İnsanlık günümüzde uzayla iç içedir. İnsan hayatını süregelen düzeyde ve kalitede devam ettirebilmesi için uzaya bağımlı hale gelmiştir. Dünyanın herhangi bir köşesinden haber veya olay yayını, meteorolojik raporlar, ülkeler arası ve kıtalar arası ses görüntü ve veri iletişimi, uçakların ve gemilerin yollarını bulması uydular ve uzay teknolojilerine bağlıdır.

Dünya üzerinde herhangi iki nokta arasında güvenilir ve geniş bantlı iletişim sağlamanın üç yolu vardır: Bunlar telsizler, karasal hatlar ve uydulardır. Bu yazımda da sizlere uydu sistemleri hakkında bilgi vereceğim.

Uydu Sistemleri, haberleşme alanında daha hızlı ve yüksek kapasiteli ama aynı zamanda da düşük maliyetli sistemler yaratma çabaları sonucunda ortaya çıkmıştır. Bir uydu, temel olarak, Dünya’dan sinyal alma ve bu sinyalleri bir transponder (entegre bir radyo sinyalleri alıcısı ve vericisi) kullanarak geri iletme yeteneğine sahip bağımsız bir iletişim sistemidir. Uydu, fırlatma sırasında saatte 28.100 km (17.500 mil) yörünge hızına kadar hızlanma şokuna ve öngörülen operasyonel ömrü boyunca radyasyona ve aşırı sıcaklıklara maruz kalabileceği bir uzay ortamına dayanıklı olmalıdır. Bu zorlukların üstesinden gelmek için uydular küçük olmalı ve hafif ve dayanıklı malzemelerden yapılmalıdır. Bakım veya onarım olasılığı olmadan uzay boşluğunda  %99,9’dan fazla çok yüksek bir güvenilirlikle çalışmalıdırlar.

Uydu sistemleri, karasal sistemlerin kullanılmadığı veya kullanılamadığı çok geniş bir ortamı kullanan sistemlerdir. Bu kapsamda, karasal sistemlerin önemli bir bölümü, yeryüzü ile birlikte uzayın yeryüzüne yakın ve çok daha atmosferin içerisinde kalan bölümünü kullanırlar. Bunun dışında kalan ve atmosferin dışında kalan uzayı kullanan sistemlere uzay uydu sistemleri denilebilir.

Uydunun ana bileşenleri:

• Sinyalleri alan ve yeniden ileten antenler ve transponderleri içeren iletişim sistemi
• Güç sağlayan güneş panellerini içeren güç sistemi
• Uyduyu hareket ettiren roketleri içeren tahrik sistemleridir.

Bir uydunun, onu doğru yörünge pozisyonuna getirmek ve bu pozisyonda ara sıra düzeltmeler yapmak için kendi tahrik sistemine ihtiyacı vardır. Jeostatik yörüngedeki bir uydu, Ay ve Güneş’in yerçekimi kuvveti nedeniyle her yıl kuzeyden güneye veya doğudan batıya bir derece sapabilir. Bir uydunun, konumunu ayarlamak için ara sıra ateşlenen iticileri vardır. Bir uydunun yörünge konumunu korumaya “istasyon tutma” denir. Uydunun iticilerini kullanan düzeltmelere “tutum kontrolü” denir. Bir uydunun ömrü, bu iticilere güç sağlamak için sahip olduğu yakıt miktarına göre belirlenir. Yakıt bittiğinde, uydu sonunda uzaya sürüklenir. Hizmet dışı kalır ve uzay enkazı haline gelir.

Yörüngedeki bir uydu, tüm ömrü boyunca sürekli çalışmak zorundadır. Elektronik sistemlerini ve iletişim yükünü çalıştırabilmek için dahili güce ihtiyaç duyar. Ana güç kaynağı, uydunun güneş panelleri tarafından kullanılan güneş ışığıdır. Bir uyduda ayrıca Güneş, Dünya tarafından engellendiğinde güç sağlamak için piller bulunur. Piller, güneş ışığı olduğunda güneş panelleri tarafından üretilen aşırı akımla yeniden şarj edilir.

Uydular −150 °C  ile 150 °C  arasındaki aşırı sıcaklıklarda çalışır ve uzayda radyasyona maruz kalabilir. Radyasyona maruz kalabilen uydu bileşenleri, alüminyum ve diğer radyasyona dayanıklı malzemelerle korunmaktadır. Bir uydunun termal sistemi, hassas elektronik ve mekanik bileşenlerini korur ve sürekli çalışmasını sağlamak için onu optimum çalışma sıcaklığında tutar. Bir uydunun termal sistemi ayrıca, aşırı ısındığında soğutma mekanizmalarını veya çok soğuduğunda ısıtma sistemlerini etkinleştirerek hassas uydu bileşenlerini sıcaklıktaki aşırı değişikliklerden korur.

Uydular üç farklı yörüngede çalışırlar:

• Düşük Dünya yörüngesi( Low Earth orbit) (LEO)
• Orta Dünya yörüngesi (Medium Earth orbit)(MEO)
• Yerdurağan veya jeosenkron yörünge (geostationary or geosynchronous orbit)(GEO)

LEO uyduları, Dünya’dan 160 km ile 1.600 km arasında bir yükseklikte konumlandırılmıştır. MEO uyduları, Dünya’dan 10.000 ila 20.000 km arasında çalışır. GEO uyduları, bir yörüngeyi tamamladıkları Dünya’nın 35.786 km üzerinde konumlanmıştır. 24 saat boyunca tek bir noktada sabit kalır. Yukarıda bahsedildiği gibi, küresel kapsama sağlamak için yalnızca üç GEO uydusu gerekirken, LEO’dan tüm Dünya’yı kapsamak için 20 veya daha fazla uydu ve MEO’da 10 veya daha fazla uydu gerekir. Ayrıca, LEO ve MEO’daki uydularla iletişim kurmak, uydular arasında kesintisiz bağlantı sağlamak için yerdeki izleme antenlerini gerektirir.

Uydu Uygulamaları

Telekomünikasyon hizmetleri, telefon aramalarını ve telefon şirketlerine sağlanan hizmetleri ve ayrıca kablosuz, mobil ve hücresel ağ sağlayıcılarını içerir.

Yayın hizmetleri, doğrudan tüketiciye iletilen radyo, televizyon ve mobil yayın hizmetlerini içerir. DTH veya uydu televizyonu hizmetleri doğrudan haneler tarafından alınır. Kablo ve ağ programlaması, büyük ölçüde uydu aracılığıyla yerel istasyonlara ve bağlı kuruluşlara iletilir. Uydular ayrıca programlamanın cep telefonlarına, kişisel dijital asistanlar ve dizüstü bilgisayarlar gibi diğer cihazlara iletilmesinde önemli bir rol oynar.

Veri iletişimi, verilerin bir noktadan diğerine aktarılmasını içerir. Çeşitli konumlar arasında finansal ve diğer bilgilerin değiş tokuş edilmesini gerektiren şirketler ve kuruluşlar, çok küçük açıklıklı terminal (VSAT) ağları aracılığıyla veri aktarımını kolaylaştırmak için uyduları kullanır. İnternetin büyümesiyle birlikte, önemli miktarda internet trafiği uydulardan geçerek, ISP’leri uydu hizmetleri için en büyük müşterilerden biri halindedir.

Kaynakça:

• TÜRKMEN, C. O. Uydu Sistemleri Genelkurmay Basımevi, s.43, Ankara 2001.
• britannica.com/technology/satellite-communication/Satellite-applications