TÜBİTAK UZAY, 2002 yılında başlayan uydu yapım çalışmaları sırasında oluşturmaya başladığı altyapı ve bilgi birikimini geliştirerek, anahtar teslimi uydu sistemlerinin üretilmesi için gereken altyapı ve yeteneklere sahip olmuştur.
Uydu sistemlerinin tüm yapısal, ısıl ve optik analizleri yapılmakta, tasarım, üretim, montaj, bütünleştirme ve testleri gerçekleştirilmektedir. Ayrıca, TÜBİTAK UZAY bünyesinde, bundan sonra yürütülebilecek uzay projeleri kapsamında kritik olacakları öngörülen üretim teknikleri, malzeme teknolojileri, test ve ölçüm düzenekleri, özel mekanizmalar ve kendiliğinden açılabilir yapılar gibi bir çok alana yönelik araştırma çalışmaları sürdürülmektedir.
Uyduların, yönelim ve yörünge belirleme ve kontrol alt sisteminin tasarım, inceleme, üretim ve doğrulama aşamaları için gerekli tüm yetenekler (yörünge ilerleticileri ve kestirimcileri, yönelim kestirimcileri ve denetleyicileri, gerçek zamanlı yazılım geliştirme altyapıları, sistem tasarım altyapıları) oluşturulmuştur. Ayrıca, bu alt sistemin donanımlarının (tepki tekeri, yıldız algılayıcı, manyetometre, vb.) tasarım, inceleme, üretim ve doğrulama aşamaları için gerekli yetenekler de kazanılmıştır.
Planlanma ve üretim aşamasında bulunan ve gelecekte değişik irtifalarda çeşitli görevler yerine getirecek uydular ve diğer projelerin görev tasarım ve analiz faaliyetleri de uydu sistem mühendisliği ekibince yürütülmektedir.
Oluşturulan altyapılar, uzay ve uydu alanının yanı sıra, faaliyet gösterilen diğer alanları ve disiplinler arası çalışmaları da desteklemektedir.
Haberleşme Sistemleri
RF ve mikrodalga pasif ve aktif devreler, antenler, iletişime özel taban bandı tasarımlarını yürütmektedir. Bu grubun yetenekleri, uzay ve hava araçları haberleşme sistemlerine yönelik anten tasarımlarını, platform modelleri üstünde anten performanslarının simüle edilerek ölçülmesini, LEO Uyduları için RF ve mikrodalga devre tasarım, gerçekleştirme ve testlerini, yüksek hızlı alıcı-verici sistemlerin tasarım, gerçekleştirilme ve testini, iletişime özel taban bandı işlemlerini (farklı yöntemlerle modulasyon/demodulasyon filtreleme, vb.) gerçekleştiren sistemlerin tasarım, modelleme, gerçekleştirim ve testlerini kapsamaktadır.
Mevcut elektronik tasarım yetenekleri, gelecek nesil uydu sistemlerinde kullanılması planlanan yeni alt sistemlerin gerçekleştirilmesi yönünde derinleştirilmektedir. Ayrıca, 2.5m çözünürlüklü optik uydu kamerası, yeni nesil uydu güç sistemi altyapısı, radyasyon ölçen bilimsel görev yükleri, farklı konfigürasyonlarda farklı amaçlarla kullanılabilecek uydu görev bilgisayarları, Spacewire, MilSTD-1553 gibi yeni nesil veri yollarını kullanan alt sistemler, görüntü işleme ve sıkıştırma sistemleri, yüksek veri hızlı alıcı/verici sistemleri, yönlendirilebilir anten sistemleri, yönelim belirleme ve kontrol elemanları gibi uydunun altyapılarını teşkil eden sistemleri geliştirme çalışmaları devam etmektedir.
Veri ve Görüntü İşleme
Uydu görüntü seviyelendirilmesi, kalibrasyon, anlamsal görüntü analizi, görüntü eşleme, 3-Boyutlu görüntüleme, örüntü ve nesne tanıma, yüksek performanslı hesaplama, 3D görselleştirme konularında çalışılmaktadır.
Görüntü İşleme Grubu, TÜBİTAK UZAY tarafından geliştirilen RASAT ve GÖKTÜRK-2 görüntüleme uyduları için görüntülerin seviyelendirilmesi, mutlak radyometrik ve geometrik kalibrasyon, kovan ve mermi çekirdekleri için otomatik balistik görüntü analizi ve tanısı çalışmalarını yürütmektedir.
