अंतरिक्ष · लेख
उपग्रह कैसे काम करते हैं: कक्षा के प्रकार और रोज़मर्रा के उपयोग की व्याख्या
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संक्षेप में
उपग्रह ऊपर रहते हैं क्योंकि गुरुत्वाकर्षण उन्हें पृथ्वी की ओर खींचता रहता है जबकि उनकी पार्श्व गति उन्हें कभी भी उतरने से रोकती है — यह संतुलन है जो एक कक्षा को परिभाषित करता है। इस बात पर निर्भर करता है कि वे कितनी ऊंचाई पर और कितनी तेजी से उड़ते हैं, उपग्रह तीन मुख्य परिवारों में आते हैं (कम, मध्य और भू-स्थिर कक्षा), प्रत्येक एक अलग काम के लिए उपयुक्त है जैसे GPS नेविगेशन, मौसम ट्रैकिंग या ब्रॉडबैंड इंटरनेट, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी, NOAA और यूएस सरकार के GPS प्रोग्राम के अनुसार।
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एक उपग्रह कक्षा में कैसे रहता है
कक्षा वह पथ है जो एक वस्तु गुरुत्वाकर्षण के खिंचाव में एक बड़े पिंड के चारों ओर अनुसरण करती है; यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के बाल शिक्षा पृष्ठ में नोट किया गया है कि कक्षाएं गुरुत्वाकर्षण द्वारा आकार दी जाती हैं और अक्सर दीर्घवृत्ताकार होती हैं, जिसका अर्थ बिल्कुल गोलाकार के बजाय अंडाकार है। एक उपग्रह को दी गई ऊंचाई पर ठीक उतनी ही गति दी जाती है कि जब वह पृथ्वी की ओर गिरता है, ग्रह की सतह उसके नीचे उसी दर पर घुमावदार हो जाती है — तो यह उतरने के बजाय परिक्रमा करता रहता है।
वह आवश्यक गति ऊंचाई के साथ बदल जाती है। ESA के अनुसार, कम पृथ्वी कक्षा में एक उपग्रह लगभग 7.8 किलोमीटर प्रति सेकंड की गति से यात्रा करता है ताकि लगभग 90 मिनट में एक सर्किट पूरा कर सके, जबकि भू-स्थिर कक्षा में एक उपग्रह, 35,786 किलोमीटर ऊपर, को केवल लगभग 3 किलोमीटर प्रति सेकंड की आवश्यकता होती है क्योंकि इसकी कक्षीय अवधि पृथ्वी के अपने घूर्णन से मेल खाती है — 23 घंटे, 56 मिनट और 4 सेकंड।
तीन मुख्य कक्षा परिवार — और उन्हें क्या अलग करता है
इंजीनियर ESA के अनुसार अधिकांश परिचालन उपग्रहों को ऊंचाई के आधार पर तीन व्यापक बैंड में समूहित करते हैं। कम पृथ्वी कक्षा (LEO) ग्रह के सबसे करीब बैठती है और सबसे भीड़भाड़ वाली है; मध्य पृथ्वी कक्षा (MEO) मुख्य रूप से नेविगेशन के लिए उपयोग की जाती है; और भू-स्थिर कक्षा (GEO) एक एकल उपग्रह को दिन भर पृथ्वी के एक ही हिस्से को देखने देती है।
| कक्षा | विशिष्ट ऊंचाई | कक्षीय अवधि | मुख्य उपयोग |
|---|---|---|---|
| कम पृथ्वी कक्षा (LEO) | 180–2,000 किमी | लगभग 90 मिनट | पृथ्वी इमेजिंग, अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन, ब्रॉडबैंड नक्षत्र (ESA) |
| मध्य पृथ्वी कक्षा (MEO) | GPS के लिए लगभग 20,200 किमी | GPS के लिए लगभग 12 घंटे | उपग्रह नेविगेशन — GPS, Galileo (ESA; gps.gov) |
| भू-स्थिर कक्षा (GEO) | भूमध्य रेखा के ऊपर 35,786 किमी | 23 घंटे 56 मिनट 4 सेकंड (पृथ्वी के घूर्णन से मेल खाता है) | मौसम उपग्रह, दूरसंचार, प्रसारण (ESA; NOAA) |
ESA विशिष्ट मिशन के लिए बनाई गई कक्षा की विविधताओं की भी सूची देता है: ध्रुवीय और सूर्य-तुल्यकालिक कक्षाएं, जो दोनों ध्रुवों के पास से गुजरती हैं और प्रत्येक दिन समान स्थानीय समय पर एक ही स्थान को पार करती हैं सुसंगत पर्यावरणीय निगरानी के लिए; पृथ्वी से बहुत दूर लंबी रहने के समय के लिए अत्यधिक विलक्षण कक्षाएं; और Lagrange बिंदु लगभग 1.5 मिलियन किलोमीटर दूर, जिनका उपयोग खगोलशास्त्रों द्वारा किया जाता है जिन्हें पृथ्वी की गर्मी और प्रकाश से साफ रहने की आवश्यकता है।
उपग्रहों का वास्तविक उपयोग क्या है
दूरसंचार उपग्रह जमीन से एक रेडियो सिग्नल प्राप्त करते हैं, इसे बढ़ाते हैं और इसे वापस भेजते हैं, ESA के अनुसार। GEO में रखे गए उपग्रह टेलीविजन प्रसारण, टेलीफोन और डेटा ट्रैफिक के लिए एक निश्चित, हमेशा चालू कनेक्शन प्रदान करते हैं बिना जमीन पर एंटेना के जिन्हें एक हिलती हुई लक्ष्य को ट्रैक करने की आवश्यकता है; ESA वैश्विक उपग्रह दूरसंचार व्यवसाय को लगभग €90 बिलियन प्रति वर्ष रखता है। नए ब्रॉडबैंड सिस्टम इसके बजाय बड़े LEO नक्षत्रों का उपयोग करते हैं — ESA कहता है कि ये 48 से 288 उपग्रहों तक हो सकते हैं एक साथ काम कर रहे हैं — एक दूर के GEO उपग्रह की तुलना में सिग्नल विलंब और शक्ति को कम करने के लिए।
उपग्रह नेविगेशन MEO पर निर्भर करता है। यूएस सरकार का GPS प्रोग्राम छह समान रूप से दूरी वाले कक्षीय विमानों में व्यवस्थित एक नक्षत्र का वर्णन करता है, प्रत्येक में कम से कम चार उपग्रह, ताकि पृथ्वी पर लगभग कहीं भी एक रिसीवर एक बार में कम से कम चार उपग्रहों को देख सके; एक डिवाइस इनमें से कई के सिग्नल का समय लगाकर अपनी स्थिति की गणना करता है। GPS उपग्रह लगभग 20,200 किलोमीटर की ऊंचाई पर उड़ते हैं और एक दिन में दो कक्षाएं पूरी करते हैं; जुलाई 2023 तक, gps.gov के अनुसार, यूएस स्पेस फोर्स ने नक्षत्र में 31 परिचालन उपग्रहों को एक दशक से अधिक समय तक बनाए रखा है, 24-उपग्रह न्यूनतम से ऊपर जो सरकार 95% समय बनाए रखने के लिए प्रतिबद्ध है।
मौसम पूर्वानुमान GEO और LEO दोनों पर निर्भर करता है। NOAA भू-स्थिर कक्षा में GOES उपग्रहों का संचालन करता है, भूमध्य रेखा के ऊपर लगभग 22,236 मील, हर 30 सेकंड में अपडेट जितनी बार के साथ तूफान और तूफानों को लगभग रीयल-टाइम में ट्रैक करने के लिए। NOAA के ध्रुवीय-कक्षा उपग्रह, लगभग 512 मील की ऊंचाई पर, दिन में 14 बार ध्रुव से ध्रुव तक घूमते हैं और वैश्विक डेटा की आपूर्ति करते हैं जिसे संख्यात्मक मौसम मॉडल में खिलाया जाता है जिनका उपयोग सात दिन तक पूर्वानुमान के लिए किया जाता है, NOAA के National Environmental Satellite, Data, and Information Service के अनुसार।
पृथ्वी अवलोकन उपग्रह जलवायु और पर्यावरणीय निगरानी, कृषि और आपदा प्रतिक्रिया की सेवा करते हैं। ESA Sentinel-3 और EarthCARE जैसे मिशनों की ओर इशारा करता है मौसम और वायुमंडलीय खतरों को ट्रैक करने के लिए, और International Charter Space and Major Disasters को, जो बाढ़, भूकंप और अन्य आपदाओं के बाद आपातकालीन प्रतिक्रियाकर्ताओं के लिए उपग्रह इमेजरी का समन्वय करता है।
अभी कितने उपग्रह ऊपर हैं
सक्रिय उपग्रहों की संख्या हाल के वर्षों में तेजी से बढ़ी है, मुख्य रूप से बड़े ब्रॉडबैंड नक्षत्रों द्वारा संचालित। ESA के Space Debris Office सालाना Space Environment Report का हवाला देते हुए, जो सितंबर 2026 में 2025 तक के डेटा के साथ प्रकाशित हुई, विज्ञान समाचार आउटलेट EarthSky ने 15,800 से अधिक कार्यशील उपग्रहों की रिपोर्ट दी जो कक्षा में हैं, SpaceX के Starlink नक्षत्र के साथ उनमें से 10,000 से अधिक हैं — सभी कार्यशील उपग्रहों का लगभग 63%। उसी रिपोर्ट ने ट्रैक किए गए पेलोड की कुल संख्या, कार्यशील और निष्क्रिय दोनों को मिलाकर, 18,600 से अधिक रखी, कम पृथ्वी कक्षा में 31,000 से अधिक ट्रैक की गई वस्तुओं की व्यापक आबादी के भीतर।
वाणिज्यिक उपग्रह नक्षत्रों की संख्या और पैमाना हर साल बढ़ता रहता है।
प्रश्न
- LEO, MEO और GEO उपग्रहों के बीच मुख्य अंतर क्या है?
- वे मुख्य रूप से ऊंचाई और कक्षीय अवधि में भिन्न हैं: LEO उपग्रह 180–2,000 किमी पर उड़ते हैं और लगभग 90 मिनट में पृथ्वी की परिक्रमा करते हैं, MEO उपग्रह (GPS के लिए उपयोग किए जाते हैं) लगभग 20,200 किमी पर कक्षा करते हैं लगभग 12 घंटे की अवधि के साथ, और GEO उपग्रह 35,786 किमी पर बैठते हैं एक अवधि के साथ जो पृथ्वी के घूर्णन से मेल खाती है, इसलिए वे एक स्थान के ऊपर स्थिर दिखाई देते हैं, ESA और gps.gov के अनुसार।
- GPS मेरा स्थान कैसे निर्धारित करता है?
- एक GPS रिसीवर ऊपर दिखाई देने वाले कई उपग्रहों से समयबद्ध सिग्नल लेता है — नक्षत्र इस तरह से बनाया जाता है कि कम से कम चार लगभग कहीं से भी दिखाई दें — और उन सिग्नलों की तुलना करके स्थिति और समय की गणना करता है, यूएस सरकार के GPS प्रोग्राम के अनुसार।
- वर्तमान में पृथ्वी की परिक्रमा करने वाले कितने उपग्रह हैं?
- ESA के Space Debris Office ने अपनी सितंबर 2026 Space Environment Report में 15,800 से अधिक कार्यशील उपग्रहों की रिपोर्ट दी जो कक्षा में हैं, Starlink अकेले उनमें से 10,000 से अधिक के साथ, जैसा कि EarthSky के सारांश में बताया गया है।
- मौसम एजेंसियां दो अलग-अलग प्रकार के उपग्रहों का उपयोग क्यों करती हैं?
- NOAA भू-स्थिर GOES उपग्रहों का उपयोग एक क्षेत्र पर तूफानों के निरंतर, तेजी से अपडेट किए गए विचारों के लिए करता है, और कम ऊंचाई वाले ध्रुवीय-कक्षा उपग्रह जो पृथ्वी के चारों ओर ध्रुव से ध्रुव तक घूमते हैं व्यापक वैश्विक वायुमंडलीय डेटा के लिए जो संख्यात्मक मौसम मॉडल में खिलाया जाता है, NOAA के NESDIS के अनुसार।
- उपग्रह इंटरनेट नक्षत्रों को कम पृथ्वी कक्षा में क्यों रखा जाता है?
- ESA नोट करता है कि LEO नक्षत्र जिनमें दर्जनों से कुछ सौ उपग्रह हैं एक दूर GEO उपग्रह की तुलना में कम सिग्नल विलंब प्रदान कर सकते हैं और कम संचरण शक्ति की आवश्यकता हो सकती है, यही कारण है कि ब्रॉडबैंड सिस्टम तेजी से बड़े निम्न-कक्षा नेटवर्क का उपयोग कर रहे हैं।
स्रोत
- ESA — Types of orbits
- ESA — About Telecommunications
- ESA Kids — Different orbits
- ESA — Observing the Earth
- NOAA NESDIS — Two Orbits, One Mission: NOAA Satellites Work Together to Provide Critical Data for Weather Forecasts
- GPS.gov — Space Segment
- EarthSky — Space is getting crowded: the latest satellite report
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