Yapay uydular yeryüzünü daha 'bağlantılı' hale getiriyor

Uydu teknolojisi, insanoğluna uzayı ve yeryüzünü araştırma ve gözlem yapma olanağının yanı sıra gündelik hayatta iletişiminden küresel konumlamaya kadar çok sayıda pratik uygulamayla insanların hayatını kolaylaştırıyor.

Yeni tip koronavirüs (Kovid-19) salgını nedeniyle eğitim ve iş yaşamında internete ve iletişim teknolojilerine ihtiyacın arttığı bir dönemde, bağlantılı bir dünyanın önemi daha belirgin hale geldi.

Sovyetler Birliği'nin 4 Ekim 1957'de ilk yapay uyduyu uzaya fırlatmasının anısına, Birleşmiş Milletler (BM) kararıyla her yıl 4-10 Ekim'de kutlanan "Dünya Uzay Haftası"nın bu yılki teması, "Yapay Uydular Yaşamı Geliştiriyor" olarak belirlendi.

Sovyet Birliği'nin "Sputnik 1" uydusunu uzaya fırlatmasından bu yana birçok ülke haberleşmeden istihbarata, bilimsel gözlemden ulusal savunmaya, hava tahmininden ve küresel konumlama hizmetlerine kadar farklı amaçlar için binlerce yapay uyduyu Dünya yörüngesine yolladı.

BM Uzay İşleri Ofisinin yayımladığı "Uzay Nesneleri Endeksine" göre, bugüne dek uzaya 9 bin 869 insan yapımı nesne gönderildi. Bunlardan 6 bin 212'si Dünya yörüngesinde konumlanırken, 3 bin 655'i Dünya'nın ötesinde yollandı veya yeryüzüne geri döndü.

Dünya yörüngesinde 2 bin 666 aktif uydu bulunuyor

Endişeli Bilim İnsanları Birliği (UCS) verilerine göre, halen Dünya yörüngesinde çalışır durumda 2 bin 666 uydu bulunuyor. Bunların 1327'si ABD'ye, 363'ü Çin'e, 169'u Rusya'ya, 807'si ise diğer ülkelere ait.

Dünya yörüngesindeki yapay uyduların 1918'i yerden 160 ila 2 bin kilometre yükseklikteki Alçak Yer Yörüngesi'nde (LEO), 135'i yerden 2 bin ila 35 bin 786 kilometre yükseklikteki Orta Yer Yörüngesi'de (MEO), 554'ü ekvator ekseninde nesnelerin dönüş hızının dünyanın dönüş hızına eşit olduğu yerden 35 bin 786 kilometre yükseklikteki Yer Sabit Yörünge'de (GEO), geri kalan 59'u ise ekvatoru kesen diğer eliptik yörüngelerde konumlanıyor.

İletişim uyduları, çoğunlukla yeryüzünde aynı bölgelere sürekli sinyal sağlamak için Dünya'nın dönüşüne göre konumunu koruyabileceği Yer Sabit Yörünge'de bulunurken, meteoroloji ve yer gözlem uyduları daha yüksek çözünürlükte görüntü sağlayabilmeleri için genelde Alçak Yer Yörüngesi'ne yerleştiriliyor.

Uydular, çok farklı alanlarda faydalar sağlıyor

Meteoroloji uyduları, dünya üzerindeki en uzak noktaları için hava tahminleri yapılmasına, hava akımlarının hareketlerinin, fırtına ve kasırga oluşumlarının fark edilerek önlemler alınmasına olanak sağlıyor.

Yer gözlem uyduları, ormanların, su kaynaklarının ve buzul örtülerinin zaman içindeki değişimlerinin izlenerek çevresel etkilerin analiz edilmesine, salgın hastalıkların takibine, afetlerde zarar gören yerlerin tespit edilerek kurtarma ve yardım faaliyetlerinin yönlendirilmesine yardımcı oluyor.

