Uydu Nedir?

Uydu, genel tanımıyla herhangi bir cismin etrafında dönen nesnelere Uydu denir. İngilizce ‘Satellite’ adı verilir. Örneğin, “Ay” Dünya’nın uydusudur. Çünkü Dünyanın etrafında döner. Haberleşme anlamında kullandığımız uyduları ise şu şekilde tanımlayabiliriz. Haberleşme Uyduları terimi; Bir roket tarafından fırlatılarak, Dünya yörüngesine yerleştirilen kablosuz alıcı ve vericiye sahip olan “Yapay Uydular” için kullanılır. Haberleşme sistemlerinde kullanılan onlarca uydu çeşidi vardır. Aşağıda operasyonlarda kullanılan Haberleşme Uydularına (Yapay Uydulara) ait bir kaç çeşidi görebilirsiniz.

Global haberleşme amaçlı uydular, yere göre sabit noktada bulunmaları ve döngüsünü 24 saatte (23.94 saat) yapmaları zorunluluğu nedeniyle, yaklaşık 35,784 Km.’deki yere eş zamanlı (jeosenkron) yörüngeye yerleştirilmektedirler.
Bu amaca yönelik olarak kullanılan uydular, yeryüzünde bulunan bir verici yer sisteminden gönderilen elektromagnetik dalga (RF) sinyallerini alan ve sinyallerin taşıyıcı frekanslarını değiştirip kuvvetlendirerek tekrar yeryüzünün bir başka noktasındaki (kapsama alanı içinde) alıcı sisteme ileten bir çesit uzay aracıdır. Geometrik avantajları nedeniyle, noktadan noktaya, bir noktadan çok noktaya, çok noktadan çok noktaya ve çoklu noktadan tek noktaya, her türlü telefon, data, teleks, faks haberleşmesi, veri toplanması ve televizyon iletimi uygulamaları için en uygun uzak iletişim araçlarıdır. Bu özelliği nedeniyle, Internet ağları için yoğun olarak tercih edilen iletişim şekli uydu haberleşmedir.

Bu uydular için tahsis edilmiş frekans bandları:
HF-band 1.8 – 30 MHz
VHF-band 50 – 146 MHz
P-band 0.230 – 1.000 GHz
UHF-band 430 – 1300 MHz
L-band 1.530 – 2.700
FCC’s digital radio 2.310 – 2.360
S-band 2.700 – 3.500
C-band Downlink: 3.700 – 4.200Uplink: 5.925 – 6.425Standard US chart (horizontal) Standard US chart (vertical)
X-band Downlink: 7.250 – 7.745Uplink: 7.900 – 8.395
Ku-band (Europe) Downlink: FSS: 10.700 – 11.700 DBS: 11.700 – 12.500 Telecom: 12.500 – 12.750 Uplink: FSS&Telecom:14.000 – 14.800 DBS: 17.300 – 18.100
Ku-band (America) Downlink: FSS:11.700-12.200 DBS: 12.200 – 12.700 Uplink:FSS: 14.000 – 14.500 DBS: 17.300 – 17.800
Ka-band has multiple acceptations…roughly: 18 – 31 GHz
V-band 36 – 51.4 GHz

Askeri amaçlı uydular belirlenen noktaların fotoğrafını çekmekte, denizcilik ve havacılık için kesin konum sağlamakta, Silahlı Kuvvetlerin kendi içinde bilgi alış-verişine olanak sağlamaktadır. Bu uydular, değişik amaçlar doğrultusunda sınıflandırılırken yörüngeleri de amaçlarına uygun bir şekilde değişmektedir. Genel olarak yörüngeler 150-400 km arasındadır. Bunun yanısıra 7.000-36.000 km arasında erken uyarı uyduları, jeosenkron yörüngedeki haber alma uyduları, 250.000 km yükseklikteki konumlandırma uyduları, jeosenkron yörüngedeki haber alma uyduları, 110.000 km’de nükleer patlamalar, saptama uyduları mevcuttur.
Askeri ve sivil amaçlarla hava koşullarının önceden ve doğru olarak bilinmesi gerekir. Bu nedenle kesin ve güvenilir bir şekilde hava koşullarının sağlanabilmesi için meteoroloji uydu sistemleri kullanılmaya başlanmıştır.
a)Yeryüzüne göre sabit konumlu yörüngelerdeki jeosenkron uydular,
b)Yakın kutupsal yörüngeli uydular seklinde ikiye ayrılmaktadır.
Kutupsal yörüngeli uyduların yüksekliğinin (650km-1500km) geniş bir aralıkla değişebilir olmasına karşılık, sabit uydular ekvator düzlemindeki jeosenkron yörüngeye yerleştirilmiştir.
Bölgesel Meteoroloji verileri daha kesin elde edilebilmesi için çoğunlukla yakın kutupsal yörüngeler, bu amaçla kullanılmaktadır.
Uzay araştırma araçlarının tamamı dünya etrafında parabolik yörüngelerle dönerler. Bu parobolik yörüngelerin dünyaya olan uzaklıkları iki farklı noktada tanımlanır; Uydunun dünya etrafında dönerken en yakın olduğu noktaya Perigee, en uzak olduğu noktaya Apogee’dir. Parobolia diğer iki tanımlayıcıları, yörüngenin eğimi ve dakikadaki tur sayısıdır.

