قمرهای طبیعی و مصنوعی
اوایلِ شب، اگر آسمان صاف باشد و خوب نگاه کنید، گاهی نقطه‌ای نورانی می‌بینید که بی‌چشمک و آرام از یک سوی آسمان به سوی دیگر می‌رود و چند دقیقه بعد ناپدید می‌شود. ستاره نیست، هواپیما هم نیست؛ یک ماهواره است. چرا ماهواره نمی‌افتد و چرا گاهی دیده می‌شود؟
ماه، قمرِ طبیعیِ زمین
به جرمی آسمانی که گرانش آن را دورِ یک سیاره نگه داشته، قمر می‌گوییم. زمین یک قمر دارد: ماه. ماه به‌طورِ متوسط حدودِ ۳۸۴ هزار کیلومتر از ما فاصله دارد و با تندیِ حدودِ یک کیلومتر در ثانیه، در مداری تقریباً گرد، هر ۲۷ روز و ۸ ساعت یک بار دورِ زمین می‌گردد. سیاره‌های دیگر قمرهای بیشتری دارند: مشتری و کیوان هر کدام بیش از نود قمر، اما تیر و ناهید هیچ.
ماه نمی‌افتد چون همیشه در حالِ افتادن است! ماه با تندیِ زیادی به پهلو حرکت می‌کند. گرانشِ زمین آن را مدام به سوی زمین می‌کشد و راهش را خم می‌کند، اما تندیِ پهلویی‌اش نمی‌گذارد به زمین برسد. نتیجه، گردشی بی‌پایان دورِ زمین است.
ماهواره‌ها: قمرهای مصنوعی
ماهواره وسیله‌ای ساختِ انسان است که با موشک به فضا فرستاده می‌شود و مثلِ ماه دورِ زمین می‌گردد. هزاران ماهواره امروز در مدارند و ارتفاعشان به کارشان بستگی دارد:
- مدارِ پایین، چند صد کیلومتر بالای زمین: ماهواره‌های عکس‌برداری و ایستگاهِ فضاییِ بین‌المللی (حدودِ ۴۰۰ کیلومتر) که هر ۹۰ دقیقه یک دور می‌زنند. ماهواره‌ای که شب می‌بینید، از همین‌هاست که هنوز نورِ خورشید به آن می‌رسد.
- مدارِ میانی، حدودِ ۲۰ هزار کیلومتر: ماهواره‌های موقعیت‌یاب مثلِ جی‌پی‌اس.
- مدارِ زمین‌ایستا، حدودِ ۳۶ هزار کیلومتر بالای استوا: ماهواره‌ای که دقیقاً یک شبانه‌روز طول می‌کشد تا یک دور بزند، پس همیشه بالای یک نقطه از زمین می‌ماند. ماهواره‌های تلویزیونی و بسیاری از ماهواره‌های هواشناسی این‌جا هستند؛ برای همین بشقابِ ماهواره‌ی خانه‌ها ثابت است.
ایران در سالِ ۱۳۸۷ خورشیدی (۲۰۰۹ میلادی) نخستین ماهواره‌ی ساختِ خودش، امید، را با موشکِ سفیر در مدار گذاشت.
سه دایره، یک نقطه
گوشیِ شما فاصله‌اش را از چند ماهواره‌ی موقعیت‌یاب می‌فهمد. فاصله از یک ماهواره فقط می‌گوید روی یک دایره هستید؛ دو ماهواره، دو نقطه‌ی برخوردِ دو دایره؛ و سومی یکی از آن دو نقطه را انتخاب می‌کند. برای همین حدودِ ۲۴ ماهواره‌ی موقعیت‌یاب طوری در مدارند که از هر جای زمین همیشه چند تا دیده شوند.
در خانه امتحان کنید
- روی کاغذ سه دایره با پرگار بکشید، با مرکزهای دور از هم، طوری که هر سه از یک نقطه بگذرند.
- به کسی بگویید فقط شعاعِ دایره‌ی اول را بداند؛ کجا ممکن است باشد؟ بعد دومی، بعد سومی. با چند دایره جای دقیق معلوم شد؟
واژه‌های این درس
- قمر - جرمی که گرانش آن را دورِ یک سیاره نگه داشته است.
- ماهواره - قمرِ مصنوعیِ ساختِ انسان.
- مدارِ زمین‌ایستا - مداری که ماهواره در آن همیشه بالای یک نقطه از زمین می‌ماند.
ایده‌ی اصلی
قمرها، از ماه تا ماهواره‌ها، با گرانش و تندیِ پهلویی دورِ سیاره می‌گردند. ماهواره‌ها بسته به کارشان در ارتفاع‌های گوناگون‌اند: پایین برای عکس، میانی برای موقعیت‌یابی و زمین‌ایستا برای تلویزیون و هواشناسی.