Uydular Dünya’yla Nasıl İletişim Kuruyor? Gökyüzüne sık sık bakıyoruz ama bulutların ötesinde birbirleriyle sohbet eden bir uydu uygarlığının olduğu hiç aklımıza gelmiyor. Sayıları binleri bulan uydular, Dünya‘da iletişimi sürdürebilmemiz için gezegenimizin etrafında dönen komşularımız. Tam görevleri değişiklik gösterse de uydular genel olarak haberleşme, görüntüleme veya navigasyon amacıyla kullanılıyor.
İletişimimizi sağlayan haberleşme uyduları “uzay aynaları” gibi çalışıyor. Sinyalleri birbirlerine yansıtarak mesajı Dünya‘ya geri gönderiyorlar. Uydudaki “transponder”lar tarafından alınan, güçlendirilen ve iletilen bu mesajlar radyo dalgaları şeklinde oluyor. Örneğin televizyon izlerken gördüğünüz görüntüyü oluşturan sinyali TV kanalı önce bir “uplink” aracılığıyla uyduya gönderiyor. Orada sinyal güçlendirilip başka bir uyduya aktarıldıktan sonra “cownlink” yoluyla evinizdeki uydu anteninden TV alıcınıza ulaşıyor. Alıcınız sinyali çözüp ekrana yansıtıyor. Bu aktarım yöntemi sayesinde sinyaller tüm dünyaya ışık hızında, yani yaklaşık saniyede 300.000 km hızla gönderilebiliyor.
Diğer uydu çeşitleri de Dünya‘yla ve birbirleriyle benzer şekilde iletişim kuruyor. Uyduların üzerindeki teknolojiler onların uzaydaki uğraşılarını belirliyor. Örneğin, Küresel Konumlama Sistemi’ni (GPS) oluşturan uydular, gezegenimizin hangi noktasında olduğunuzu bulmak için radyo sinyalleri aracılığıyla birbirlerine bilgi gönderiyor. Konumunuzu belirlemek için, bir sinyalin gönderilmesiyle alınması arasında geçen süreye bakarak iki nesne arasındaki uzaklığın hesaplanabileceği ilkesinden yararlanıyorlar.
Bu durumda nesneler uydu ve Dünya oluyor. Bu yüzden GPS uydularının saatleri kusursuz olmak zorunda. Bu uydularda atom saatleri bulunuyor. Her saatin içinde sezyum veya rubidyum gibi uyarılmış atomlar var. Dünya‘daki kol saatlerinde bulunan kuvars osilatörlerinden çok daha güvenilir olan atom saatindeki atomlar yer çekiminden neredeyse hiç etkilenmiyor. Atom saatleri sayesinde GPS uydularının uzaklığı son derece keskin bir hassasiyetle hesaplanabiliyor.
Peki, nasıl oluyor da hiçbir uydu gökyüzünden yere düşmüyor? Uyduların hızıyla Dünya‘nın yer çekimi arasında sürekli bir dans yaşanıyor. Uydular Dünya‘dan roketle fırlatılıp atmosferden geçiyor. Açık uzaya çıkan roket, onları yörüngeye bırakıyor. Bırakılma hızları öyle ayarlanıyor ki yer çekimini yenecek kadar hızlı ama yörüngeden kaçamayacak kadar yavaş oluyorlar.
Alçak Dünya yörüngesi gibi gezegenin çekim kuvvetinin en güçlü olduğu yerlerde uyduların yeryüzüne doğru çekilmemeleri için daha hızlı olmaları gerekiyor. En dıştaki jeosenkron Dünya yörüngesinde ise uyduların daha az hıza ihtiyaçları var. İşte tüm uyduların Dünya‘ya düşmesini engelleyen şey, hız ile yer çekimi arasındaki bu denge. Tabii uydular yörüngeden çıkmazsa… Uydular uzaya çok hassas bir şekilde yerleştirildiği için bu olay çok nadir yaşanıyor ama yörüngeler değişebiliyor ve uydular çarpışabiliyor.
Mini Uydular
Uzaya uydu göndermek çok pahalı bir iş. Öyleyse yeniyetme mühendisler büyük borçlara girmeden tasarımlarını nasıl test edebilir? CubeSat denilen nano uydular, fırlatılan roketlerle birlikte alçak Dünya yörüngesine giren, avuç içine sığacak kadar küçük uydular. Bunları göndermenin maliyeti tam boy bir uydudan çok daha az. Ağırlıkları 1,33 kilogramı geçmeyen CubeSat’lar mühendislerin yeni teknolojileri uzaya göndererek denemelerini sağlıyor.
NASA‘nın CubeSat Fırlatma Girişimi (CSLI) gibi programlar sayesinde bu mini uydular başka uzay araçlarıyla birlikte fırlatılarak maliyetler düşürülüyor. Ancak küçük boyutlarından dolayı CubeSat’lar radyasyondan çabuk etkileniyor. Bozulup Dünya‘ya geri düşmeleri sadece birkaç hafta veya birkaç ay sürüyor.
Kaynak: How It Works