مراقبت از فضا،اما چطور؟
در یک تعریف ساده مراقبت فضا عبارتست از آشکارسازی ، ردیابی، شناسایی و ارزیابی وضعیت همه یا بخشی از اجسام مداری زمین که اطلاع از وجود آنها مهم تلقی میشود.
امروزه مراقبت فضا به منظور محافظت از سیستمهای فعال در برابر احتمال برخورد با اجسام مداری دیگر و کشف، ردیابی، شناسایی و تشخیص وضعیت سیستمهای فضایی کشورهای رقیب انجام میشود. مورد اول برای کشورهایی که فعالیت فضایی دارند دارای اهمیت است و مورد دوم صرفا مورد توجه دولتها و سازمانهای دفاعی-اطلاعاتی است و برای کشورهایی که خود فعالیتی در فضا ندارند ولی هدف سیستمهای فضایی جاسوسی و نظامی کشورهای دیگر هستند نیز مطرح است.
ردیابی فضایی
آگاهی از امکانات فضایی دشمن برای تدارک هرگونه اقدام پدافندی نظیر استتار، اختفاء، فریب و یا آفندی نظیر جمینگ، حملات ضد ماهواره و … علیه آن ضروری است. ردیابی در مراقبت فضا چندین تفاوت مهم با کاربردهای متعارف سیستمهای مراقبت هوایی یا موشکی دارد از جمله اینکه اجسام مداری مسیری قطعی، معین و کندتغییر را می پیمایند و ثانیا ماهوارهها برای مدت زمان قابل توجهی در مدار قرار دارند لذا برای ردیابی یک ماهواره نیاز به مانیتورینگ پیوسته و اندازهگیری پیدرپی موقعیت و وضعیت لحظهای آن نیست.
مراقبت فضا عبارتست از آشکارسازی ، ردیابی، شناسایی و ارزیابی وضعیت همه یا بخشی از اجسام مداری زمین که اطلاع از وجود آنها مهم تلقی میشود.
هیچ اطلاعی در دست نیست
در یک سیستم مراقبت فضا گاهی به دنبال آشکارسازی و تعیین مدار اهدافی هستند که هیچگونه اطلاعاتی در مورد مدار و یا گاهی اساسا اصل وجود این اهداف مداری در دسترس ندارند. مشاهداتی که با این هدف انجام میشود را «جستجو و تعیین مدار اولیه» یا مشاهدات search مینامند. در این فرایند سعی میشود با مانیتورینگ پهنه تا حد امکان وسیعی از آسمان بهوسیله یک سیستم الکترواپتیک با قابلیتهای مناسب و در شرایط زمانی و مکانی مناسب اهداف احتمالی که از میدان دید سیستم عبور میکنند، آشکارسازی و در طی اسکنهای متوالی، ردیابی و سپس تعیین مدار شوند. از سوی دیگر به دلیل تغییر زمانی مدار ماهوارهها، یک کاتالوگ مداری تنها وقتی اعتبار دارد که مرتبا به روزرسانی شود. مشاهدات مورد نیاز برای این هدف مهم را «مشاهدات تعقیب و نگهداری مدار» یا به اختصار مشاهدات follow-up گویند.
میدان دید در مشاهدات تعقیب مدار
پیادهسازی یک سیستم کارآمد مراقبت فضا با منابع سنسوری محدود که فقط شامل سنسورهای اپتیکی پسیو است تنها مبتنی بر follow-up خواهد بود. در سیستمهای search به سنسورهایی با میدان دید باز که دارای حساسیت و تفکیک مناسبی باشند نیاز است. این سیستمها باید دارای قطر دهانه اپتیکی بزرگ (عدد کانونی < 3) بوده و دارای حد تفکیک بزرگتر از یک ثانیه قوسی یا در مواردی حتی بزرگتر از 10 ثانیه قوسی باشد. میدان دید در تلسکوپهای search مدارات لئو باید حداقل 3 درجه و برای اهداف deep space حداقل1درجه باشد. در مشاهدات follow-up بر اساس آخرین دادههای کاتالوگ، فرصتهای مشاهداتی اهداف موردنظر (بازه زمانی و مسیر تخمینی ) برای سنسورهای موجود محاسبه میشود تا در یک برنامه منظم و از پیش تعیین شده با آشکارسازی هر هدف مداری و اندازهگیری مسیر واقعی آن امکان تعیین مدار جدید آن فراهم شود. چند مسئله مهم وجود دارد که مشاهداتsearch و follow-up را از هم متمایز میکند که مهمترین آنها همان وجود اطلاعات پیشین از مسیر هدف در مشاهدات follow-up است. همچنین در مشاهدات follow-up جمعآوری دادههای مشاهداتی و حجیمتری در مقایسه با مشاهدات search مورد نیاز است که این مسئله به تفاوتهای مهمی در الگوهای مشاهداتی و مشخصات سنسوری منجر میشود.