Bu uydular amaçlarına göre değişik parobolik yörüngeye, ağırlığa ve donanıma sahip olmaktadır. Amaçlarına göre şöyle sınıflandırılabilir:
Astronomi Uyduları
Jeodezi Uyduları
İyonosfer Gözlem Uyduları
Atmosfer Gözlem Uyduları
Magnetosfer Gözlem Uyduları
Meteor Gözlem Uyduları
Güneş Sistemi Gözlem Uyduları

ARISS kısaltması, İngilizce “Amateur Radio on the International Space Station” kelimelerinin baş harflerinden oluşmaktadır ve Uluslararası Uzay istasyonunda bulunan amatör telsiz sistem ve çalışmaları kapsar. ARISS programı NASA, TAMSAT, ARRL ve çeşitli dünya ajansları tarafından uluslararası bir komite ile yönetilmektedir. Bu çalışmadaki amaç; ISS’in okullar ve radyo amatörleri ile haberleşmesi, radyo amatörlerinin birbiri arasında haberleşme çalışmaları yapmalarını teşvik amaçlıdır.
GPS sisteminin temelleri, ABD ordusunda başlatılan ve dünya etrafında dönen 24 uydunun ortak çalışmasına dayalı navigasyon sistemleri ile atılmıştır. GPS sistemi NAVSTAR (Navigation System for Timing and Ranging – Zaman ve Mesafe Tayini için Navigasyon Sistemi) olarak da bilinir. GPS sistemi dünyanın her yerinde ve tüm hava koşullarında çalışır. Kullanıcıların yerlerini belirlemeye ve rotalarını izlemelerine yardımcı olur. GPS sistemi, GPS alıcısı olan herkes tarafından kullanılabilir.

TürkSat Uydusu

 

 

1950’li yılların sonlarında Rusya tarafından geliştirilen ilk Haberleşme Uydusu yaklaşık bir basketbol sahası büyüklüğündeydi. Bu büyüklüğe rağmen neredeyse yerine getirdiği hiç bir görev yoktu. Sadece bir mors sinyalini tekrar tekrar göndermekle yetinmişti. Günümüzün modern uyduları ise yüzlerce dijital sinyali aynı anda alıp gönderebilir. Gönderilen sinyaller basit dijital sinyaller olabileceği gibi karışık TV sinyalleri de olabilir.

 

Haberleşme Uydularının Çeşitleri

Haberleşme Uyduları izledikleri yörüngelere göre adlandırılırlar. Yörüngelerin yeryüzüne olan uzaklıkları farklı avantajları ve dezavantajları beraberinde getirir. Dilerseniz konu hakkında “Uydu Yörüngeleri” adlı yazımıza tıklayarak daha geniş kapsamlı bilgilere ulaşabilirsiniz.

  • LEO (Low Earth Orbit) – Alçak uydu yörüngesi
  • MEO (Medium Earth Orbit) – Orta uydu yörüngesi
  • GEO (Geostationary Earth Orbit) – Eşzamanlı uydu yörüngesi
  • HEO (High Eliptic Orbit) – Yüksel Eliptik Yörünge
  • PEO (Polar Eath Orbit ) – Kutup dünya yörüngesi

 

Haberleşme Uyduları Enerjiye İhtiyaç Duyar mı?