Veri ve Görüntü İşleme Bölümü; anlamsal görüntü analizi, görüntü eşleme, 3-Boyutlu görüntüleme, örüntü ve nesne tanıma ve yüksek performanslı hesaplama alanlarında Ar-Ge projeleri gerçekleştirmektedir. Bu konularda,
Uydular; yörüngesinin Dünyaya olan uzaklığı, uydunun hızına bağlı olarak değişik tipte olurlar.
Uydu yörüngesi Dünyaya yaklaştıkça .. uyduyu yörüngesinde tutmak için gerekli hız artarken, yörünge uzaklaştıkça gerekli hız azalır.
Teorik olarak, bir uydu yörüngesine yerleştirildikten sonra, yerçekimi ve merkezcil kuvvet arasında denge bozulmadığı sürece yörüngesi de değişmeyecektir.
Yerçekimi kuvvetinde meydana gelen bir değişiklik veya her ne kadar az da olsa atmosferik sürtünme ve radyasyon etkileri gibi dış etkenler uydunun konumunu bozar.
Bu nedenle, aslında tüm uydular irtifalarına bağlı olarak çok az miktarda da olsa zamanla Dünyaya doğru düşmektedirler.
Fakat Dünyaya en yakın olan Alçak İrtifa Uydularının bile bu düşüşü bir gün süresinde metreler seviyesinde olduğu içi atmosfere girmesi 100 yıldan daha fazla bir zaman alır.
Uzaydaki yörüngeler daire, elips, hiperbol, parabol gibi konik şekillerde olabilirler. Çok genel olarak uydu yörüngeleri; Dünyaya olan uzaklıklarına ve kullanım amaçlarına göre adlandırılır.
1- DÜNYAYA UZAKLIKLARINA GÖRE SINIFLANDIRMA
Low Earth Orbit (LEO) Alçak İrtifa Uydu Yörüngeleri: Mesafe açısından yerküreye en yakın yörünge çeşididir. LEO uyduların yerküreye uzaklığı 180-2000 km arasında değişmektedir. Yer gözlem uydularının kullandığı yörünge çeşididir.
Medium Earth Orbit (MEO) Orta İrtifa Uydu Yörüngeleri: Dünya yüzeyinden 200035000 km mesafeyi kapsar. Genellikle GPS uydularının ve belirli yerleri gözlemleyebilmek için üretilen yer gözlem uydularının kullandığı yörünge çeşididir.
High Earth Orbit (HEO) Yüksek İrtifa Yörüngeleri: Dünya yüzeyine uzaklığı 35000 km den daha fazla mesafeye sahip yörüngelerdir. Yer senkron (geosynchronous) yörünge en çok kullanılan çeşididir.
Ekvator düzlemi üzerinde yerden 35780 km irtifada bulunan uydu, Dünya ile aynı hızda dairesel bir yörüngede dönmesi nedeniyle Dünya üzerindeki istenilen bir noktaya göre sürekli olarak aynı yerde kalmaktadır. Genellikle meteoroloji ve iletişim uydularının kullandığı yörünge çeşididir.
Televizyon ve Radyo yayınlarının iletildiği uydular bunlardır.
2- KULLANIM AMAÇLARINA GÖRE SINIFLANDIRMA
Haberleşme Uyduları: Global haberleşme amaçlı uydular, yere göre sabit noktada bulunmaları ve döngüsünü 24 saatte (23.94 saat) yapmaları zorunluluğu nedeniyle, yaklaşık 35,784 km deki yere eş zamanlı (yer senkron) yörüngeye yerleştirilmektedirler.
Bu amaca yönelik olarak kullanılan uydular, yeryüzünde bulunan bir verici yer sisteminden gönderilen elektromanyetik dalga (RF) sinyallerini alan ve sinyallerin taşıyıcı frekanslarını değiştirip kuvvetlendirerek tekrar yeryüzünün bir başka noktasındaki (kapsama alanı içinde) alıcı sisteme ileten bir çeşit uzay aracıdır. Geometrik avantajları nedeniyle, noktadan noktaya, bir noktadan çok noktaya, çok noktadan çok noktaya ve çoklu noktadan tek noktaya, her türlü telefon, data, teleks, faks haberleşmesi, veri toplanması ve televizyon iletimi uygulamaları için en uygun uzak iletişim araçlarıdır. Bu özelliği nedeniyle, Internet ağları için yoğun olarak tercih edilen iletişim şekli uydu haberleşmedir.