İletişim uyduları, uzun mesafeli telefon görüşmelerini, canlı yayınlarını ve internet erişimini mümkün kılarken; yeni nesil mobil teknolojilerle bütünleşerek yerküreyi daha "bağlantılı" bir yer haline getiriyor.

Uydu teknolojisi, 5G altyapısının bütünleştirici parçası olacak

Uydu iletişimi, uzun yıllar mobil ağlardan ve karasal altyapıdan bağımsız, müstakil bir teknoloji olarak varlığını sürdürdü. Oysa yeni nesil 5G altyapısına uygun inşa edilen yeni iletişim uydularıyla mobil iletişimin bütünleştirici bir parçası olmaya hazırlanıyor.

Yeni nesil iletişim uyduları, yakın gelecekte uzaydan yeryüzündeki mobil cihazlara aktarılan sinyallerle karasal 5G altyapılarını desteklemeye başlayacak. Böylece karasal altyapının ulaşamadığı uzak bölgelere, şehirler arasında seyahat eden otomobillere ve taşıtlara, denizlerdeki ve okyanuslardaki gemilere, havadaki uçaklara kesintisiz kablosuz iletişim hizmeti sağlanabilecek.

Uydular için yeni uzay yarışı

Teknolojinin bu yeni ufku, şimdiden uydu iletişimi için yeni bir uzay yarışını başlatmış durumda.

Geleneksel iletişim uyduları, yarım asırdan fazla süre Dünya'ya göre konumlarını koruyabilmek için yörüngedeki hareket hızının, Dünya'nın dönüş hızına eşit olduğu Yer Sabit Yörünge'ye konumlandırılmıştı.

Oysa şu an yeni nesil uydular daha çok yerden 160 ila 2000 kilometre yükseklikteki Alçak Yer Yörüngesi'ne konumlandırılıyor. Fakat bu yörünge konumunda hareket hızı, Dünya'nın dönüş hızında daha yüksek olduğu için uyduların konumları değişiyor ve kapsama alanları daralıyor.

Uydu iletişimine yatırım yapan şirketler ve ülkeler, Alçak Yörünge'de iletişim sinyallerini sürekli hale getirebilmek için "takımuydu" adı verilen uydu ağlarına ihtiyaç duyuyor.

ABD'li roket ve uzay mekiği üreticisi SpaceX, "Starlink" adını verdiği takımuydu projesi kapsamında, bugüne dek 300 uyduyu yörüngeye yolladı. Şirket, Alçak Yörünge'de 30 bin uydudan oluşan bir ağ kurmayı planlıyor.

Öte yandan Amazon, "Kuiper Sistemi" adını verdiği, 3 bin 236 iletişim uydusundan oluşacak bir ağ kurmak için ABD Federal İletişim Komisyonundan (FCC) destek istedi. Şirket, bu ağ aracılığıyla milyonlarca müşteriye geniş bant internet hizmeti sağlamayı amaçlıyor.

Hint Baharti Global ile İngiliz hükümetinin yatırımcısı olduğu, Amerikalı girişimci Greg Wyler tarafından kurulan "OneWeb" şirketi de 1200 kilometredeki Alçak Yörünge konumunda 650 uydudan oluşan bir takımuydu ağı kurmayı planlıyor.

Küp uydular

Öte yandan bilgisayarların ve elektronik donanımların boyutlarının giderek küçülmesi, eski uyduların ağır ve hacimli yapılarından farklı minyatür boyutlarda uydular yapılmasına olanak sağlıyor.

Artık küp boyutundaki küçük uydular, bilimsel gözlem, ölçüm, iletişim ve diğer işlevleri büyük boyutlu benzerleri kadar etkili şekilde yerine getirebiliyor.

Roketlerdeki diğer yüklere iliştirilebilen veya Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) tarafından fırlatılabilen bu küçük uydular, imalatın yanı sıra nakil maliyeti açısından da hesaplı bir seçenek olarak değerlendiriliyor.