Çevrimdışı

UZAY HABERLEŞME SİSTEMLERİ

Uzay haberleşme sistemleri, karasal sistemlerle karşılaştırılamayacak kadar büyük alanları kapsar. Karasal sistemler genel olarak yeryüzü şekillerini kullanırken, çok az oranda da atmosferi kullanırlar. Karasal sistemlerin dışındaki sistemler böylelikle uzay sistemleri olarak adlandırılabilir. Uzay haberleşme sistemleri aşağıdaki alt gruplara ayrılabilir :

*Sabit uydu servisleri (FSS),

*Mobil uydu servisleri (MSAT),

*Uydu yayın servisleri (BSS),

*Uydudan (uzaydan) gözlem servisleri,

*Bilimsel uydu servisleri,

*Konum belirtme uydu servisleri (GPS gibi).

1. Haberleşme uyduları :

1.1 Tarihçe :

Birkaç on yıldır, insanlar geriye baktıkları zaman, 1969 yılında Apollo uzay aracının aya inmesi dışında pek bir şey anımsamayacaklardır. Genel kamuoyu böyle olmasına karşın, eşzamanlı faaliyetlerden, sözgelimi gözlem uydularını kullananlar, uzaya harcadıkları her kuruşun karşılığını aldıklarını düşünmektedirler. Yine meteoroloji bilimi ile uğraşanlar, jeostasyoner meteoroloji uydularından aldıkları ve bizim her gün televizyonlarda gördüğümüz resimlerle bir devrim yaratabilmişlerdir. Bu sayılanlar, uzay çağını yaşadığımız günümüzde tabii ki çok önemli olaylardır, ancak, herhalde bunların arasında uydu haberleşmesi sokaktaki insan üzerinde en çok etkiyi yapan gelişme olsa gerektir. Uydu haberleşmesi, aynı zamanda ticari alanda da yıllık hacmi milyar dolarlar seviyesinde seyrederek gerçek teknoloji yaratan bir unsur olmuştur.

1945 sonbaharında, İngiliz Kraliyet Hv.K.K.lığı mühendisi ve İngiliz Gezegenler arası Kurumu üyesi Arthur C.CLARKE, Telsiz Dünyası dergisine, dünyanın üst yörüngelerinde insansız uydularla dünyanın her yerine TV yayını yapılabilmesi hakkında bir makale yazdı. Dünyanın her yerine TV yayını yapılabilmesinin aşağıdaki hedefleri vurgulanmıştı :

*TV yayınları, belki de diğer uydu sistemlerinin toplamından da fazla girdi yaratarak, uydu servislerinin ana finansman kaynağı olacaktır,

*TV, milli ve uluslar arası servis sağlayıcıları için her zaman birinci planda olacaktır,

*TV, kullanıcılar için de en kolay kullanılan servis olacaktır (ev anteni gibi),

*Uydudan TV yayını en ucuz ve etkili, yüksek kaliteli ve en çok insana ulaşan servis olacaktır,

CLARKE’ın buluşu aşağıdaki düşüncelere dayanıyordu :

Dünyanın üzerinde, ekvatorun tam üstünde 36.000 km. civarında öyle bir yer bulunabilir ki, bu noktada uydu dünya ile aynı hızda dönecektir. Diğer bir deyişle, bu uzaklıkta uydu dünyanın üzerinde asılı duruyor gibi düşünebilir. Bu düşünceden yola çıkılarak, dünya 3 adet uydu ile bütünüyle kapsanabilir.

Uzay serüveni ise, Sovyetler Birliği’nin, 4 Ekim 1957’de Dünya’nın ilk yapay uydusu Sputnik-1’i (Rusça’da Uydu-1)uzaya göndermesiyle başladı. Sputnik-1, Dünya’dan 224 km yukarıda bazı bilimsel deneyler yapmak için fırlatılmıştı. Yapay uydular geliştirilmeden önce, aydan yansıtma ile haberleşme (pasif uydu) çalışmaları kısmi olarak başarılı olmuş, daha sonra 1950′lerin sonuna doğru yapay uydular geliştirilmeye başlanmıştır. İlk uydu 1957′de SSCB tarafından uzaya gönderilmiştir. Bu uydu ilk aktif uyduydu ve 21 gün boyunca çalıştı. Ancak bu alçak yörüngeli bir uyduydu. Yeryüzünü her 90 dakikada bir dolaşıyordu. Dolayısı ile her 90 dakikada bir yeryüzündeki bir noktadan ancak 10 dakika kadar görülebiliyordu.

1958 yılının Kasım ayının ilk haftasında kısa adı NASA olan Amerikan Ulusal Uzay ve Sivil Havacılık Dairesi (National Aeronautics and Space Administration) kuruldu.

1958′de Score uydusu yörüngeye yerleştirildi. Bu uydu bir bant kayıt cihazı taşıyordu. Önce üzerinden geçtiği istasyonun yayınladığı mesajları kaydediyor, daha sonra alıcı istasyon üzerinde bunları gönderiyordu gerçek zamanlı haberleşmeye elverişli değildi.

1960 yılında, A.B.D. Federal Haberleşme Komisyonu (FCC) hemen işletmeye girecek biçimde bir bilimsel uydu sisteminin fırlatılması için ilk iznini verdi.

1960′larda ilk pasif uydulardan olan Echo atmosfere bırakılmıştır. Bu 31 metre çapında aliminyum kaplı bir balondu.

Sputnik-1’in ardından, uzaya ilk insanlı uçuşu yine Sovyetler gerçekleştirdi. 1961 yılında Yuri Gagarin, Vostok-1 adlı kapsül ile, Dünya’nın etrafını 1 kez dolandı. Sovyetler’in bu önemli başarıları karşısında ABD, o zamanlar daha yeni filizlenen uzay yarışında öncülük şansını yitirmişti.

1962′de NASA Telstar uydusunu yörüngeye oturttu. Bu uydu yörüngesinin bir yarısında Amerika ile Avrupa’yı, diğer yarısında Amerika ile Japonya’yı görüyordu. Bu uydu az bir süre de olsa gerçek zamanlı haberleşme yapmaya müsaitti. Sürekli olarak sinyalin elde edilebilmesi, dolayısı ile gerçek zamanlı bir haberleşme yapabilmek ancak jeosenkron uydular ile mümkün olabilmiştir.

1963 yılında yeterli güçte roket motorlarının geliştirilmesi ile ilk jeosenkron uydu Syncom 2 NASA tarafından uzaya fırlatılmıştır. Bu uydu yeryüzünün yaklaşık %42 sini 24 saat esasına göre görebiliyordu. Ancak üç uydu atıldığı takdirde kutuplar hariç dünyanın tümünü kaplaması mümkün olabiliyordu.

1960′ların sonlarında, uydular çok güvenilir olmadığından, veri kullanımı da layıkıyla yapılamıyordu. Ancak, 3 eksenli sabit (dönmeyen) uyduların 1963 yılında icadı ile, veri kullanımı son derece cazip gelmeye başladı.

3 eksenli sabit uydular çok büyük bir ilerleme idi, çünkü, uyduya çok büyük güneş panellerinin ve çok yüksek kazançlı antenlerin takılması mümkün olduğundan, uydunun ömrü de birdenbire birkaç kat artırılabiliyordu.

1964 yılına kadar, AT&T firmasının 2 adet TELSTAR, 2 adet RELAY ve 2 adet SYNCOM uydusu orta yörüngede (yaklaşık 5.600 km) çalışıyordu.

Nisan 1965′de, COMSAT firmasının ilk uydusu EARLYBIRD, A.B.D. deki Cape Caneveral üssünden fırlatıldı. Böylelikle, küresel uydu haberleşme çağı da başlamış oldu. Uydu A.B.D. malı olmasına karşın, ortaklık tamamen küreseldi. Uydu fırlatıldığında, İngiltere, Fransa ve Almanya gibi ülkelerde yer istasyonları çoktan hazırdı. Bu uluslar arası ortaklık 20 Ağustos 1964′te yeni bir organizasyon ortaya çıkardı : INTELSAT (Uluslar arası Haberleşme Uyduları Organizasyonu).

20 Haziran 1969’da Apollo-11 uçuşu ile ABD, Ay’a ilk kez insan indirmeyi başararak tarihe geçecek ve uzay araştırmaları alanında önemli adımların neredeyse tek odağı haline gelecekti.

1976′ın başında, ilk TV kanalı RCA firması tarafından A.B.D. üzerinde gerçekleştirildi.

Şubat 1976 tarihinde, mobil servisler için, kullanıcısı A.B.D.Dz.K.K.lığı olan ilk uydu olan MARISAT fırlatıldı.

1979 yılında, Birleşmiş Milletler Uluslar arası Denizcilik Organizasyonu INMARSAT’ın kuruluşunu onayladı. INMARSAT denizde haberleşme amacıyla kurulmasına karşın, bunun çok ötesine taşmıştır.

O tarihlerden bu yana, uzay araştırmaları ve uzaydan araştırmalar çok hızlı bir gelişim gösterdi; uzay teknolojilerinde ardı ardına devrimler yaşandı. Bir zamanlar yalnızca bilimsel merakın bir ürünü gibi görünen bu çalışmalar, bugün günlük yaşamın vazgeçilmez ögeleri haline geldi. Uzay araştırmalarında kullanılan ve gün geçtikçe daha da güçlenen teknik donanım ve artan bilgi birikimi de bu serüvende insanoğlunun en büyük yardımcısı. Gelecek yüzyılın araştırmacıları hiç kuşku yok ki, uzay araştırmaları üzerine yoğunlaşacaklar. Bu araştırmaların temelini oluşturan, disiplinlerarası yatay çalışmalar, projeler, çalışma ve düşünce sistemleri de bu doğrultuda gelişecek.