کاتالوگ یا شناسنامه ماهوارهها
یک کاتالوگ ماهوارهای در واقع یک پایگاه داده است که شامل اطلاعات مداری، اطلاعات مشخصه (کد شناسایی، ماهیت جسم مداری از جمله ماهواره فعال، غیر فعال، زباله و نام عمومی ماهواره، ماموریت) و اطلاعات شناسایی (برخی خصوصیات فیزیکی برای هر جسم مداری نظیر سطح مقطع راداری و الگوی تغییرات زمانی آن، دادههای چند طیفی قدر بازتابشی، دادههای طیفنگاری و …) میشود. کاتالوگ مداری ثابت نیست و در اثر رویدادهایی نظیر تغییرات مداری، نابود شدن برخی اعضای کاتالوگ و اضافه شدن اجسام مداری جدید تغییر میکند.
یکی از فرمتهای رایج در تشکیل کاتالوگ مداری اطلاعات دوخطی است که شامل یک دسته کامل از پارامترهای مداری و برخی اطلاعات مشخصه است. یک مشاهده (observation) در واقع شامل مجموعه کمیتهای قابل اندازهگیری توسط سنسور است که بسته به نوع سنسور میتواند شامل برد، نرخ تغییر برد، زوایای دید و حتی نرخ تغییر زوایا باشد، اما یک رد (track) با حداقل دو مشاهده مربوط به یک هدف در زمانهای متفاوت (ولی معمولاً نزدیک به هم ) شکل میگیرد. یک رد خوب شامل 3 مشاهده میشود که در یک بازه زمانی کوتاه و با دقت اندازهگیری یکسان، انجام شده باشد. اولین فاکتوری که میتواند به سرعت، عدم همبستگی ردها را مشخص کند نوع مدار است که با سه پارامتر شیب، بیضویت و زمان تناوب مشخص میشود.
تمرکز جمعیت مداری
در مدار لئو بیشترین تمرکز جمعیتی در مدارهایی با شیب نزدیک به 90 درجه ( 80 تا 100 درجه) وجود دارد و در مدار ژئو تمام جمعیت مداری در مدارهایی با شیب کمتر از 15 درجه وجود دارند. از نظر زمانی بیشترین تعداد مشاهدهپذیری اهداف لئو در محدوده زمانی غروب تا 1 ساعت پس از آن و طلوع خورشید (از 1 ساعت قبل از طلوع تا زمان طلوع) متمرکز است. برای اهداف با ارتفاع زیاد GEO، HEO و MEO مشاهدهپذیری در نیمه شب به حداقل میرسد. تغییر عرض جغرافیایی تاثیر معناداری در مشاهدهپذیری ندارد ولی نکته مهم در این رابطه آن است که وقتی فاصله عرض جغرافیایی دو سایت بیش از 15 درجه است مشاهدهپذیری شبانه اهداف لئو در باند مرئی مستقل خواهد بود و مشاهده همزمان یک ماهواره از دو سایت مذکور ممکن نخواهد بود. لازم به ذکر است که اغلب ماهوارههای جاسوسی و نظامی در مدارهای لئو قرار دارند و حداکثر زمانیکه یک ماهواره لئو در منطقه دید ناظر زمینی قرار می گیرد 20 دقیقه است.
مرکز مراقبت فضایی کشور
پایگاه رصد و مراقبت فضایی امام صادق(ع) نخستین مرکز رصد و مراقبت فضایی کشور است که در خرداد ۱۳۹۲ افتتاح شد. این پایگاه که در منطقه جاسب و در نزدیکی شهر دلیجان در استان مرکزی قرار دارد توسط صنایع الکترونیک وزارت دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح جمهوری اسلامی ایران (صا ایران) طراحی و ساخته شده است و وظیفه رصد و پیگیری اجسام فضایی را در فضای بیرونی جو بر عهده دارد.
این پایگاه به منظور کشف، شناسایی، جستجو و رصد اجسام فضایی از سه روش ردیابی راداری، ردیابی الکترواپتیکی و ردیابی رادیویی برای جستجو و ردیابی اجسام فضایی استفاده میکند.