Skip to content Skip to navigation

Yer Gözlem Uydularımızla İletişim İçin Milli Yer İstasyonu

Ferda Topcan
28/02/2019 - 18:32

2015 yılında başlayan Milli Yer İstasyonu Geliştirme Projesi (MİYEG), TÜBİTAK Uzay Teknolojileri Araştırma Enstitüsü (TÜBİTAK UZAY) tarafından yürütülüyor. Proje ile Türkiye’nin şu anda görev yapan ve gelecekte fırlatılması planlanan yer gözlem uydularının Dünya ile iletişim kurması için ihtiyaç duyulan yer istasyonu sistemleri Türkiye’de tasarlanıp üretilebilecek.

Proje kapsamında reflektör anten sistemi, haberleşme sistemi, yer istasyonu kontrol sistemi yazılım ve donanımları, uydu komuta kontrol yazılımları, yer gözlem uyduları tarafından çekilen ham görüntülerin anlamlı hale getirilmesini sağlayacak veri kıymetlendirme yazılımının ülkemizde geliştirilmesi planlanıyor. Projede ayrıca alçak irtifa yörünge (LEO) uydularında kullanılabilecek özellikte GPS (küresel konumlama sistemi) alıcısı da geliştirilecek.

Milli Yer İstasyonu Geliştirme Projesi kapsamında geliştirilen teknolojiler halen uzayda görev yapan RASAT, GÖKTÜRK-1 ve GÖKTÜRK-2 uydularının yanı sıra şu an tasarım aşamasında olan İMECE uydusu ile gelecekte üretilecek yer gözlem uydularıyla uyumlu çalışabilecek özellikte tasarlanıyor.

Yer gözlem uyduları çevre araştırmaları, tarımsal faaliyetleri izleme, şehircilik ve afet izleme gibi alanlarda kullanılıyor. Halen uzayda görev yapan yer gözlem uydularımız Dünya’nın yüzeyinden yaklaşık 700 kilometre yüksekte dolanıyor. Yer gözlem uydularımızın yörünge periyotları (Dünya etrafında bir tur atma süresi) yaklaşık 98 dakikadır. Dolayısıyla bir gün boyunca Dünya etrafında yaklaşık 14 tur atarlar. Yer gözlem uydularımız Güneş’e eş zamanlı yörüngede hareket eder. Bu sayede Dünya üzerinde görüntüledikleri bölgeler her zaman aydınlıktır.

Gezgin Blog - Etna Yanardağı’nın 11 Kasım 2018 RASAT uydusu tarafından çekilen görüntüsü

Yer gözlem uyduları ile iletişim kurmak, uyduların konumunu takip etmek ve uyduların topladığı verileri (örneğin çektiği fotoğrafları) Dünya’ya iletmek için yer kontrol istasyonlarına ihtiyaç duyulur. Yer kontrol istasyonları ile uydular arasındaki iletişim radyo dalgaları aracılığıyla yapılır. Uyduların üzerindeki vericilerin tüketebileceği enerji miktarının sınırlı olmasından dolayı uydudan gelen sinyaller zayıf sinyallerdir. Bu zayıf sinyallerin tespit edilebilmesi içinse büyük antenlere ihtiyaç duyulur.

MİYEG projesi kapsamında anten üretiminin tamamlanmasıyla projenin önemli bir aşaması gerçekleştirildi. Üretimi tamamlanan 7,3 metre çapındaki anten şu ana kadar Türkiye’de tasarlanan ve üretilen en büyük çaplı reflektör anteni. Projenin gelinen aşamasında Cassegrain türündeki reflektör anteni oluşturan on panel birleştirildi ve orta göbeğin montajı tamamlandı. Orta göbeğin içerisine uyduya gönderilecek sinyalin 100 W güce kadar çıkarılmasına imkân veren ve tasarımı ve üretimi ülkemizde gerçekleştirilen yüksek güç yükselteçleri (high power amplifier) yerleştirilecek.

Geliştirilen anten ile yer gözlem uydularımızla S ve X bantta haberleşme sağlanabilecek. S bandındaki sinyallerin frekansı 2-4 gigahertz aralığındadır. S bandından uyduya hem sinyal gönderilebilir hem de uydudan sinyal alınabilir. Uydudan gelen S bandındaki sinyaller uydunun genel durumu ile ilgili bilgileri yer istasyonuna iletir. Uyduya gönderilen S bandındaki sinyaller ile de uydunun kontrolünü sağlamada kullanılan komutlar ve uyduya yeryüzü görüntülerini alması için görev bilgileri gönderilir. X bandındaki sinyallerin frekansı ise 8-12 gigahertz aralığındadır. X bandından uyduya sinyal gönderilmez, sadece uydudan gelen sinyaller alınır. Uydudan gelen X bandındaki sinyaller uydunun çektiği görüntüleri yer istasyonuna iletir.

Antenler elektromanyetik dalgaları toplayan ya da elektromanyetik dalga yayan cihazlardır. Uydularla iletişimde çoğunlukla reflektör (yansıtıcı) antenler kullanılır. Reflektör antenlerin yüzeyi yansıtıcı özelliğe sahip bir malzemeyle kaplıdır. Cassagrain reflektör antenlerde içbükey şekilli ana yansıtıcının odak noktasına yakın bir noktada dışbükey şekilli ikinci bir yansıtıcı yüzey (subreflektör) bulunur. Ana yansıtıcının merkezine, antene gelen X bandındaki sinyalleri alan X bant besleyici yerleştirilir. Subreflektörün arkasına ise S bandındaki sinyalleri alan ve S bandında sinyal gönderen S bant besleyici yerleştirilir. Aşağıdaki çizimde Cassagrain türündeki antenin yapısını inceleyebilirsiniz.

 

Ana yansıtıcı, yüzeyine gelen X ve S bandındaki sinyalleri subreflektöre yansıtır. Subreflektör, X bandındaki sinyali yansıtan ancak S bandındaki sinyali geçiren bir malzemeden üretilmiştir. Böylece subreflektörden geçen S bandındaki sinyal, S bant besleyici tarafından alınıp anten sisteminin S bant alıcı hattına iletilir. Subreflektörden geçemeyip geri yansıyan X bandındaki sinyal ise X bant besleyici tarafından alınıp anten sisteminin X bant alıcı hattına iletilir. Bu şekilde X ve S bandında aynı anda gelen sinyaller birbirinden ayrılarak aynı anda işlenebilir.

Antenin uyduyla haberleşebilmesi için uyduyu takip edebilecek bir hareket mekanizmasına ihtiyaç vardır. MİYEG projesi kapsamında, bu amaçla kullanılacak hareket sisteminin tasarımı ve üretimi de ülkemizde gerçekleştirildi. Bu sayede anten üç eksende hareket edebiliyor ve yarım küreyi tamamen tarayabiliyor.

Üretimi tamamlanan reflektör anten gerekli testlerin tamamlanmasının ardından TÜBİTAK UZAY binasının çatısına kurulacak. Besleyici, reflektör ve frekans seçici yüzey (subreflektör), hareket sistemi, yer istasyonu kontrol sistemi (istasyon ve anten kontrol sistemi), haberleşme, görüntüleme sistemi ile ilgili modül ve yazılımlardan oluşan Milli Yer İstasyonu Geliştirme Projesi’nin 2020’de tamamlanarak yer gözlem uydularımızın Dünya ile iletişiminin sağlanmasında kullanılmaya başlanması hedefleniyor.

 

Yazar Hakkında:
Ferda Topcan
Başuzman Araştırmacı
TÜBİTAK Uzay Teknolojileri Araştırma Enstitüsü

İlgili İçerikler

Gökbilim ve Uzay

Satürn ve ilkdördün evresindeki Ay 8 Eylül’de gökyüzünde birlikte görülebilir. 20 Eylül’de ise Ay ve Boğa Takımyıldızı’nın en parlak yıldızı Aldebaran yakın görünümde. Her iki gökcismini gece yarısına yakın saatlerde batı ufkunun üzerinde görebilirsiniz. 23 Eylül sonbahar ılımı yani gece ve gündüz sürelerinin eşit olduğu tarih.

