ما الأقمار الصناعية؟ وكيف تعمل؟ ولماذا لا تسقط على الأرض؟

ما القمر الصناعي؟

القمر في لغة الفلك هو كل جسم يدور حول جسم أكبر منه، فالقمر الذي نراه في الليل قمر طبيعي للأرض، أما القمر الصناعي فآلة يصنعها الإنسان ويطلقها بصاروخ لتدور حول الأرض أو حول كوكب آخر.

أغلب الأقمار الصناعية تتكون من الأجزاء نفسها تقريباً: ألواح شمسية تحول ضوء الشمس إلى كهرباء، بطاريات تعمل حين يمر القمر في ظل الأرض، هوائيات للاتصال بالمحطات الأرضية، محركات صغيرة لتصحيح مداره، ثم الأجهزة التي صُنع من أجلها، مثل كاميرا أو جهاز بث أو جهاز قياس.

لماذا لا يسقط القمر الصناعي؟

القمر الصناعي يسقط فعلاً طوال الوقت، لكنه لا يصل إلى الأرض، فتخيل أنك ترمي حجراً أفقياً من قمة جبل عالٍ: كلما رميته أسرع سقط أبعد. فإذا بلغت سرعته الأفقية حداً معيناً صار سطح الأرض المنحني ينخفض تحته بالقدر نفسه الذي يسقط به، فيظل يدور حولها بلا توقف. هذا هو المدار.

هذه السرعة كبيرة جداً قرب الأرض: محطة الفضاء الدولية مثلاً تقطع نحو 8 كيلومترات في الثانية، أي قرابة 28 ألف كيلومتر في الساعة، وتدور حول الأرض 16 مرة في اليوم. لأن الجاذبية تضعف مع البعد، فالأقمار العالية تحتاج سرعة أقل وتدور أبطأ، وهذه قاعدة ثابتة: كلما ارتفع المدار بطؤ القمر وطالت دورته.

لا يحتاج القمر إلى وقود ليبقى في مداره، فلا شيء في الفضاء يبطئه تقريباً، لكن الأقمار القريبة تمر في بقايا رقيقة جداً من الغلاف الجوي تبطئها شيئاً فشيئاً، فتحتاج كل فترة إلى دفعة صغيرة من محركاتها، وإلا هبطت واحترقت.

أنواع المدارات

المدار	الارتفاع التقريبي	زمن الدورة	أمثلة
مدار منخفض	من نحو 180 إلى 2000 كم	نحو ساعة ونصف	محطة الفضاء، وأقمار تصوير الأرض، وشبكات الإنترنت الفضائي
مدار متوسط	نحو 20,200 كم	12 ساعة	أقمار تحديد المواقع (GPS)
مدار ثابت بالنسبة للأرض	35,786 كم فوق خط الاستواء	23 ساعة و56 دقيقة	أقمار البث التلفزيوني وكثير من أقمار الطقس

المدار الثابت حالة خاصة: القمر فيه يدور مع دوران الأرض بالسرعة نفسها، فيبدو ثابتاً فوق نقطة واحدة من خط الاستواء، لذلك يُوجَّه طبق الاستقبال في بيتك نحو نقطة ثابتة في السماء ولا يتحرك. من البلاد العربية، وكلها شمال خط الاستواء، تقع هذه الأقمار جهة الجنوب دائماً.

ماذا تفعل الأقمار الصناعية؟

• الاتصالات والبث: القنوات الفضائية، والاتصال في البحر والصحراء، والإنترنت الفضائي.
• تحديد المواقع: خرائط هاتفك تعتمد على شبكة من الأقمار تبث إشارات زمنية دقيقة، فيحسب الهاتف موقعه من فرق وصولها.
• الطقس: صور السحب والعواصف الترابية التي تراها في نشرات الأخبار.
• مراقبة الأرض: الحرائق والفيضانات والتصحر والزراعة.
• العلم: تلسكوبات فضائية مثل جيمس ويب وهابل ترى ما يحجبه عنا الغلاف الجوي.

من سبوتنيك إلى آلاف الأقمار

أطلق الاتحاد السوفيتي أول قمر صناعي في التاريخ، سبوتنيك 1، في 4 أكتوبر 1957. كان كرة من الألمنيوم قطرها نحو 58 سنتيمتراً، ووزنها نحو 83 كيلوغراماً، تدور حول الأرض كل 96 دقيقة، وبقيت في مدارها ثلاثة أشهر ثم سقطت في 4 يناير 1958.

اليوم تتابع شبكات الرصد نحو 40 ألف جسم في مدار الأرض، منها نحو 11 ألف قمر يعمل بحسب تقرير وكالة الفضاء الأوروبية لسنة 2025، والبقية أقمار انتهى عمرها وبقايا صواريخ وحطام فضائي. أكثر ما زاد العدد في السنوات الأخيرة شبكات الإنترنت الفضائي التي تضم آلاف الأقمار الصغيرة، ومنها ما يظهر في السماء صفاً متتابعاً كالقطار بعد إطلاقه بأيام.

للعرب حضور في هذا المجال منذ ثمانينيات القرن العشرين، فقد أُطلق أول قمر للمؤسسة العربية للاتصالات الفضائية (عربسات) سنة 1985، وصعد أول رائد فضاء عربي في رحلة نشر فيها القمر الثاني منها.

كيف ترى قمراً صناعياً بعينك؟

اخرج بعد الغروب بساعة أو ساعتين، أو قبل الفجر بمثلها، وانظر إلى سماء مظلمة، فستلمح نقطة مضيئة تتحرك بهدوء وثبات بين النجوم، لا تومض ولا تتغير ألوانها، وتعبر السماء في بضع دقائق، ثم تخفت فجأة حين تدخل ظل الأرض. هذا قمر صناعي يعكس ضوء الشمس التي ما زالت تضيئه في الأعلى.

أما الطائرة فتعرفها بأضوائها الوامضة الملونة. أسهل الأقمار رؤيةً محطة الفضاء الدولية، فهي ألمع من أي نجم حين تمر فوقك، ويمكنك معرفة مواعيد مرور الأقمار اللامعة فوق مدينتك في صفحة الأقمار الصناعية المرئية.