কৃত্রিম উপগ্রহ বা স্যাটেলাইট ? কৃত্রিম উপগ্রহ কীভাবে স্থাপন করা হয়?

Print

প্রাচীনকালে মানুষের ধারনা ছিল পৃথিবীর সমতল, এই ধারনা থেকে সরিয়ে নিতে প্রথম পদক্ষেপ নিয়েছিলেন পিথাগোরাস। পৃথিবী সমতল নয় গোলাকার এ কথা বলার জন্য তখন তাকে নিয়ে অনেকেই হাসি ঠাট্টা করেছে। কিন্তু আজ এই একবিংশ শতাব্দীতে যখন মানুষের তৈরি কৃত্রিম উপগ্রহ বা স্যাটেলাইট এই গোল নগ্ন পৃথিবীর ছবি তুলে মানুষের কাছে পাঠিয়ে যাচ্ছে তখন না ফেরার দেশ থেকে পিথাগোরাসের মুচকি হাসিটি চোখে পড়বে আকাশের দিকে তাকালেই।যার প্রমান আজকাল গুগল ম্যাপ,গুগল আর্থ।
স্যাটেলাইট নিঃসন্দেহে এটি একবিংশ শতাব্দীর একটি অবিস্মরণীয় আবিষ্কার। প্রথম ও দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময় অন্য দেশের উপর নজরদারীর জন্য তৈরি করা হলে ও বর্তমানে পুরো বিশ্ব যেন দাঁড়িয়ে আছে স্যাটেলাইট প্রযুক্তির উপর। আবহাওয়া, ভূ-তত্ত্ব,যোগাযোগ আর গবেষণার মূল চালিকা শক্তিই যেন আকাশে ভাসতে থাকা এই পাল-তোলা নৌকাগুলো।পৃথিবীতে নৌকার পালে বাতাস লাগলে নৌকা এগিয়ে চলে।টিক তেমনি কৃত্রিম উপগ্রহের সাথে নৌকার পালের মতো জুড়ে দেয়া থাকে ক্রিস্টালাইন সিলিকনের সোলার প্যানেল। সেই সোলার প্যানেলে সূর্যের আলো এসে পড়লে তা ফটো-ভোল্টেইক পদ্ধতিতে বিদ্যুৎ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। এই শক্তি দিয়ে স্যাটেলাইট গুলো তাদের যাবতীয় কাজ সেরে ফেলে। প্রতিটি স্যাটেলাইট একটি অনুমদিত কক্ষপথে পৃথিবীকে প্রদক্ষিণ করতে থাকে। অনুমদিত কক্ষপথ আবার কি? এই যাবত প্রায় ৬হাজার ছয়শ কৃত্রিম উপগ্রহ ছাড়া হয়েছে পৃথিবী থেকে। এর মধ্যে বহাল তবিয়তে কাজ করে যাচ্ছে প্রায় সাড়ে তিন হাজার। এখন এতোগুলো কৃত্রিম উপগ্রহের যদি একটি করে নির্দিষ্ট কক্ষপথ না থাকে তাহলে যে কোনো মুহূর্তে একটির সাথে আরেকটি সংঘর্ষ হতে পারে। তথ্য পাঠানোর সময় হতে পারে ইন্টার্ফিয়ারেন্স বা ব্যতিচার। এজন্য সবার জন্য একটি নির্দিষ্ট কক্ষপথ ঠিক করে দেয়া হয়।এই কক্ষপথগুলো বিভিন্ন দূরত্বের হয়। স্যাটেলাইট পৃথিবীর চারপাশে ঘুরপাক খাওয়ার জন্য কোনো শক্তির প্রয়োজন হয় না। এটি একটি নির্দিষ্ট গতি সহকারে একবারই পৃথিবীর কক্ষপথে পাঠিয়ে দেয়া হয়। যেহেতু মহাকাশে কোনো ঘর্ষণ নেই তাই এই স্যাটেলাইট এই গতিতেই চলতে থাকে। এর গতি কোনো কারণে নষ্ট হলে সেই উপগ্রহটি বা স্যাটেলাইট ধীরে ধীরে পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ শক্তির টানে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে ভূ-পাতিত হয়।

তিন ধরণের কক্ষপথ আছেঃ

১.(LEO) একটি হলো নিম্নতর ভূ- আবর্তক (Low Earth Orbiter)। এরা পৃথিবীর সবচেয়ে কাছের কৃত্রিম উপগ্রহ। ভূপৃষ্ঠ থেকে প্রায় ৩০০ কিলোমিটার থেকে ২০০০ কিলোমিটারের মধ্যেই এরা ঘুরতে থাকে। যেহেতু এরা পৃথিবীর খুব কাছে তাই পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণে পৃথিবীতে আছড়ে পড়া থেকে বাঁচতে এদের গতি হতে হয় অনেক বেশি যা প্রতিসেকেন্ড ৭.৮কিলোমিটার ও ঘন্টায় ২৮০০০ কিলোমিটার । এরা দিনে প্রায় ৮-১৬ বার পুরো পৃথিবীকে প্রদক্ষিণ করে।
নিচের স্যাটেলাইট ১৬ বার আর উপরের স্যাটেলাইট ৮ বার করে প্রদক্ষিত করে।এই স্যাটেলাইট গুলো সাধারণত টেলিকম যোগাযোগ, আবহাওয়া বিষয়ক কৃত্রিম উপগ্রহ,
নজরদারীর, পৃথিবীর ছবি ভূ-তাত্ত্বিক গবেষণার উপগ্রহ এই কক্ষপথের সীমায় পৃথিবীকে আবর্তন করে। রাশিয়ার ছোড়া প্রথম উপগ্রহ স্পুটনিক-১ মাত্র ২১৫ কিলোমিটার উচ্চতায় উঠেছিলো। ৪০০ কিলোমিটার উচ্চতায় এখন রয়েছে আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশন (ISS)। আর ৩৯০ কিলোমিটার উপরে ছিলো রাশিয়ান মহাকাশ স্টেশন মির। ৫৯৫ কিলোমিটার উপরে ভেসে বেড়াচ্ছে হাবল মহাকাশ দূরবীক্ষণ। এরা সবাই কৃত্রিম উপগ্রহের কক্ষপথ সীমার নীচে।

২.(MEO বা GPS) নিম্নতর কক্ষপথ এর আরেকটু উপরের দিকের কক্ষপথ হলো মধ্যম ভূ-আবর্তক (Mid Earth Orbiter)।এর সীমা অনেক বড়। ভূ-পৃষ্ঠ থেকে প্রায় দুই হাজার কিলোমিটার থেকে শুরু করে প্রায় পঁয়ত্রিশ হাজার কিলোমিটার নিচে পর্যন্ত। এর ঠিক মাঝখানে অর্থাৎ ভূ-পৃষ্ঠ থেকে প্রায় বিশ হাজার কিলোমিটার উচ্চতায় রয়েছে ৩২ টি কৃত্রিম উপগ্রহ। এরা সবাই ১২ ঘন্টায় একবার অর্থাৎ দিনে ২ বার পৃথিবীকে প্রদক্ষীণ করে এই কক্ষপথের পরিধি ১৬৪০০০ কিলোমিটার এবং এই স্যাটেলাইট গুলো প্রতিসেকেন্ডে ৩.৯ কিলোমিটার স্পীডে পৃথিবীকে প্রদক্ষিত করে। এদরকে বলা হয় জিপিএস কৃত্রিম উপগ্রহ। জিপিএস অর্থ হলো গ্লোবাল পজিশনিং সিস্টেম। পৃথিবীর পৃষ্ঠে যে কোনো জিপিএস রিসিভার ডিভাইসযুক্ত বস্তুর অবস্থান জানার জন্য এই পদ্ধতি।বর্তমানে আমরা স্মার্টফোনে লোকেশন জানার জন্য ও গাড়ি, বিমান,জাহাজ ইত্যাদি ট্র্যাকিং সিস্টেমের জন্য এই স্তরের জিপিএস স্যাটেলাইট ব্যবহার করি থাকি।প্রথমে ২৪ টি কৃত্রিম উপগ্রহ ৬টি কক্ষপথে, প্রতিটিতে মোট ৪ টি করে উপগ্রহ স্থাপন করা হয়। এখন সেখানে আছে মোট ৩২ টি উপগ্রহ। এগুলো এমন ভাবে পৃথিবীকে প্রদক্ষিণ করে যেন পৃথিবীর যে কোন যায়গা থেকে কমপক্ষে ৪টি জিপিএস উপগ্রহকে সরলরৈখিকভাবে সংযুক্ত করা যায়। বাস্তবে নির্ভুলভাবে পৃথিবীর কোনো স্থানের স্থানাংক জানতে আমাদের কমপক্ষে চারটি কৃত্রিম উপগ্রহের প্রয়োজন হয়। সরলভাবে আমরা এর পেছনের গণিতটিকে দেখি –
(x – u)2 + (y – v)2 + (z – w)2 = (cs)2
এই সমীকরণে (x, y, z) হলো ভূ-পৃষ্ঠে দাঁড়িয়ে থাকা কোনো মানুষের স্থানাংক যার হাতে রয়েছে একটি জিপিএস রিসিভার। আর (u, v, w) হলো একটি কৃত্রিম উপগ্রহের স্থানাংক যেটি এখন ঐ ডিভাসটির সাথে সরলরৈখিকভাবে যোগাযোগ করছে। এদিকে‘c’ হলো আলোর গতি এবং ‘s’ হলো সরলভাবে ঐ ডিভাইস থেকে উপগ্রহে তথ্যআদান-প্রদান করতে প্রয়োজনীয় সময়। আমাদের লক্ষ্য হলো (x, y, z) এর মান নির্ণয় করা। তাহলে এই সমীকরণে অজানা রাশি চারটি, x, y, z ও s। তাই কমপক্ষে চারটি আলাদা সমীকরণ থেকে এই মানগুলো নির্ণয় করতে হবে। এই কারণেই কমপক্ষে চারটি কৃত্রিম উপগ্রহের প্রয়োজন হয়। বর্তমানে পৃথিবীর যে কোনো স্থানে দাঁড়েলে কমপক্ষে ছয়টি জিপিএস উপগ্রহের সাথে সরলরৈখিকভাবে যোগাযোগ করা যায়। এতে আরো নির্ভুল তথ্য পাওয়া সম্ভব হয়।
