اهميت مدار 36 هزار كيلومتري چيست؟

مقام معظم رهبري در بيانات اخيرشان (17 ارديبهشت‌) با اشاره به قرار دادن ماهواره نور در مدار نزديك به زمين (LEO) فرمودند: «همين دست خواهد توانست چند صباح ديگر همين ماهواره را به مدار ۳۶ هزار كيلومتري برساند كه مورد نظر ماست؛ ما مي‌خواهيم ماهواره به مدار ۳۶ هزار كيلومتري [برسد]». اشاره ايشان به مدار زمين‌آهنگ (Geostationary Oribt, GEO) است. براي اينكه تصوري از مدارهاي زمين داشته باشيد خوب است، بدانيد ايستگاه فضايي بين‌المللي همانند ماهواره نور در مدار نزديك زمين (۴۱۰ كيلومتري)، مجموعه ماهواره‌هاي سيستم موقعيت‌ياب جهاني (GPS) در مدار مياني زمين (۲۰۱۸۰ كيلومتري) و ماهواره‌هاي مخابراتي عموما در مدار زمين‌آهنگ GSO (ارتفاع ۳۵۷۸۶ كيلومتري) قرار دارند. در اين يادداشت اجمالا بررسي مي‌كنيم چرا قرار دادن ماهواره در مدار زمين آهنگ (GEO) مهم است؟
 مدار GEO مداري دايروي است كه در ارتفاع 35.786 كيلومتري بالاي خط استوا قرار گرفته است. ماهواره در نتيجه تعادل بين نيروي جاذبه زمين و نيروي گريز از مركز، در آن مدار، طي 23 ساعت و 56 دقيقه و 4 ثانيه به دور زمين مي‌چرخد. از آنجايي كه اين زمان همگام با زماني است كه زمين براي گردش به دور محور خود نياز دارد، ماهواره‌اي كه در مدار زمين‌آهنگ قرار مي‌گيرد، از ديد فردي كه از زمين به آن نگاه مي‌كند، ثابت به نظر مي‌آيد. دليل نامگذاري اين مدار به «زمين‌آهنگ» هم همين است. از آنجايي كه ماهواره در اين مدار يك‌سوم زمين را پوشش مي‌دهد، با قرار دادن سه ماهواره در اين مدار تقريبا مي‌توان تمام كره زمين را (جز مناطق قطبي) پوشش داد. همچنين براي ارتباط با ماهواره موجود در مدار GEO آنتن روي زمين مي‌تواند همواره در يك جهت تنظيم شود. به دليل همين ويژگي‌هاي منحصر‌به‌فرد، مدار GEO يك منبع راهبردي براي كاربري‌هاي مخابراتي، پخش و 
هواشناسي است. 
ماهواره‌ها از طريق سيگنال‌هاي راديويي عمل كرده و از طيف فركانس راديويي براي ارايه خدمات استفاده مي‌كنند. طيف فركانس راديويي، يك باند مشخص از طيف الكترومغناطيسي است كه اجازه مي‌دهد ماهواره با زمين ارتباط برقرار كند. بنابراين ماهواره‌ها براي اينكه بتوانند در مدار GEO عمل كنند نياز به موقعيت‌ مداري و فركانس تخصيص‌يافته دارند. با توجه به مزاياي سياسي، اقتصادي و اجتماعي ناشي از كاركرد ماهواره‌ها در مدار GEO، در 50 سال گذشته، درخواست‌ها و رقابت براي موقعيت‌هاي مداري و فركانس در اين مدار به‌ شدت افزايش يافته است. اتحاديه بين‌المللي مخابرات (ITU) نهاد بين‌المللي مسوول تخصيص اين فركانس‌ها و موقعيت مداري براي ماهواره‌هاست.
 با توجه به محدوديت‌هاي فركانسي و محدوديت‌هاي فني عملكرد ماهواره‌ها در فضا (به عنوان مثال لزوم حفظ فاصله متناسب با ساير ماهواره‌ها جهت جلوگيري از تداخل يا تصادم احتمالي) مدار GEO يك منبع محدود است يعني در زمان واحد تعداد مشخصي ماهواره مي‌تواند در آن قرار گرفته و فعاليت كند. اين محدوديت ذاتي باعث شده است كه ايجاد تعادل ميان دسترسي منصفانه و برابر به اين مدار و بهره‌برداري بهينه، كارآمد و اقتصادي‌ از آن امري دشوار باشد. 
ماده 44 اساسنامه ITU منافع كشورهاي در حال توسعه را در مديريت موقعيت مداري و طيف فركانس راديويي به رسميت مي‌شناسد. سازوكار اصلي تخصيص موقعيت مداري و فركانس راديويي روش موسوم به a posteriori بود (كه عموما مورد اعتراض كشورهاي در حال توسعه قرار گرفته). اين بدين معني است كه هر دولتي كه زودتر بتواند ماهواره خود را در مدار قرار دهد از منافع موقعيت مداري و فركانس راديويي بهره‌مند خواهد شد (first-come, first-served) . حق بهره‌برداري از يك موقعيت مداري مشخص موقت است و منجر به حق مالكيت نمي‌شود، اما موجب اين مي‌شود كه در زمان بهره‌برداري، از بهره‌بردار در قبال تعرض ديگران حمايت شود. از دهه 80 ميلادي، عمدتا به درخواست كشورهاي توسعه‌يافته، سازوكار ديگري موسوم به a priori براي تخصيص موقعيت/فركانس ايجاد شد كه تنها بر خدمات ثابت ماهواره‌اي (FSS) اعمال مي‌شوند. بر اساس اين سازوكار هر دولت يك موقعيت‌ مداري و يك فركانس براي كاركردهاي مخابراتي دريافت مي‌كند. 
اولين مجموعه كامل سيستم مخابراتي ماهواره‌اي جهاني حدودا 51 سال پيش در سال 1969 ميلادي در مدار GEO قرار گرفت. اين مجموعه شامل 7 ماهواره بود. سازمان ارتباطات ماهواره‌اي اروپايي (EUTELSAT) نيز كه در سال 1977 ميلادي تاسيس شد، امروزه 37 ماهواره در مدار GEO دارد كه از اين ماهواره‌ها براي پخش 7000 شبكه تلويزيوني و 1100 شبكه راديويي استفاده مي‌شود. مدار زمين‌آهنگ، يك منبع محدود و ارزشمند است. فعاليت در اين مدار در كنار حساسيت‌هاي سياسي، حساسيت‌هاي فني هم دارد، به عنوان مثال فعاليتي كه منجر به توليد زباله (debris) در اين مدار شود، به دليل ويژگي خاص و محدوديت فضاي آن، اثري مخرب‌تر خواهد داشت. اميد است با تلاش متخصصان و تمهيد توانمندي‌هاي فني و مالي لازم، امكان بهره‌مندي از اين مدار براي كشورمان فراهم شود.