सैटेलाइट ट्रैकिंग: एक व्यापक गाइड

उपग्रहों को सटीकता से ट्रैक करने की क्षमता, अंतरिक्ष अभियानों की सुरक्षा सुनिश्चित करने से लेकर वैज्ञानिक अनुसंधान और संचार को सक्षम करने तक, कई प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है। यह गाइड सैटेलाइट ट्रैकिंग विधियों, प्रौद्योगिकियों और आधुनिक अंतरिक्ष परिदृश्य में उनके महत्व का एक व्यापक अवलोकन प्रदान करता है। इन विधियों को समझना अंतरिक्ष अन्वेषण, उपग्रह संचार, या अंतरिक्ष स्थितिजन्य जागरूकता (SSA) में शामिल किसी भी व्यक्ति के लिए आवश्यक है।

सैटेलाइट क्यों ट्रैक करें?

सैटेलाइट ट्रैकिंग केवल यह जानने से कहीं अधिक है कि एक उपग्रह कहाँ स्थित है; यह इसका एक महत्वपूर्ण घटक है:

• टकराव से बचाव: कक्षा में बढ़ते उपग्रहों और अंतरिक्ष मलबे की संख्या के साथ, ट्रैकिंग ऑपरेटरों को संभावित टकरावों की भविष्यवाणी करने और उनसे बचने की अनुमति देती है, जिससे उन विनाशकारी घटनाओं को रोका जा सकता है जो और भी अधिक मलबा उत्पन्न कर सकती हैं।
• मिशन योजना: उपग्रह के युद्धाभ्यास की योजना बनाने, संचार विंडो को अनुकूलित करने और पृथ्वी अवलोकन गतिविधियों को निर्धारित करने के लिए सटीक ट्रैकिंग डेटा आवश्यक है।
• अंतरिक्ष स्थितिजन्य जागरूकता (SSA): ट्रैकिंग अंतरिक्ष के वातावरण की व्यापक समझ में योगदान करती है, जिसमें कक्षा में सभी वस्तुओं के स्थान और व्यवहार शामिल हैं।
• वैज्ञानिक अनुसंधान: ट्रैकिंग डेटा का उपयोग कक्षीय यांत्रिकी का अध्ययन करने, कक्षा निर्धारण मॉडल में सुधार करने और पृथ्वी के वायुमंडल और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र पर अनुसंधान करने के लिए किया जा सकता है।
• संपत्तियों की सुरक्षा: अपने उपग्रह के स्थान और प्रक्षेपवक्र को जानने से आप इसे संभावित खतरों से बचा सकते हैं, जिसमें जानबूझकर की गई हस्तक्षेप भी शामिल है।
• अंतरिक्ष कानून और संधियों का प्रवर्तन: ट्रैकिंग अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष कानूनों और संधियों के अनुपालन की निगरानी और सत्यापन में योगदान करती है।

उपग्रह कक्षाओं के मूल सिद्धांत

विशिष्ट ट्रैकिंग विधियों में जाने से पहले, उपग्रह कक्षाओं की मूल बातें समझना महत्वपूर्ण है। उपग्रह केप्लर के ग्रहीय गति के नियमों और न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम द्वारा शासित पूर्वानुमानित पथों का पालन करते हुए पृथ्वी की परिक्रमा करते हैं। ये नियम कक्षा के आकार (अण्डाकार), उपग्रह की गति (पृथ्वी के करीब होने पर तेज), और कक्षीय अवधि और कक्षा के आकार के बीच संबंध का वर्णन करते हैं।

कई कक्षीय पैरामीटर एक उपग्रह की कक्षा के आकार और अभिविन्यास को परिभाषित करते हैं:

• अर्ध-प्रमुख अक्ष (a): अण्डाकार कक्षा का सबसे लंबा व्यास का आधा।
• उत्केंद्रता (e): दीर्घवृत्त के आकार का वर्णन करता है (एक वृत्त के लिए 0, एक अत्यधिक लम्बी दीर्घवृत्त के लिए 1 के करीब)।
• झुकाव (i): कक्षीय तल और पृथ्वी के भूमध्य रेखा के बीच का कोण।
• आरोही नोड का दायां आरोहण (Ω): वसंत विषुव और उस बिंदु के बीच का कोण जहां कक्षा दक्षिण से उत्तर की ओर भूमध्य रेखा को पार करती है।
• पेरिएप्सिस का तर्क (ω): आरोही नोड और पृथ्वी के निकटतम दृष्टिकोण के बिंदु (पेरिएप्सिस) के बीच का कोण।
• सच्ची विसंगति (ν): पेरिएप्सिस और उपग्रह की वर्तमान स्थिति के बीच का कोण।

ये पैरामीटर, युग (वह समय जिस पर पैरामीटर मान्य हैं) के साथ, किसी दिए गए क्षण में एक उपग्रह की कक्षा का पूरी तरह से वर्णन करते हैं। टू-लाइन एलिमेंट सेट (TLEs) इन कक्षीय मापदंडों का प्रतिनिधित्व करने के लिए एक सामान्य प्रारूप हैं, और उपग्रह की स्थिति की भविष्यवाणी के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

सैटेलाइट ट्रैकिंग की विधियाँ

उपग्रहों को ट्रैक करने के लिए विभिन्न विधियों का उपयोग किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक की अपनी ताकत और सीमाएँ होती हैं। इन विधियों को मोटे तौर पर वर्गीकृत किया जा सकता है:

• रडार ट्रैकिंग
• ऑप्टिकल ट्रैकिंग
• टेलीमेट्री ट्रैकिंग
• इंटरफेरोमेट्री
• लेजर रेंजिंग (SLR)

रडार ट्रैकिंग

रडार (रेडियो डिटेक्शन एंड रेंजिंग) सैटेलाइट ट्रैकिंग के लिए एक व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली विधि है, खासकर निम्न पृथ्वी कक्षा (LEO) में वस्तुओं के लिए। रडार सिस्टम रेडियो तरंगों का उत्सर्जन करते हैं और उपग्रहों से परावर्तित संकेतों का पता लगाते हैं। परावर्तित संकेतों के समय की देरी और आवृत्ति बदलाव को मापकर, रडार उपग्रह की सीमा, वेग और स्थिति का निर्धारण कर सकता है।

रडार सिस्टम के प्रकार:

• ग्राउंड-आधारित रडार: पृथ्वी की सतह पर स्थित, ये रडार उपग्रहों को ट्रैक कर सकते हैं जब वे ऊपर से गुजरते हैं। उदाहरणों में अमेरिकी अंतरिक्ष निगरानी नेटवर्क (SSN) रडार और अन्य देशों द्वारा संचालित रडार जैसे यूरोप में EISCAT रडार और जापानी स्पेसगार्ड एसोसिएशन शामिल हैं।
• अंतरिक्ष-आधारित रडार: पृथ्वी की परिक्रमा करते हुए, इन राडार का दृष्टि क्षेत्र व्यापक होता है और यह विभिन्न कक्षीय तलों में उपग्रहों को ट्रैक कर सकते हैं। उदाहरणों में SSA अनुसंधान के लिए उपयोग किए जाने वाले उपग्रहों पर प्रायोगिक रडार पेलोड शामिल हैं।
• फेज्ड ऐरे रडार: ये उन्नत रडार सिस्टम रडार बीम को इलेक्ट्रॉनिक रूप से चलाने के लिए कई एंटेना का उपयोग करते हैं, जिससे आकाश की तेजी से स्कैनिंग और एक साथ कई वस्तुओं की ट्रैकिंग संभव हो पाती है।

रडार ट्रैकिंग के लाभ:

• सभी मौसम में क्षमता: रडार सभी मौसम स्थितियों में काम कर सकता है, जिसमें बादल और अंधेरा भी शामिल है।
• लंबी दूरी: शक्तिशाली रडार सिस्टम महत्वपूर्ण दूरी पर उपग्रहों को ट्रैक कर सकते हैं।
• सटीक रेंज और वेग माप: रडार रेंज और वेग के सटीक माप प्रदान करता है, जो कक्षा निर्धारण के लिए महत्वपूर्ण हैं।

रडार ट्रैकिंग के नुकसान:

• सीमित कोणीय विभेदन: रडार में ऑप्टिकल ट्रैकिंग की तुलना में कम कोणीय विभेदन होता है, जिससे छोटी वस्तुओं को ट्रैक करना या निकट दूरी वाली वस्तुओं को हल करना अधिक चुनौतीपूर्ण हो जाता है।
• बिजली की आवश्यकताएँ: रडार सिस्टम को संचालित करने के लिए महत्वपूर्ण शक्ति की आवश्यकता होती है, खासकर लंबी दूरी की ट्रैकिंग के लिए।
• अव्यवस्था और हस्तक्षेप: रडार सिग्नल जमीनी अव्यवस्था, वायुमंडलीय हस्तक्षेप और जानबूझकर जैमिंग से प्रभावित हो सकते हैं।

उदाहरण: अमेरिकी अंतरिक्ष निगरानी नेटवर्क (SSN) रडार और ऑप्टिकल सेंसर का एक वैश्विक नेटवर्क है जो कक्षा में 20,000 से अधिक वस्तुओं को ट्रैक करता है। SSN उपग्रहों और अंतरिक्ष मलबे की निगरानी के लिए पेरिमीटर एक्विजिशन रडार अटैक कैरेक्टराइजेशन सिस्टम (PARCS) और स्पेस फेंस जैसे रडार सिस्टम का उपयोग करता है।

ऑप्टिकल ट्रैकिंग

ऑप्टिकल ट्रैकिंग में उपग्रहों का निरीक्षण और ट्रैक करने के लिए दूरबीनों और कैमरों का उपयोग करना शामिल है। ऑप्टिकल सेंसर पृष्ठभूमि के तारों के सापेक्ष एक उपग्रह की कोणीय स्थिति को मापते हैं। इन मापों को, सटीक समय डेटा के साथ मिलाकर, उपग्रह की कक्षा का निर्धारण करने के लिए उपयोग किया जाता है।

ऑप्टिकल ट्रैकिंग सिस्टम के प्रकार:

• ग्राउंड-आधारित दूरबीनें: ये दूरबीनें छोटी, स्वचालित दूरबीनों से लेकर बड़ी, अनुसंधान-श्रेणी की वेधशालाओं तक होती हैं। उदाहरणों में टेनेरिफ, स्पेन में ईएसए ऑप्टिकल ग्राउंड स्टेशन और अमेरिकी वायु सेना द्वारा संचालित जीईओडीएसएस (ग्राउंड-बेस्ड इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल डीप स्पेस सर्विलांस) साइटें शामिल हैं।
• अंतरिक्ष-आधारित दूरबीनें: हबल स्पेस टेलीस्कोप और समर्पित एसएसए टेलीस्कोप जैसे परिक्रमा करने वाले टेलीस्कोप अंतरिक्ष के अबाधित दृश्य प्रस्तुत करते हैं और उन उपग्रहों को ट्रैक कर सकते हैं जिन्हें जमीन से देखना मुश्किल होता है।
• इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल (EO) सेंसर: ये सेंसर उपग्रहों की छवियों को कैप्चर करने के लिए सीसीडी (चार्ज-कपल्ड डिवाइसेस) या सीएमओएस (कॉम्प्लिमेंटरी मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर) सेंसर जैसे इलेक्ट्रॉनिक डिटेक्टरों का उपयोग करते हैं।

ऑप्टिकल ट्रैकिंग के लाभ:

• उच्च कोणीय विभेदन: ऑप्टिकल दूरबीनें उच्च कोणीय विभेदन प्रदान करती हैं, जिससे छोटी वस्तुओं की ट्रैकिंग और निकट दूरी वाली वस्तुओं का समाधान संभव होता है।
• निष्क्रिय संवेदन: ऑप्टिकल ट्रैकिंग एक निष्क्रिय संवेदन तकनीक है, जिसका अर्थ है कि यह कोई संकेत उत्सर्जित नहीं करती है जो अन्य उपग्रहों के साथ हस्तक्षेप कर सकती है या विरोधियों द्वारा पता लगाया जा सकता है।
• छोटी वस्तुओं के लिए लागत प्रभावी: वस्तुओं को ट्रैक करने के लिए अपेक्षाकृत छोटी दूरबीनों का उपयोग किया जा सकता है, जो एसएसए के लिए एक लागत प्रभावी समाधान प्रदान करता है।

ऑप्टिकल ट्रैकिंग के नुकसान:

• मौसम पर निर्भर: ऑप्टिकल ट्रैकिंग बादल, बारिश और कोहरे जैसी मौसम की स्थितियों से सीमित है।
• दिन के उजाले की सीमाएँ: ग्राउंड-आधारित ऑप्टिकल ट्रैकिंग आमतौर पर रात के समय के अवलोकनों तक सीमित होती है, हालांकि गोधूलि के घंटों के दौरान उपग्रहों को ट्रैक करने के लिए विशेष तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है।
• वायुमंडलीय प्रभाव: पृथ्वी का वायुमंडल छवियों को विकृत कर सकता है, जिससे ऑप्टिकल ट्रैकिंग मापों की सटीकता कम हो जाती है। इन प्रभावों को कम करने के लिए अनुकूली प्रकाशिकी तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है।

उदाहरण: स्पेस सर्विलांस टेलीस्कोप (SST) एक ग्राउंड-आधारित ऑप्टिकल टेलीस्कोप है जिसे अमेरिकी वायु सेना द्वारा गहरे अंतरिक्ष में छोटी वस्तुओं का पता लगाने और उन्हें ट्रैक करने के लिए विकसित किया गया है। SST का दृष्टि क्षेत्र चौड़ा है और यह आकाश के बड़े क्षेत्रों को तेजी से स्कैन करने में सक्षम है।

टेलीमेट्री ट्रैकिंग

टेलीमेट्री ट्रैकिंग उपग्रह द्वारा स्वयं प्रेषित रेडियो संकेतों को प्राप्त करने और उनका विश्लेषण करने पर निर्भर करती है। इन संकेतों में उपग्रह के स्वास्थ्य, स्थिति और स्थिति के बारे में डेटा होता है। इन संकेतों की निगरानी करके, ग्राउंड स्टेशन उपग्रह को ट्रैक कर सकते हैं और उसके प्रदर्शन का आकलन कर सकते हैं।

टेलीमेट्री ट्रैकिंग के घटक:

• सैटेलाइट ट्रांसमीटर: उपग्रह ट्रांसमीटरों से लैस होते हैं जो ग्राउंड स्टेशनों को टेलीमेट्री डेटा प्रसारित करते हैं।
• ग्राउंड स्टेशन: बड़े एंटेना वाले ग्राउंड स्टेशन टेलीमेट्री संकेतों को प्राप्त और संसाधित करते हैं। ये स्टेशन अक्सर एक वैश्विक नेटवर्क का हिस्सा होते हैं, जैसे नासा डीप स्पेस नेटवर्क (DSN) या यूरोपीय स्पेस ट्रैकिंग (ESTRACK) नेटवर्क।
• सिग्नल प्रोसेसिंग: प्राप्त संकेतों को टेलीमेट्री डेटा निकालने के लिए संसाधित किया जाता है, जिसमें उपग्रह की स्थिति, दृष्टिकोण, तापमान, शक्ति स्तर और अन्य मापदंडों के बारे में जानकारी शामिल होती है।

टेलीमेट्री ट्रैकिंग के लाभ:

• उपग्रह की स्थिति का प्रत्यक्ष माप: टेलीमेट्री डेटा में अक्सर उपग्रह की स्थिति का प्रत्यक्ष माप शामिल होता है, जो जीपीएस या स्टार ट्रैकर्स जैसे ऑनबोर्ड नेविगेशन सिस्टम से प्राप्त होता है।
• सतत निगरानी: टेलीमेट्री ट्रैकिंग उपग्रह के स्वास्थ्य और स्थिति की निरंतर निगरानी प्रदान करती है, जिससे ऑपरेटर वास्तविक समय में विसंगतियों का पता लगा सकते हैं और उनका जवाब दे सकते हैं।
• उच्च सटीकता: टेलीमेट्री डेटा बहुत सटीक स्थिति जानकारी प्रदान कर सकता है, खासकर जब अन्य ट्रैकिंग विधियों के साथ जोड़ा जाता है।

टेलीमेट्री ट्रैकिंग के नुकसान:

• उपग्रह सहयोग पर निर्भरता: टेलीमेट्री ट्रैकिंग उपग्रह द्वारा संकेत भेजने पर निर्भर करती है, जो संभव नहीं हो सकता है यदि उपग्रह खराब हो रहा है या यदि ऑपरेटर जानबूझकर ट्रांसमीटर को अक्षम कर देता है।
• सीमित कवरेज: ग्राउंड स्टेशनों के पास सीमित कवरेज क्षेत्र होते हैं, इसलिए एक उपग्रह हर समय ग्राउंड स्टेशन की सीमा में नहीं हो सकता है।
• हस्तक्षेप के प्रति संवेदनशीलता: टेलीमेट्री सिग्नल अन्य रेडियो स्रोतों से हस्तक्षेप से प्रभावित हो सकते हैं।

उदाहरण: नासा डीप स्पेस नेटवर्क (DSN) बड़े एंटेना का एक वैश्विक नेटवर्क है जो अंतरग्रहीय अंतरिक्ष यान मिशनों का समर्थन करता है। DSN अंतरिक्ष यान को उनके टेलीमेट्री संकेतों को प्राप्त और विश्लेषण करके ट्रैक करता है, जो नेविगेशन और मिशन संचालन के लिए महत्वपूर्ण डेटा प्रदान करता है।

इंटरफेरोमेट्री

इंटरफेरोमेट्री एक एकल एंटीना की तुलना में उच्च कोणीय विभेदन प्राप्त करने के लिए कई एंटेना से संकेतों को जोड़ती है। इस तकनीक का उपयोग उपग्रहों को ट्रैक करने के लिए किया जाता है, जिसमें विभिन्न एंटेना पर प्राप्त संकेतों के आगमन समय या चरण में अंतर को मापा जाता है।

इंटरफेरोमीटर के प्रकार:

• रेडियो इंटरफेरोमीटर: ये इंटरफेरोमीटर उपग्रहों को ट्रैक करने के लिए रेडियो तरंगों का उपयोग करते हैं। उदाहरणों में संयुक्त राज्य अमेरिका में वेरी लार्ज ऐरे (VLA) और चिली में अटाकामा लार्ज मिलिमीटर/सबमिलिमीटर ऐरे (ALMA) शामिल हैं।
• ऑप्टिकल इंटरफेरोमीटर: ये इंटरफेरोमीटर उपग्रहों को ट्रैक करने के लिए दृश्य प्रकाश का उपयोग करते हैं। ऑप्टिकल इंटरफेरोमेट्री प्रकाश की छोटी तरंग दैर्ध्य के कारण रेडियो इंटरफेरोमेट्री की तुलना में अधिक चुनौतीपूर्ण है, लेकिन यह बहुत उच्च कोणीय विभेदन प्रदान कर सकती है।

इंटरफेरोमेट्री के लाभ:

• उच्च कोणीय विभेदन: इंटरफेरोमेट्री बहुत उच्च कोणीय विभेदन प्रदान करती है, जिससे छोटी वस्तुओं की ट्रैकिंग और निकट दूरी वाली वस्तुओं का समाधान संभव होता है।
• बेहतर सटीकता: कई एंटेना से संकेतों को मिलाकर, इंटरफेरोमेट्री उपग्रह ट्रैकिंग मापों की सटीकता में सुधार कर सकती है।

इंटरफेरोमेट्री के नुकसान:

• जटिल प्रणालियाँ: इंटरफेरोमीटर बनाने और संचालित करने के लिए जटिल और महंगी प्रणालियाँ हैं।
• डेटा प्रोसेसिंग: इंटरफेरोमेट्री को कई एंटेना से संकेतों को संयोजित करने के लिए परिष्कृत डेटा प्रोसेसिंग तकनीकों की आवश्यकता होती है।
• वायुमंडलीय प्रभावों के प्रति संवेदनशीलता: वायुमंडलीय अशांति इंटरफेरोमेट्री मापों की सटीकता को प्रभावित कर सकती है, खासकर ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य पर।

उदाहरण: वेरी लॉन्ग बेसलाइन ऐरे (VLBA) संयुक्त राज्य भर में स्थित रेडियो दूरबीनों का एक नेटवर्क है। VLBA का उपयोग उपग्रहों और अन्य खगोलीय पिंडों को बहुत उच्च परिशुद्धता के साथ ट्रैक करने के लिए किया जाता है।

सैटेलाइट लेजर रेंजिंग (SLR)

सैटेलाइट लेजर रेंजिंग (SLR) एक ग्राउंड स्टेशन और एक उपग्रह के बीच की दूरी निर्धारित करने के लिए एक अत्यधिक सटीक तकनीक है। SLR स्टेशन रेट्रोरिफ्लेक्टर से लैस उपग्रहों को लेजर प्रकाश की छोटी दालें भेजते हैं। रेट्रोरिफ्लेक्टर लेजर प्रकाश को वापस ग्राउंड स्टेशन पर परावर्तित करते हैं, और प्रकाश को उपग्रह तक जाने और वापस आने में लगने वाले समय को मापा जाता है। इस समय माप का उपयोग, प्रकाश की गति के साथ, उपग्रह की दूरी की गणना करने के लिए किया जाता है।

SLR सिस्टम के घटक:

• लेजर ट्रांसमीटर: लेजर ट्रांसमीटर लेजर प्रकाश की छोटी दालें उत्पन्न करता है।
• टेलीस्कोप: टेलीस्कोप का उपयोग लेजर बीम को उपग्रह पर लक्षित करने और परावर्तित प्रकाश को इकट्ठा करने के लिए किया जाता है।
• रेट्रोरिफ्लेक्टर: उपग्रह रेट्रोरिफ्लेक्टर से लैस होते हैं, जो विशेष दर्पण होते हैं जो प्रकाश को उसी दिशा में वापस परावर्तित करते हैं जहां से वह आया था।
• टाइमिंग सिस्टम: टाइमिंग सिस्टम लेजर प्रकाश को उपग्रह तक जाने और वापस आने में लगने वाले समय को बहुत उच्च परिशुद्धता के साथ मापता है।

SLR के लाभ:

• उच्च सटीकता: SLR उपग्रह दूरियों को निर्धारित करने के लिए सबसे सटीक तरीकों में से एक है, जिसकी सटीकता कुछ मिलीमीटर तक होती है।
• उपग्रह सहयोग से स्वतंत्र: SLR उपग्रह द्वारा संकेत भेजने पर निर्भर नहीं करता है, इसलिए इसका उपयोग गैर-सहयोगी उपग्रहों या अंतरिक्ष मलबे को ट्रैक करने के लिए किया जा सकता है।
• अन्य ट्रैकिंग प्रणालियों का अंशांकन: SLR डेटा का उपयोग अन्य उपग्रह ट्रैकिंग प्रणालियों, जैसे रडार और ऑप्टिकल दूरबीनों को कैलिब्रेट और मान्य करने के लिए किया जा सकता है।

SLR के नुकसान:

• मौसम पर निर्भर: SLR बादल, बारिश और कोहरे जैसी मौसम की स्थितियों से सीमित है।
• सीमित संख्या में उपग्रह: केवल रेट्रोरिफ्लेक्टर से लैस उपग्रहों को ही SLR द्वारा ट्रैक किया जा सकता है।
• उच्च लागत: SLR स्टेशन बनाने और संचालित करने में महंगे होते हैं।

उदाहरण: अंतर्राष्ट्रीय लेजर रेंजिंग सेवा (ILRS) SLR स्टेशनों का एक वैश्विक नेटवर्क है जो वैज्ञानिक और भूगणितीय उद्देश्यों के लिए उपग्रहों को ट्रैक करता है। ILRS कक्षा निर्धारण, पृथ्वी घूर्णन अध्ययन और समुद्र स्तर में परिवर्तन की निगरानी के लिए डेटा प्रदान करता है।

कक्षा निर्धारण और भविष्यवाणी

सैटेलाइट ट्रैकिंग विधियों से प्राप्त डेटा का उपयोग उपग्रह की कक्षाओं को निर्धारित करने और भविष्यवाणी करने के लिए किया जाता है। कक्षा निर्धारण में ट्रैकिंग मापों के आधार पर एक उपग्रह के कक्षीय मापदंडों का अनुमान लगाना शामिल है। कक्षा भविष्यवाणी में इन मापदंडों का उपयोग करके उपग्रह की भविष्य की स्थिति की गणना करना शामिल है।

कक्षा निर्धारण और भविष्यवाणी के लिए तकनीकें:

• बैच लीस्ट स्क्वेयर्स: यह कक्षा निर्धारण के लिए एक शास्त्रीय विधि है जिसमें देखे गए ट्रैकिंग मापों और एक कक्षा मॉडल द्वारा अनुमानित मूल्यों के बीच के अंतर को कम करना शामिल है।
• अनुक्रमिक फ़िल्टरिंग: यह विधि कक्षीय मापदंडों का पुनरावर्ती रूप से अनुमान लगाने के लिए कलमन फ़िल्टर का उपयोग करती है, हर बार एक नया ट्रैकिंग माप प्राप्त होने पर अनुमान को अपडेट करती है।
• विशेष विक्षोभ: ये विधियाँ उपग्रह की कक्षा का प्रसार करने के लिए संख्यात्मक एकीकरण का उपयोग करती हैं, जिसमें पृथ्वी के गैर-गोलाकार गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र, वायुमंडलीय खिंचाव और सौर विकिरण दबाव जैसे विभिन्न विक्षोभों के प्रभावों को ध्यान में रखा जाता है।
• सामान्य विक्षोभ: ये विधियाँ उपग्रह की कक्षा पर विक्षोभों के प्रभावों को मॉडल करने के लिए विश्लेषणात्मक अनुमानों का उपयोग करती हैं।

सैटेलाइट ट्रैकिंग में चुनौतियाँ

सैटेलाइट ट्रैकिंग को कई चुनौतियों का सामना करना पड़ता है:

• अंतरिक्ष मलबा: कक्षा में अंतरिक्ष मलबे की बढ़ती मात्रा परिचालन उपग्रहों के लिए एक महत्वपूर्ण खतरा पैदा करती है। अंतरिक्ष मलबे को ट्रैक करना उसके छोटे आकार, अनियमित आकार और अप्रत्याशित प्रक्षेपवक्र के कारण चुनौतीपूर्ण है।
• छोटे उपग्रह: क्यूबसैट जैसे छोटे उपग्रहों के प्रसार से कक्षा में सभी वस्तुओं को ट्रैक करना अधिक कठिन हो जाता है।
• युद्धाभ्यास करने वाले उपग्रह: जो उपग्रह बार-बार युद्धाभ्यास करते हैं, उन्हें ट्रैक करना मुश्किल हो सकता है क्योंकि उनकी कक्षाएँ लगातार बदलती रहती हैं।
• गैर-सहयोगी उपग्रह: गैर-सहयोगी उपग्रहों, जैसे कि निष्क्रिय उपग्रहों या जासूसी उपग्रहों को ट्रैक करना चुनौतीपूर्ण है क्योंकि वे टेलीमेट्री डेटा प्रसारित नहीं करते हैं।
• वायुमंडलीय प्रभाव: पृथ्वी का वायुमंडल ऑप्टिकल और रडार संकेतों को विकृत कर सकता है, जिससे उपग्रह ट्रैकिंग मापों की सटीकता कम हो जाती है।
• डेटा फ्यूजन: कक्षा निर्धारण की सटीकता और विश्वसनीयता में सुधार के लिए विभिन्न ट्रैकिंग सेंसर से डेटा को संयोजित करना एक जटिल और चुनौतीपूर्ण कार्य है।

सैटेलाइट ट्रैकिंग का भविष्य

सैटेलाइट ट्रैकिंग के भविष्य में संभवतः अधिक उन्नत ट्रैकिंग प्रौद्योगिकियों का विकास शामिल होगा, जैसे:

• उन्नत रडार सिस्टम: बेहतर कोणीय विभेदन वाले अधिक शक्तिशाली और संवेदनशील रडार सिस्टम।
• अंतरिक्ष-आधारित सेंसर: अंतरिक्ष के वातावरण की निरंतर निगरानी के लिए अंतरिक्ष-आधारित रडार और ऑप्टिकल सेंसर की बढ़ती तैनाती।
• आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (AI) और मशीन लर्निंग (ML): स्वचालित ट्रैकिंग, कक्षा निर्धारण और विसंगति का पता लगाने के लिए AI और ML एल्गोरिदम।
• बेहतर डेटा फ्यूजन तकनीकें: कक्षा निर्धारण की सटीकता और विश्वसनीयता में सुधार के लिए विभिन्न सेंसर से डेटा को संयोजित करने के लिए अधिक परिष्कृत तकनीकें।
• वैश्विक सहयोग: अंतरिक्ष स्थितिजन्य जागरूकता में सुधार के लिए बढ़ा हुआ अंतर्राष्ट्रीय सहयोग और डेटा साझाकरण।

निष्कर्ष

सैटेलाइट ट्रैकिंग अंतरिक्ष अभियानों की सुरक्षा और स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए एक महत्वपूर्ण क्षमता है। विभिन्न ट्रैकिंग विधियों, प्रौद्योगिकियों और चुनौतियों को समझकर, हम अपनी अंतरिक्ष संपत्तियों की बेहतर सुरक्षा कर सकते हैं, वैज्ञानिक अनुसंधान को सक्षम कर सकते हैं, और अंतरिक्ष के वातावरण के जिम्मेदार उपयोग को बढ़ावा दे सकते हैं। जैसे-जैसे कक्षा में उपग्रहों और अंतरिक्ष मलबे की संख्या बढ़ती जा रही है, आने वाले वर्षों में सैटेलाइट ट्रैकिंग का महत्व केवल बढ़ेगा। सभी के लिए एक सुरक्षित और टिकाऊ अंतरिक्ष वातावरण बनाए रखने के लिए उन्नत ट्रैकिंग प्रौद्योगिकियों के अनुसंधान और विकास में निरंतर निवेश आवश्यक है।