در قسمت اول در مورد تاریخچه و مدارات و کاربردهای ماهواره‌ها توضیح کاملی داده شد و در این قسمت به شرح ساختار اصلی خود ماهواره‌ها پرداخته می‌شود.
اجزا و ساختار ماهواره:
- payload یا محموله: محموله بخش اصلی ماهواره است که وظیفه‌اش انجام ماموریت (mission) است. معمولا شامل ادوات و تجهیزات مخابراتی از قبیل (آنتن و ترانسپاندر) است.
- bus یا واحد پشتیبان و یا platform: اجزای پشتیبان یا bus زیرسامانه‌های دیگر ماهواره هستند که وظیفه آن‌ها پشتیبانی و تامین نیازمندی‌های محموله برای انجام وظیفه خود است. ابتدا به توضیح و شرح اجزای مختلف bus می‌پردازیم چراکه بحثی قابل‌فهم و درک تر نسبت به اجزای محموله است.
بخش پشتیبان شامل ۶ قسمت است که در ابتدا آن‌ها را نام برده و سپس به توضیح هر یک از آن‌ها می‌پردازیم:
- زیرسامانه سازه (structure)
- سامانه کنترل وضعیت (attitude determination and orbital control)
- کنترل حرارت (temperature control)
- سامانه تامین توان (electric power supply)
- tt&c (tracking telemetry & command)
- سامانه پیشرانه (propulsion equipment)
۱-سازه:
بستری جهت نصب و قرارگیری کلیه اجزای ماهواره (شامل محموله و bus) را فراهم می‌کند که بسته به نوع ماهواره اشکال مختلفی خواهد داشت (استوانه‌ای – متقارن – مکعبی و …). سازه ماهواره باید وزن کم، حجم کم، استحکام کافی و فضای کافی و مناسب داشته باشد و متناسب با نیاز در شکل‌های مختلف نامتقارن، متقارن، استوانه‌ای، مکعبی و چندوجهی ساخته شود.
۲-سامانه تعیین کنترل وضعیت:
به‌طورکلی این روش به دو صورت: ۱-پایداری چرخان و ۲-پایداری ۳ محوره کار خود را انجام می‌دهد.
در پایداری ۳ محوره، ۳ محور عمود بر هم داریم، بنابراین به‌راحتی می‌توانیم حول این ۳ محور عمل کنترل را داشته باشیم و ماهواره را در هر جهتی که بخواهیم هدایت کنیم. این ۳ محور را حورهای: yaw – roll – pitch می‌نامند. در سامانه پایداری چرخان نیز از خاصیت ژیروسکوپ استفاده می‌کنند. امروزه در تمام ماهواره‌ها از سامانه پایداری ۳ محوره که دقت بالاتری دارد استفاده می‌شود.
۳- کنترل حرارت:
ماهواره‌ها در فضایی قرار دارند که از یک طرف تحت تاثیر تابش نور خورشید قرار گرفته‌اند به‌طوری‌که درجه حرارتی بین ۱۰۰ تا ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد به آن وارد می‌شود و از سمت دیگر آن‌ها به‌شدت سرد هستند و سرمایی نزدیک به ۱۰۰- به آن‌ها وارد می‌شود. قطعاتی که در این بازه دمای محیط (۱۰۰ تا ۱۰۰-) کار کنند، بسیار محدود و گران هستند؛ بنابراین آن قطعات بایستی استانداردهای فضایی را دارا باشند. بنابراین یک بخش کنترل حرارتی در ماهواره نیاز داریم که باید برای هرکدام از زیرسامانه‌های ماهواره بازه حرارتی متناسب آن را کنترل نماید. به‌عبارت‌دیگر دما از یک حد معینی بالا یا پایین‌تر نرود.
۴- تامین توان:
وظیفه تامین انرژی موردنیاز و ذخیره و توزیع و تنظیم توان و انرژی در ماهواره را برعهده دارد. تامین انرژی در ماهواره‌ها معمولا توسط سلول‌های خورشیدی (solar) انجام می‌گیرد. سلول‌های خورشیدی بر اساس خاصیت فتوولتاییک کار می‌کند که بسته به جنس مواد سازنده آن‌ها به چند دسته مختلف تقسیم می‌شوند. این سلول‌ها وقتی که در معرض نور خورشید قرار می‌گیرند، بر اثر تابش نور؛ الکترون‌ها از باند ظرفیت به باند هدایت می‌آیند و ایجاد اختلاف پتانسیل می‌کنند که این اختلاف پتانسیل به‌عنوان یک منبع ولتاژ dc استفاده می‌شود. البته در مواردی که نیاز به ولتاژ ac باشد از اینورترها استفاده می‌کنند.
در مورد ذخیره‌سازی انرژی، هنگامی‌که ماهواره در حالت کسوف قرار می‌گیرد، ماهواره در این حالت نباید بدون انرژی بماند بنابراین از یک سامانه ثانویه برای تامین انرژی ماهواره استفاده می‌شود که در این حالت یک سری باتری‌های شارژ شونده در ماهواره‌ها تعبیه می‌گردد و این باتری‌ها در زمان‌هایی که پنل‌ها در معرض نور خورشید قرار دارند، شارژ می‌شوند و در زمان کسوف این باتری‌ها جایگزین پنل‌های خورشیدی می‌شوند.
۵- TT&C:
اطلاعات موردنیاز از قسمت‌های مختلف یک ماهواره توسط حسگرهای مختلف (چه آنالوگ و چه دیجیتال) جمع‌آوری کرده و در اختیار مراکز کنترل ماهواره قرار می‌دهد. به‌عبارت‌دیگر تله‌متری برای نمایش اطلاعات است و تله کامند برای ارسال دستورها از ایستگاه به ماهواره است.
۶- سامانه پیشرانه:
این سامانه هم برای کنترل خودکار ماهواره است که می‌توان با فعال کردن آن وظایف و مسیرهای مختلفی را به ماهواره برای پیمودن معرفی کرد.
پایان قسمت دوم