কবিতার বিশ্লেষণ "আমি নিজের হাতে একটি স্মৃতিস্তম্ভ তৈরি করেছি ...
যেমনটি ছিল, তিনি তাঁর কাব্যিক সৃজনশীল কার্যকলাপের ফলাফলকে একীভূত করেন। তিনি স্পষ্ট করেছেন যে তার কবিতা হবে...
যেমন একটি থিয়েটারের আসনগুলি একটি পারফরম্যান্সের উপর বিভিন্ন দৃষ্টিকোণ প্রদান করে, বিভিন্ন উপগ্রহ কক্ষপথগুলি দৃষ্টিভঙ্গি প্রদান করে, প্রতিটি ভিন্ন উদ্দেশ্যের সাথে। কিছু কিছু ভূপৃষ্ঠের একটি বিন্দুর উপর ঘোরাফেরা করে, পৃথিবীর একপাশে একটি ধ্রুবক দৃশ্য প্রদান করে, অন্যরা আমাদের গ্রহকে চক্কর দেয়, দিনে অনেক জায়গা অতিক্রম করে।
কোন উচ্চতায় স্যাটেলাইট উড়ে? পৃথিবীর কাছাকাছি 3 ধরনের কক্ষপথ রয়েছে: উচ্চ, মাঝারি এবং নিম্ন। সর্বোচ্চ স্তরে, পৃষ্ঠ থেকে সবচেয়ে দূরে, অনেক আবহাওয়া এবং কিছু যোগাযোগ উপগ্রহ সাধারণত অবস্থিত। মাঝারি-পৃথিবী কক্ষপথে আবর্তিত উপগ্রহগুলির মধ্যে রয়েছে নেভিগেশন এবং একটি নির্দিষ্ট অঞ্চল নিরীক্ষণের জন্য ডিজাইন করা বিশেষগুলি। বেশিরভাগ বৈজ্ঞানিক মহাকাশযান, যার মধ্যে NASA এর আর্থ অবজারভিং সিস্টেম বহর রয়েছে, কম কক্ষপথে রয়েছে।
তাদের চলাচলের গতি নির্ভর করে স্যাটেলাইটগুলি কোন উচ্চতায় উড়ে তার উপর। আপনি পৃথিবীর কাছে আসার সাথে সাথে মাধ্যাকর্ষণ শক্তিশালী হয় এবং আন্দোলন ত্বরান্বিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, নাসার অ্যাকোয়া উপগ্রহটি প্রায় 705 কিলোমিটার উচ্চতায় আমাদের গ্রহকে প্রদক্ষিণ করতে প্রায় 99 মিনিট সময় নেয়, যখন ভূপৃষ্ঠ থেকে 35,786 কিলোমিটার দূরে অবস্থিত একটি আবহাওয়া যন্ত্রটি 23 ঘন্টা, 56 মিনিট এবং 4 সেকেন্ড সময় নেয়। পৃথিবীর কেন্দ্র থেকে 384,403 কিমি দূরত্বে, চাঁদ 28 দিনে একটি বিপ্লব সম্পন্ন করে।
স্যাটেলাইটের উচ্চতা পরিবর্তন করলে এর কক্ষপথের গতিও পরিবর্তিত হয়। এখানে একটা প্যারাডক্স আছে। যদি একটি স্যাটেলাইট অপারেটর তার গতি বাড়াতে চায়, তবে সে এটির গতি বাড়ানোর জন্য ইঞ্জিনগুলিকে ফায়ার করতে পারে না। এটি কক্ষপথ (এবং উচ্চতা) বৃদ্ধি করবে, যার ফলে গতি হ্রাস পাবে। পরিবর্তে, ইঞ্জিনগুলিকে স্যাটেলাইটের গতির বিপরীত দিকে ছুড়তে হবে, এমন একটি ক্রিয়া যা পৃথিবীতে চলমান গাড়ির গতি কমিয়ে দেবে। এই ক্রিয়াটি বর্ধিত গতির জন্য অনুমতি দিয়ে এটিকে নীচে নিয়ে যাবে।
উচ্চতা ছাড়াও, একটি উপগ্রহের পথ উদ্ভটতা এবং প্রবণতা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। প্রথমটি কক্ষপথের আকৃতির সাথে সম্পর্কিত। কম উদ্বেগ সহ একটি উপগ্রহ বৃত্তাকার কাছাকাছি একটি গতিপথ বরাবর চলে। একটি উদ্ভট কক্ষপথ একটি উপবৃত্তের আকার ধারণ করে। মহাকাশযান থেকে পৃথিবীর দূরত্ব তার অবস্থানের উপর নির্ভর করে।
প্রবণতা হল বিষুবরেখার সাপেক্ষে কক্ষপথের কোণ। নিরক্ষরেখার উপরে সরাসরি প্রদক্ষিণ করা একটি উপগ্রহের শূন্য প্রবণতা রয়েছে। যদি একটি মহাকাশযান উত্তর এবং দক্ষিণ মেরু (ভৌগোলিক, চৌম্বক নয়) উপর দিয়ে যায় তবে এর প্রবণতা 90° হয়।
সমস্ত একসাথে - উচ্চতা, উদ্ভটতা এবং প্রবণতা - উপগ্রহের গতিবিধি এবং পৃথিবী তার দৃষ্টিকোণ থেকে কীভাবে দেখাবে তা নির্ধারণ করে।
যখন উপগ্রহটি পৃথিবীর কেন্দ্র থেকে ঠিক 42,164 কিমি দূরে পৌঁছে যায় (পৃষ্ঠ থেকে প্রায় 36 হাজার কিমি), এটি এমন একটি অঞ্চলে প্রবেশ করে যেখানে এর কক্ষপথ আমাদের গ্রহের ঘূর্ণনের সাথে মেলে। যেহেতু জাহাজটি পৃথিবীর মতো একই গতিতে চলছে, অর্থাৎ, এর কক্ষপথের সময়কাল 24 ঘন্টা, এটি একটি একক দ্রাঘিমাংশে স্থির থাকে বলে মনে হয়, যদিও এটি উত্তর থেকে দক্ষিণে প্রবাহিত হতে পারে। এই বিশেষ উচ্চ কক্ষপথকে বলা হয় জিওসিঙ্ক্রোনাস।
উপগ্রহটি নিরক্ষরেখার সরাসরি উপরে একটি বৃত্তাকার কক্ষপথে চলে (উৎকেন্দ্রিকতা এবং প্রবণতা শূন্য) এবং পৃথিবীর সাপেক্ষে স্থির থাকে। এটি সর্বদা তার পৃষ্ঠের একই বিন্দুর উপরে অবস্থিত।
মোলনিয়া কক্ষপথ (ঝোঁক 63.4°) উচ্চ অক্ষাংশে পর্যবেক্ষণের জন্য ব্যবহৃত হয়। জিওস্টেশনারি স্যাটেলাইটগুলি বিষুবরেখার সাথে বাঁধা থাকে, তাই তারা সুদূর উত্তর বা দক্ষিণ অঞ্চলের জন্য উপযুক্ত নয়। এই কক্ষপথটি বেশ উদ্ভট: মহাকাশযানটি এক প্রান্তের কাছাকাছি অবস্থিত পৃথিবীর সাথে একটি প্রসারিত উপবৃত্তে চলে। যেহেতু স্যাটেলাইটটি মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা ত্বরান্বিত হয়, এটি যখন আমাদের গ্রহের কাছাকাছি থাকে তখন এটি খুব দ্রুত চলে যায়। এটি সরে যাওয়ার সাথে সাথে এর গতি কমে যায়, তাই এটি পৃথিবী থেকে সবচেয়ে দূরে প্রান্তে তার কক্ষপথের শীর্ষে আরও বেশি সময় ব্যয় করে, যার দূরত্ব 40 হাজার কিমি পৌঁছাতে পারে। কক্ষপথের সময়কাল 12 ঘন্টা, তবে উপগ্রহটি এই সময়ের প্রায় দুই-তৃতীয়াংশ একটি গোলার্ধে ব্যয় করে। একটি আধা-সিঙ্ক্রোনাস কক্ষপথের মতো, উপগ্রহটি প্রতি 24 ঘন্টা একই পথ অনুসরণ করে এটি সুদূর উত্তর বা দক্ষিণে যোগাযোগের জন্য ব্যবহৃত হয়।
বেশিরভাগ বৈজ্ঞানিক উপগ্রহ, অনেক আবহাওয়া উপগ্রহ এবং মহাকাশ স্টেশন প্রায় বৃত্তাকার নিম্ন-আর্থ কক্ষপথে রয়েছে। তাদের কাত নির্ভর করে তারা কি পর্যবেক্ষণ করছে তার উপর। TRMM ক্রান্তীয় অঞ্চলে বৃষ্টিপাত নিরীক্ষণের জন্য চালু করা হয়েছিল, তাই এটির প্রবণতা তুলনামূলকভাবে কম (35°), নিরক্ষরেখার কাছাকাছি থাকে।
নাসার অনেক পর্যবেক্ষণ সিস্টেম স্যাটেলাইটের কাছাকাছি-মেরু, উচ্চ-ঝোঁক কক্ষপথ রয়েছে। মহাকাশযানটি 99 মিনিটের সময়কালের সাথে মেরু থেকে মেরুতে পৃথিবীর চারপাশে ঘোরে। অর্ধেক সময় এটি আমাদের গ্রহের দিনের দিক দিয়ে যায় এবং মেরুতে এটি রাতের দিকে ঘুরে যায়।
স্যাটেলাইট চলার সাথে সাথে পৃথিবী তার নীচে ঘোরে। গাড়িটি আলোকিত অঞ্চলে যাওয়ার সময়, এটি তার শেষ কক্ষপথের জোনের সংলগ্ন অঞ্চলের উপরে থাকে। 24-ঘন্টা সময়ের মধ্যে, মেরু উপগ্রহগুলি পৃথিবীর বেশিরভাগ অংশকে দুবার জুড়ে দেয়: একবার দিনে এবং একবার রাতে।
ঠিক যেমন জিওসিঙ্ক্রোনাস উপগ্রহগুলিকে নিরক্ষরেখার উপরে থাকতে হবে, যা তাদের এক বিন্দুর উপরে থাকতে দেয়, মেরু প্রদক্ষিণকারী উপগ্রহগুলির একই সময়ে থাকার ক্ষমতা রয়েছে। তাদের কক্ষপথ সূর্য-সিঙ্ক্রোনাস - যখন মহাকাশযান বিষুবরেখা অতিক্রম করে, স্থানীয় সৌর সময় সবসময় একই থাকে। উদাহরণস্বরূপ, টেরা স্যাটেলাইট সর্বদা এটিকে ব্রাজিলের উপর দিয়ে 10:30 টায় অতিক্রম করে। পরবর্তী ক্রসিং 99 মিনিট পরে ইকুয়েডর বা কলম্বিয়ার উপরেও স্থানীয় সময় 10:30 এ ঘটে।