Evet, uyduların yörüngede kalmak, üzerindeki iletişim ekipmanlarını çalıştırmak vb. gibi işlemler için enerjiye ihtiyaçları vardır. Uydular genellikle şarj edilebilir güneş pillerini kullanırlar. Enerji için kullanılan diğer bir yöntem ise kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmektir. Başlangıçta saydığım sebepler dışında uydunun içindeki iklimlendirme (nem, sıcaklık, basınç) için de enerjiye ihtiyaç vardır.

Uydu’nun yörüngeye yerleştirilmesi için gerekli olan enerji, uyduyu taşımak için kullanılan roket’ten temin edilir. Uydu yer çekimi etkisinden kurtulduğunda, roket’ten ayrılır ve küçük manevralarla yörüngedeki yerini alır.

 

Uydu Haberleşme Sistemleri

Uydu haberleşme sistemlerinde yapılan araştırmalar, 1957 yılında meyvesini vermiş ve Sputnik  uzaya gönderilen ilk uydu olmuştur.  Bu tarihten sonra;  Arthur C. Clarke’in 1945 yılında “Wireless World” dergisinde yayınlanan makalesinde ortaya attığı fikirlerin hayal olmadığını teyit eden bir çok gelişme yaşanmaya başlamıştır.

Sputnik’in verdiği ivme  ile daha sonraki yıllarda yörünge sabit uydular,  yeryüzünde karasal hatların gidemediği yerlerde, kıtalar arası kablo sistemlerin devamı olarak  ve televizyon/Radyo yayıncılığı  gibi sivil alanlarda kullanılırken, askeri amaçlıda bir çok uygulama hayata geçirilmiştir. Yüksek frekans kullanan kablosuz haberleşme sistemlerinin hedefi ; birbirini fiziksel olarak görebilen 2 nokta arasında iletişim sağlamaktır. Yüksek frekansli sinyallere neden ihtiyaç duyulduğunu Modülasyon nedir yazısında  bulabilirsiniz.

İletişim için ya birbirini gören 2 noktaya ya da bu iki noktayida görebilen üçüncü bir noktaya ihtiyaç vardır. Arthur C. Clarke bu üçüncü noktanin ” yerden belirli bir yükseklikte, doğru yörüngede konumlandırılmış ve bir tam turunu 24 saatte tamamlayan” uydular olabileceğine  işaret etmiştir. Çünkü; yeryüzünün dairesel bir yapıda olması, binalar, dağlar vb. fiziksel engeller bahsettiğimiz 2 noktanın birbirini doğrudan görmesini engellemektedir.

Uydu Haberleşme Elamanları

Haberleşme uydusu :

Uydu haberleşme sistemlerinin Uzay kesimi olarak adlandırabileceğimiz uydulara; yörüngeki tekralayıcılar ya da yansıtıcılardır diyebiliriz.

  • Temel amaç yer istasyonundan gelen sinyalin, aralarında uzak mesafler bulunan diğer bir yer istasyonuna gönderilmesidir. Bu görevden uydunun transponder bölümü sorumludur. Yer istasyonundan gelen sinyali alma ve geri göndermek  için, gelen sinyalin; frekansının dönüşümü ve güçlendirme işlemleri transponder tarafından  yapılır.
  • Uydular televizyon yayıncılığı açısından da çok önemli bir yer teşkil etmektedir. Televizyon yayıncılığında;  merkezden uyduya gönderilen sinyaller yine frekansları değiştirilip güçlendirildikten sonra geniş alanlara gönderilirler ve bir çok kullanıcı tarafından izlenebilirler.
  • Sadece casusluk, bilgi edinme amaçlı uydularda bulunmaktadır. Bu tür uydular üzerinde gelişmiş optik cihazlar, fotoğraf makineleri, çeşitli sensörler, video kayıt cihazları bulunmaktadır. Toplanan bilgiler bir merkeze gönderilir.

Yer istasyonu:

Yer istasyonları; trasnmitter (gönderici) ve receiver (alıcı) olarak iki görevi yerine getirirler. Network yapısına ve lokasyonun ihtiyacına göre uydu haberleşmede kullanılan yeristasyonları; Çanak anten, LNB, RFT, Uydumodem, HPA, OMT gibi aktif ve pasif elemanlardan oluşur.

Konu çok geniş olduğu için tamamını burda paylaşmak mümkün değil. Bu nedenle konuyu altbaşlıklar halinde incelemek daha uygun olacak. link parametreleri, sistem ekipmanları, iletim protokolleri, networking gibi bir çok etken uydu haberleşme sistemlerini etkilemektedir.

 


 

Konuya Ait Diğer Başlıkları: