريخ النووية البعيدة المدى. وفي أواخر عام 1973، أصرت وزارة الدفاع الأمريكية على دمج برامج القوات المسلحة المتنافسة، وأخذت أفضل التقنيات من كلٌّ منها. وأنتجت نظام تحديد المواقع العالمي «نافستار»، والمعروف الآن عالميا باسم «جي بي إس»، وسيتم تشغيله بواسطة القوات الجوية. وابتداءً من عام 1978، وضعت القوات الجوية الأقمار الصناعية لنظام «جي بي إس» في مدارات دائرية مدتها اثنتا عشرة ساعة تقريبًا على ارتفاع 11000 ميل (المنطقة التي أصبحت فيما بعد تُسمى مدار الأرض المتوسط). وقد بدأ النظام عمليات محدودة في أوائل الثمانينيات، ووصل إلى القدرة التشغيلية الأولية في عام 1993، عندما كان هناك أربع وعشرون مركبة فضائية في ستّ طائرات مدارية مختلفة؛ إذ مكَّن من التحديد شبه الفوري للوقت والمواقع الثلاثية الأبعاد في جميع أنحاء العالم، مع الاحتفاظ بالإشارات الأعلى دقّةً للقوات المسلحة الأمريكية. ومن المستحيل تخيل هذا الاستثمار الضخم بدون سباق التسلُّح النووي والانتشار العالمي للقوات الأمريكية، لكنَّ قيمته أثبتت أنها كبيرة جدًّا أيضًا للمُستخدمين المدنيين، لدرجة أنه أصبح في الواقع أداةً وطنية تُديرها الحكومة، وتحافظ عليها الولايات المتحدة لأنها أصبحت مهمة جدًّا للحياة على الأرض – وهو ما يوازي الأقمار الصناعية للطقس.14
قام السوفييت بتقليد نظام ترانزيت وتبعوا ذلك بالإطلاق الأول لنظام «جلوناس» الشبيه بنظام تحديد المواقع العالمي «جي بي إس» في عام 1982. وكانت أقماره الصناعية مؤهلة بدرجة أكبر لتوفير المزيد من الدقة للمناطق القطبية. وقد بدأ هذا النظام العمل في عام 1995، لكن الأزمة الاقتصادية التي مُنيَت بها روسيا في أعقاب انهيار الاتحاد السوفييتي أسفرت عن تدهور في الإمكانيات، نظرًا إلى عدم القدرة على استبدال الأقمار الصناعية التي تتعطل عن العمل. ومع ذلك، في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين أمر الرئيس فلاديمير بوتين بإعادة النظام بالكامل وترقيته ليُصبح قادرًا على المنافسة مع نظام تحديد المواقع العالمي «جي بي إس». وأصبح «جلوناس» ثاني نظام عالمي مدمج على نطاق واسع في الاستخدام المدني، بحيث أصبحت العديد من أجهزة الاستقبال مثل الهواتف المحمولة تستخدم كلا النظامين في وقت واحد لزيادة دقة الموقع.
دفعت الأسباب السياسية إلى إنشاء أنظمة أخرى؛ حيث إنَّ النظامين الأمريكي والروسي تديرهما القوات المسلحة، ويمكن أن يتدهورا أو يُشوشا أو يتم إيقافهما للمستخدمين المدنيين في حالة حدوث أزمة. ومن ثم بدأ الاتحاد الأوروبي في مناقشة نظام جاليليو للملاحة العالمية بالأقمار الصناعية في أواخر التسعينيات. وحتى بعد أن فتح الرئيس كلينتون إشارة «جي بي إس» العسكرية الأكثر دقة لجميع المستخدمين في عام 2000، استمر نظام جاليليو إلى حدٍّ كبير بسبب الانزعاج في بعض العواصم الأوروبية من الاعتماد على القوات المسلحة الأمريكية. وأُطلق أول قمر صناعي تجريبي من جاليليو في عام 2005، ولكنَّ النظام لا يزال قيد الإنشاء حتى كتابة هذه السطور، مثله في ذلك مثل النظام الصيني والهندي والياباني. إنَّ الاستخدام الهائل لنظام «جي بي إس» في الأجهزة المدنية في المركبات والهواتف الخلوية جعل الأقمار الصناعية الملاحية جزءًا لا يتجزأ من الحياة اليومية، خاصة في العالم المتقدم، بحيث يسهل التنبؤ بأنَّ هذا التوسع في الخدمات القائمة على الموقع سيستمرُّ ويؤدي إلى ابتكار تطبيقات جديدة.
________________________________________________
هوامش
(13) Paul Ceruzzi, GPS (Cambridge, MA: MIT Press, 2018); Richard D. Easton and Eric F. Frazier, GPS Declassified: From Smart Bombs to Smartphones (n.p.: Potomac Books, 2013).
(14) Ceruzzi, GPS; Rick W. Sturdevant, “NAVSTAR, the Global Positioning System: A Sampling of Its Military, Civil, and Commercial Impact,” in Dick and Launius, Societal Impact, 331–351.
الاكثر قراءة في تاريخ وعلماء علم الفلك
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