৩.(GEO) ভূস্থির কক্ষপথ বা ভূস্থির ক্রান্তিয় কক্ষপথ বা জিইও (ইংরেজি:Geostationary orbit) হল পৃথিবীর ক্রান্তিয় রেখা অঞ্চলের ৩৫,৭৮৬ কিলোমিটার ওপরে পৃথিবীকে কেন্দ্র করে একটি ঘুর্ণায়মান গোলাকৃতি কক্ষপথ। এই কক্ষপথে কোন বস্তুর ঘূর্নন গতি পৃথিবীর আহ্নিক গতির সমান অর্থাৎ পৃথিবী যে সময়ে একবার নিজ অক্ষে আবর্তন করে ঠিক একই সময়ে এই স্তরের স্যাটেলাইট পৃথিবীকে একবার আবর্তন করে।ভূস্থির কক্ষপথে অবস্থিত কৃত্রিম উপগ্রহগুলিকে পৃথিবী থেকে পর্যবেক্ষন করা হলে তা একই জায়গায় অবস্থান করে বলে মনে হয়। আবহাওয়া ও যোগাযোগ উপগ্রহগুলো সাধারণত ভূস্থির কক্ষপথে স্থাপন করা হয়।
ভূস্থির উপগ্রহগুলো যেহেতু পৃথিবীর একটি নির্দিষ্ট স্থানের উপর স্থির থাকে তাই এর সংকেত গ্রহণ করার অ্যান্টেনাগুলোকে সংকেত গ্রহণের জন্য তাদের অবস্থার পরিবর্তন করতে হয় না। অ্যান্টেনাগুলো আকাশের একটি নির্দিষ্ট দিকে তাক করে স্থায়ী ভাবে বসিয়ে দেওয়া যায়। ভূস্থির কক্ষপথ জিওসিংক্রোনাস বা ভূ-যুগপৎ কক্ষপথের একটি প্রকরণ।আরেকটি উদাহারন হলো
আমরা জানি সব স্যাটেলাইট গতিশীল চলমান তাহলে টিভি,ইন্টারনেট,আবহাওয়ার ডিশ এন্টেনা কিভাবে কাজ করবে ডিশ এন্টেনা সিগনাল আদানপ্রদান করার জন্য স্তিরশীল স্যাটেলাইট প্রায়োজন হয়।এই স্তীরশীল স্যাটেলাইট জন্য উচ্চতর ভূ-আবর্তক কক্ষপথ ব্যবহার করা হয়। জিওস্টেশনারি স্যাটেলাইট তবে বাস্তবে স্তিরশীল নয় গতিশীল। এই স্যাটেলাইটগুলো পৃথিবীর গতির সাথে মিল রেখে প্রতি সেকেন্ড ৩.০৭ কিলোমিটার স্পীডে, ২৪ ঘন্টায় ২৬৫০০০ কিলোমিটার পরিধি কক্ষপথ অতিক্রম করে একবার পৃথিবীকে প্রদক্ষিণ করে। তাই এটিকে পৃথিবীর কোনো একটি যায়গা থেকে স্তির বলে মনে হয়। এই ধরণের স্যাটেলাইটের কাজ হলো কোনো নির্দিষ্ট এলাকার আবহাওয়া বার্তা দেওয়া বা টিভি, টেলিকমিউনিকেশন যোগাযোগ রক্ষা করে।আমাদের বাংলাদেশের প্রথম স্যাটেলাইট বঙ্গবন্ধু ১ জিওস্টেশনারি স্যাটেলাইটের সাথে কক্ষপথে থাকবে।

কৃত্রিম উপগ্রহ কীভাবে স্থাপন করা হয়?

কোনো বস্তুকে যদি অভিকর্ষের সমান বলে বিপরীত দিকে ঠেলে দেয়া যায়, তবে যেখানে গিয়ে অভিকর্ষ বল নিষ্ক্রিয় হয়ে যাবে,সেখানে বস্তুটি চাঁদের মতো পৃথিবীর চারদিকে ঘুরতে থাকবে।এরজন্য স্যাটেলাইটকে প্রায় 930 কিলোমিটার উঁচুতে পাঠাতে হয়। এই উচ্চতায় তুলে ঘণ্টায় 39 হাজার কিলোমিটার বেগ দিয়ে পৃথিবীর সমান্তরালে ছেড়ে দিলেই এটি ঘুরতে থাকবে।আর মজার ব্যাপার হলো, এই বেগটা এক ধাপে তোলা যায় না। তোলা হয় তিন স্তরে।তিন স্তরে তোলার কারণ হলো প্রথম স্তরে থাকে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল। সেখানে এতো বেগে বায়ুর সাথে ঘর্ষণ হলে আগুন জ্বলে উঠবে এবং স্যাটেলাইট পুড়ে যাবে। এই জন্য বায়ুস্তর অতিক্রম করার পর এই বেগ তোলা হয়। উপগ্রহটি বসানো হয় রকেটের মাথায়। জ্বালানি এবং অন্যান্য যন্ত্রপাতি রকেটের ভিতরে থাকে। রকেটেরও তিনটি স্তর থাকে। নিচু স্তরের রকেটটি অন্য দুটো রকেট এবং স্যাটেলাইট বহন করে খাড়াভাবে 80 কিলোমিটার উপরে উঠে গিয়ে খসে পড়ে। এতে করে বায়ুমণ্ডলের সবচেয়ে ঘনস্তরের সাথে ঘর্ষণ এড়ানো যায়। এরপর দ্বিতীয় রকেটটি ভূস্তরের সাথে 450কোণ করে চলতে থাকে এবং তৃতীয় রকেটটিকে 160 কিলোমিটার উপরে তুলে দেয়। তখন এর বেগ হয় ঘণ্টায় 16 হাজার কিলোমিটার।এসময় দ্বিতীয় রকেটটি খসে পড়ে। তৃতীয় স্তরের রকেটটি ঘণ্টায় 39 হাজার কিলোমিটার বেগ সঞ্চার করে খসে পড়ে এবং উপগ্রহটি 930 কিলোমিটার উপরে উঠে ঘুরতে থাকে।এই উপগ্রহ পৃথিবীকে ঘুরে আসতে সময় লাগে দেড় ঘণ্টা থেকে দুই ঘণ্টা।তবে কিছু কিছু স্যাটেলাইট আছে, যাদের আবর্তনকাল পৃথিবীর আবর্তনকালের সমান অর্থাৎ 24 ঘণ্টা। সেই উপগ্রহকে পৃথিবীর যে স্থান থেকে উেক্ষপণ করা হয়েছে, সেইস্থানেই স্থির থাকতে দেখা যায়। এদেরকে বলে ভূস্থির উপগ্রহ বা জিওস্টেশনারি স্যাটেলাইট। কৃত্রিম উপগ্রহ এমনভাবে পৃথিবীর চতুর্দিকে ঘূর্ণায়মান হয়, যাতে এর গতির সেন্ট্রিফিউগাল বা বহির্মুখীন শক্তি ওকে বাইরের দিকে গতি প্রদান করে – কিন্তু পৃথিবীর মধ্যাকর্ষণ শক্তি একে পৃথিবীর আওতার বাইরে যেতে দেয় না। উভয় শক্তি কৃত্রিম উপগ্রহকে ভারসাম্য প্রদান করে এবং কৃত্রিম উপগ্রহটি পৃথিবীর চতুর্দিকে প্রদক্ষিণ করতে থাকে। যেহেতু মহাকাশে বায়ুর অস্তিত্ব নেই তাই এটি বাধাহীনভাবে পরিক্রমণ করে । কৃত্রিম উপগ্রহগুলো বৃত্তাকারে পরিক্রমণ করে না, তার গতি ডিম্বাকৃতির।

[ প্রিয় পাঠক, আপনিও বিডিসারাদিন24 ডট কম অনলাইনের অংশ হয়ে উঠুন। লাইফস্টাইল, স্বাস্থ্য, ভ্রমণ, ক্যারিয়ার, পরামর্শ, রান্নার রেসিপি, ফ্যাশন-রূপচর্চা ও ঘরোয়া টিপস নিয়ে লিখুন এবং সংশ্লিষ্ট বিষয়ে ছবিসহ মেইল করুন- bdsaradin24@gmail.com-এ ঠিকানায়। লেখা আপনার নামে প্রকাশ করা হবে। নারীকন্ঠ এবং মত-দ্বিমত বিভাগে প্রকাশিত লেখার বিষয়, মতামত, মন্তব্য লেখকের একান্ত নিজস্ব। লেখকের মতামত, বক্তব্যের বিষয়বস্তু বা এর যথার্থতা নিয়ে  bdsaradin24.com আইনগত বা অন্য কোনো ধরণের দায় গ্রহণ করে না। ]

প্রতি মুহুর্তের সর্বশেষ খবর পেতে এখানে ক্লিক করে আমাদের ফেইসবুক পেইজে লাইক দিন

(লেখাটি পড়া হয়েছে 1310 বার)


Print
এই পাতার আরও সংবাদ
bdsaradin24.com