একটি সূর্য-সিঙ্ক্রোনাস কক্ষপথ বিজ্ঞানের জন্য অপরিহার্য কারণ এটি সূর্যের আলোকে পৃথিবীর পৃষ্ঠে থাকতে দেয়, যদিও এটি ঋতুর উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হবে। এই সামঞ্জস্যের অর্থ হল বিজ্ঞানীরা আলোতে খুব বড় লাফের বিষয়ে চিন্তা না করেই একই ঋতু থেকে আমাদের গ্রহের ছবি তুলনা করতে পারেন, যা পরিবর্তনের বিভ্রম তৈরি করতে পারে। সূর্য-সিঙ্ক্রোনাস কক্ষপথ ছাড়া, সময়ের সাথে তাদের ট্র্যাক করা এবং জলবায়ু পরিবর্তন অধ্যয়নের জন্য প্রয়োজনীয় তথ্য সংগ্রহ করা কঠিন হবে।
এখানে স্যাটেলাইটের পথ খুবই সীমিত। যদি এটি 100 কিমি উচ্চতায় থাকে, তাহলে কক্ষপথের একটি প্রবণতা 96° হওয়া উচিত। কোন বিচ্যুতি অগ্রহণযোগ্য হবে. কারণ বায়ুমণ্ডলীয় প্রতিরোধ এবং সূর্য ও চাঁদের মহাকর্ষীয় শক্তি মহাকাশযানের কক্ষপথ পরিবর্তন করে, এটি নিয়মিতভাবে সামঞ্জস্য করতে হবে।
একটি স্যাটেলাইট উৎক্ষেপণের জন্য শক্তির প্রয়োজন, যার পরিমাণ নির্ভর করে উৎক্ষেপণের স্থানের অবস্থান, উচ্চতা এবং এর গতিবিধির ভবিষ্যত গতিপথের প্রবণতার উপর। দূরবর্তী কক্ষপথে যেতে আরও শক্তির প্রয়োজন হয়। একটি উল্লেখযোগ্য প্রবণতা সহ স্যাটেলাইটগুলি (উদাহরণস্বরূপ, মেরুগুলি) বিষুব রেখাকে প্রদক্ষিণকারীগুলির তুলনায় বেশি শক্তি-নিবিড়। একটি কম ঝোঁক কক্ষপথে সন্নিবেশ পৃথিবীর ঘূর্ণন দ্বারা সাহায্য করা হয়. 51.6397° কোণে চলে। এটি স্পেস শাটল এবং রাশিয়ান রকেটের কাছে পৌঁছানো সহজ করার জন্য প্রয়োজনীয়। ISS এর উচ্চতা 337-430 কিমি। অন্যদিকে, মেরু উপগ্রহগুলি পৃথিবীর গতিবেগ থেকে কোনো সহায়তা পায় না, তাই তাদের একই দূরত্ব বাড়াতে আরও শক্তির প্রয়োজন হয়।
একবার একটি স্যাটেলাইট উৎক্ষেপণ করা হলে, সেটিকে একটি নির্দিষ্ট কক্ষপথে রাখার চেষ্টা করতে হবে। কারণ পৃথিবী একটি নিখুঁত গোলক নয়, কিছু জায়গায় এর মাধ্যাকর্ষণ শক্তিশালী। এই অনিয়ম, সূর্য, চাঁদ এবং বৃহস্পতির (সৌরজগতের সবচেয়ে বিশাল গ্রহ) মহাকর্ষীয় টানের সাথে সাথে কক্ষপথের প্রবণতা পরিবর্তন করে। তাদের জীবনকাল জুড়ে, GOES উপগ্রহগুলি তিন বা চারবার সামঞ্জস্য করা হয়েছে। NASA-এর কম-প্রদক্ষিণকারী যানবাহনগুলিকে অবশ্যই বার্ষিক তাদের প্রবণতা সামঞ্জস্য করতে হবে।
উপরন্তু, কাছাকাছি-পৃথিবীর উপগ্রহ বায়ুমণ্ডল দ্বারা প্রভাবিত হয়। উপরের স্তরগুলি, যদিও বেশ বিরল, তাদের পৃথিবীর কাছাকাছি টেনে নেওয়ার জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী প্রতিরোধ প্রয়োগ করে। মাধ্যাকর্ষণ ক্রিয়া স্যাটেলাইটগুলির ত্বরণের দিকে পরিচালিত করে। সময়ের সাথে সাথে, তারা পুড়ে যায়, বায়ুমন্ডলে নীচে এবং দ্রুত সর্পিল হয় বা পৃথিবীতে পড়ে।
যখন সূর্য সক্রিয় থাকে তখন বায়ুমণ্ডলীয় টানা শক্তিশালী হয়। বেলুনের বাতাস যেমন উত্তপ্ত হলে প্রসারিত এবং বৃদ্ধি পায়, সূর্য যখন এটিকে অতিরিক্ত শক্তি দেয় তখন বায়ুমণ্ডল বৃদ্ধি পায় এবং প্রসারিত হয়। বায়ুমণ্ডলের পাতলা স্তরগুলি উঠে আসে এবং ঘন স্তরগুলি তাদের জায়গা নেয়। অতএব, পৃথিবীকে প্রদক্ষিণকারী উপগ্রহগুলিকে বায়ুমণ্ডলীয় টানার ক্ষতিপূরণের জন্য বছরে প্রায় চারবার তাদের অবস্থান পরিবর্তন করতে হবে। যখন সৌর ক্রিয়াকলাপ সর্বাধিক হয়, তখন প্রতি 2-3 সপ্তাহে ডিভাইসের অবস্থান সামঞ্জস্য করতে হবে।
কক্ষপথে পরিবর্তন বাধ্যতামূলক করার তৃতীয় কারণ হল মহাকাশের ধ্বংসাবশেষ। ইরিডিয়ামের একটি যোগাযোগ উপগ্রহ একটি অকার্যকর রাশিয়ান মহাকাশযানের সাথে সংঘর্ষে পড়ে। তারা বিধ্বস্ত হয়, 2,500 এরও বেশি টুকরো নিয়ে গঠিত ধ্বংসাবশেষের মেঘ তৈরি করে। প্রতিটি উপাদান ডাটাবেসে যুক্ত করা হয়েছিল, যা আজ মানবসৃষ্ট উৎপত্তির 18,000 টিরও বেশি বস্তু অন্তর্ভুক্ত করে।
মহাকাশের ধ্বংসাবশেষের কারণে কক্ষপথগুলি ইতিমধ্যে বেশ কয়েকবার পরিবর্তন করতে হয়েছে বলে স্যাটেলাইটের পথে যা কিছু হতে পারে তা নাসা সতর্কতার সাথে পর্যবেক্ষণ করে।
প্রকৌশলীরা মহাকাশের ধ্বংসাবশেষ এবং স্যাটেলাইটগুলির অবস্থান নিরীক্ষণ করেন যা চলাচলে হস্তক্ষেপ করতে পারে এবং প্রয়োজনে সাবধানে ফাঁকি দেওয়ার পরিকল্পনা করে। একই দল স্যাটেলাইটের কাত এবং উচ্চতা সামঞ্জস্য করার জন্য কৌশলগুলি পরিকল্পনা করে এবং চালায়।
বা কেন স্যাটেলাইট পড়ে না? স্যাটেলাইটের কক্ষপথ হল জড়তা এবং মহাকর্ষের মধ্যে একটি সূক্ষ্ম ভারসাম্য। মাধ্যাকর্ষণ শক্তি ক্রমাগত স্যাটেলাইটকে পৃথিবীর দিকে টানে, যখন উপগ্রহের জড়তা তার গতিকে সোজা রাখতে থাকে। মাধ্যাকর্ষণ না থাকলে, উপগ্রহের জড়তা এটিকে পৃথিবীর কক্ষপথ থেকে সরাসরি মহাকাশে পাঠাত। যাইহোক, কক্ষপথের প্রতিটি বিন্দুতে, মাধ্যাকর্ষণ উপগ্রহটিকে আটকে রাখে।
জড়তা এবং অভিকর্ষের মধ্যে ভারসাম্য অর্জনের জন্য, স্যাটেলাইটের একটি কঠোরভাবে সংজ্ঞায়িত গতি থাকতে হবে। যদি এটি খুব দ্রুত উড়ে যায়, জড়তা মাধ্যাকর্ষণকে অতিক্রম করে এবং উপগ্রহ কক্ষপথ ছেড়ে যায়। (তথাকথিত দ্বিতীয় পালানোর বেগ গণনা করা, যা একটি স্যাটেলাইটকে পৃথিবীর কক্ষপথ ছেড়ে যেতে দেয়, আন্তঃগ্রহীয় মহাকাশ স্টেশনগুলির উৎক্ষেপণে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।) যদি স্যাটেলাইট খুব ধীর গতিতে চলে, তবে মাধ্যাকর্ষণ জড়তার বিরুদ্ধে লড়াইয়ে জিতবে এবং উপগ্রহটি জিতবে। পৃথিবীতে পড়ে 1979 সালে ঠিক এটিই ঘটেছিল, যখন পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের উপরের স্তরগুলির ক্রমবর্ধমান প্রতিরোধের ফলে আমেরিকান অরবিটাল স্টেশন স্কাইল্যাব হ্রাস পেতে শুরু করেছিল। মহাকর্ষের লোহার খপ্পরে ধরা পড়ে, স্টেশনটি শীঘ্রই পৃথিবীতে পড়েছিল।
পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ দূরত্বের সাথে দুর্বল হওয়ার কারণে, একটি উপগ্রহকে কক্ষপথে রাখার জন্য প্রয়োজনীয় গতি উচ্চতার সাথে পরিবর্তিত হয়। প্রকৌশলীরা গণনা করতে পারেন কত দ্রুত এবং কত উচ্চতায় একটি স্যাটেলাইট প্রদক্ষিণ করা উচিত। উদাহরণস্বরূপ, একটি জিওস্টেশনারি স্যাটেলাইট, সর্বদা পৃথিবীর পৃষ্ঠের একই বিন্দুর উপরে অবস্থিত, অবশ্যই 357 কিলোমিটার উচ্চতায় 24 ঘন্টার মধ্যে একটি কক্ষপথ তৈরি করতে হবে (যা তার অক্ষের চারপাশে পৃথিবীর একটি বিপ্লবের সময়ের সাথে মিলে যায়)।
মাধ্যাকর্ষণ এবং জড়তার মধ্যে একটি উপগ্রহের ভারসাম্য এটির সাথে সংযুক্ত একটি দড়িতে একটি ওজন ঘোরানোর মাধ্যমে অনুকরণ করা যেতে পারে। লোডের জড়তা এটিকে ঘূর্ণনের কেন্দ্র থেকে দূরে সরিয়ে দেয়, যখন দড়ির টান, মাধ্যাকর্ষণ হিসাবে কাজ করে, লোডটিকে একটি বৃত্তাকার কক্ষপথে রাখে। যদি দড়ি কাটা হয়, লোডটি তার কক্ষপথের ব্যাসার্ধের লম্ব সরল পথ ধরে উড়ে যাবে।
"মানুষকে অবশ্যই পৃথিবীর উপরে উঠতে হবে - বায়ুমন্ডলে এবং তার বাইরে - শুধুমাত্র এইভাবে সে যে বিশ্বে বাস করে তা সম্পূর্ণরূপে বুঝতে পারবে।"
মানুষ সফলভাবে পৃথিবীর কক্ষপথে একটি বস্তু উৎক্ষেপণের কয়েক শতাব্দী আগে সক্রেটিস এই পর্যবেক্ষণ করেছিলেন। তবুও প্রাচীন গ্রীক দার্শনিক মহাকাশ থেকে একটি দৃষ্টিভঙ্গি কতটা মূল্যবান হতে পারে তা বুঝতে পেরেছিলেন, যদিও তিনি কীভাবে এটি অর্জন করবেন তার কোনও ধারণা ছিল না।
আইজ্যাক নিউটন 1729 সালে তার বিখ্যাত ক্যাননবল চিন্তা পরীক্ষা প্রকাশ না করা পর্যন্ত এই ধারণাটি-কীভাবে একটি বস্তুকে "বায়ুমন্ডলে এবং তার বাইরে" চালু করতে হয়। এটা এই মত কিছু দেখায়:
কল্পনা করুন যে আপনি একটি পাহাড়ের উপরে একটি কামান রেখেছেন এবং এটি অনুভূমিকভাবে গুলি করেছেন। কামানের গোলা কিছুক্ষণের জন্য পৃথিবীর পৃষ্ঠের সমান্তরালে ভ্রমণ করবে, কিন্তু শেষ পর্যন্ত মাধ্যাকর্ষণ শক্তির কাছে নিপতিত হবে এবং পৃথিবীতে পড়ে যাবে। এখন কল্পনা করুন যে আপনি একটি কামানে গানপাউডার যোগ করতে থাকুন। অতিরিক্ত বিস্ফোরণের সাথে, এটি পতন না হওয়া পর্যন্ত কোরটি আরও এবং আরও ভ্রমণ করবে। সঠিক পরিমাণ বারুদ যোগ করুন এবং বলটিকে সঠিক ত্বরণ দিন, এবং এটি গ্রহের চারপাশে ক্রমাগত উড়বে, সর্বদা মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রে পড়বে, কিন্তু কখনও মাটিতে পৌঁছাবে না।"
1957 সালের অক্টোবরে, সোভিয়েত ইউনিয়ন অবশেষে স্পুটনিক 1 উৎক্ষেপণের মাধ্যমে নিউটনের ধারণাকে নিশ্চিত করে, যা পৃথিবীর কক্ষপথে প্রথম কৃত্রিম উপগ্রহ। এটি মহাকাশ প্রতিযোগিতার সূচনা করে এবং সৌরজগতের পৃথিবী এবং অন্যান্য গ্রহের চারপাশে উড়তে চাওয়া বস্তুর অসংখ্য উৎক্ষেপণ। স্পুটনিক উৎক্ষেপণের পর থেকে, বেশ কয়েকটি দেশ, বেশিরভাগ মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, রাশিয়া এবং চীন, মহাকাশে 3,000-এরও বেশি উপগ্রহ উৎক্ষেপণ করেছে। এই মানবসৃষ্ট কিছু বস্তু, যেমন আইএসএস, বড়। অন্যরা একটি ছোট বুকে পুরোপুরি মাপসই। স্যাটেলাইটের জন্য ধন্যবাদ, আমরা আবহাওয়ার পূর্বাভাস পাই, টিভি দেখি, ইন্টারনেট সার্ফ করি এবং ফোন কল করি। এমনকি সেই স্যাটেলাইটগুলিও যাদের অপারেশন আমরা অনুভব করি না বা দেখি না তারা সামরিক সুবিধার জন্য চমৎকারভাবে কাজ করে।
অবশ্য স্যাটেলাইট উৎক্ষেপণ ও পরিচালনায় সমস্যা হয়েছে। আজ, পৃথিবীর কক্ষপথে 1,000টিরও বেশি অপারেশনাল স্যাটেলাইট সহ, আমাদের তাৎক্ষণিক মহাকাশ অঞ্চল ভিড়ের সময় একটি বড় শহরের চেয়ে ব্যস্ত। এই নিষ্ক্রিয় সরঞ্জাম, পরিত্যক্ত স্যাটেলাইট, হার্ডওয়্যারের টুকরো এবং বিস্ফোরণ বা সংঘর্ষের টুকরোগুলি যোগ করুন যা দরকারী সরঞ্জামগুলির সাথে আকাশকে পূর্ণ করে। আমরা যে কক্ষপথের ধ্বংসাবশেষের কথা বলছি তা বহু বছর ধরে জমে আছে এবং বর্তমানে পৃথিবীতে প্রদক্ষিণ করা স্যাটেলাইটগুলির জন্য, সেইসাথে ভবিষ্যতের মনুষ্যবাহী এবং মনুষ্যবিহীন লঞ্চগুলির জন্য একটি গুরুতর হুমকি তৈরি করেছে৷
এই নিবন্ধে, আমরা একটি সাধারণ উপগ্রহের সাহসে আরোহণ করব এবং আমাদের গ্রহের এমন দৃশ্য দেখতে দেখতে তার চোখে তাকাব যা সক্রেটিস এবং নিউটন স্বপ্নেও দেখতে পারেননি। কিন্তু প্রথমে, আসুন একটি ঘনিষ্ঠভাবে দেখে নেওয়া যাক কিভাবে একটি উপগ্রহ প্রকৃতপক্ষে অন্যান্য মহাকাশীয় বস্তু থেকে আলাদা।
কেন স্যাটেলাইট এভাবে চলে তা বোঝার জন্য আমাদের বন্ধু নিউটনকে দেখতে হবে। তিনি পরামর্শ দিয়েছিলেন যে মহাবিশ্বের যেকোনো দুটি বস্তুর মধ্যে মাধ্যাকর্ষণ শক্তি বিদ্যমান। এই শক্তির অস্তিত্ব না থাকলে, গ্রহের কাছাকাছি উড়ন্ত উপগ্রহগুলি একই গতিতে এবং একই দিকে - সরলরেখায় চলতে থাকত। এই সরলরেখাটি হল উপগ্রহের জড় পথ, যা যদিও গ্রহের কেন্দ্রের দিকে পরিচালিত একটি শক্তিশালী মহাকর্ষীয় আকর্ষণ দ্বারা ভারসাম্যপূর্ণ।
কখনও কখনও একটি উপগ্রহের কক্ষপথ একটি উপবৃত্ত হিসাবে প্রদর্শিত হয়, একটি চ্যাপ্টা বৃত্ত যা ফোসি নামে পরিচিত দুটি বিন্দুর চারপাশে ঘোরে। এই ক্ষেত্রে, গতির সমস্ত একই নিয়ম প্রযোজ্য, গ্রহগুলি একটি কেন্দ্রে অবস্থিত ছাড়া। ফলস্বরূপ, স্যাটেলাইটে প্রয়োগ করা নেট বল তার পুরো পথ ধরে সমানভাবে ভ্রমণ করে না এবং স্যাটেলাইটের গতি ক্রমাগত পরিবর্তিত হয়। এটি দ্রুত চলে যখন এটি গ্রহের সবচেয়ে কাছাকাছি থাকে - পেরিজি পয়েন্টে (পেরিহিলিয়ন দিয়ে বিভ্রান্ত না হয়), এবং যখন এটি গ্রহ থেকে দূরে থাকে - এপোজি পয়েন্টে।
উপগ্রহগুলি সমস্ত আকার এবং আকারে আসে এবং বিভিন্ন ধরণের মিশন সম্পাদন করে।
সামরিক স্যাটেলাইটগুলিও কক্ষপথে রয়েছে, তবে তাদের অপারেশনের বেশিরভাগই গোপন থাকে। তারা এনক্রিপ্ট করা বার্তা রিলে করতে পারে, পারমাণবিক অস্ত্র, শত্রুর গতিবিধি নিরীক্ষণ করতে পারে, ক্ষেপণাস্ত্র উৎক্ষেপণের বিষয়ে সতর্ক করতে পারে, ল্যান্ড রেডিও শুনতে পারে, রাডার সার্ভে এবং ম্যাপিং করতে পারে।
বিজ্ঞানীরা ক্লার্ককে বুঝতে পারেননি - 4 অক্টোবর, 1957 পর্যন্ত। তারপর সোভিয়েত ইউনিয়ন পৃথিবীর কক্ষপথে প্রথম কৃত্রিম উপগ্রহ স্পুটনিক 1 উৎক্ষেপণ করে। স্পুটনিকের ব্যাস ছিল 58 সেন্টিমিটার, ওজন 83 কিলোগ্রাম এবং এটি একটি বলের আকৃতির ছিল। যদিও এটি একটি অসাধারণ কৃতিত্ব ছিল, তবে স্পুটনিকের বিষয়বস্তু আজকের মান অনুসারে খুব কম ছিল:
স্পুটনিকের বাইরে, চারটি হুইপ অ্যান্টেনা বর্তমান মানের (27 MHz) উপরে এবং নীচে শর্টওয়েভ ফ্রিকোয়েন্সিতে প্রেরণ করা হয়। পৃথিবীতে ট্র্যাকিং স্টেশনগুলি রেডিও সিগন্যাল তুলেছে এবং নিশ্চিত করেছে যে ক্ষুদ্র উপগ্রহটি উৎক্ষেপণ থেকে বেঁচে গেছে এবং সফলভাবে আমাদের গ্রহের চারপাশে একটি কোর্সে রয়েছে৷ এক মাস পরে, সোভিয়েত ইউনিয়ন কক্ষপথে স্পুটনিক 2 চালু করে। ক্যাপসুলের ভিতরে ছিল কুকুর লাইকা।
1957 সালের ডিসেম্বরে, তাদের শীতল যুদ্ধের প্রতিপক্ষের সাথে তাল মিলিয়ে চলতে মরিয়া, আমেরিকান বিজ্ঞানীরা ভ্যানগার্ড গ্রহের সাথে কক্ষপথে একটি উপগ্রহ স্থাপন করার চেষ্টা করেছিলেন। দুর্ভাগ্যবশত, টেকঅফের সময় রকেটটি বিধ্বস্ত হয় এবং পুড়ে যায়। এর কিছুক্ষণ পরে, 31 জানুয়ারী, 1958-এ, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র একটি মার্কিন রকেট দিয়ে এক্সপ্লোরার 1 স্যাটেলাইট উৎক্ষেপণের ওয়ার্নহার ভন ব্রাউনের পরিকল্পনা গ্রহণ করে সোভিয়েত সাফল্যের পুনরাবৃত্তি করে। লাল পাথর. এক্সপ্লোরার 1 মহাজাগতিক রশ্মি সনাক্ত করার জন্য যন্ত্র বহন করে এবং আইওয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের জেমস ভ্যান অ্যালেনের একটি পরীক্ষায় আবিষ্কার করে যে প্রত্যাশিত মহাজাগতিক রশ্মি অনেক কম ছিল। এর ফলে পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রে আটকে থাকা চার্জযুক্ত কণা দ্বারা ভরা দুটি টরয়েডাল অঞ্চল (অবশেষে ভ্যান অ্যালেনের নামে নামকরণ করা হয়েছে) আবিষ্কার করা হয়েছিল।
এই সাফল্যগুলি দ্বারা উত্সাহিত হয়ে, বেশ কয়েকটি কোম্পানি 1960-এর দশকে স্যাটেলাইট তৈরি এবং উৎক্ষেপণ শুরু করে। তাদের মধ্যে একটি ছিল হিউজ এয়ারক্রাফ্ট, সাথে তারকা প্রকৌশলী হ্যারল্ড রোজেন। রোজেন সেই দলের নেতৃত্ব দিয়েছিলেন যেটি ক্লার্কের ধারণা বাস্তবায়ন করেছিল - একটি যোগাযোগ উপগ্রহ পৃথিবীর কক্ষপথে এমনভাবে স্থাপন করা হয়েছিল যে এটি এক জায়গা থেকে অন্য জায়গায় রেডিও তরঙ্গ বাউন্স করতে পারে। 1961 সালে, নাসা সিনকম (সিঙ্ক্রোনাস কমিউনিকেশন) সিরিজের উপগ্রহ নির্মাণের জন্য হিউজকে একটি চুক্তি প্রদান করে। 1963 সালের জুলাই মাসে, রোজেন এবং তার সহকর্মীরা Syncom-2 কে মহাশূন্যে বিস্ফোরিত হতে দেখেন এবং একটি রুক্ষ জিওসিঙ্ক্রোনাস কক্ষপথে প্রবেশ করেন। রাষ্ট্রপতি কেনেডি আফ্রিকার নাইজেরিয়ার প্রধানমন্ত্রীর সাথে কথা বলার জন্য নতুন সিস্টেম ব্যবহার করেছিলেন। শীঘ্রই Syncom-3ও চালু হয়, যা আসলে একটি টেলিভিশন সংকেত সম্প্রচার করতে পারে।
স্যাটেলাইটের যুগ শুরু হয়েছে।
স্পুটনিক এবং এক্সপ্লোরারের মতো মনুষ্যসৃষ্ট বস্তুগুলিকেও উপগ্রহ হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে কারণ তারা, চাঁদের মতো, একটি গ্রহকে প্রদক্ষিণ করে। দুর্ভাগ্যবশত, মানুষের কার্যকলাপের ফলে পৃথিবীর কক্ষপথে প্রচুর পরিমাণে ধ্বংসাবশেষ রয়েছে। এই সমস্ত টুকরো এবং ধ্বংসাবশেষ বড় রকেটের মতো আচরণ করে - একটি বৃত্তাকার বা উপবৃত্তাকার পথে উচ্চ গতিতে গ্রহের চারপাশে ঘুরছে। সংজ্ঞাটির কঠোর ব্যাখ্যায়, এই জাতীয় প্রতিটি বস্তুকে উপগ্রহ হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে। কিন্তু জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সাধারণত স্যাটেলাইটকে সেই বস্তু হিসেবে বিবেচনা করে যেগুলো একটি দরকারী কাজ সম্পাদন করে। ধাতুর স্ক্র্যাপ এবং অন্যান্য আবর্জনা অরবিটাল ধ্বংসাবশেষের বিভাগে পড়ে।
অরবিটাল ধ্বংসাবশেষ অনেক উত্স থেকে আসে:
মহাকাশের ধ্বংসাবশেষের সাথে সংঘর্ষের দীর্ঘমেয়াদী প্রভাবগুলি অধ্যয়ন করতে নাসা এলডিইএফ নামে একটি বিশেষ উপগ্রহ চালু করেছে। ছয় বছরে, স্যাটেলাইটের যন্ত্রগুলি প্রায় 20,000 প্রভাব রেকর্ড করেছে, কিছু মাইক্রোমেটিওরাইট দ্বারা সৃষ্ট এবং অন্যগুলি অরবিটাল ধ্বংসাবশেষ দ্বারা সৃষ্ট। নাসার বিজ্ঞানীরা এলডিইএফ ডেটা বিশ্লেষণ চালিয়ে যাচ্ছেন। তবে মহাকাশের ধ্বংসাবশেষ ধরার জন্য জাপানের কাছে ইতিমধ্যে একটি বিশাল জাল রয়েছে।
সমস্ত স্যাটেলাইটের একটি শক্তির উৎস (সাধারণত সোলার প্যানেল) এবং ব্যাটারি থাকে। সৌর প্যানেল অ্যারে ব্যাটারি চার্জ করার অনুমতি দেয়। নতুন স্যাটেলাইটগুলির মধ্যে জ্বালানী কোষও রয়েছে। স্যাটেলাইট শক্তি অত্যন্ত ব্যয়বহুল এবং অত্যন্ত সীমিত। পারমাণবিক শক্তি কোষ সাধারণত অন্যান্য গ্রহে স্পেস প্রোব পাঠাতে ব্যবহৃত হয়।
সমস্ত স্যাটেলাইটের একটি অন-বোর্ড কম্পিউটার রয়েছে যা বিভিন্ন সিস্টেম নিয়ন্ত্রণ ও নিরীক্ষণ করতে পারে। প্রত্যেকের একটি রেডিও এবং একটি অ্যান্টেনা আছে। সর্বনিম্নভাবে, বেশিরভাগ স্যাটেলাইটের একটি রেডিও ট্রান্সমিটার এবং একটি রেডিও রিসিভার থাকে যাতে গ্রাউন্ড ক্রুরা স্যাটেলাইটের স্থিতি অনুসন্ধান এবং পর্যবেক্ষণ করতে পারে। অনেক স্যাটেলাইট কক্ষপথ পরিবর্তন করা থেকে শুরু করে কম্পিউটার সিস্টেমকে পুনঃপ্রোগ্রাম করা পর্যন্ত অনেক কিছুর অনুমতি দেয়।
আপনি যেমন আশা করতে পারেন, এই সমস্ত সিস্টেমগুলিকে একত্রিত করা সহজ কাজ নয়। বছর লাগে। এটা সব মিশন লক্ষ্য সংজ্ঞায়িত সঙ্গে শুরু হয়. এর পরামিতিগুলি নির্ধারণ করা ইঞ্জিনিয়ারদের প্রয়োজনীয় সরঞ্জামগুলি একত্রিত করতে এবং সঠিক ক্রমে ইনস্টল করতে দেয়। স্পেসিফিকেশন (এবং বাজেট) অনুমোদিত হলে, স্যাটেলাইট সমাবেশ শুরু হয়। এটি একটি পরিষ্কার ঘরে, একটি জীবাণুমুক্ত পরিবেশে সঞ্চালিত হয় যা পছন্দসই তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতা বজায় রাখে এবং বিকাশ এবং সমাবেশের সময় স্যাটেলাইটকে রক্ষা করে।
কৃত্রিম উপগ্রহ সাধারণত অর্ডার দিয়ে তৈরি করা হয়। কিছু কোম্পানি মডুলার স্যাটেলাইট তৈরি করেছে, অর্থাৎ এমন কাঠামো যার সমাবেশ স্পেসিফিকেশন অনুযায়ী অতিরিক্ত উপাদান ইনস্টল করার অনুমতি দেয়। উদাহরণস্বরূপ, বোয়িং 601 স্যাটেলাইটের দুটি মৌলিক মডিউল ছিল - প্রপালশন সাবসিস্টেম, ইলেকট্রনিক্স এবং ব্যাটারি পরিবহনের জন্য একটি চ্যাসিস; এবং সরঞ্জাম সংরক্ষণের জন্য মধুচক্র তাক একটি সেট. এই মডুলারিটি ইঞ্জিনিয়ারদের স্ক্র্যাচ থেকে না করে ফাঁকা জায়গা থেকে স্যাটেলাইট একত্রিত করতে দেয়।
বেশিরভাগ স্যাটেলাইট উৎক্ষেপণে, রকেটটি সোজা উপরে উৎক্ষেপণ করা হয়, যা এটিকে ঘন বায়ুমণ্ডলের মধ্য দিয়ে দ্রুত অগ্রসর হতে দেয় এবং জ্বালানি খরচ কমিয়ে দেয়। রকেটটি উড্ডয়নের পরে, রকেটের নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থাটি কাঙ্খিত পিচ অর্জনের জন্য রকেটের অগ্রভাগে প্রয়োজনীয় সমন্বয়গুলি গণনা করতে জড়তা নির্দেশিকা ব্যবস্থা ব্যবহার করে।
রকেটটি পাতলা বাতাসে প্রবেশ করার পরে, প্রায় 193 কিলোমিটার উচ্চতায়, নেভিগেশন সিস্টেমটি ছোট রকেট ছেড়ে দেয়, যা রকেটটিকে একটি অনুভূমিক অবস্থানে উল্টানোর জন্য যথেষ্ট। এর পরে, স্যাটেলাইটটি ছেড়ে দেওয়া হয়। ছোট রকেট আবার নিক্ষেপ করা হয় এবং রকেট এবং স্যাটেলাইটের মধ্যে দূরত্বের পার্থক্য প্রদান করে।
পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ থেকে সম্পূর্ণভাবে এড়াতে এবং মহাকাশে উড়তে রকেটটিকে ঘণ্টায় 40,320 কিলোমিটার গতিতে পৌঁছাতে হবে। মহাকাশের গতি একটি স্যাটেলাইটের কক্ষপথে যা প্রয়োজন তার চেয়ে অনেক বেশি। তারা পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ থেকে পালাতে পারে না, তবে ভারসাম্যের অবস্থায় রয়েছে। অরবিটাল গতি হল মহাকর্ষীয় টান এবং উপগ্রহের জড় গতির মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য প্রয়োজনীয় গতি। এটি 242 কিলোমিটার উচ্চতায় প্রতি ঘন্টায় প্রায় 27,359 কিলোমিটার। মাধ্যাকর্ষণ ছাড়া, জড়তা স্যাটেলাইটকে মহাকাশে নিয়ে যাবে। এমনকি মাধ্যাকর্ষণ সহ, যদি একটি উপগ্রহ খুব দ্রুত চলে, তবে এটি মহাকাশে নিয়ে যাবে। স্যাটেলাইট খুব ধীর গতিতে চলে গেলে, মাধ্যাকর্ষণ এটিকে পৃথিবীর দিকে টেনে আনবে।
একটি উপগ্রহের কক্ষপথের গতি পৃথিবীর উপরে তার উচ্চতার উপর নির্ভর করে। পৃথিবীর যত কাছাকাছি, গতি তত দ্রুত। 200 কিলোমিটার উচ্চতায়, কক্ষপথের গতি প্রতি ঘন্টায় 27,400 কিলোমিটার। 35,786 কিলোমিটার উচ্চতায় একটি কক্ষপথ বজায় রাখতে, স্যাটেলাইটটিকে 11,300 কিলোমিটার প্রতি ঘন্টা গতিতে ভ্রমণ করতে হবে। এই অরবিটাল গতি স্যাটেলাইটকে প্রতি 24 ঘন্টায় একটি ফ্লাইবাই করতে দেয়। যেহেতু পৃথিবীও 24 ঘন্টা ঘোরে, তাই 35,786 কিলোমিটার উচ্চতায় স্যাটেলাইটটি পৃথিবীর পৃষ্ঠের সাপেক্ষে একটি নির্দিষ্ট অবস্থানে রয়েছে। এই অবস্থানকে জিওস্টেশনারি বলা হয়। জিওস্টেশনারি কক্ষপথ আবহাওয়া এবং যোগাযোগ উপগ্রহের জন্য আদর্শ।
সাধারণভাবে, কক্ষপথ যত বেশি হবে, স্যাটেলাইট তত বেশি সময় সেখানে থাকতে পারে। কম উচ্চতায়, স্যাটেলাইটটি পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে থাকে, যা টেনে আনে। উচ্চ উচ্চতায় কার্যত কোনও প্রতিরোধ নেই এবং চাঁদের মতো উপগ্রহটি কয়েক শতাব্দী ধরে কক্ষপথে থাকতে পারে।
মেরু-প্রদক্ষিণকারী উপগ্রহগুলিও প্রতিটি বিপ্লবের সাথে মেরু অতিক্রম করে, যদিও তাদের কক্ষপথ কম উপবৃত্তাকার হয়। পৃথিবী ঘোরার সময় মেরু কক্ষপথগুলি মহাকাশে স্থির থাকে। ফলস্বরূপ, পৃথিবীর বেশিরভাগ অংশ একটি মেরু কক্ষপথে উপগ্রহের নীচে চলে যায়। যেহেতু মেরু কক্ষপথগুলি গ্রহের চমৎকার কভারেজ সরবরাহ করে, সেগুলি ম্যাপিং এবং ফটোগ্রাফির জন্য ব্যবহৃত হয়। পূর্বাভাসকরা পোলার স্যাটেলাইটগুলির একটি বিশ্বব্যাপী নেটওয়ার্কের উপরও নির্ভর করে যা প্রতি 12 ঘন্টা আমাদের পৃথিবীকে চক্কর দেয়।
আপনি পৃথিবীর পৃষ্ঠের উপরে তাদের উচ্চতা দ্বারা উপগ্রহগুলিকে শ্রেণীবদ্ধ করতে পারেন। এই স্কিমের উপর ভিত্তি করে, তিনটি বিভাগ রয়েছে:
অবশেষে, কেউ উপগ্রহের কথা ভাবতে পারে যেখানে তারা "অনুসন্ধান" করে। গত কয়েক দশক ধরে মহাকাশে পাঠানো বেশিরভাগ বস্তুই পৃথিবীর দিকে তাকিয়ে আছে। এই উপগ্রহগুলিতে ক্যামেরা এবং সরঞ্জাম রয়েছে যা আমাদের পৃথিবীকে আলোর বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যে দেখতে পারে, যা আমাদের গ্রহের অতিবেগুনী এবং ইনফ্রারেড টোনগুলির দর্শনীয় দৃশ্য উপভোগ করতে দেয়৷ অল্প সংখ্যক উপগ্রহ তাদের দৃষ্টি স্থানের দিকে ঘুরিয়ে দেয়, যেখানে তারা তারা, গ্রহ এবং ছায়াপথ পর্যবেক্ষণ করে এবং পৃথিবীর সাথে সংঘর্ষ করতে পারে এমন গ্রহাণু এবং ধূমকেতুর মতো বস্তুর জন্য স্ক্যান করে।
যাইহোক, কক্ষপথের প্রকৃত নায়ক আছে। আসুন তাদের জেনে নেই।
এই ধরনের একটি জটিল মেশিন তৈরি করতে প্রচুর পরিমাণে সম্পদের প্রয়োজন হয়, তাই ঐতিহাসিকভাবে শুধুমাত্র সরকারী সংস্থা এবং কর্পোরেশনগুলি গভীর পকেট সহ স্যাটেলাইট ব্যবসায় প্রবেশ করতে পারে। একটি স্যাটেলাইটের বেশিরভাগ খরচ যন্ত্রপাতি - ট্রান্সপন্ডার, কম্পিউটার এবং ক্যামেরার মধ্যে থাকে। একটি সাধারণ আবহাওয়া স্যাটেলাইটের দাম প্রায় $290 মিলিয়ন। একটি স্পাই স্যাটেলাইটের জন্য $100 মিলিয়ন বেশি খরচ হবে। এর সাথে যোগ করুন স্যাটেলাইট রক্ষণাবেক্ষণ ও মেরামতের খরচ। ফোন মালিকরা সেলুলার পরিষেবার জন্য যেভাবে অর্থ প্রদান করে কোম্পানিগুলিকে অবশ্যই স্যাটেলাইট ব্যান্ডউইথের জন্য অর্থ প্রদান করতে হবে। এটি কখনও কখনও বছরে $1.5 মিলিয়নের বেশি খরচ করে।
আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল স্টার্টআপ খরচ। একটি স্যাটেলাইট মহাকাশে উৎক্ষেপণ করতে 10 থেকে 400 মিলিয়ন ডলার খরচ হতে পারে, ডিভাইসের উপর নির্ভর করে। পেগাসাস এক্সএল রকেট 13.5 মিলিয়ন ডলারে 443 কিলোগ্রাম কম পৃথিবীর কক্ষপথে তুলতে পারে। একটি ভারী স্যাটেলাইট উৎক্ষেপণের জন্য আরও লিফটের প্রয়োজন হবে। Ariane 5G রকেট 165 মিলিয়ন ডলারে একটি 18,000 কিলোগ্রাম স্যাটেলাইট কম কক্ষপথে উৎক্ষেপণ করতে পারে।
স্যাটেলাইট নির্মাণ, উৎক্ষেপণ এবং পরিচালনার সাথে সম্পর্কিত খরচ এবং ঝুঁকি সত্ত্বেও, কিছু কোম্পানি এটিকে ঘিরে পুরো ব্যবসা তৈরি করতে পেরেছে। যেমন বোয়িং। কোম্পানিটি 2012 সালে প্রায় 10টি স্যাটেলাইট মহাকাশে পৌঁছে দিয়েছে এবং সাত বছরেরও বেশি সময়ের জন্য অর্ডার পেয়েছে, প্রায় $32 বিলিয়ন রাজস্ব আয় করেছে।
আরেকটি সমাধান হ'ল স্যাটেলাইটের আকার এবং জটিলতা হ্রাস করা। ক্যালটেক এবং স্ট্যানফোর্ড ইউনিভার্সিটির বিজ্ঞানীরা 1999 সাল থেকে একটি নতুন ধরনের কিউবস্যাট নিয়ে কাজ করছেন, যেটি 10-সেন্টিমিটার প্রান্ত সহ বিল্ডিং ব্লকের উপর ভিত্তি করে। প্রতিটি ঘনক্ষেত্রে তৈরি উপাদান রয়েছে এবং দক্ষতা বাড়াতে এবং চাপ কমাতে অন্যান্য কিউবের সাথে একত্রিত করা যেতে পারে। ডিজাইনকে মানসম্মত করে এবং স্ক্র্যাচ থেকে প্রতিটি স্যাটেলাইট নির্মাণের খরচ কমিয়ে, একটি একক কিউবস্যাটের খরচ হতে পারে $100,000 এর মতো।
এপ্রিল 2013 সালে, নাসা বাণিজ্যিক স্মার্টফোন দ্বারা চালিত তিনটি কিউবস্যাট দিয়ে এই সাধারণ নীতিটি পরীক্ষা করার সিদ্ধান্ত নিয়েছে। লক্ষ্য ছিল মাইক্রোস্যাটেলাইটগুলিকে অল্প সময়ের জন্য কক্ষপথে রাখা এবং তাদের ফোন দিয়ে কয়েকটি ছবি তোলা। সংস্থাটি এখন এই ধরনের স্যাটেলাইটের একটি বিস্তৃত নেটওয়ার্ক স্থাপনের পরিকল্পনা করছে।
বড় হোক বা ছোট, ভবিষ্যৎ স্যাটেলাইটগুলি অবশ্যই গ্রাউন্ড স্টেশনগুলির সাথে কার্যকরভাবে যোগাযোগ করতে সক্ষম হবে। ঐতিহাসিকভাবে, NASA রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি কমিউনিকেশনের উপর নির্ভর করত, কিন্তু RF এর সীমাতে পৌঁছেছে কারণ আরও শক্তির চাহিদা দেখা দিয়েছে। এই বাধা অতিক্রম করতে নাসার বিজ্ঞানীরা রেডিও তরঙ্গের পরিবর্তে লেজার ব্যবহার করে দ্বিমুখী যোগাযোগ ব্যবস্থা তৈরি করছেন। 18 অক্টোবর, 2013-এ, বিজ্ঞানীরা প্রথম চাঁদ থেকে পৃথিবীতে ডেটা প্রেরণের জন্য একটি লেজার রশ্মি নিক্ষেপ করেন (384,633 কিলোমিটার দূরত্বে) এবং প্রতি সেকেন্ডে 622 মেগাবিট গতির রেকর্ড ট্রান্সমিশন অর্জন করেন।
জিওস্টেশনারি কক্ষপথ কি? এটি একটি বৃত্তাকার ক্ষেত্র, যা পৃথিবীর বিষুবরেখার উপরে অবস্থিত, যার সাথে একটি কৃত্রিম উপগ্রহ তার অক্ষের চারপাশে গ্রহের ঘূর্ণনের কৌণিক বেগের সাথে ঘোরে। এটি অনুভূমিক স্থানাঙ্ক ব্যবস্থায় তার দিক পরিবর্তন করে না, তবে আকাশে গতিহীন ঝুলে থাকে। জিওস্টেশনারি আর্থ অরবিট (জিইও) হল এক ধরনের জিওসিঙ্ক্রোনাস ফিল্ড এবং এটি যোগাযোগ, টেলিভিশন সম্প্রচার এবং অন্যান্য উপগ্রহ স্থাপন করতে ব্যবহৃত হয়।