Gökbilim ve Uzay

Maden cevherlerinden metalleri özütlemek için mikroorganizmalardan yararlanılan yöntemler biyomadencilik olarak adlandırılır. Biyomadenciliğin yeryüzündeki tarihi 1950’lere kadar gider. Günümüzde bazı araştırmacılar Uluslararası Uzay İstasyonu’nda (ISS) uzayda biyomadencilikle ilgili çalışmalar yapıyor.

Gökbilim ve Uzay

Türkiye’de tasarlanıp üretilen ilk yer gözlem uydusu olan RASAT, sekiz yıldır Dünya’nın çevresindeki yörüngesinde dolanarak görüntü almaya devam ediyor. TÜBİTAK Uzay Teknolojileri Araştırma Enstitüsü (TÜBİTAK UZAY) mühendisleri tarafından tasarlanıp büyük ölçüde ülkemizde üretilen RASAT, 17 Ağustos 2011’de Rusya’daki Yasny Fırlatma Üssü’nden uzaya fırlatılmıştı.

Gökbilim ve Uzay

Gezegenler yıldızların, uydular da gezegenlerin etrafında dolanır. Peki büyük uyduların küçük uydulara sahip olması da mümkün müdür? Eğer bu tür “altuydular” sadece etrafında dolandıkları uydunun kütleçekimi etkisinde hareket etseydi cevap kesinlikle evet olurdu. 

Gökbilim ve Uzay

Merkür, ağustos ayında, yıl içinde gün doğumundan önce gözlemlendiği zamanlar arasında en parlak görünümde. Jüpiter ve Satürn ise Güneş’in batışından sonra gökyüzünde görülebilir.

Gökbilim ve Uzay

Teknoloji mağazalarından bile kolayca satın alınabilen küçük boyuttaki döner kanatlı İHA’ların devasa yolcu uçaklarına büyük hasarlar vererek uçuş güvenliğini tehlikeye atabileceğini biliyor muydunuz?

Gökbilim ve Uzay

Konya Bilim Merkezi tarafından ilki 2018’de düzenlenen Astrofest gökyüzü gözlem etkinliği bu yıl 12-14 Temmuz tarihleri arasında Kapadokya’da gerçekleştirildi. “Herkese biraz gökyüzü!” sloganı ile düzenlenen etkinliğe gençler aileleriyle birlikte katıldı.

Gökbilim ve Uzay

20 yıldır Dünya’nın çevresindeki yörüngesinde dolanan Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) geçmişten günümüze birçok araştırmacı astronota ev sahipliği yapıyor. Çoğunlukla altı ay süren görevleri boyunca Dünya’dan uzakta kalan astronotlar, su ve hava gibi temel ihtiyaçlarını karşılamak için ISS’nin özel sistemlerinden yararlanıyor.

Gökbilim ve Uzay

Şili’deki ALMA teleskoplarıyla gözlemler yapan bir grup gökbilimci, Dünya’ya yaklaşık 1500 ışık yılı mesafedeki genç bir yıldızın etrafında tuz molekülleri tespit etti. Dr. A. Ginsburg ve arkadaşları tarafından yapılan araştırmanın sonuçları Astrophysical Journal’da yayımlandı.

Gökbilim ve Uzay

Ay, Güneş’ten sonra gökyüzündeki en parlak ikinci gökcismi. Ay gökyüzü gözlemcilerine çıplak gözle gerçekleştirebilecekleri birçok gözlem imkânı sunuyor. Örneğin her gece gökyüzünde Ay’ı farklı bir şekilde görürüz. Çünkü Dünya etrafındaki yörünge hareketi sırasında Ay’ın Güneş’e göre konumu sürekli değişir.