Bilimin tüm disiplinlerinin bir arada bulunmasını gerektiren uzay araştırmaları büyük organizasyonlarla yürütülüyor. Bunlar arasında en önemlisi hiç kuşkusuz Amerikan Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi-NASA. Önemli adımlara imza atmayı ve bunu iyi bir reklamla dünyaya duyurmayı hep başarmış olan NASA, uzay serüvenlerinin “Baş Oyuncu”su! Sovyetler ise, her ne kadar uzay çalışmalarının başını çekmiş ve uzay yarışında adı ABD ile birlikte anılmış olsa da bugün bu alanda öncü rolü oynamaktan biraz uzak görünüyor.

Günümüzde uzay araştırmaları bu iki ülkeyle sınırlı değil artık. Japonya, Kanada gibi gelişmiş ülkelerin bireysel çalışmalarının yanı sıra, adını son yıllarda sıkça duymaya başladığımız bir başka büyük organizasyon daha var: ESA. Uzay araştırmalarına oldukça iddialı başlayan ve görece daha genç bir organizasyon olan ESA, çokuluslu yapılanmasıyla da farklı bir ekolü temsil ediyor.

1.2 Uzay ortamı :

Uzay sınırsız ve çok boyutlu bir ortamdır. Askeri otoriteler, çoğu kez uzayı “yüksek yer” olarak tanımlar. Tarihsel olarak, bu yüksek yeri elinde tutan ve en etkili biçimde kullananlar, rakiplerinin karşısında çok büyük avantajlar elde etmişlerdir. Uzayın kullanımı askeri karar makamlarına muharebe alanı ile ilgili haberleşme, konum bilgisi, erken uyarı, meteoroloji, çevre koruma, gözlem ve hedef bulma gibi vazgeçilmez yetenekler kazandırmıştır.

Dünya atmosferi, uydunun yerleştirilebileceği en düşük yörüngeyi sınırlamaktadır. Fırlatılan uydular yörüngelerine ulaşabilmek için dünyanın atmosferini geçmek zorundadırlar. Bu nedenle, uydunun dairesel yörüngede bulunabileceği en yakın mesafe yaklaşık 150 km.dir, ancak, uydu roketleri kullanılmadığı takdirde, bu yörüngede tutunamaz ve yeryüzüne düşer.

150 km. mesafe, uluslar arası bir anlaşma olmamasına karşın, genel olarak herkes tarafından uzayın başladığı mesafe olarak kabul edilmektedir.

Uydunun fırlatılışından işletilmesine kadar bir çok parametre ve doğal olay etki eder. Bunlar aşağıda sıralanmıştır.

1.2.1 Fırlatma aşaması :

1.2.1.1 Fırlatıcı etkileri :

1.2.1.1.1 Hacim :

Uzay araçlarının standart geometrik şekillere uymayan biçimsiz örtü (shroud) çapları ve bu çaplar içerisinde ortaya çıkan kaymalar ile yükseklik sınırlamaları nedeniyle, hacim hususundaki kısıtlama ikili fırlatma zorunluluğudur (aşamalı fırlatma).

1.2.1.1.2 Kütle :

Kütle her zaman en sıkı sınırlamadır. Kütleyi belli bir değerin üzerine çıkarmak mümkün değildir. Üstelik, daha büyük kütle, uydu maliyetinin de artması demektir (2000 yılı itibariyle nominal olarak yaklaşık 15.000.-US$/kg).

1.2.1.1.3 Arayüzler :

Arayüzler için her zaman temassızlık ve fiziksel uyumsuzluk v.b. sorunlar söz konusudur.

1.2.1.1.4 Fırlatma üssü :

Meteorolojik koşullar, iklim ve fırlatma üssüne taşıma sırasında ortaya çıkabilecek aksaklıklar hiçbir zaman önceden planlanamaz. Bu parametreler bazen bütün sistemi çöküntüye uğratabilir.

1.2.1.2 Fırlatma ortamı :

1.2.1.2.1 İvmeler :

İtme ve itme roketlerinin kontrolü büyük sorunlardır.

1.2.1.2.2 Titreşimler :

Roketin makineleri ve fırlatıcıdan gelen titreşimler üstesinden gelinmesi gereken sorunlardır.

1.2.1.2.3 Diğer etmenler :

Özet olarak, sorun alanları arasında gürültü, akustik ortam, şoklar (pyro, ayırımlar), hızlı basınç boşalmaları, ısıl örtülü veya ısıl örtüsüz ısı değişimleri sayılabilir.

1.2.2 Uzayda ortaya çıkan etkiler :

1.2.2.1 Yalnızlık :

1.2.2.1.1 Özerklik :

Uydu ömür devri boyunca uzayda yalnızdır (ortalama ömür 10 yıl ve 87600 saattir). Bu süre içerisinde ortaya çıkabilecek her türlü arıza durumunda yedek sistemler kullanılır.

1.2.2.1.2 Elektrik enerjisi :

Ömür devri boyunca göz önüne alınan en büyük unsur uydunun kullanacağı enerjidir. Enerji güneş panelleri, katı (depolanmış) veya nükleer yollardan sağlanır. Ancak her 3 seçenekte de topraklama sorunu vardır.

1.2.2.1.3 İtme :

Uyduda depolanan itici güç kaynakları (yakıt ve oksitleyiciler) ve güneş etrafındaki hareketler üstesinden gelinmesi gereken sorunlardır. Uzayda iken uydudaki yegane onarım işinin yazılımda yapılabileceği unutulmamalıdır.

1.2.2.2 Sıfır yerçekimi :

İtme gücü uygulanmadığı zaman, yerçekimi sıfırdır. Sıfır yerçekimi söz konusu olduğunda, sıvılar akmaz ve kılcal borular sıvıların hareketlerini belirler (yakıt, boruları ısıtıcı sıvılar v.b.).

Yerçekimi sıfır olduğunda, uydu üzerinde bulunan çok hassas yapıların yer testlerinin yapılması son derece zordur, çünkü, bütün ayarlamalar yerçekimi referans alınarak yapılmaktadır.

Yerçekimi sıfır veya sıfıra yakın olduğu zaman, yerçekimi ivmesel artış gösterir ve itici sistemler ile mekanizmalarında rahatsızlıklar yaratır.

1.2.2.3 Boşluk :

1.2.2.3.1 Mutlak olmayan boşluk :

Boşluk hiçbir zaman mutlak olmadığından, kullanılan uydu/ uydular ile birlikte diğer uydular, LEO’ da atmosferik sürüklenme ve uzayda atomik oksijenin bulunduğu da unutulmamalıdır.

1.2.2.3.2 Buharlaşma :

Çok büyük ısı değişikliklerinden ötürü, buharlaşma, yoğunlaşma ve ısıl dönüşüm ortaya çıkar. Bundan ötürü, malzeme seçimi çok dikkatli yapılmalı, malzeme her zaman çok temiz tutulmalı ve soğuk yüzeylerin kirlenmemesi için gerekli her türlü önlem alınmalıdır.

1.2.2.3.3 Isıl değişimler :

Akış olmadığından, uzayda yalnızca enfraruj ışınımı kullanılabilir ve bu da helyum buharlaşmasına neden olabilir.

1.2.2.4 Isıl denge :

Isıl denge uzayda her zaman ortaya çıkan bir doğal olaydır. Dolayısıyla, içe akış varsa, mutlaka dışa akış da sağlanmalıdır. Emiş kusma ile telafi edilmeli, eklipsler ve Stephan-Boltzmann yasası her zaman göze alınmalıdır.

1.2.2.5 Işınımlar :

Işınımlar ve sonuçları aşağıda belirli bir ayrıntıya kadar incelenecektir. Bunların arasında, güneş rüzgarları, Van Allen kuşakları, kozmik ışınlar, ağır iyonlar, kilitlenme ve çökerten (single-point failure) arızadan kaynaklanan sorunlar sayılabilir.

Yukarıda sayılan parametrelerin en çok bilinen doğrudan etkisi ve doğal sonucu elektronik, güneş panelleri ve kaplama malzemelerindeki eleman yıpranmasıdır.

Uydunun atmosferdeki yolculuğundan söz ederken atmosferin yapısını da kısaca incelemek gerekir. Dünyanın atmosferi 5 bölgeye ayrılır.

1.2.3 Troposfer :

Hemen hemen bütün hava ve bulut olayları, atmosferin en alt tabakasındaki bu bölgede oluşur. Dünyanın yüzeyinden başlayarak, troposfer kendisinin bir üst tabakası olan tropopoza kadar uzanır. Yaklaşık 3 km. kalınlığıyla, insanlar bu bölgede oksijen ve basınç desteğine gereksinim duyar. Tropopozun kalınlığı ekvator üzerinde 15 ile 18 km.; kutup bölgelerinde ise yaklaşık 9 km. civarındadır.

1.2.4 Stratosfer :

Bu bölge tropopozdan stratopoza kadar, yaklaşık 45-50 km. yüksekliğe ulaşır. Stratosferde hava akışı yataydır. Bu bölge çoğu kez su buharı ve bulutların bitiş noktası olarak adlandırılır.

1.2.5 Mezosfer :

Mezosfer, stratopozdan mezopoza kadar, yaklaşık 80 km. yüksekliğe ulaşır. Mezopoz, en düşük sıcaklığa erişilen yerdir ve burada ısı -58°C’ye kadar düşer. 48 km. yükseklikten sonra, jet uçaklarının uçabilmesine yetecek kadar dahi atmosferik koşullar yoktur. Bu yükseklikten sonra, roket motorlarının itme sağlayabilmesi için yakıt ve oksitleyici birlikte taşınmalıdır.

1.2.6 Termosfer :

Termosfer 80 km. yükseklikten başlar ve 320 ile 600 km. arasında değişen yüksekliklere erişir. Isı yükseklikle artar ve sıfır dereceden termopozda yaklaşık 1600°C’ye kadar yükselir. 150 km.lik yükseklik dairesel yörüngedeki bir uydunun kullanabileceği ve itme olmaksızın dairesel yörüngede dünyanın çevresinde bir tur atabileceği varsayılan en alt yörüngedir. Bu yörüngede, dünyanın çevresinde bir tur yaklaşık 89 dakika süre alır.