জিওস্টেশনারি কক্ষপথের ধারণাটি রাশিয়ান উদ্ভাবক কে.ই. সিওলকোভস্কি দ্বারা শুরু হয়েছিল। তার কাজগুলিতে, তিনি অরবিটাল স্টেশনগুলির সাহায্যে স্থান জনবহুল করার প্রস্তাব করেছিলেন। বিদেশী বিজ্ঞানীরাও মহাজাগতিক ক্ষেত্রের কাজ বর্ণনা করেছেন, উদাহরণস্বরূপ, জি. ওবার্থ। যে ব্যক্তি যোগাযোগের জন্য কক্ষপথ ব্যবহার করার ধারণাটি তৈরি করেছিলেন তিনি হলেন আর্থার সি ক্লার্ক। 1945 সালে, তিনি ওয়্যারলেস ওয়ার্ল্ড ম্যাগাজিনে একটি নিবন্ধ প্রকাশ করেছিলেন, যেখানে তিনি জিওস্টেশনারি ক্ষেত্রের সুবিধাগুলি বর্ণনা করেছিলেন। এই ক্ষেত্রে তার সক্রিয় কাজের জন্য, বিজ্ঞানীর সম্মানে, কক্ষপথটি তার দ্বিতীয় নাম পেয়েছে - "ক্লার্ক বেল্ট"। অনেক তাত্ত্বিক উচ্চ মানের যোগাযোগ বাস্তবায়নের সমস্যা সম্পর্কে চিন্তা করেছেন। এইভাবে, হারমান পোটোচনিক 1928 সালে জিওস্টেশনারি স্যাটেলাইটগুলি কীভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে তার ধারণা প্রকাশ করেছিলেন।
একটি কক্ষপথকে জিওস্টেশনারি বলার জন্য, এটি অবশ্যই বেশ কয়েকটি পরামিতি পূরণ করবে:
1. জিওসিঙ্ক্রোনি। এই বৈশিষ্ট্যটি এমন একটি ক্ষেত্র অন্তর্ভুক্ত করে যার একটি সময়কাল পৃথিবীর ঘূর্ণন সময়ের সাথে সম্পর্কিত। একটি জিওসিঙ্ক্রোনাস উপগ্রহ একটি পার্শ্বীয় দিনে গ্রহের চারপাশে তার কক্ষপথ সম্পূর্ণ করে, যা 23 ঘন্টা, 56 মিনিট এবং 4 সেকেন্ড। একটি নির্দিষ্ট স্থানে একটি বিপ্লব সম্পন্ন করতে পৃথিবীর একই সময়ের প্রয়োজন।
2. একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে একটি উপগ্রহ বজায় রাখার জন্য, জিওস্টেশনারি কক্ষপথটি বৃত্তাকার হতে হবে, শূন্য প্রবণতা সহ। একটি উপবৃত্তাকার ক্ষেত্রের ফলে পূর্ব বা পশ্চিমে স্থানচ্যুতি ঘটবে, কারণ কারুকাজটি তার কক্ষপথের নির্দিষ্ট বিন্দুতে ভিন্নভাবে চলে।
3. স্পেস মেকানিজমের "হোভারিং পয়েন্ট" অবশ্যই বিষুবরেখায় হতে হবে।
4. জিওস্টেশনারি কক্ষপথে স্যাটেলাইটগুলির অবস্থান এমন হওয়া উচিত যাতে যোগাযোগের জন্য নির্ধারিত সংখ্যক ফ্রিকোয়েন্সি অভ্যর্থনা এবং সংক্রমণের সময় বিভিন্ন ডিভাইসের ফ্রিকোয়েন্সিগুলির ওভারল্যাপ না করে, পাশাপাশি তাদের সংঘর্ষ এড়াতে পারে।
5. স্পেস মেকানিজমের একটি ধ্রুবক অবস্থান বজায় রাখার জন্য পর্যাপ্ত পরিমাণ জ্বালানী।
স্যাটেলাইটের জিওস্টেশনারি কক্ষপথটি অনন্য যে শুধুমাত্র এর পরামিতিগুলিকে একত্রিত করে ডিভাইসটি স্থির থাকতে পারে। আরেকটি বৈশিষ্ট্য হল মহাকাশ ক্ষেত্রে অবস্থিত উপগ্রহ থেকে সতেরো ডিগ্রি কোণে পৃথিবীকে দেখার ক্ষমতা। প্রতিটি যন্ত্র কক্ষপথের প্রায় এক-তৃতীয়াংশ দখল করে, তাই তিনটি প্রক্রিয়া প্রায় পুরো গ্রহকে কভার করতে সক্ষম।
স্যাটেলাইট উৎক্ষেপণ করেছে অনেক দেশ ও কোম্পানি। বিশ্বের প্রথম কৃত্রিম যন্ত্রটি ইউএসএসআর-এ তৈরি হয়েছিল এবং 4 অক্টোবর, 1957-এ মহাকাশে উড়েছিল। এর নাম ছিল স্পুটনিক 1। 1958 সালে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র একটি দ্বিতীয় মহাকাশযান, এক্সপ্লোরার 1 চালু করে। 1964 সালে NASA দ্বারা উৎক্ষেপিত প্রথম উপগ্রহটির নাম ছিল Syncom-3। কৃত্রিম ডিভাইসগুলি বেশিরভাগই ফেরতযোগ্য নয়, তবে এমন কিছু আছে যা আংশিক বা সম্পূর্ণরূপে ফেরত দেওয়া হয়। এগুলি বৈজ্ঞানিক গবেষণা পরিচালনা এবং বিভিন্ন সমস্যা সমাধানের জন্য ব্যবহৃত হয়। সুতরাং, সেখানে সামরিক, গবেষণা, নেভিগেশন স্যাটেলাইট এবং অন্যান্য রয়েছে। বিশ্ববিদ্যালয়ের কর্মচারী বা রেডিও অপেশাদারদের দ্বারা তৈরি ডিভাইসগুলিও চালু করা হয়।
জিওস্টেশনারি স্যাটেলাইট সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে ৩৫,৭৮৬ কিলোমিটার উচ্চতায় অবস্থিত। এই উচ্চতা একটি কক্ষপথের সময়কাল প্রদান করে যা নক্ষত্রের সাপেক্ষে পৃথিবীর ঘূর্ণন সময়ের সাথে মিলে যায়। কৃত্রিম যানটি স্থির, তাই জিওস্টেশনারি কক্ষপথে এর অবস্থানটিকে "স্ট্যান্ডিং পয়েন্ট" বলা হয়। হোভারিং ধ্রুব দীর্ঘমেয়াদী যোগাযোগ নিশ্চিত করে, একবার অভিমুখী হলে অ্যান্টেনা সর্বদা কাঙ্খিত উপগ্রহের দিকে নির্দেশিত হবে।
জিওট্রান্সফার ফিল্ড ব্যবহার করে স্যাটেলাইটগুলিকে কম উচ্চতার কক্ষপথ থেকে জিওস্টেশনারি কক্ষপথে স্থানান্তর করা যেতে পারে। পরেরটি হল একটি উপবৃত্তাকার পথ যার একটি কম উচ্চতায় একটি বিন্দু এবং একটি উচ্চতায় একটি চূড়া যা জিওস্টেশনারি বৃত্তের কাছাকাছি। একটি স্যাটেলাইট যা পরবর্তী অপারেশনের জন্য অনুপযোগী হয়ে উঠেছে তা GEO থেকে 200-300 কিলোমিটার উপরে অবস্থিত একটি নিষ্পত্তি কক্ষপথে পাঠানো হয়।
একটি প্রদত্ত ক্ষেত্রের একটি উপগ্রহ পৃথিবী থেকে একটি নির্দিষ্ট দূরত্ব রাখে, কাছে আসে না দূরে সরে না। এটি সবসময় বিষুবরেখার কিছু বিন্দুর উপরে অবস্থিত। এই বৈশিষ্ট্যগুলির উপর ভিত্তি করে, এটি অনুসরণ করে যে মাধ্যাকর্ষণ শক্তি এবং কেন্দ্রাতিগ শক্তি একে অপরের ভারসাম্য বজায় রাখে। জিওস্টেশনারি কক্ষপথের উচ্চতা ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সের উপর ভিত্তি করে পদ্ধতি ব্যবহার করে গণনা করা হয়। এই ক্ষেত্রে, মহাকর্ষীয় এবং কেন্দ্রাতিগ শক্তির চিঠিপত্র বিবেচনায় নেওয়া হয়। নিউটনের সার্বজনীন মহাকর্ষের সূত্র ব্যবহার করে প্রথম পরিমাণের মান নির্ধারণ করা হয়। কেন্দ্রাতিগ বল নির্দেশক কেন্দ্রীভূত ত্বরণ দ্বারা উপগ্রহের ভরকে গুণ করে গণনা করা হয়। মহাকর্ষীয় এবং জড় ভরের সমতার ফলাফল হল উপসংহার যে কক্ষপথের উচ্চতা উপগ্রহের ভরের উপর নির্ভর করে না। অতএব, জিওস্টেশনারি কক্ষপথ কেবলমাত্র সেই উচ্চতা দ্বারা নির্ধারিত হয় যেখানে কেন্দ্রাতিগ বল একটি নির্দিষ্ট উচ্চতায় পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা সৃষ্ট মাধ্যাকর্ষণ শক্তির মাত্রার সমান এবং বিপরীত দিকে।
কেন্দ্রবিন্দু ত্বরণ গণনা করার সূত্র থেকে, আপনি কৌণিক বেগ খুঁজে পেতে পারেন। জিওস্টেশনারি কক্ষপথের ব্যাসার্ধও এই সূত্র দ্বারা বা ভূকেন্দ্রিক মহাকর্ষীয় ধ্রুবককে কৌণিক বেগ বর্গ দ্বারা ভাগ করে নির্ধারিত হয়। এটি 42,164 কিলোমিটার দীর্ঘ। পৃথিবীর নিরক্ষীয় ব্যাসার্ধ বিবেচনা করে, আমরা 35,786 কিলোমিটারের সমান উচ্চতা পাই।
কক্ষপথের উচ্চতা, যা পৃথিবীর কেন্দ্র থেকে দূরত্ব, উপগ্রহের কৌণিক বেগের সাথে গ্রহের ঘূর্ণন গতির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, একটি রৈখিক গতির জন্ম দেয় এই বিবৃতির উপর ভিত্তি করে গণনাগুলি অন্যভাবে করা যেতে পারে। বেগ যা একটি নির্দিষ্ট উচ্চতায় প্রথম মহাজাগতিক বেগের সমান।
এই সূচকটি ক্ষেত্রের ব্যাসার্ধ দ্বারা কৌণিক বেগ গুণ করে গণনা করা হয়। কক্ষপথে গতির মান প্রতি সেকেন্ডে 3.07 কিলোমিটার, যা পৃথিবীর কাছাকাছি পথে প্রথম মহাজাগতিক গতির চেয়ে অনেক কম। হার কমাতে, অরবিটাল ব্যাসার্ধ ছয় গুণের বেশি বাড়াতে হবে। সংখ্যা Pi এবং ব্যাসার্ধকে দুই দ্বারা গুণ করে দৈর্ঘ্য গণনা করা হয়। এটি 264924 কিলোমিটার। স্যাটেলাইটের "স্ট্যান্ডিং পয়েন্ট" গণনা করার সময় সূচকটি বিবেচনায় নেওয়া হয়।
কৃত্রিম প্রক্রিয়াটি যে কক্ষপথে ঘোরে তার পরামিতিগুলি মহাকর্ষীয় চন্দ্র-সৌর ব্যাঘাত, পৃথিবীর ক্ষেত্রের অসংলগ্নতা এবং বিষুবরেখার উপবৃত্তাকার প্রভাবে পরিবর্তিত হতে পারে। ক্ষেত্রের রূপান্তর এই ধরনের ঘটনা দ্বারা প্রকাশ করা হয়:
স্যাটেলাইটটিকে পছন্দসই "স্ট্যান্ডিং পয়েন্টে" রাখতে এটি একটি প্রপালশন সিস্টেম দিয়ে সজ্জিত, যা প্রতি 10-15 দিনে বেশ কয়েকবার চালু করা হয়। এইভাবে, কক্ষপথের প্রবণতা বৃদ্ধির জন্য ক্ষতিপূরণের জন্য, একটি "উত্তর-দক্ষিণ" সংশোধন ব্যবহার করা হয় এবং ক্ষেত্র বরাবর প্রবাহের জন্য ক্ষতিপূরণের জন্য, একটি "পশ্চিম-পূর্ব" সংশোধন ব্যবহার করা হয়। স্যাটেলাইটের পুরো জীবনকাল জুড়ে তার পথ নিয়ন্ত্রণ করতে, বোর্ডে প্রচুর পরিমাণে জ্বালানীর সরবরাহ প্রয়োজন।
ডিভাইসের পছন্দ স্যাটেলাইটের স্বতন্ত্র প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য দ্বারা নির্ধারিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি রাসায়নিক রকেট ইঞ্জিনে একটি স্থানচ্যুতি জ্বালানী সরবরাহ থাকে এবং এটি দীর্ঘ-সঞ্চিত উচ্চ-ফুটন্ত উপাদানগুলির (ডায়ানিট্রোজেন টেট্রোক্সাইড, অপ্রতিসম ডাইমেথাইলহাইড্রাজিন) উপর কাজ করে। প্লাজমা ডিভাইসগুলিতে উল্লেখযোগ্যভাবে কম থ্রাস্ট রয়েছে, তবে দীর্ঘায়িত অপারেশনের কারণে, যা একক আন্দোলনের জন্য কয়েক মিনিটের মধ্যে পরিমাপ করা হয়, তারা বোর্ডে ব্যবহৃত জ্বালানীর পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করতে পারে। এই ধরনের প্রপালশন সিস্টেম স্যাটেলাইটকে অন্য অরবিটাল অবস্থানে চালনা করতে ব্যবহৃত হয়। ডিভাইসের পরিষেবা জীবনের প্রধান সীমিত ফ্যাক্টর হল জিওস্টেশনারি কক্ষপথে জ্বালানী সরবরাহ।
জিওস্টেশনারি স্যাটেলাইটের সাথে মিথস্ক্রিয়ায় একটি উল্লেখযোগ্য ত্রুটি হল সংকেত প্রচারে বড় বিলম্ব। এইভাবে, প্রতি সেকেন্ডে 300 হাজার কিলোমিটার আলোর গতিতে এবং 35,786 কিলোমিটারের কক্ষপথে উচ্চতায়, আর্থ-স্যাটেলাইট বিমের চলাচলে প্রায় 0.12 সেকেন্ড সময় লাগে এবং পৃথিবী-উপগ্রহ-পৃথিবী রশ্মি 0.24 সেকেন্ড সময় নেয়। স্থলজ পরিষেবাগুলির সরঞ্জাম এবং তারের ট্রান্সমিশন সিস্টেমে সংকেত বিলম্বের বিষয়টি বিবেচনায় নিয়ে, "সোর্স-স্যাটেলাইট-রিসিভার" সিগন্যালের মোট বিলম্ব প্রায় 2-4 সেকেন্ডে পৌঁছায়। এই সূচকটি টেলিফোনির জন্য কক্ষপথে ডিভাইসের ব্যবহারকে উল্লেখযোগ্যভাবে জটিল করে তোলে এবং রিয়েল-টাইম সিস্টেমে স্যাটেলাইট যোগাযোগ ব্যবহার করা অসম্ভব করে তোলে।
আরেকটি অসুবিধা হল উচ্চ অক্ষাংশ থেকে জিওস্টেশনারি কক্ষপথের অদৃশ্যতা, যা আর্কটিক এবং অ্যান্টার্কটিক অঞ্চলে যোগাযোগ এবং টেলিভিশন সম্প্রচারে হস্তক্ষেপ করে। এমন পরিস্থিতিতে যেখানে সূর্য এবং ট্রান্সমিটিং স্যাটেলাইট গ্রহনকারী অ্যান্টেনার সাথে সঙ্গতিপূর্ণ, সেখানে হ্রাস এবং কখনও কখনও সংকেতের সম্পূর্ণ অনুপস্থিতি রয়েছে। ভূ-স্থির কক্ষপথে, উপগ্রহের অচলতার কারণে, এই ঘটনাটি বিশেষভাবে স্পষ্টভাবে নিজেকে প্রকাশ করে।
এই ঘটনাটি ট্রান্সমিটার এবং রিসিভারের পারস্পরিক নড়াচড়ার সাথে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক কম্পনের ফ্রিকোয়েন্সির পরিবর্তন নিয়ে গঠিত। ঘটনাটি সময়ের সাথে দূরত্বের পরিবর্তন, সেইসাথে কক্ষপথে কৃত্রিম যানবাহনের চলাচল দ্বারা প্রকাশ করা হয়। প্রভাবটি স্যাটেলাইটের ক্যারিয়ার ফ্রিকোয়েন্সির কম স্থিতিশীলতা হিসাবে নিজেকে প্রকাশ করে, যা অনবোর্ড রিপিটার এবং আর্থ স্টেশনের ফ্রিকোয়েন্সির হার্ডওয়্যার অস্থিরতার সাথে যুক্ত হয়, যা সংকেত গ্রহণকে জটিল করে তোলে। ডপলার প্রভাব মডিউলেটিং কম্পনের ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তনে অবদান রাখে, যা নিয়ন্ত্রণ করা যায় না। ক্ষেত্রে যখন যোগাযোগ উপগ্রহ এবং সরাসরি টেলিভিশন সম্প্রচার কক্ষপথে ব্যবহার করা হয়, এই ঘটনাটি কার্যত বাদ দেওয়া হয়, অর্থাৎ, প্রাপ্তির বিন্দুতে সংকেত স্তরে কোনও পরিবর্তন নেই।
মহাকাশ কক্ষপথের জন্ম অনেক প্রশ্ন এবং আন্তর্জাতিক আইনি সমস্যা তৈরি করেছে। বেশ কয়েকটি কমিটি, বিশেষ করে জাতিসংঘ, তাদের রেজুলেশনের সাথে জড়িত। নিরক্ষরেখায় অবস্থিত কিছু দেশ তাদের ভূখণ্ডের উপরে অবস্থিত মহাকাশ ক্ষেত্রের অংশে তাদের সার্বভৌমত্ব সম্প্রসারণের দাবি করেছে। রাজ্যগুলি বলেছে যে জিওস্টেশনারি অরবিট হল একটি ভৌত ফ্যাক্টর যা গ্রহের অস্তিত্বের সাথে যুক্ত এবং এটি পৃথিবীর মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের উপর নির্ভর করে, তাই ক্ষেত্রের অংশগুলি তাদের দেশের ভূখণ্ডের একটি এক্সটেনশন। কিন্তু এই ধরনের দাবি প্রত্যাখ্যান করা হয়েছিল, যেহেতু পৃথিবীর বাইরের মহাকাশের অ-অনুযোগের নীতি রয়েছে। কক্ষপথ এবং স্যাটেলাইট পরিচালনা সংক্রান্ত সমস্ত সমস্যা বৈশ্বিক পর্যায়ে সমাধান করা হয়।
এটা মনে হতে পারে যে পৃথিবীর কক্ষপথের উপগ্রহগুলি এই বিশ্বের সবচেয়ে সহজ, সবচেয়ে পরিচিত এবং পরিচিত জিনিস। সর্বোপরি, চাঁদ চার বিলিয়ন বছরেরও বেশি সময় ধরে আকাশে ঝুলে আছে এবং এর গতিবিধি সম্পর্কে অতিপ্রাকৃত কিছুই নেই। কিন্তু আমরা যদি নিজেরাই পৃথিবীর কক্ষপথে উপগ্রহ উৎক্ষেপণ করি, তারা সেখানে মাত্র কয়েক বা দশ বছরের জন্য থাকে এবং তারপরে তারা বায়ুমণ্ডলে পুনরায় প্রবেশ করে এবং হয় পুড়ে যায় বা সমুদ্রে এবং মাটিতে পড়ে।
তদুপরি, আপনি যদি অন্যান্য গ্রহের প্রাকৃতিক উপগ্রহগুলি দেখেন, তবে সেগুলি পৃথিবীর প্রদক্ষিণকারী মনুষ্যসৃষ্ট উপগ্রহগুলির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে দীর্ঘস্থায়ী হয়। উদাহরণস্বরূপ, আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশন (ISS), প্রতি 90 মিনিটে পৃথিবীকে প্রদক্ষিণ করে, যখন আমাদের চাঁদ এটি করতে প্রায় এক মাস সময় নেয়। এমনকি উপগ্রহগুলিও যেগুলি তাদের গ্রহের কাছাকাছি - যেমন বৃহস্পতির আইও, যার জোয়ারের শক্তি পৃথিবীকে উষ্ণ করে এবং আগ্নেয়গিরির বিপর্যয়ের সাথে এটিকে বিচ্ছিন্ন করে - তাদের কক্ষপথে স্থিতিশীল থাকে।
আইও সৌরজগতের জীবনের বাকি সময় বৃহস্পতির কক্ষপথে থাকবে বলে আশা করা হচ্ছে, কিন্তু আইএসএস, যদি কিছুই না করা হয়, 20 বছরেরও কম সময়ের জন্য তার কক্ষপথে থাকবে। নিম্ন পৃথিবীর কক্ষপথে উপস্থিত কার্যত সমস্ত উপগ্রহের ক্ষেত্রেও একই পরিণতি প্রযোজ্য: পরবর্তী শতাব্দীর চারপাশে ঘূর্ণায়মান হওয়ার সময়, বর্তমান প্রায় সমস্ত উপগ্রহ পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ করবে এবং পুড়ে যাবে। সবচেয়ে বড়গুলি (431 টন ওজনের আইএসএসের মতো) বড় ধ্বংসাবশেষের আকারে স্থলে এবং জলে পড়বে।
ইহা কি জন্য ঘটিতেছে? কেন এই স্যাটেলাইটগুলি আইনস্টাইন, নিউটন এবং কেপলারের নিয়মগুলিকে পাত্তা দেয় না এবং কেন তারা সর্বদা একটি স্থিতিশীল কক্ষপথ বজায় রাখতে চায় না? দেখা যাচ্ছে যে এই অরবিটাল গোলযোগের কারণ অনেকগুলি কারণ রয়েছে৷
এটি সম্ভবত সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব এবং নিম্ন পৃথিবীর কক্ষপথের উপগ্রহগুলি অস্থির হওয়ার কারণও। অন্যান্য উপগ্রহগুলি - যেমন জিওস্টেশনারি স্যাটেলাইট -ও কক্ষপথ থেকে পড়ে যায়, তবে তত দ্রুত নয়। আমরা 100 কিলোমিটারের উপরে থাকা সমস্ত কিছুকে "স্পেস" বিবেচনা করতে অভ্যস্ত: কারমান লাইনের উপরে। কিন্তু মহাকাশের সীমানার যে কোনো সংজ্ঞা, যেখানে মহাকাশ শুরু হয় এবং গ্রহের বায়ুমণ্ডল শেষ হয়, তা অনেক দূরের কথা। বাস্তবে, বায়ুমণ্ডলীয় কণাগুলি বহুদূর এবং উচ্চ প্রসারিত, কিন্তু তাদের ঘনত্ব কম এবং কম হচ্ছে। অবশেষে ঘনত্ব কমে যায় - প্রতি ঘন সেন্টিমিটারে এক মাইক্রোগ্রামের নিচে, তারপর একটি ন্যানোগ্রাম, তারপর একটি পিকোগ্রাম - এবং তারপরে আমরা ক্রমবর্ধমানভাবে একে স্থান বলতে পারি। কিন্তু বায়ুমণ্ডলীয় পরমাণু হাজার হাজার কিলোমিটার দূরে উপস্থিত হতে পারে এবং যখন উপগ্রহগুলি এই পরমাণুর সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়, তখন তারা গতি হারায় এবং ধীর হয়ে যায়। অতএব, নিম্ন পৃথিবীর কক্ষপথে উপগ্রহগুলি অস্থির।
সূর্য ক্রমাগত উচ্চ-শক্তির কণার একটি প্রবাহ নির্গত করে, বেশিরভাগই প্রোটন, তবে ইলেকট্রন এবং হিলিয়াম নিউক্লিয়াসও রয়েছে, যা তাদের মুখোমুখি হওয়া সমস্ত কিছুর সাথে সংঘর্ষ করে। এই সংঘর্ষগুলি, ঘুরে, তারা যে স্যাটেলাইটের সাথে সংঘর্ষ করে তাদের গতি পরিবর্তন করে এবং ধীরে ধীরে তাদের ধীর করে দেয়। পর্যাপ্ত সময় অতিবাহিত হওয়ার পরে, কক্ষপথগুলি ব্যাহত হতে শুরু করে। যদিও এটি LEO ডিওরবিটে স্যাটেলাইটগুলির প্রধান কারণ নয়, এটি আরও দূরে থাকা উপগ্রহগুলির জন্য আরও তাৎপর্যপূর্ণ কারণ তারা কাছাকাছি আসে এবং এটির সাথে বায়ুমণ্ডলীয় টানা বৃদ্ধি পায়।
যদি পৃথিবীতে বুধ বা চাঁদের মতো বায়ুমণ্ডল না থাকত, তবে আমাদের উপগ্রহগুলি কি চিরকাল কক্ষপথে থাকতে পারবে? আমরা সৌর বায়ু সরিয়ে দিলেও না। এর কারণ হল পৃথিবী - সমস্ত গ্রহের মতো - একটি বিন্দু ভর নয়, বরং একটি পরিবর্তনশীল মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র সহ একটি কাঠামো। এই ক্ষেত্র এবং উপগ্রহগুলি গ্রহকে প্রদক্ষিণ করার সাথে সাথে পরিবর্তনের ফলে জোয়ারের শক্তি তাদের প্রভাবিত করে। এবং স্যাটেলাইট পৃথিবীর যত কাছে আসবে, এই শক্তিগুলির প্রভাব তত বেশি।
স্পষ্টতই, পৃথিবী একটি সম্পূর্ণ বিচ্ছিন্ন সিস্টেম নয় যেখানে একমাত্র মহাকর্ষ বল যা উপগ্রহগুলিকে প্রভাবিত করে তা পৃথিবী থেকেই আসে। না, চাঁদ, সূর্য এবং অন্যান্য সমস্ত গ্রহ, ধূমকেতু, গ্রহাণু এবং আরও অনেক কিছু মহাকর্ষীয় শক্তির আকারে অবদান রাখে যা কক্ষপথকে আলাদা করে দেয়। এমনকি যদি পৃথিবী একটি নিখুঁত বিন্দু হয় - বলুন, একটি অ-ঘূর্ণায়মান ব্ল্যাক হোলে ভেঙে পড়েছে - বায়ুমণ্ডল ছাড়াই, এবং উপগ্রহগুলি সৌর বায়ু থেকে 100% সুরক্ষিত ছিল, সেই উপগ্রহগুলি ধীরে ধীরে পৃথিবীর কেন্দ্রে সর্পিল হতে শুরু করবে৷ সূর্যের অস্তিত্বের চেয়ে তারা কক্ষপথে থাকবে, কিন্তু এই সিস্টেমটিও পুরোপুরি স্থিতিশীল হবে না; স্যাটেলাইটের কক্ষপথ শেষ পর্যন্ত ব্যাহত হবে।
নিউটনের সূত্র - এবং কেপলারিয়ান কক্ষপথ - একমাত্র জিনিস নয় যা মহাকাশীয় বস্তুর গতি নির্ধারণ করে। একই শক্তি যা বুধের কক্ষপথকে প্রতি শতাব্দীতে অতিরিক্ত 43" অতিক্রম করে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ দ্বারা কক্ষপথগুলিকে ব্যাহত করে। দুর্বল মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রগুলির জন্য (যেমন আমরা সৌরজগতে পাই) এবং বড় দূরত্বের জন্য এই ব্যাঘাতের গতি অবিশ্বাস্যভাবে কম: পৃথিবীর সূর্যের দিকে সর্পিল হতে 10,150 বছর সময় লাগবে এবং কক্ষপথে ব্যাঘাতের মাত্রা পৃথিবীর কাছাকাছি স্যাটেলাইট এর চেয়ে কয়েক হাজার গুণ কম। কিন্তু এই বলটি উপস্থিত এবং এটি সাধারণ আপেক্ষিক তত্ত্বের একটি অনিবার্য পরিণতি, কার্যকরভাবে গ্রহের নিকটবর্তী উপগ্রহগুলিতে নিজেকে প্রকাশ করে।
এই সবগুলি কেবল আমাদের তৈরি করা উপগ্রহগুলিকেই প্রভাবিত করে না, তবে আমরা যে প্রাকৃতিক উপগ্রহগুলিকে অন্যান্য বিশ্বের প্রদক্ষিণ করতে পাই তাও প্রভাবিত করে৷ উদাহরণস্বরূপ, মঙ্গল গ্রহের নিকটতম চাঁদ, ফোবস, জোয়ার-ভাটার দ্বারা ছিঁড়ে যাওয়া এবং লাল গ্রহের বায়ুমণ্ডলে সর্পিল হয়ে যাওয়া ধ্বংসাত্মক। পৃথিবীর আকারের মাত্র 1/140তম বায়ুমণ্ডল থাকা সত্ত্বেও, মঙ্গল গ্রহের বায়ুমণ্ডল বড় এবং বিচ্ছুরিত এবং অধিকন্তু, মঙ্গল গ্রহের সৌর বায়ু থেকে (পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রের বিপরীতে) কোনো সুরক্ষা নেই। অতএব, কয়েক মিলিয়ন বছর পরে, ফোবস চলে যাবে। এটা মনে হতে পারে যে এটি শীঘ্রই ঘটবে না, তবে এটি সৌরজগতের ইতিমধ্যে বিদ্যমান সময়ের 1% এরও কম।
কিন্তু বৃহস্পতির নিকটতম উপগ্রহটি আইও নয়: এটি মেটিস, পৌরাণিক কাহিনী অনুসারে জিউসের প্রথম স্ত্রী। Io-এর কাছাকাছি চারটি ছোট চাঁদ রয়েছে, যার মধ্যে মেটিস সবচেয়ে কাছের, গ্রহের বায়ুমণ্ডল থেকে মাত্র 0.8 বৃহস্পতি ব্যাসার্ধে। বৃহস্পতির ক্ষেত্রে, এটি বায়ুমণ্ডলীয় শক্তি বা সৌর বায়ু নয় যা কক্ষপথের ব্যাঘাতের জন্য দায়ী; 128,000 কিলোমিটারের একটি কক্ষপথের অর্ধ-অক্ষ সহ, মেটিস চিত্তাকর্ষক জোয়ারের শক্তি অনুভব করে, যা বৃহস্পতির দিকে এই চাঁদের সর্পিল অবতারণের জন্য দায়ী।
শক্তিশালী জোয়ার-ভাটার শক্তির আধিপত্য বিস্তার করলে কী ঘটে তার উদাহরণ হিসেবে, ধূমকেতু Shoemaker-Levy 9 এবং 1994 সালে বৃহস্পতির সাথে এটির সংঘর্ষ, জোয়ারের শক্তি দ্বারা এটি সম্পূর্ণরূপে ছিঁড়ে যাওয়ার পরে। এটি সমস্ত স্যাটেলাইটের ভাগ্য যারা তাদের বাড়ির বিশ্বের দিকে সর্পিল।
এই সমস্ত কারণের সংমিশ্রণ যে কোনও উপগ্রহকে মৌলিকভাবে অস্থির করে তোলে। পর্যাপ্ত সময় দেওয়া এবং অন্যান্য স্থিতিশীল প্রভাবের অনুপস্থিতি, একেবারে সমস্ত কক্ষপথ ব্যাহত হবে। সব পরে, সব কক্ষপথ অস্থির, কিন্তু কিছু অন্যদের তুলনায় আরো অস্থির।