Askeri Amaçlı Uydular: Askeri amaçlı uydular belirlenen noktaların fotoğrafını çekmekte, denizcilik ve havacılık için kesin konum sağlamakta, Silahlı Kuvvetlerin kendi içinde bilgi alışverişine olanak sağlamaktadır. Bu uydular, değişik amaçlar doğrultusunda sınıflandırılırken yörüngeleri de amaçlarına uygun bir şekilde değişmektedir. Genel olarak yörüngeler 150-400 km arasındadır.
Bunun yanı sıra 7.000-36.000 km arasında erken uyarı uyduları, yer senkron yörüngedeki haber alma uyduları, 250.000 km yükseklikteki konumlandırma uyduları, 110.000 kmde nükleer patlamaları saptama uyduları mevcuttur.
Meteoroloji Uyduları: Askeri ve sivil amaçlarla hava koşullarının önceden ve doğru olarak bilinmesi gerekir. Bu nedenle kesin ve güvenilir bir şekilde hava koşullarının sağlanabilmesi için meteoroloji uydu sistemleri kullanılmaya başlanmıştır.
a) Yeryüzüne göre sabit konumlu yörüngelerdeki yer senkron uydular,
b) Yakın kutupsal yörüngeli uydular seklinde ikiye ayrılmaktadır.
Kutupsal yörüngeli uyduların yüksekliğinin (650km-1500km) geniş bir aralıkla değişebilir olmasına karşılık, sabit uydular ekvator düzlemindeki yer senkron yörüngeye yerleştirilmiştir.
Bölgesel meteoroloji verilerin daha kesin elde edilebilmesi için çoğunlukla yakın kutupsal yörüngeler bu amaçla kullanılmaktadır.
Uzay Araştırma Uyduları: Bu uydular amaçlarına göre değişik parabolik yörüngeye, ağırlığa ve donanıma sahip olmaktadırlar. Amaçlarına göre; Astronomi Uyduları, Jeodezi Uyduları, İyonosfer Gözlem Uyduları, Atmosfer Gözlem Uyduları, Manyetosfer Gözlem Uyduları, Meteor Gözlem Uyduları, Güneş Sistemi Gözlem Uyduları gibi sınıfları mevcuttur.
Altta; Alçak irtifa yörüngesindeki, Yer Gözlem Uydusundan çekilmiş foto görülüyor.
Uydu sistemlerinin tüm yapısal, ısıl ve optik analizleri yapılmakta, tasarım, üretim, montaj, bütünleştirme ve testleri gerçekleştirilmektedir. Ayrıca, TÜBİTAK UZAY bünyesinde, bundan sonra yürütülebilecek uzay projeleri kapsamında kritik olacakları öngörülen üretim teknikleri, malzeme teknolojileri, test ve ölçüm düzenekleri, özel mekanizmalar ve kendiliğinden açılabilir yapılar gibi bir çok alana yönelik araştırma çalışmaları sürdürülmektedir.
Uyduların, yönelim ve yörünge belirleme ve kontrol alt sisteminin tasarım, inceleme, üretim ve doğrulama aşamaları için gerekli tüm yetenekler (yörünge ilerleticileri ve kestirimcileri, yönelim kestirimcileri ve denetleyicileri, gerçek zamanlı yazılım geliştirme altyapıları, sistem tasarım altyapıları) oluşturulmuştur. Ayrıca, bu alt sistemin donanımlarının (tepki tekeri, yıldız algılayıcı, manyetometre, vb.) tasarım, inceleme, üretim ve doğrulama aşamaları için gerekli yetenekler de kazanılmıştır.
Planlanma ve üretim aşamasında bulunan ve gelecekte değişik irtifalarda çeşitli görevler yerine getirecek uydular ve diğer projelerin görev tasarım ve analiz faaliyetleri de uydu sistem mühendisliği ekibince yürütülmektedir.
Oluşturulan altyapılar, uzay ve uydu alanının yanı sıra, faaliyet gösterilen diğer alanları ve disiplinler arası çalışmaları da desteklemektedir.
Haberleşme Sistemleri
RF ve mikrodalga pasif ve aktif devreler, antenler, iletişime özel taban bandı tasarımlarını yürütmektedir. Bu grubun yetenekleri, uzay ve hava araçları haberleşme sistemlerine yönelik anten tasarımlarını, platform modelleri üstünde anten performanslarının simüle edilerek ölçülmesini, LEO Uyduları için RF ve mikrodalga devre tasarım, gerçekleştirme ve testlerini, yüksek hızlı alıcı-verici sistemlerin tasarım, gerçekleştirilme ve testini, iletişime özel taban bandı işlemlerini (farklı yöntemlerle modulasyon/demodulasyon filtreleme, vb.) gerçekleştiren sistemlerin tasarım, modelleme, gerçekleştirim ve testlerini kapsamaktadır.