1.2.7 Ekzosfer :

Ekzosfer, termosferin bittiği yerden uzayın derinliklerine kadar olan bölgedir. Bu bölgede atmosferik gazları oluşturan atom ve moleküllerin yoğunluğu öylesine azdır ki, 1600 km. yükseklikte dünyayı çepeçevre saran atmosferik parçacıkların hacmi, dünyada deniz seviyesinde yaklaşık 1 cm3.tür. Ancak, bu seviyede bile, her bir parçacıkla çarpışmadan ötürü oluşan sürtünme sonucunda ortaya çıkan atmosferik sürüklenme, ekzosferde yörüngede dolaşan uyduların hızının yavaşlamasına neden olur.

1.2.8 Uydunun maruz kaldığı etkiler :

Uzay ortamı uyduya belirgin etkilerde bulunur. Aşağıdaki maddelerde, yörüngedeki bir uyduya etkiyen unsurlar ayrıntılandırılmaktadır.

1.2.8.1 Uydunun elektrostatik yüklenmesi :

Uydunun elektrostatik yüklenmesi, çevresindeki düşük yoğunluklu plazma veya bünyesindeki kısımların birbirine göre değişik elektrostatik potansiyel değişime uğramasıdır. Yüklenme, tasarım ve yörüngeye göre değişir. Yüklenmeyi ortaya çıkaran 2 ana mekanizma plazma bombardımanı ve fotoelektrik etkilerdir.

1.2.8.2 Van Allen ışınım kuşakları :

Plazma bombardımanı plazma yoğunluğunun değişmesinden oluşur ve sonuçta uydunun yüzeyinde elektrostatik yük oluşturur. Bu olay Van Allen ışınım kuşakları ve magnetotail civarında oluşur. Plazma bombardımanından oluşan elektrostatik yüklenme, genellikle uydunun yüzeyinde negatif bir yük oluşturur.

Fotoelektrik etkilerin oluşum nedeni, uydunun yüzeyinde elektron açığa çıkaran ve böylece uydunun güneş tarafında pozitif elektrostatik yüklenme yaratan güneş ışınlarıdır. Uydu genellikle, karanlıkta kalan tarafında plazma bombardımanından ötürü negatif; güneşe bakan tarafında da fotoelektrik etkilerden ötürü pozitif yüklenecektir. Uydunun yüzeyi iletken özellikli ise, bu karşıt yüklenmeyi ortadan kaldırmak üzere bir akım ortaya çıkacaktır. Uydunun yüzeyi iletken değilse, yüzeyde kullanılan ve iletken olmayan malzemenin iletim eşiğine kadar elektrostatik yük değeri artmaya devam edecektir. Bu eşik aşıldığında, ani bir elektrostatik boşalma ortaya çıkacaktır.

1.2.8.3 Uydunun elektrostatik boşalması :

Yüklenme/boşalmaya en çok maruz kalan uydular jeosenkron yörüngedeki uydulardır. Bu yörüngede 20.000 V gibi değerlerde boşalmalar görülmüştür. Jeosenkron yörüngedeki uydular çok sık olarak Van Allen kuşaklarına ve dünyanın magnetotailine girip çıkarlar. Bu olay, uyduda oluşan yükün boşalmasından önce atılması veya nötralize olmasını önleyen düşük plazma yoğunluğuna neden olur.

1.2.8.4 Donanım hasarı :

Ani elektrostatik boşalma (yüksek akım veya ark); sigortaların artmasına, tranzistor, kapasite veya diğer elektronik elemanların yanmasına, metal parçaların buharlaşmasına, yapısal hasara veya ısıl kaplamanın (battaniye) bozulmasına neden olabilir.

1.2.8.5 Güç sorunları :

Bu tür boşalmalar güç veya yanlış komutlar, On/Off anahtarlamalar, bellek değişimleri, güneş hücrelerinde ve optik algılayıcılarda performans düşüklükleri gibi elektronik bozukluklara neden olabilir.

1.2.8.6 Derin yüklenme :

Uydunun derin yüklenmesi, kozmik ışın parçacıklarının uydunun içinden geçmesi ve uyduda kullanılan malzemelerin atomlarını oluşan parçacık çarpışmaları sonucunda iyonize etmesi ile oluşur. Bu parçacıkların bir bölümü güneş kaynaklı olmakla birlikte, çoğunluğu galaktiktir ve ışık ve zaman referansları yoktur. Güneş çevriminde bağımsız bir yapı gösterirler.

1.2.8.7 Parçacık çarpışması :

Yüksek enerjiyle güneşten kopan parçacıklar ve galaktik kozmik ışınlar uydunun yüzeyine doğrudan hasar verirler. Hasarlar yüzey maddelerinin buharlaşması ve yapısal hasarlar olarak özetlenebilir. Bu parçacıklar aynı zamanda yıldız ve yatay algılayıcılar ile sanal referans noktalarına da girerler. Böylelikle, yanlış değer okumalara ve yörüngede kayıplara, anten ve güneş panellerinin yanlış yönlendirilmelerine ve yörünge düzeltmelerinin yanlış yapılmalarına neden olurlar.

1.2.8.8 Gaz atma :

Uzay ortamı iyi huylu olmamasına karşın, 160 km.nin üstündeki yüksekliklerde parçacık yoğunluğu son derece azdır. Hemen hemen hiç atmosferik basınç yoktur ve boşluk ortamına benzer koşullar geçerlidir. Sonuçta, uydu ve yapıldığı malzemeler, dünyada hiçbir zaman karşılaşmadıkları doğal koşullara maruz kalırlar.

Boşlukta bazı malzemeler dışarıya gaz atar. Gaz atma, bazı malzemelerin moleküllerinin uzayda buharlaşması ile oluşan doğal bir olaydır. Çoğu malzemede bu doğal olay görülmekle birlikte, özellikle kompozit malzemeler ve organik çözücü malzemeler bu tür olaylara daha çok maruz kalırlar. Bunların arasında elektronik mikroçipler, plastikler, yapışkan malzeme ve yapıştırıcılar sayılabilir.

Gaz atma malzemenin fiziksel özelliklerinin değişmesine neden olabilir. Ayrıca, buharlaşan moleküller diğer malzeme üzerinde ince film tabakası oluşturarak, o malzemelerin de etkilenmesine neden olabilirler. Gaz atma, malzemelerin dikkatli seçimi ile minimize edilebilir, ancak, yine de bazı malzemeler uzayda değişik karakter ve özellikler gösterebilir.

1.2.8.9 Uzay çöpü :

Uzay çöpü, uzayda bulunan insan yapımı herhangi bir boyutta ve kullanılmayan nesne olarak tanımlanabilir. Uzay çöpleri, tamamen kullanılmayan uydular ile roket gövdelerinden ufak boya parçacıklarına kadar her boyutta olabilir. Uzayda bulunan ve katalog çalışması ile envanteri tutulmuş olan 10.000 maddeden yalnızca %5′i işletmede bulunan uzay sistemleridir. Geri kalanı uzay çöpüdür.

Çapı 2 cm.den daha küçük olan uzay çöpünün güvenilir olarak algılanamayacağı ve izlenemeyeceği gerçeğinden yola çıkarak, uzayda bilinenden çok daha fazla uzay çöpünün bulunduğu sonucuna varılabilir. Yaklaşık olarak 100 uydunun, itme sistemlerinde oluşan patlamalar ve çoğu kez de diğer uzay çöplerinden ötürü yörüngede bozulduğu; sonuç olarak, 40.000 ile 80.000 adet civarında uzay çöpü olduğu tahmin edilmektedir. Uzay yürüyüşü sırasında çalışmalar yapan bir astronotun elinden kayıp giden bir anahtarın dahi uzay çöpü içinde bulunduğu bilinmektedir. Çoğu uzay çöpü boyut olarak küçük olmakla birlikte, oldukça yüksek hızlarda seyretmektedirler.

LEO yörüngelerinde dolaşan çöpler jeosenkron yörüngedekilere göre daha yüksek hızlarda seyretmeye eğilimlidirler. 2nesne arasında çarpışma olduğunda, sonuçta ortaya çıkacak kütle ve yörüngesini parçacıkların hızı ve kütlesi belirlemektedir. Sözgelimi yukarıda sözü edilen yoğunluğu yüksek bir anahtar, düşük hızda bile olsa bir uyduya çarptığında, çok ciddi hasarlar oluşturabilir. Bu kapsamda, çok küçük bile olsalar, 50.000 km/saat hızda seyreden bir parçacık, çok ciddi hasarlar yaratabilir.

Son fırlatmalardan birinde, küçük bir boya parçası 13.000 km/saat hızda seyrederken uzay mekiğine çarpmış ve mekiğin camında hasar oluşturmuştur. Kaplama, enerji emen paneller ve diğer tasarım etmenleri ile uyduların özellikle küçük uzay çöplerinden etkilenmemesi için önlemler alınmaya çalışılmaktadır. 320 km.den daha düşük yörüngelerde, atmosferik sürüklenme çok sayıda uzay çöpünü dünyaya itmekte ve böylece buharlaşmasına neden olmaktadır. Jeosenkron yörüngede bulunan ve kendi-kendine temizlenen uzay çöpleri daha düşük hızlarda (320-1600 km/saat) dolaşırlar ve yoğunlukları da çok azdır. Bu yörüngede atmosferik sürüklenme hemen hemen sıfırdır ve dolayısıyla, uzay çöpü daha uzun süre burada kalır.

Atmosferine giren meteor ve asteroidler ile dünyanın ağırlığına her yıl yaklaşık olarak 20.000 ton eklenmektedir. Bu parçacıkların boyutları çoğu zaman toz boyutunda olmakla birlikte, daha büyük olanlar da vardır. Meteorlar dünyanın atmosferine girdiklerinde, bünyelerinde bulunan hava molekülleri nedeniyle genellikle yanarlar. Büyük meteorlar yandıkları zaman gece veya gündüz gökyüzünde görülebilecek kadar ışık yayarlar.

Bazen, büyük nesneler bütünüyle buharlaşmaz. Dünyanın yüzeyine çarpan büyük parçalar “meteorit” olarak adlandırılır. Bu parçacıklar dünyanın çevresinde yörüngede bulunan bütün uydular için devamlı ve ciddi bir doğal tehlikedir. Uzun Süreli Yok etme Tesisi (Long Duration Exposure Facility-LDEF) 6 yıl yörüngede kalan ve uzay mekiği tarafından dünyaya geri getirilen ilk bilimsel uydu olmuştur. Bu uydunun yüzeyinde yapılan incelemeler, uyduların binlerce mikro-meteorit tarafından etkilendiğini ortaya çıkarmıştır. Metal yüzeylerde yapılan mikroskopik incelemeler son derece kötü derecede hasarlar belirlemiştir. Çoğu meteorit boyut olarak o kadar küçüktür ki, dünyadaki uydu kontrol operatörleri bu parçacıkları algılayabilme ve çarpışmadan kaçabilmek amacıyla buna göre uydunun yörüngesinde değişiklikler yapabilme şansına sahip değildir. Kaplama ve diğer tasarım önlemleri bu tür hayati hasarlardan uyduları koruyabilmek için yegane önlemlerdir.

1.3 Uyduların avantajları :

1.3.1 Ekonomik uzak mesafe haberleşmesi :

2 kullanıcı arasında bilgi iletişiminin uydu üzerinden maliyeti, 2kullanıcının yan yana bulunması ile hemen hemen aynıdır.

1.3.2 Yayın yeteneği :

Uydular, tek bir noktadan yapılan yayını, uydu kaplama alanında bulunan neredeyse sonsuz sayıda alıcıya ulaştırılabilmeyi mümkün kılan benzersiz bir özelliğe sahiptirler.

1.3.3 Geniş-bant yeteneği :

Uydular genellikle çok büyük kapasitede bilgiyi çok kısa bir zamanda aktarmayı mümkün kılan geniş bantlı ortamlardır.

1.3.4 Geniş kaplama alanı :

Teknik olarak, bir uydu, kaplama alanı içerisindeki uygun alıcı teçhizatla donanmış her kullanıcıya servis verebilir. Uydu bu servisi şehir/köy ayrımı yapılmaksızın her yere vermektedir. Bu servis, normal koşullarda karasal sistemler için büyük sorun olan ve gerek dağlar, okyanuslar v.b. gibi doğal; gerekse şehirler ve binalar gibi insan yapısı yapay engellerle önlenemez.

1.3.5 Yeni servisler :

Uyduların son derece geniş ve yeni yetenekleri haberleşme kavramlarında da köklü değişikliklere yol açmıştır. Savaşçılar bu yolla ses, veri, görüntü ve ----- gibi değişik servisler çok geniş bir hizmet ağına kavuşabileceklerdir.

1.3.6 Uydu sistemlerinin karasal sistemlerle karşılaştırılması :

BPI (Kaplama Performans İndeksi) formülü şöyledir :

BPI = Maliyet/(KapasitexKaplama alanıxUydu sayısıxKaplama alanı sayısıxÖmür devrixVerim)

Örnek = GEO sistemi :

BPI = 1200/(200×12.6×10E6×3x8×7x0.3 = 2.834/MBPS/KM²/YIL

Not : Okyanus ve arktik alanlar dünyanın %70′ni kapladığından, MEO ve LEO için verim indeks katsayısı 0.3′tür.

Karasal sistemler ile uyduların karşılaştırılmasında kullanılan etmenler aslında birbirinden oldukça bağımsızdır. Aşağıda belirlenen hususlar, yapılan karşılaştırmalarda uyduların karasal sistemlere karşı üstün olduğu yanlar olarak belirlenebilir :

*Karasal altyapılardan bağımsızlık,

*Eklenen her kullanıcı ve yer için en düşük maliyet,

*Kullanıcıların en çabuk sürede sisteme dahil olabilmeleri,

*Her kullanıcı için eşit ve aynı değerde servis,

*Tek bir sağlayıcıdan komple servis,

*Bulunulan yerden bağımsız mobil/telsiz haberleşme.

1.4 Uzay sistemleri :

Uzay sistemleri fırlatılıp görevlerini yapması beklenen sistemler değildir. Bunlar son derece karmaşık ve tasarım ve fırlatma maliyetleri milyonlarca dolar tutan pahalı sistemlerdir. Ayrıca, uydu fırlatıldıktan sonra işletilmesi sırasında da son derece karmaşık ve yetenekli insanların ve şebekelerin görev alması gereken alanlar doğururlar. Uydu sistemlerinin 3 ana kesimi vardır :

1.4.1 Uzay kesimi :

Uzay kesiminin 2 alt bölümü vardır : uydu gövdesi (uydunun ana çatısı) ve payload da denilen haberleşme bölümü. Haberleşme bölümü, uyduları birbirinden ayırt eden ve uzayın kullanılmasından ötürü ilave yetenekler sağlayan bölümdür.

1.4.2 Kontrol kesimi :

Kontrol kesimi platform, payload ve şebekenin kontrolleri gibi bütün sistemin işletilmesinden sorumlu olan kesimdir. Kontrol kesimi hem uydu üzerinde, hem de yer kesiminde kendine özgü malzemeler içerir.

1.4.3 Yer terminalleri kesimi :

Bu kesim yerde uydu ile doğrudan haberleşen alıcı/verici cihazlardan oluşur. Yer terminali bir el terminali olabileceği gibi, sırtta taşınan manpack, uçak, denizaltı, gemi, sabit veya şelterde taşınan mobil istasyon da olabilir.

2. Frekanslar ve bant tanımları :

Haberleşme uyduları özel amaçlarla tahsis edilmiş radyo frekansları kullanırlar. Hükümet, asker, uzay çalışmaları, deniz, doğrudan yayım servisi (DBS) ve karasal mobil servislerin tümü için frekans spektrumunda özel frekanslar ve bantlar tahsis edilmiştir.

Belli bir kullanıcı için ayrılmış frekans aralığına frekans bandı denir, bu bant radyo frekanslarının tümünü kapsayan elektromanyetik spektrum içerisinde tanımlanır. Spektrum kısıtlı bir kaynak ve paylaşılmak zorunda olduğundan, frekanslar dünya ülkelerinin oluşturduğu bir konsorsiyum tarafından tahsis edilmektedir. Uluslar arası Telekomünikasyon Birliği (ITU) Cenevre/İsviçre’de kuruludur ve aynı zamanda jeosenkron yörüngedeki uydu pozisyonlarının da tahsislerini yapar.

Uygulamanın etkin olabilmesi için, ITU tarafından alınan kararların üye ülkeler tarafından imzalanan anlaşmalarla da teyit edilmesi gerekmektedir. Üye ülkeler, kendilerine tahsis edilen frekans bantları içerisinde yerel ve kendilerine özgü iç düzenlemeleri yapabilirler. A.B.D.de, Federal Haberleşme Komisyonu (FCC), resmi olmayan kullanıcılar için A.B.D. ne tahsis edilen frekansların A.B.D. sınırları içinde tahsis ve kontrolünü yapmak üzere kurulmuştur.

Resmi kullanıcılar için frekans tahsis ve kullanım kontrolü ise, haberleşme ve bilgi ticareti müsteşar yardımcısının başkanı olduğu Milli Telekomünikasyon ve Bilgi İdaresi (NTIA) tarafından yapılmaktadır. Gerek FCC, gerekse NTIA’nin tahsis etmiş/edeceği frekanslar birbirleri ile mutlaka koordine edilmektedir.

Uydularda çok değişik frekanslar kullanılmaktadır. Elektromanyetik spektrumun RF bölümü, telsiz haberleşme ve iletişim sistemlerinin kullanılmasına son derece müsait özellikler içermektedir. Bu kapsamda en avantajlı frekans bandı 300 MHz-300 GHz arasını kapsayan mikrodalga bandıdır. Uydu haberleşmesinde kullanılan frekans bantları UHF, SHF ve son derece yeni teknolojilerin ortaya çıkması ile EHF’dir.

Radyo frekans bantları genellikle uluslar arası arenada kabul görmüş birtakım kısaltmalarla tanımlanırlar. ITU tarafından belirlenen bu sisteme ilişkin ayrıntılı bilgi aşağıda verilmiştir.

FREKANS KISALTMA ANLAMI

3-30 KHZ VLF ÇOK DÜŞÜK FREKANS (VERY LOW FREQ)

30-300 KHZ LF DÜŞÜK FREKANS (LOW FREQ)

0.3-3 MHZ MF ORTA FREKANS (MEDIUM FREQ)

3-30 MHZ HF YÜKSEK FREKANS (HIGH FREQ)

30-300 MHZ VHF ÇOK YÜKSEK FREKANS (VERY HIGH FREQ)

0.3-3 GHZ UHF ULTRA YÜKSEK FREKANS (ULTRA HIGH FREQ)

3-30 GHZ SHF SÜPER YÜKSEK FREKANS (SUPER HIGH FREQ)

30-300 GHZ EHF SON DERECE YÜKSEK FREKANS (EXTREMELY HIGH FREQ)

Askeri kullanıcılar genellikle tek kanallı uydu haberleşmesi için UHF kullanırlar. Askeri “UHF” uydu haberleşmesi 225-400 MHz. arasındaki bandı kullanır. Bu askeri UHF bandının alt bölümünün aslında ITU düzenlemelerine göre VHF bandında olduğu görülecektir. Askeri kullanıcılar aynı zamanda çok kanallı uydu haberleşmesi için de SHF kullanırlar. Bu bant, C, X, Ku ve bir kısmı olmak üzere Ka bandı diye harflerle adlandırılırlar.

Daha ileride açıklanacağı gibi, frekans bantlarının harflerle tanımlanması da oldukça fazla kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntemin kaynağı İkinci Dünya Savaşı yıllarına kadar dayanmakta olup, ana amaç, kullanılan radar frekanslarının düşman tarafından istihbarat ile elde edilmesini önlemektir. Kullanılan harf kodlarının herhangi bir mantık sırası izlememesinin de nedeni budur. Elektrik-Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (IEEE) tarafından belirlenen Standart 521-1984 (1989) usullerine göre radar frekans bantlarının harf kodlaması aşağıda verilmiştir.

SHF bandı içerisinde, yalnızca askeri kullanıcılara tahsis edilmiş olan ve 7.25-8.4 GHz aralığını kapsayan “X” bandı bulunmaktadır. Gerçekte ITU tahsislerine göre, bu bandın alt bölümleri C bandı içerisinde kalsa da, anılan bandın X bandı diye adlandırılması ile, diğer C bandı kullanıcılarından ayrı bir frekans bandı yaratılmış ve böylece Ku bandı da sadece ticari kullanıma tahsis edilmiş olmaktadır. Yeni uydu haberleşme sistemlerinde EHF bandı da çok yoğun olarak kullanılmaya başlanacaktır. Böylelikle, özellikle mobil kullanıcılar için elde taşınabilen çok küçük terminaller aracılığıyla, Kişisel Haberleşme Sistemleri (Personal Communications Services-PCS) geliştirilmeye başlanmıştır. Bu amaçla Ka bandı kullanılmaktadır. Halihazırda iflas etmiş olsa da IRIDIUM sistemi bu bandı kullanmak üzere tasarlanmıştır. Ka bandı, özellikle çok geniş bir bant olması açılarından, yeni uygulamalar için gelecek vaat etmektedir.

HARF KODLAMASI FREKANS BANDI

P 225-390 MHZ

L 1-2 GHZ

S 2-4 GHZ

C 4-8 GHZ

X 8-12 GHZ

Ku 12-18 GHZ

K 18-27 GHZ

Ka 27-40 GHZ

V 40-75 GHZ

W 75-110 GHZ

Aşağıda gerek askeri, gerekse ticari bantlar aracılığıyla tanımlanan harf kodlamaları ile servislerden bazı örnekler gösterilmiştir.

FREKANS ARALIĞI BAND TİPİK KULLANIM

225 MHZ-1.5 GHZ P, L MOBİL UYDU SERVİSİ (MSS)

2.0-2.7 GHZ S UYDU YAYIN SERVİSİ (BSS)

3.7-7.25 GHZ S, C SABİT UYDU SERVİSİ (FSS)

7.25-8.4 GHZ C, X ASKERİ/HÜKÜMET SERVİSİ

10.7-18.0 GHZ X, Ku SABİT UYDU SERVİSİ

18-31 GHZ K, Ka SABİT UYDU SERVİSİ

44 GHZ V HÜKÜMET SERVİSİ

Frekans spektrumunda en düşük frekanslardan başlayarak genel hedef, her zaman daha yüksek frekanslara ve frekans bantlarına ulaşmaktır. Burada amaç son derece basittir. Frekanslar yükseldikçe hem teknolojik girdiler ve güvenlik artmakta; hem de frekans bandı genişlemektedir. Sözgelimi S bandında frekans bandı genişliği 700 MHz iken, K bandında frekans bandı genişliği 13 GHz.dir (yaklaşık 20 katı). Dolayısıyla, gerçekte yüksek frekanslar gürültü ve bozulmalara karşı daha hassas olmalarına karşın, geniş bant gereksinimleri endüstriyi daha yüksek frekans ve frekans bantlarını kullanan teknolojileri geliştirme ve gerçekleştirme yönünde zorlamaktadır.

2.1 Link hesapları :

Link hesabı denklemi bir yer istasyonu kullanıcısı için en önemli araçtır. Bu denklem gereksinimlerinin tam olarak belirlenebilmesine ve dolayısıyla yazılım ve donanımın doğru olarak seçilmesine olanak verir. Link hesabı denklemi aşağıda verilmiştir.

TX - Lit + Gtx + Gt - Lup + Gsc - Ldn + Gr + Grx - Lir = RX

2.1.1 Verici gücü (TX) :

Verici gücü (TX) kullanılacak veri hızı ve modülasyon ile doğru orantılıdır ve kullanılabilecek en üst değeri (eğer ayarlanabilir türde ise) üreticiler tarafından belirlenir.

2.1.2 Verici IF kayıpları (Lit) :

Verici IF kayıpları (Lit) vericiden RF biriminin girişine kadar oluşan toplam kayıplardır. Verici gücü, cihaz şasesini terk ettikten sonra toplayıcı hibrid, IF link kablosu (IFL) ve zayıflatıcılardan geçer. Toplayıcı hibrid devreler genellikle toplayıcı (combiner) devrelerde bir oran belirlerler (sözgelimi 6:1 gibi). Kablo kayıpları kablonun türüne ve uzunluğuna bağlıdır. Link hesabını yapan kullanıcılar, denklemi eşitlemek amacıyla devreye seri olarak zayıflatıcılar eklerler.

2.1.3 Verici kazancı (Gtx) :

Verici kazancı (Gtx) üretici dataları ile belirlenen data sayfalarından veya verici test sonuçlarından elde edilir. Verici upkonvertör ve Yüksek Çıkışlı Kuvvetlendirici (HPA)’dan oluşur. Upkonvertör IF frekansında (70 MHz) gelen data girişini, uyduya yönlendirmek üzere RF katına gönderir. HPA, Katı Hal Güç Yükselteci (SSPA) olabileceği gibi, Gezen Dalga Tüp Yükselteci (TWTA) veya Klystron tüp de olabilir.

2.1.4 Verici anten kazancı (Gt) :

Verici anten kazancı (Gt), anten çapı (D), işletme frekansı (f) ve anten veriminin (E) bir fonksiyonudur. Anten gerçekte sinyali kuvvetlendirmez. Anten kazancı, alınan sinyalin çıkışa odaklanma veya yönlendirilmesi yeteneğidir. Kazanç, teknik anlamda sinyal şiddetinin izotropik antene (her yöne eşit oranda ışınım yapan anten) göre artış oranıdır. Desibel olarak ölçülen bu kazanç, bazen dBi olarak da gösterilir ve buradaki (i) indisi izotropik antene olan referansı gösterir.

2.1.5 Açık gökyüzü uplink kayıpları (Lup) :

Açık gökyüzü uplink kayıpları (Lup) açık uzay ve atmosferik kayıpların toplamıdır.

2.1.6 Uydu kazancı (Gsc) :

Uydu seri olarak dizili alıcı anteni, düşük gürültülü yükselteç, frekans dönüştürücü, güç yükselteci ve verici anteninden oluşur. Bu birimler ayrı ayrı göz önüne alınmaz ve hepsi tek bir toplamda ifade edilir. Uydu kazancı, uydunun tasarımında giriş ve çıkış karakteristiklerini belirleyen uydu üreticisi veya işleticisinden alınması gereken bir parametredir. Bununla birlikte, uydu üreticisi veya işleticilerinin hepsi de aynı birimleri kullanmıyor olabileceğinden, denkleme uygularken bazı birim dönüştürmeleri gerekli olabilir.

Uydunun girişine uygulanabilecek maksimum giriş değeri Doyum Akı Yoğunluğu (Saturation Flux Density-SFD) ile tanımlanır. SFD, dBW/m2 olarak uydunun transponderini doyuma sokacak güç seviyesi olarak tanımlanır. Anten yönlendirilmiş anten olduğundan, SFD sinyalin geliş açısına doğrudan bağlıdır. Uydu üreticileri genellikle SFD değeri için kaplama alanına bağlı olarak münhanilerden oluşan haritalar oluşturmuşlardır.

Doyum noktası civarında çalışma genellikle pek arzu edilen bir durum değildir. Bu nedenle, işletme noktası doyum noktasından belli bir emniyet payı ile geride tutulur (back-off).

Güç tasarrufu amacıyla, en yüksek back-off değeri elde edilmeye çalışılır; ancak, güç de oldukça düşük olduğundan, emniyet değeri artırıldıkça bu kez de gürültü seviyelerinin içine girme tehlikesi ortaya çıkar. İşaret-gürültü oranı bu durumda gereksinim duyulan giriş gücü için kritik bir parametre haline gelir.

Faz modülasyonu için, taşıyıcı genliği modülasyon sinyaline göre değişmez, bu nedenle, alınan güç (Pr) taşıyıcı gücüne eşittir (C).

Taşıyıcı/Gürültü oranı, sistemin BER’ne bağlı olarak sıkça kullanılan bir parametredir. Sayısal sistemler için, C/N oranı gürültü yoğunluğu başına enerjiyi ifade eden Eb/No oranına dönüştürülebilir. Uydu kazancı (Gsc) da bu oran cinsinden ifade edilebilir. Ancak, genellikle bu ara terimler göz ardı edilir ve uydu çıkışı Etkin İzotropik Işınım Gücü (EIRP) cinsinden ifade edilir. Uydu üreticileri EIRP cinsinden konturları (münhani) gösteren kaplama alanı haritalarını bu nedenle üretir ve dağıtırlar. TÜRKSAT uydularının kaplama alanı ve konturları ana sayfadan seçilebilir.

Uplink için, uydu alıcısının kalitesi gürültü ısısı başına kazanç oranı ile ifade edilir ve G/T ile gösterilir. G/T oranı, bazen de uydu veya uydu alıcısının İyilik Sayısı (Figure of Merit) olarak da adlandırılır.

2.1.7 Açık gökyüzü downlink kayıpları (Ldn) :

Açık gökyüzü downlink kayıpları, açık gökyüzü uplink kayıpları ile aynıdır. Gerçek değerler ancak uplink ve downlink yolları birbirinden farklı ise değişebilir.

2.1.7.1 Alıcı anten kazancı (Gr) :

Verici anteni gibi, alıcı anten kazancı da anten şeklinin, veriminin ve işletme frekansının birer fonksiyonudur.

Alma ve verme frekansları birbirinden farklı olduğundan, antenin alma ve verme kazançları da birbirinden farklı olacaktır.

2.1.7.2 Alıcı kazancı (Grx) :

Alıcı Düşük Gürültülü Yükselteç (LNA), downkonvertör ve IF kısmından oluşur: Kazanç ise, LNA girişinden IF çıkışına kadar olan toplam kazançtır. Bu kazanç üretici tarafından belirlenir. Buradaki kazanç alıcı kazancı, Grx ve G/T olarak ifade edilebilir.

2.1.8 Alıcı IF kayıpları (Lir) :

Alıcı IF kayıpları IFL kablosu, hibridler ve zayıflatıcılardan oluşur. Hibridler, (sözgelimi 6:1 veya diğer oranlarda) alınan sinyali her bir alıcıya gönderen bölücülerdir. Zayıflatıcılar, link denkleminin eşitlemek için yola seri olarak eklenirler.

2.1.9 Alıcı taşıyıcı seviyesi (RX) :

Alıcı taşıyıcı seviyesi üreticiler tarafından verilir.

2.2 Uzay kesimi hesabı :

Yer terminali kullanıcısı uyduya girişim yapamayacağından, link hesabı yapılırken, uzay kesimi hesabı hemen hemen sabit olarak alınır. Bu değerler tasarım ve yapım aşamasında uydu üreticileri tarafından belirlenir ve yer terminali kullanıcılarına sabit bir değer olarak verilir. Bu nedenle, bu parametreler yer terminali kullanıcıları tarafından kullanılacak uyduya göre, önceden bilinir.

3. Bant genişliği :

Uydu transponderi, belli bir frekans bandındaki radyo frekanslarının alma ve iletimi için tasarlanmıştır. Bu anlamda, bu sınırlı alanda işlenen Hz’lerin sayısı, anılan transponderin radyo frekans bant genişliğini belirler. Transponderin bant genişliği arttıkça, yüksek kapasitede çıkış verebilmesi için ifade edilen saniyede iletilen bit sayısı da artar.

Ancak, iletilen sinyal gücü, antenlerin kazançları ve alıcının verimi, iletim kanalındaki gürültü seviyesinin üstesinden gelecek büyüklükte olmalıdır. Transponderin bant genişliği arttıkça, kanalın gürültü seviyesi de artacak; böylece amaçlanan yüksek kapasiteli çıkış da tehlikeye düşecektir.

Bant genişliği hesabı ile, bir transponderin kapasitesinin ne kadar olduğu veya çıkışında ne kadar bilgiyi kapsayacağından yola çıkılarak uydunun tasarım ve kullanımı hakkında karar verilir. Bu anlamda “geniş bant” teriminden söz edilirken, genellikle “yüksek kanal kapasitesi” nden de söz edilmiş olur.

Uydu üzerinden haberleşme trafiğinin büyük çoğunluğu telefon görüşmelerine ayrılmıştır. Doğal olarak, uydu üzerindeki bir transponder, tek bir telefon görüşmesine ayrılamaz. Bugünün uydu transponderleri aynı anda her 2yönde binlerce ses devresini iletebilecek şekilde tasarlanmıştır. Geniş bantlı kapasite, çok şeritli bir otoyol gibidir. Otoyolun şeritlerinin artması, üzerinde taşıyacağı trafiğin artması ile doğru orantılıdır.

4. Antenler :

Antenler uydu sistemlerinin ana unsurlarıdır. Hem uydunun üzerinde, hem de yer istasyonlarında bulunurlar. Yer istasyonundan uyduya iletilen sinyale uplink, uydudan yer istasyonunun antenine iletilen sinyale ise downlink adı verilir.

Uplink ve downlink frekansları hiçbir zaman aynı değildir. Uplink frekansı her zaman downlink frekansından büyüktür. Çünkü, yüksek güçlerde radyo frekanslarının uydu ortamından ziyade yer ortamında üretilmesi daha kolaydır. Uyduda en önemli parametreler ağırlık ve güç kısıtlamasıdır. Bu nedenle, yerde genellikle büyük çaplı antenler ile, yüksek frekans kullanılarak (bu aynı zamanda kısa dalga boyu demektir), uyduya yönlendirilen sinyal gücü en üst seviyeye çıkarılmak istenir. Bu yöntem önemlidir, çünkü, karşılığında bulunan uyduda sinyalin güçlü olarak alınması ve iletilmesi hususunda kısıtlı ve önceden belirlenmiş bir kapasite bulunmaktadır. Yine, yerde bulunan büyük çaplı antenler ile uydudan iletilen zayıf ve düşük frekanstaki sinyalin toplanması mümkün olacaktır.

Yer antenleri değişik çap ve şekillerde ve değişik amaçlar için tasarlanırlar. En temel ve basit anten şekli yönlendirmesiz (omni-directional) veya çubuk (whip) antendir. Bu tür antenler teorik olarak her yöne ve eşit şiddette yayın yaparlar. Uydu haberleşmesi için, yönlendirmesiz çubuk antenlerin en yaygın şekli “sadece alış (receive only)” yapan antenlerdir. GPS antenleri bu türe en güzel örnektir. Bunun yanında, çubuk antenler, uyduya doğru yeterli güç ve yönlendirmede sinyali gönderemeyeceği ve bu nedenle de verimli bir link oluşturamayacakları için, veriş için kullanılamazlar.

Uydu anteni mikrodalga frekanslarında çalışır. Teknik olarak anten çapının kullanılan frekans dalga boyuna eşit veya daha büyük olması amaçlanır. Pratik olarak bu her zaman mümkün olamadığından, açıklık (aperture) türü antenler kullanılır. Antenlerin alma veya gönderme yolunda, ışınların birbirine paralel olarak yol aldığı varsayılır. Buna düzlem dalgası adı verilir ve alma ve gönderme yolunda enerjinin antenin açıklığına eşit çapta bir silindir içinde toplandığı varsayılır. Antenden uzakta bu silindirin çapı, (?/D) oranı ile orantılı bir koni yarı-açısına eşit çapta dağılır. Yüksek frekanslarda, antenin ? (dalga boyu) çok küçük olduğundan ötürü boynuz (horn) antenler kullanılır. Çoklu boynuz antenler kullanılarak, kaplama alanının şekli belirlenebilir.

En çok kullanılan uydu anten türü parabolik antendir. Parabolik antenin şekli tas şeklindedir. Aldığı veya gönderdiği sinyali, odak noktasındaki bir mikrodalga dalga kılavuzu açıklığından gönderir. Bu dalga kılavuzu açıklığı (aperture) besleme boynuzu (feed horn) diye adlandırılır. Besleme boynuzundan alınan sinyal yükselteç girişine yönlendirilir. Uydu haberleşmesinde kullanılan en iyi yükselteçler “Düşük Gürültülü Yükselteç (Low Noise Amplifier-LNA)” diye adlandırılır. LNA’nın, alınan sinyali geçirirken mümkün olduğu kadar az gürültü katması amaçlanır. Yükselteçten alınan sinyal de çeviriciye (converter) gönderilir. Çevirici modüle edilmiş sinyali elektrik işaretine çevirir ve böylelikle terminal cihazları tarafından daha kolaylıkla işlenebilecek bir forma getirir. Aynı zamanda, çeviricide, bilgiye eşlik eden taşıyıcı sinyali de süzülür. Sinyal bir telefon görüşmesi ise, bir telefon şebekesine bağlanır. Sinyal bir televizyon yayını ise, TV cihazı üzerinde görüntülenebilecek bir forma dönüştürülür. Burada anlatılanlar en basit şekliyle ifade ediliyor olsa da, temel düşünce işaretin iletimi (gönderilmesi) ile aynıdır. Sadece işlem tersine çevrilmiştir.

Yer terminali antenlerinin tasarımında, uydu gücünü doğrudan etkileyebilecek parametreler göz önüne alınır.

Uydu antenlerinin 2 ana görevi vardır. Bunlardan birincisi yerdeki kullanıcıları desteklemek üzere haberleşme sinyallerinin alış/veriş işidir. Diğeri ise, uyduların yörüngelerinde uygun biçimde işletildiğinden emin olunabilmesi amacıyla uydu kontrol operatör ve işletmecilerinin uydu kontrol istasyonları aracılığıyla kullandıkları telemetri, izleme ve kumanda (TT&C) sinyallerinin iletimidir. Uydunun gücünün çoğunu, yerden gelen sinyallerin iletimini sağlamak üzere bu antenler kullanırlar. Uydular, aynen yer istasyonları gibi, sinyallerin alma, işleme ve göndermesi amacıyla benzer elemanları kullanırlar.

Uyduda haberleşme trafiği amacıyla kullanılan antenler fiziksel olarak en büyük ve en karmaşık yapıda olmalarına karşın, TT&C amacıyla kullanılan antenler genellikle boynuz (horn) türü ve küçük antenlerdir. Uydu anteni, yeryüzünde arzu edilen kaplama alanına (izdüşüm) göre enerjilerinin odaklanabilmesi için özel şekillerde tasarlanır ve şekillendirilir. Uydunun haberleşme anteninin en önemli unsurlarından biri de kazancıdır. Antenin kazancı, uyduya gelen veya uydudan giden enerjinin yoğunlaştırılabilmesi yeteneğidir. Yüksek kazanç değerleri, uyduların gelişmiş haberleşme kapasitesi ve performansı ile doğru orantılıdır.

4.1 Anten izleme sistemleri :

Antenlerden söz edildiği zaman, anten izleme sistemleri de göz önüne alınması gereken önemli hususlardan biri durumuna gelir. Özellikle de yer sistemlerinde kullanılan antenlerden söz edildiği zaman, anten izleme sistemleri en önemli parametrelerden biridir. Bunun yanında, özellikle LEO yörüngedeki gibi yörüngede dönen (turlayan-spinning) uydular ve bunları izleyen uydu kontrol istasyonu ve yer terminalleri söz konusu ise, anten izleme sistemleri en önemli parametre durumundadır.

4.1.1 Sürekli otomatik izleme :

Bu tür sistemler çok pahalı ve karmaşık sistemler olup, genellikle çok büyük yer istasyonları (anten çapı 10 metreden büyük) ve büyük uydu işletmecilerinin (INTELSAT gibi) kullandıkları türdür. Bu tür sistemlerde 0.1 derece veya daha iyi izleme kesinlikleri (accuracy) istenir ve maliyetleri 35.000.-US$ ile 200.000.-US$ arasındadır.

4.1.2 Adım-adım izleme :

Bu sistemde izleme kesinliği daha düşüktür. Ayarlamalar uydunun yörüngede alabileceği salınımlar hesaplanarak adımlar halinde yapılır. Yan ve yükseliş açıları eksenlerinde tesis edilen motorlar ile uydu izlenmeye çalışılır. Bu tür sistemler genel olarak çapı 4.5 ile 10 metre arasında olan antenlerde uygulanır ve maliyeti 20.000 ile 30.000.-US$ arasındadır.

4.1.3 Programlı veya saatli izleme :

Bu izleme sisteminde, aslında yer istasyonu uyduyu izlemez. Uydunun belli bir yörünge izi veya saatinde olması muhtemel yörünge pozisyonuna göre anten yönlendirilir. Uyduya, kendi üzerinde bulunan ve çok iyi bilinen bir fiziksel nesneye göre yerçekimi kuvveti uygulandığından, uydunun belli bir zamanda muhtemelen nerede bulunacağını kestirmek ve hesaplamak oldukça sağlıklı sonuçlar verebilir. Bu durumda, anteni yönlendirebilmek için özel bir yazılım çalıştırılır.

Alternatif olarak, saatli izleme ve özenli tasarlanmış eksen sürücü motorlar ile, çok yüksek kesinlikler elde edilebilecek “izleme” modları simule edilebilir. Bu nedenle, saatli izleme programlı izlemeden daha iyi bir izleme yöntemidir. Mekanik izleme donanımı bu yolla 23 saat 56 dakikalık gün üzerinden ve bilgisayar programı olmadan uyduyu izleyebilir. Ancak burada bir sorun vardır. Eğer bilgisayarlarınızı en son uydu konumuna göre yeniden programlamaz veya motor sürücülerinizi sıfırlamazsanız, uyduda yeni bir konum belirleme çalışması yapmak istediğinizde, bütün yer istasyonunu-hele hele büyük bir istasyonunuz var ise- yeniden ayarlamak gibi son derece zahmetli ve uzun bir süreç sizi bekliyor olabilir.

4.1.4 COMSAT manevrası :

Bu yöntem özellikle yerel uydu sistemleri için son derece uygundur. Burada yer istasyonundan ziyade uydu hedef alınır. İzleme yöntemi aslında son derece basittir. Uydunun teorik olarak ekvator üzerinde bir çizgi üzerinde asılı kalacağı varsayılır. Ancak, uydu, böyle bir çizgi izlemez ve “8″ şeklinde bir yol izler. Uydunun normal koşullarda yörüngesinde yaptığı “8″ şeklindeki manevraların telafi edilebilmesi için 24 saatlik süreç içerisinde “planlı içeriye itme” (8 şeklinin karın bölgesini daraltmak amacıyla) manevralar planlanır. Ekvatorun üzerindeki yörünge, kaplama ışınını kuzeye veya güneye ittiğinde, küçük bir itme ile geriye asıl pozisyonuna getirilir. Bu yöntem, dar kaplama alanı (ışın genişliği birkaç derece) ve kaplama alanının kuzey/güney doğrultusunda yeterli aralığı (marjin) olan sistemlerde geçerlidir.

4.1.5 Yer istasyonu anteninin bakış açısı :

Bu hususta en çok arzu edilen, ekvator çizgisinin tam altında ve yukarıya 90 derece ile bakan anten konumudur. Ancak, gerçek uygulamalar çoğu kez böyle değildir. Bu nedenle, antenin uyduya “bakış açısı” ndan söz edilir.

Uydu yer istasyonunun uydunun bulunduğu konumdan olan uzaklığı boylam (doğu veya batı) ve ekvator düzleminden olan uzaklığı (kuzey veya güney enlemi) ile ifade edilir. Bakış açısı büyüdükçe, haberleşmenin kalitesi de azalır. Uydu performansının veya uydu yer terminalinin maliyeti bu etkenler dolayısıyla artmaya başlar.

Milli uydu sistemleri planlamacıları, uydularını ülkelerinin hemen üzerinde olan yörünge pozisyonlarında görmek isterler.

Örneğin, jeosenkron uydular kullanılarak Güney Kutbu ile uydu haberleşmesi yapmak mümkün değildir. Çünkü, bu noktada “negatif” bakış açısı söz konusudur.

Bu sorunu ortadan kaldırabilmek için uydunun gücü ve antenlerinin boyutları artırılabilir, ancak bu da uydunun daha karmaşık ve dolayısıyla daha pahalı olmasına neden olur.

5. Kaplama alanları :

Uydunun anteni tarafından aydınlatılan yer yüzeyindeki alana “kaplama alanı (footprint)” denir. Kaplama alanı aynı zamanda, uyduya yönlendirilen sinyallerin uydu tarafından en verimli biçimde alındığı alandır. Teorik olarak, herhangi bir ışık kaynağından yayınlanan ışın gibi, kaplama alanı da dairesel olmak zorundadır. Ancak, yeryüzü düz ve atmosferin kalınlığı kaplama alanı üzerinde her yerde aynı olmadığından, uydu antenleri de değişik şekillerde gerçekleştirilir. Gerçekte kaplama alanı, ana sayfadan ulaşılabileceği gibi, merkezde sinyal şiddetinin en güçlü olduğu, kaplama alanının kenarlarında ise sinyal şiddetinin düştüğü düzensiz dairesel bir şekil alır.

Uydudan yayınlanan sinyallerin dağılımı da her yerde aynı değildir. Anten kaplama alanının her yerde aynı olduğu ve kaplama alanının her yerinde aynı sinyal şiddetinin hakim olduğu bir uydu yapmak pratik olarak mümkün değildir. Böyle bir uydunun maliyeti inanılmaz boyutlarda olacaktır. Bunun yerine, uydunun kaplama alanının merkezinden uzaklaşıldıkça daha fazla enerji yakalayabilmeleri amacıyla yer terminalleri daha büyük antenlerle donatılırlar.

Bunların yanında, uydu antenleri, özel olarak seçilmiş bölgelere daha fazla enerji iletilebilmesini teminen dar kaplama alanları (spot beams) ile tasarlanırlar. Sözgelimi, A.B.D.de Hawaii için bir uydu tasarlandığında, kaplama alanları sadece Hawaii kara bölgesini kaplayacak şekilde tasarlanırlar. Böylelikle, anılan bölgeyi çevreleyen okyanuslarda kullanılmayacak enerjiden tasarruf edilir. Bazı uydu antenleri de, arzu edildiğinde istenilen bir bölgeyi kaplayacak şekilde motorla yön verilebilen “yönlendirilebilir (steerable)” antenlerle donatılırlar. “Yönlendirilebilir anten” denilen ve kaplama alanını istenilen bölgeye göre değiştirebilen antenlerle, uydu haberleşmesinin olmazsa olmaz haberleşme olanağı olduğu ve doğrudan savaşçılara hizmet verecek şekilde özel uygulamalar gerçekleştirilebilir. Sözgelimi TÜRKSAT uydularında bu Yetenek bulunmaktadır.

6. Yörüngeler :

Yörüngeler, yeryüzünden yükseklik, biçim, eğim ve güneşe göre senkronizasyon gibi değişik parametrelere göre sınıflandırılırlar. Bazen bu parametrelerden birkaçı bir araya gelerek yörüngeyi tanımlar, örneğin, kutupsal, dairesel gibi. Bazen de yörüngelere isimler verilir, CLARKE yörüngesi (jeostasyoner yörünge), Molniya yörüngesi (yüksek eliptik, eğimli, yarı-senkron) gibi.

6.1 Düşük yörünge (LEO) :

Ortak olarak kabul görmüş bir LEO tanımı olmamasına karşın, genel olarak 800 km. den daha yüksek apogee olmayan yörüngelere LEO yörünge denir. Burada yörünge düzleminin eğimi göz önüne alınmaz. LEO yörüngelerden çoğu daireseldir, dolayısıyla, eccentricity hemen hemen sıfırdır. Alçak yörüngelerde, uydular itme roketleri ile yörüngelerine periyodik olarak itilmedikçe, bu yüksekliklerde atmosferik sürüklenmenin etkisi çok fazla olduğundan, uyduların ömür devrini kısaltır. İtme düzeltmeleri olmadan LEO bir uydunun yörünge ömrü, 320 km.de yaklaşık bir yıldır. 800 km.de, bu ömür yaklaşık 10 yıla çıkar. Ancak, daha yüksek yörüngelerde uzay çöpünün alçak yörüngelere göre daha fazla olduğu ve dolayısıyla bu yörüngelerde uydunun parçacıklarla ve meteoritlerle çarpışma olasılığının alçak yörüngelere göre daha fazla olduğu; bundan ötürü de uyduların zarar görme olasılığının daha yüksek olduğu unutulmamalıdır.

LEO uydular genellikle gözlem, çevre koruma, küçük haberleşme uyduları ve bilimsel amaçlı çalışmalar için kullanılır. Alçak yörüngede dolaşan ve A.B.D.nin Uzay Mekiği, Rusya’nın Mir İstasyonu gibi insanlı uzay araçları, personelini Van Allen ışınım kuşakları gibi zararlı etkilerden korumak amacıyla çok kalın zırhlar kullanılmasından kaçınmak için genellikle 500 km.nin altında yörüngede tutulur.

LEO uydular, dünyanın yüzeyine çok yakın geçmenin avantajlarını kullanırlar. Dezavantajı ise, yeryüzündeki kullanıcıların üzerinden çok kısa bir sürede geçmeleridir. LEO uydular, dünyanın herhangi bir yeri veya bölgesi için sürekli kaplama sağlayamazlar. Bazı büyük LEO uydular, özellikle sabah çok erken veya gece geç saatlerde, dünyanın yüzü karanlıkta, ancak uydu güneşin aydınlık yüzünü görüyor iken ortaya çıkan yansımalardan ötürü çıplak gözle görülebilirler. Yeryüzündeki insanlar LEO uyduları, gökyüzünde küçük bir nokta gibi, tam üzerlerinden olmasa bile, bir noktadan ufukta başka bir noktaya kayan bir nesne olarak görebilirler.

6.1.1 Güneş-senkron yörünge :

LEO yörüngenin özel bir biçimi güneş-senkron yörüngedir. Bu yörünge değişken, kutupsal yörüngeye yakın ve uydunun belirlenen bir “güneş zamanında” hep aynı yerden geçtiği varsayımına dayanan bir yörüngedir. Güneş-senkron yörüngeye ulaşmak için gereksinim duyulan eğim, yörüngenin yüksekliği ve eccentricity ile belirlenir. Çoğu kez eğim açısı 98 derecedir.

Bu yörüngedeki uydular konumlarını sürekli olarak güneşin konumuna göre sabit tutarlar. Böylece, yeryüzünde güneş ile nesneler arasında oluşan gölgeler, belirlenen enlemlerde uydu üzerlerinden geçerken hep aynı boydadırlar. Bu nedenle, sözgelimi yeni yapılan binalar gibi her tür değişiklik kolaylıkla fark edilir ve gözlemlenir. Bazı meteoroloji ve çevre koruma amaçlı uzaktan algılama uyduları bu tür yörüngeleri kullanırlar.

6.1.2 Yarı-senkron yörünge :

LEO ve MEO yörüngelerin özel bir birleşimi yarı-senkron yörünge diye adlandırılır. Yarı-senkron bir yörüngenin periyodu günün yarısına eşittir. Uygun eğim uygulanmış, dairesel yörüngeye yakın bir yörünge ile, dünya yüzeyinin günde 2kez taranması ve izlenmesi mümkündür.

Bu periyotta bir uydunun orta yörüngede olduğu da düşünülebilir. Bu yörüngedeki uydular çok yüksek dozda Van Allen ışınım kuşağına maruz kalırlar. Dolayısıyla, bu yörüngede kullanılacak uydular, bu kuşakları geçerken gittikçe artan ışın seviyelerine dayanacak şekilde korumalı olarak yapılmak zorundadırlar. Bu tür yörüngeleri kullanan uydulara en güzel örnek GPS uydularıdır.

6.2 Yüksek-eliptik yörünge :

Bu tür bir yörüngenin herkesçe kabul görmüş bir tanımı yoktur, ancak, eccentricity değeri 0.5′ten daha büyük olan yörüngeler genellikle yüksek-eliptik yörünge olarak kabul edilmektedir. Bu yörüngedeki uydular, yörüngede bulundukları zamanın büyük bir bölümünü apogee tarafında geçirirler. Belirli ve tanımlanmış bir eğimleri, yükseklikleri veya periyotları yoktur.

6.3 Molniya yörüngesi :

Molniya yörüngesi, yüksek-eliptik ve yarı-senkron yörüngelerin spesifik bir formudur. Eğim açısı 64 derece, eccentricity 0.7 ve perigee de güney yarımküre üzerindedir. Molniya yörüngesindeki bir uydu 12 saatlik periyodunun 11.7 saatini kuzey yarımkürede geçirir. Bu nedenle, Molniya yörüngesindeki uydular, özellikle jeosenkron uydularla kapsanması maliyet-etkin olamayan kuzey kutbu ve civarı bölgeler için neredeyse en uygun haberleşme araçları durumundadırlar.

6.4 Jeosenkron (jeostasyoner) yörünge (GEO) :

Jeostasyoner yörünge, jeosenkron yörüngenin özel bir formudur. Uydunun yörünge düzlemi, dünyanın ekvator düzlemine çok yakın olduğundan, eğim açısı sıfıra yakındır. Yörünge mümkün olduğunca dairesel ve eccentricity neredeyse sıfırdır. Yörünge periyodu, dünyanın kendi yörüngesinde dönme zamanı ile aynıdır (1 gün). Dünyadaki bir gözlemci için, uydu gökte sabit duruyor gibidir. Böylelikle, uydular dünya ekvatoru üzerinde herhangi bir boylamda (doğu/batı) yörüngeye yerleştirilebilir.

Bu yörüngenin en büyük avantajı, uyduların dünyanın belirli bölgeleri için sürekli kaplama sağlaması ve uydu yer istasyonu antenlerinin izleme sistemleri kullanmasına gereksinim olmamasıdır. Jeostasyoner yörüngeler çok yaygın olarak haberleşme, meteoroloji ve bazen de gözlem amaçlı uydular için kullanılırlar. Ancak bu yörüngede, kuzey ve güney kutbuna yakın kullanıcılar, antenlerini çok düşük yükseliş açılarına ayarlamak ve bundan ötürü oluşacak sıkıntılara katlanmak zorunda kalacaklardır.

Uydu linklerinin atmosferde daha fazla yol almak zorunda olması ve bu nedenle de atmosferde dünyadan yükselen bozucu katmanların çok fazla etkin olması nedenleriyle, 70 derece enleminin üzerindeki kullanıcılar için jeosenkron uyduların kullanılması çok anlamlı değildir. Güney yarımkürede ise yalnızca Antarktika etkilenir. Kuzey yarımkürede, Arktik bölgede Alaska’nın kuzeyi, kuzey Kanada’nın en ucu, Grönland, kuzey Skandinavya’nın uçları ve kuzey Sibirya, ne jeosenkron uydulara ulaşabilirler, ne de jeosenkron uydular tarafından yörüngelerinden görülebilirler.

Bu yörünge aynı zamanda CLARKE yörüngesi olarak da adlandırılır ve uyduların ekvator üzerinde 2 derecelik ayrım ile yerleştirildikleri yükseklik 22.238 mil veya 35.786 km.dir.

6.5 Derin uzay yörüngesi :

Derin uzay yörüngeleri jeosenkron yörüngelerin üzerindedir. Bu tür yörüngelerdeki uydular uzayda aynen ay gibi hareket ederler, doğudan doğar, batıdan batarlar, ancak, gece karanlığında gökyüzünde ufkun batısına doğru da kayarlar. Bu yörüngeler genellikle güneşin dış çevresinin gözlemlenmesi gibi amaçlarla bilimsel uydular tarafından kullanılır.

7. ULUSLARARASI ORGANİZASYONLAR :

7.1 ESA ( AVRUPA UZAY AJANSI ) :

ESA, Avrupa’da bulunan iki eski Avrupa Uzay Organizasyonu, ESRO (European Space Research Organization) ile ELDO’nun (European Organization for the Development and Construction of Space Vehicle Launchers) birleşmesiyle 1975 yılında kurulmuş bir organizasyon. Çekirdeğini oluşturan bu iki kuruluşun yükümlülüklerini ve haklarını elinde tutan ESA, temel olarak, uzay bilimleri (gezegenler, uzay boşluğu, Güneş, ısı, enerji, göktaşları, yıldız sistemleri, uzay fiziği, astronomi vb.), yeryüzü gözlemleri (enerji, su, maden ve mineral kaynaklarının araştırılması), telekomünikasyon (uydu haberleşmesi, GPS), uzay taşıyıcıları (uydu fırlatma sistemleri, araştırma uyduları), mikroçekim ve uluslararası uzay istasyonu gibi alanlarda çalışmalarını sürdürüyor.

ESAya bağlı böyle üç ana kuruluş var:

ESTEC (The European Space Research and Technology Center-Avrupa Uzay Araştırmaları ve Teknoloji Merkezi) Noordwijk, Hollanda

ESOC (The European Space Operations Centre-Avrupa Uzay Operasyonları Merkezi) Darmstadt, Almanya

ESRIN (The European Scientific and Research Institute-Avrupa Uzay Araştırmaları Enstitüsü) Frascati, İtalya.

ESA bu merkezlerde, eğitimli bilim adamlarından oluşan yaklaşık 2000 araştırmacı ve teknisyeni barındırıyor. ESA ayrıca, amaç ve hedeflere yönelik olarak, üye olmayan öteki ülkelerle bilimsel ve teknololojik alanda ortak çalışmalar, teknoloji ve bilgi birikimi aktarımı, eğitim, proje gibi konularda ikili işbirliği anlaşmaları da yapıyor.

7.1.1 ESA programları :

ESA programları zorunlu(bütün ülkelerin katılmakla yükümlü olduğu) ve seçimli (ilgilisine göre sadece belli üye ülkelerin katıldığı) programlar olmak üzere ikiye ayrılır.

7.1.1.1 Zorunlu programlar:Geleceğe yönelik proje çalışmaları, teknoloji araştırmalar,genel yeni yatırımlar, Earthnet, eğitim,bilimsel uydular, uzay bilimi etkinlikleri

7.1.1.2 Seçimli programlar: Telekomünikasyon (noktadan-noktaya haberleşmeler, TV, radyo yayınları, veri iletişimi), dünya ve çevresinin gözlenmesi(meteoroloji, uzaktan algılama, iklim bilimi, jeodezi), uzay taşıma sistemleri (Ariane, Hermes), uzay istasyon ve platformları (Spacelab, Eureca, Colombus), mikrogravite araştırmaları (malzeme bilimleri, hayat bilimleri)

7.1.2 ESA uzay etkinlikleri :

ESA uzay etkinlikleri üç grupta toplanabilir. Bunlar, 1964-1986 yıllarını kapsayan geçmiş dönem, 1987-1993 yıllarını kapsayan ileri yönelik çalışmalar dönemi ve gelecek faaliyetleri içeren gelecek başlıklı aşamalardır.