Mevcut elektronik tasarım yetenekleri, gelecek nesil uydu sistemlerinde kullanılması planlanan yeni alt sistemlerin gerçekleştirilmesi yönünde derinleştirilmektedir. Ayrıca, 2.5m çözünürlüklü optik uydu kamerası, yeni nesil uydu güç sistemi altyapısı, radyasyon ölçen bilimsel görev yükleri, farklı konfigürasyonlarda farklı amaçlarla kullanılabilecek uydu görev bilgisayarları, Spacewire, MilSTD-1553 gibi yeni nesil veri yollarını kullanan alt sistemler, görüntü işleme ve sıkıştırma sistemleri, yüksek veri hızlı alıcı/verici sistemleri, yönlendirilebilir anten sistemleri, yönelim belirleme ve kontrol elemanları gibi uydunun altyapılarını teşkil eden sistemleri geliştirme çalışmaları devam etmektedir.
Veri ve Görüntü İşleme
Uydu görüntü seviyelendirilmesi, kalibrasyon, anlamsal görüntü analizi, görüntü eşleme, 3-Boyutlu görüntüleme, örüntü ve nesne tanıma, yüksek performanslı hesaplama, 3D görselleştirme konularında çalışılmaktadır.
Görüntü İşleme Grubu, TÜBİTAK UZAY tarafından geliştirilen RASAT ve GÖKTÜRK-2 görüntüleme uyduları için görüntülerin seviyelendirilmesi, mutlak radyometrik ve geometrik kalibrasyon, kovan ve mermi çekirdekleri için otomatik balistik görüntü analizi ve tanısı çalışmalarını yürütmektedir.
Veri ve Görüntü İşleme Bölümü; anlamsal görüntü analizi, görüntü eşleme, 3-Boyutlu görüntüleme, örüntü ve nesne tanıma ve yüksek performanslı hesaplama alanlarında Ar-Ge projeleri gerçekleştirmektedir. Bu konularda,
- Denizüstü Platform Teşhisi (DÜPT)
- Balistik Analiz Sistemi (BALİSTİKA)
- RTÜK Sayısal Kayıt Arşiv ve Analiz Sistemi (SKAAS)
- SKAAS Kavram Tanıma Sistemi (KAVTAN)
- Akıllı Güvenlik Sistemleri (AGS)
Uydular; yörüngesinin Dünyaya olan uzaklığı, uydunun hızına bağlı olarak değişik tipte olurlar.
Uydu yörüngesi Dünyaya yaklaştıkça .. uyduyu yörüngesinde tutmak için gerekli hız artarken, yörünge uzaklaştıkça gerekli hız azalır.
Teorik olarak, bir uydu yörüngesine yerleştirildikten sonra, yerçekimi ve merkezcil kuvvet arasında denge bozulmadığı sürece yörüngesi de değişmeyecektir.
Yerçekimi kuvvetinde meydana gelen bir değişiklik veya her ne kadar az da olsa atmosferik sürtünme ve radyasyon etkileri gibi dış etkenler uydunun konumunu bozar.
Bu nedenle, aslında tüm uydular irtifalarına bağlı olarak çok az miktarda da olsa zamanla Dünyaya doğru düşmektedirler.
Fakat Dünyaya en yakın olan Alçak İrtifa Uydularının bile bu düşüşü bir gün süresinde metreler seviyesinde olduğu içi atmosfere girmesi 100 yıldan daha fazla bir zaman alır.
Uzaydaki yörüngeler daire, elips, hiperbol, parabol gibi konik şekillerde olabilirler. Çok genel olarak uydu yörüngeleri; Dünyaya olan uzaklıklarına ve kullanım amaçlarına göre adlandırılır.
1- DÜNYAYA UZAKLIKLARINA GÖRE SINIFLANDIRMA
Low Earth Orbit (LEO) Alçak İrtifa Uydu Yörüngeleri: Mesafe açısından yerküreye en yakın yörünge çeşididir. LEO uyduların yerküreye uzaklığı 180-2000 km arasında değişmektedir. Yer gözlem uydularının kullandığı yörünge çeşididir.
Medium Earth Orbit (MEO) Orta İrtifa Uydu Yörüngeleri: Dünya yüzeyinden 200035000 km mesafeyi kapsar. Genellikle GPS uydularının ve belirli yerleri gözlemleyebilmek için üretilen yer gözlem uydularının kullandığı yörünge çeşididir.
High Earth Orbit (HEO) Yüksek İrtifa Yörüngeleri: Dünya yüzeyine uzaklığı 35000 km den daha fazla mesafeye sahip yörüngelerdir. Yer senkron (geosynchronous) yörünge en çok kullanılan çeşididir.
Ekvator düzlemi üzerinde yerden 35780 km irtifada bulunan uydu, Dünya ile aynı hızda dairesel bir yörüngede dönmesi nedeniyle Dünya üzerindeki istenilen bir noktaya göre sürekli olarak aynı yerde kalmaktadır. Genellikle meteoroloji ve iletişim uydularının kullandığı yörünge çeşididir.
Televizyon ve Radyo yayınlarının iletildiği uydular bunlardır.
2- KULLANIM AMAÇLARINA GÖRE SINIFLANDIRMA
Haberleşme Uyduları: Global haberleşme amaçlı uydular, yere göre sabit noktada bulunmaları ve döngüsünü 24 saatte (23.94 saat) yapmaları zorunluluğu nedeniyle, yaklaşık 35,784 km deki yere eş zamanlı (yer senkron) yörüngeye yerleştirilmektedirler.
Bu amaca yönelik olarak kullanılan uydular, yeryüzünde bulunan bir verici yer sisteminden gönderilen elektromanyetik dalga (RF) sinyallerini alan ve sinyallerin taşıyıcı frekanslarını değiştirip kuvvetlendirerek tekrar yeryüzünün bir başka noktasındaki (kapsama alanı içinde) alıcı sisteme ileten bir çeşit uzay aracıdır. Geometrik avantajları nedeniyle, noktadan noktaya, bir noktadan çok noktaya, çok noktadan çok noktaya ve çoklu noktadan tek noktaya, her türlü telefon, data, teleks, faks haberleşmesi, veri toplanması ve televizyon iletimi uygulamaları için en uygun uzak iletişim araçlarıdır. Bu özelliği nedeniyle, Internet ağları için yoğun olarak tercih edilen iletişim şekli uydu haberleşmedir.
Askeri Amaçlı Uydular: Askeri amaçlı uydular belirlenen noktaların fotoğrafını çekmekte, denizcilik ve havacılık için kesin konum sağlamakta, Silahlı Kuvvetlerin kendi içinde bilgi alışverişine olanak sağlamaktadır. Bu uydular, değişik amaçlar doğrultusunda sınıflandırılırken yörüngeleri de amaçlarına uygun bir şekilde değişmektedir. Genel olarak yörüngeler 150-400 km arasındadır.
Bunun yanı sıra 7.000-36.000 km arasında erken uyarı uyduları, yer senkron yörüngedeki haber alma uyduları, 250.000 km yükseklikteki konumlandırma uyduları, 110.000 kmde nükleer patlamaları saptama uyduları mevcuttur.
Meteoroloji Uyduları: Askeri ve sivil amaçlarla hava koşullarının önceden ve doğru olarak bilinmesi gerekir. Bu nedenle kesin ve güvenilir bir şekilde hava koşullarının sağlanabilmesi için meteoroloji uydu sistemleri kullanılmaya başlanmıştır.
a) Yeryüzüne göre sabit konumlu yörüngelerdeki yer senkron uydular,
b) Yakın kutupsal yörüngeli uydular seklinde ikiye ayrılmaktadır.
Kutupsal yörüngeli uyduların yüksekliğinin (650km-1500km) geniş bir aralıkla değişebilir olmasına karşılık, sabit uydular ekvator düzlemindeki yer senkron yörüngeye yerleştirilmiştir.
Bölgesel meteoroloji verilerin daha kesin elde edilebilmesi için çoğunlukla yakın kutupsal yörüngeler bu amaçla kullanılmaktadır.
Uzay Araştırma Uyduları: Bu uydular amaçlarına göre değişik parabolik yörüngeye, ağırlığa ve donanıma sahip olmaktadırlar. Amaçlarına göre; Astronomi Uyduları, Jeodezi Uyduları, İyonosfer Gözlem Uyduları, Atmosfer Gözlem Uyduları, Manyetosfer Gözlem Uyduları, Meteor Gözlem Uyduları, Güneş Sistemi Gözlem Uyduları gibi sınıfları mevcuttur.
Altta; Alçak irtifa yörüngesindeki, Yer Gözlem Uydusundan çekilmiş foto görülüyor.
Moderatör tarafında düzenlendi:
