सॅटेलाइट ट्रॅकिंग: एक सर्वसमावेशक मार्गदर्शक

अंतराळ मोहिमांची सुरक्षितता सुनिश्चित करण्यापासून ते वैज्ञानिक संशोधन आणि दळणवळण शक्य करण्यापर्यंत, विविध प्रकारच्या अनुप्रयोगांसाठी उपग्रहांना अचूकपणे ट्रॅक करण्याची क्षमता अत्यंत महत्त्वाची आहे. हे मार्गदर्शक सॅटेलाइट ट्रॅकिंग पद्धती, तंत्रज्ञान आणि आधुनिक अंतराळ परिदृश्यातील त्यांचे महत्त्व यांचा सर्वसमावेशक आढावा देते. अंतराळ संशोधन, उपग्रह दळणवळण किंवा अंतराळ परिस्थिती जागरूकता (SSA) मध्ये सामील असलेल्या प्रत्येकासाठी या पद्धती समजून घेणे आवश्यक आहे.

उपग्रह का ट्रॅक करावे?

उपग्रह ट्रॅकिंग म्हणजे केवळ उपग्रह कोठे आहे हे जाणून घेण्यापेक्षा बरेच काही आहे; हा खालील गोष्टींचा एक महत्त्वाचा घटक आहे:

• टक्कर टाळणे: कक्षेत उपग्रह आणि अंतराळातील कचऱ्याची वाढती संख्या पाहता, ट्रॅकिंगमुळे ऑपरेटर्सना संभाव्य टक्कर होण्याचा अंदाज घेऊन त्या टाळता येतात, ज्यामुळे अधिक कचरा निर्माण करणाऱ्या विनाशकारी घटना टाळता येतात.
• मोहिमेचे नियोजन: उपग्रहांचे मार्ग बदलण्याचे नियोजन, दळणवळणासाठी योग्य वेळ निश्चित करणे आणि पृथ्वी निरीक्षणाच्या कार्यांचे वेळापत्रक ठरवण्यासाठी अचूक ट्रॅकिंग डेटा आवश्यक आहे.
• अंतराळ परिस्थिती जागरूकता (SSA): ट्रॅकिंगमुळे अंतराळातील पर्यावरणाची व्यापक समज मिळण्यास मदत होते, ज्यात कक्षेतील सर्व वस्तूंचे स्थान आणि वर्तनाचा समावेश आहे.
• वैज्ञानिक संशोधन: ट्रॅकिंग डेटाचा उपयोग कक्षीय यांत्रिकीचा अभ्यास करण्यासाठी, कक्षा निर्धारण मॉडेल सुधारण्यासाठी आणि पृथ्वीच्या वातावरणावर आणि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रावर संशोधन करण्यासाठी केला जाऊ शकतो.
• मालमत्तेचे संरक्षण: तुमच्या उपग्रहाचे स्थान आणि मार्ग माहीत असल्याने तुम्ही त्याला संभाव्य धोक्यांपासून, अगदी जाणूनबुजून केलेल्या हस्तक्षेपापासूनही वाचवू शकता.
• अंतराळ कायदा आणि करारांची अंमलबजावणी: आंतरराष्ट्रीय अंतराळ कायदे आणि करारांचे पालन होत आहे की नाही यावर देखरेख आणि पडताळणीसाठी ट्रॅकिंग उपयुक्त ठरते.

उपग्रह कक्षांची मूलतत्त्वे

विशिष्ट ट्रॅकिंग पद्धतींबद्दल जाणून घेण्यापूर्वी, उपग्रह कक्षांच्या मूलभूत गोष्टी समजून घेणे महत्त्वाचे आहे. उपग्रह केप्लरच्या ग्रहीय गतीच्या नियमांनुसार आणि न्यूटनच्या वैश्विक गुरुत्वाकर्षणाच्या नियमानुसार पृथ्वीभोवती अंदाजित मार्गांवर फिरतात. हे नियम कक्षेचा आकार (लंबवर्तुळाकार), उपग्रहाचा वेग (पृथ्वीच्या जवळ असताना वेगवान) आणि कक्षेचा कालावधी व आकार यांच्यातील संबंध यांचे वर्णन करतात.

अनेक कक्षीय पॅरामीटर्स उपग्रहाच्या कक्षेचा आकार आणि दिशा निश्चित करतात:

• अर्ध-दीर्घ अक्ष (a): लंबवर्तुळाकार कक्षेच्या सर्वात लांब व्यासाचा अर्धा भाग.
• उत्केंद्रता (e): लंबवर्तुळाच्या आकाराचे वर्णन करते (वर्तुळासाठी 0, अत्यंत लांब लंबवर्तुळासाठी 1 च्या जवळ).
• प्रवणता (i): कक्षीय प्रतल आणि पृथ्वीच्या विषुववृत्तामधील कोन.
• आरोही नोडचे उजवे आरोहण (Ω): वसंतसंपात बिंदू आणि कक्षा दक्षिण ते उत्तरेकडे विषुववृत्त ओलांडते त्या बिंदूमधील कोन.
• पेरिॲप्सिसचे अग्रगमन (ω): आरोही नोड आणि पृथ्वीच्या सर्वात जवळच्या बिंदूमधील (पेरिॲप्सिस) कोन.
• वास्तविक विसंगती (ν): पेरिॲप्सिस आणि उपग्रहाच्या सध्याच्या स्थितीमधील कोन.

हे पॅरामीटर्स, इपॉक (epoch - ज्या वेळी पॅरामीटर्स वैध असतात) सोबत, दिलेल्या क्षणी उपग्रहाच्या कक्षेचे संपूर्ण वर्णन करतात. टू-लाइन एलिमेंट सेट्स (TLEs) हा या कक्षीय पॅरामीटर्सना दर्शवण्यासाठी एक सामान्य फॉरमॅट आहे आणि उपग्रहांच्या स्थितीचा अंदाज घेण्यासाठी याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

सॅटेलाइट ट्रॅकिंगच्या पद्धती

उपग्रहांना ट्रॅक करण्यासाठी विविध पद्धती वापरल्या जातात, प्रत्येकाची स्वतःची ताकद आणि मर्यादा आहेत. या पद्धतींचे ढोबळमानाने वर्गीकरण केले जाऊ शकते:

• रडार ट्रॅकिंग
• ऑप्टिकल ट्रॅकिंग
• टेलीमेट्री ट्रॅकिंग
• इंटरफेरोमेट्री
• लेझर रेंजिंग (SLR)

रडार ट्रॅकिंग

रडार (रेडिओ डिटेक्शन अँड रेंजिंग) ही उपग्रह ट्रॅकिंगसाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाणारी पद्धत आहे, विशेषतः कमी पृथ्वीच्या कक्षेतील (LEO) वस्तूंसाठी. रडार प्रणाली रेडिओ लहरी उत्सर्जित करतात आणि उपग्रहांवरून परावर्तित होणारे सिग्नल ओळखतात. परावर्तित सिग्नलमधील वेळेतील विलंब आणि वारंवारतेतील बदल मोजून, रडार उपग्रहाचे अंतर, वेग आणि स्थिती निश्चित करू शकते.

रडार प्रणालींचे प्रकार:

• भूमी-आधारित रडार: पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर स्थित, हे रडार उपग्रह डोक्यावरून जात असताना त्यांना ट्रॅक करू शकतात. उदाहरणांमध्ये यू.एस. स्पेस सर्व्हेलन्स नेटवर्क (SSN) रडार आणि इतर देशांद्वारे चालवले जाणारे रडार जसे की युरोपमधील EISCAT रडार आणि जपानमधील स्पेसगार्ड असोसिएशन यांचा समावेश आहे.
• अंतराळ-आधारित रडार: पृथ्वीभोवती फिरणारे हे रडार विस्तृत दृष्टिक्षेप देतात आणि विविध कक्षीय प्रतलांमधील उपग्रहांना ट्रॅक करू शकतात. उदाहरणांमध्ये SSA संशोधनासाठी वापरल्या जाणाऱ्या उपग्रहांवरील प्रायोगिक रडार पेलोडचा समावेश आहे.
• फेज्ड ॲरे रडार: या प्रगत रडार प्रणाली रडार बीमला इलेक्ट्रॉनिक पद्धतीने दिशा देण्यासाठी अनेक अँटेना वापरतात, ज्यामुळे आकाशाचे जलद स्कॅनिंग आणि एकाच वेळी अनेक वस्तूंचा मागोवा घेणे शक्य होते.

रडार ट्रॅकिंगचे फायदे:

• सर्व-हवामान क्षमता: रडार सर्व हवामान परिस्थितीत, ढगाळ वातावरणात आणि अंधारातही काम करू शकते.
• लांब पल्ला: शक्तिशाली रडार प्रणाली लक्षणीय अंतरावरील उपग्रहांना ट्रॅक करू शकतात.
• अचूक अंतर आणि वेग मापन: रडार अंतर आणि वेगाचे अचूक मापन पुरवते, जे कक्षा निश्चितीसाठी महत्त्वाचे आहे.

रडार ट्रॅकिंगचे तोटे:

• मर्यादित कोनीय रिझोल्यूशन: ऑप्टिकल ट्रॅकिंगच्या तुलनेत रडारचे कोनीय रिझोल्यूशन कमी असते, ज्यामुळे लहान वस्तू किंवा जवळजवळ असलेल्या वस्तूंचा मागोवा घेणे अधिक आव्हानात्मक होते.
• विजेची आवश्यकता: रडार प्रणालींना चालवण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात वीज लागते, विशेषतः लांब पल्ल्याच्या ट्रॅकिंगसाठी.
• अडथळे आणि हस्तक्षेप: रडार सिग्नल जमिनीवरील अडथळे, वातावरणीय हस्तक्षेप आणि जाणूनबुजून केलेल्या जॅमिंगमुळे प्रभावित होऊ शकतात.

उदाहरण: यू.एस. स्पेस सर्व्हेलन्स नेटवर्क (SSN) हे रडार आणि ऑप्टिकल सेन्सर्सचे एक जागतिक नेटवर्क आहे जे कक्षेत असलेल्या 20,000 पेक्षा जास्त वस्तूंचा मागोवा घेते. SSN उपग्रह आणि अंतराळातील कचऱ्यावर देखरेख ठेवण्यासाठी परिमिती अधिग्रहण रडार हल्ला वैशिष्ट्यीकरण प्रणाली (PARCS) आणि स्पेस फेन्स सारख्या रडार प्रणाली वापरते.

ऑप्टिकल ट्रॅकिंग

ऑप्टिकल ट्रॅकिंगमध्ये उपग्रहांचे निरीक्षण आणि मागोवा घेण्यासाठी दुर्बिणी आणि कॅमेऱ्यांचा वापर केला जातो. ऑप्टिकल सेन्सर्स पार्श्वभूमीतील ताऱ्यांच्या सापेक्ष उपग्रहाची कोनीय स्थिती मोजतात. हे मापन, अचूक वेळेच्या डेटासह, उपग्रहाची कक्षा निश्चित करण्यासाठी वापरले जाते.

ऑप्टिकल ट्रॅकिंग प्रणालींचे प्रकार:

• भूमी-आधारित दुर्बिणी: या दुर्बिणी लहान, स्वयंचलित दुर्बिणींपासून ते मोठ्या, संशोधन-दर्जाच्या वेधशाळांपर्यंत असतात. उदाहरणांमध्ये स्पेनच्या टेनेरिफमधील ESA ऑप्टिकल ग्राउंड स्टेशन आणि यू.एस. हवाई दलाद्वारे चालवल्या जाणाऱ्या GEODSS (ग्राउंड-बेस्ड इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल डीप स्पेस सर्व्हेलन्स) साइट्सचा समावेश आहे.
• अंतराळ-आधारित दुर्बिणी: हबल स्पेस टेलिस्कोप आणि समर्पित SSA दुर्बिणींसारख्या कक्षेत फिरणाऱ्या दुर्बिणी अंतराळाचे अबाधित दृश्य देतात आणि जमिनीवरून निरीक्षण करणे कठीण असलेल्या उपग्रहांना ट्रॅक करू शकतात.
• इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल (EO) सेन्सर्स: हे सेन्सर्स उपग्रहांच्या प्रतिमा कॅप्चर करण्यासाठी CCDs (चार्ज-कपल्ड डिव्हाइसेस) किंवा CMOS (कॉम्प्लिमेंटरी मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर) सेन्सर्ससारखे इलेक्ट्रॉनिक डिटेक्टर वापरतात.

ऑप्टिकल ट्रॅकिंगचे फायदे:

• उच्च कोनीय रिझोल्यूशन: ऑप्टिकल दुर्बिणी उच्च कोनीय रिझोल्यूशन प्रदान करतात, ज्यामुळे लहान वस्तूंचा मागोवा घेणे आणि जवळजवळ असलेल्या वस्तूंचे निराकरण करणे शक्य होते.
• निष्क्रिय संवेदन: ऑप्टिकल ट्रॅकिंग हे एक निष्क्रिय संवेदन तंत्र आहे, याचा अर्थ ते कोणतेही सिग्नल उत्सर्जित करत नाही जे इतर उपग्रहांमध्ये व्यत्यय आणू शकतात किंवा शत्रूंना ओळखू शकतात.
• लहान वस्तूंसाठी किफायतशीर: वस्तूंचा मागोवा घेण्यासाठी तुलनेने लहान दुर्बिणी वापरल्या जाऊ शकतात, ज्यामुळे SSA साठी एक किफायतशीर उपाय मिळतो.

ऑप्टिकल ट्रॅकिंगचे तोटे:

• हवामानावर अवलंबून: ऑप्टिकल ट्रॅकिंग ढगाळ हवामान, पाऊस आणि धुक्यासारख्या हवामान परिस्थितीमुळे मर्यादित होते.
• दिवसाच्या प्रकाशातील मर्यादा: जमिनीवरील ऑप्टिकल ट्रॅकिंग सामान्यतः रात्रीच्या निरीक्षणापुरते मर्यादित असते, जरी संधिप्रकाशाच्या वेळी उपग्रहांना ट्रॅक करण्यासाठी विशेष तंत्रे वापरली जाऊ शकतात.
• वातावरणीय परिणाम: पृथ्वीचे वातावरण प्रतिमा विकृत करू शकते, ज्यामुळे ऑप्टिकल ट्रॅकिंग मापनाची अचूकता कमी होते. हे परिणाम कमी करण्यासाठी ॲडॅप्टिव्ह ऑप्टिक्स तंत्रांचा वापर केला जाऊ शकतो.

उदाहरण: स्पेस सर्व्हेलन्स टेलिस्कोप (SST) ही यू.एस. हवाई दलाने खोल अंतराळातील लहान वस्तू शोधण्यासाठी आणि त्यांचा मागोवा घेण्यासाठी विकसित केलेली एक भूमी-आधारित ऑप्टिकल दुर्बीण आहे. SST चा दृष्टिक्षेप विस्तृत आहे आणि ती आकाशातील मोठ्या क्षेत्रांचे वेगाने स्कॅनिंग करण्यास सक्षम आहे.

टेलीमेट्री ट्रॅकिंग

टेलीमेट्री ट्रॅकिंग स्वतः उपग्रहाद्वारे प्रसारित होणाऱ्या रेडिओ सिग्नल प्राप्त करण्यावर आणि त्यांचे विश्लेषण करण्यावर अवलंबून असते. या सिग्नलमध्ये उपग्रहाचे आरोग्य, स्थिती आणि स्थानाबद्दल डेटा असतो. या सिग्नलवर लक्ष ठेवून, ग्राउंड स्टेशन उपग्रहाचा मागोवा घेऊ शकतात आणि त्याच्या कामगिरीचे मूल्यांकन करू शकतात.

टेलीमेट्री ट्रॅकिंगचे घटक:

• उपग्रह ट्रान्समीटर: उपग्रहांना ट्रान्समीटर बसवलेले असतात जे ग्राउंड स्टेशनवर टेलीमेट्री डेटा प्रसारित करतात.
• ग्राउंड स्टेशन: मोठे अँटेना असलेले ग्राउंड स्टेशन टेलीमेट्री सिग्नल प्राप्त करतात आणि त्यावर प्रक्रिया करतात. ही स्टेशन्स बहुतेकदा जागतिक नेटवर्कचा भाग असतात, जसे की नासाचे डीप स्पेस नेटवर्क (DSN) किंवा युरोपियन स्पेस ट्रॅकिंग (ESTRACK) नेटवर्क.
• सिग्नल प्रोसेसिंग: प्राप्त झालेल्या सिग्नलवर प्रक्रिया करून टेलीमेट्री डेटा काढला जातो, ज्यात उपग्रहाची स्थिती, दिशा, तापमान, शक्ती पातळी आणि इतर पॅरामीटर्सबद्दल माहिती असते.

टेलीमेट्री ट्रॅकिंगचे फायदे:

• उपग्रहाच्या स्थितीचे थेट मापन: टेलीमेट्री डेटामध्ये अनेकदा उपग्रहाच्या स्थितीचे थेट मापन समाविष्ट असते, जे GPS किंवा स्टार ट्रॅकर्ससारख्या ऑनबोर्ड नेव्हिगेशन सिस्टममधून मिळवले जाते.
• सतत देखरेख: टेलीमेट्री ट्रॅकिंग उपग्रहाच्या आरोग्य आणि स्थितीवर सतत देखरेख ठेवते, ज्यामुळे ऑपरेटर्सना रिअल-टाइममध्ये विसंगती शोधून प्रतिसाद देता येतो.
• उच्च अचूकता: टेलीमेट्री डेटा अतिशय अचूक स्थिती माहिती प्रदान करू शकतो, विशेषतः जेव्हा इतर ट्रॅकिंग पद्धतींसोबत एकत्रित केला जातो.

टेलीमेट्री ट्रॅकिंगचे तोटे:

• उपग्रहाच्या सहकार्यावर अवलंबित्व: टेलीमेट्री ट्रॅकिंग उपग्रह सिग्नल प्रसारित करण्यावर अवलंबून असते, जे उपग्रह खराब झाल्यास किंवा ऑपरेटरने जाणूनबुजून ट्रान्समीटर अक्षम केल्यास शक्य होत नाही.
• मर्यादित कव्हरेज: ग्राउंड स्टेशनचे कव्हरेज क्षेत्र मर्यादित असते, त्यामुळे उपग्रह नेहमीच ग्राउंड स्टेशनच्या रेंजमध्ये असेल असे नाही.
• हस्तक्षेपाची शक्यता: टेलीमेट्री सिग्नल इतर रेडिओ स्त्रोतांच्या हस्तक्षेपामुळे प्रभावित होऊ शकतात.

उदाहरण: नासा डीप स्पेस नेटवर्क (DSN) हे मोठ्या अँटेनांचे जागतिक नेटवर्क आहे जे आंतरग्रहीय अंतराळयान मोहिमांना समर्थन देते. DSN अंतराळयानांच्या टेलीमेट्री सिग्नल प्राप्त करून आणि त्यांचे विश्लेषण करून त्यांचा मागोवा घेते, जे नेव्हिगेशन आणि मोहिम संचालनासाठी महत्त्वपूर्ण डेटा प्रदान करते.

इंटरफेरोमेट्री

इंटरफेरोमेट्री एकाच अँटेनापेक्षा जास्त कोनीय रिझोल्यूशन मिळविण्यासाठी अनेक अँटेनांमधून येणाऱ्या सिग्नलना एकत्र करते. हे तंत्र वेगवेगळ्या अँटेनांवर प्राप्त होणाऱ्या सिग्नलच्या आगमनाच्या वेळेतील किंवा फेजमधील फरक मोजून उपग्रहांना ट्रॅक करण्यासाठी वापरले जाते.

इंटरफेरोमीटरचे प्रकार:

• रेडिओ इंटरफेरोमीटर: हे इंटरफेरोमीटर उपग्रहांना ट्रॅक करण्यासाठी रेडिओ लहरी वापरतात. उदाहरणांमध्ये अमेरिकेतील व्हेरी लार्ज ॲरे (VLA) आणि चिलीमधील अटाकामा लार्ज मिलिमीटर/सबमिलिमीटर ॲरे (ALMA) यांचा समावेश आहे.
• ऑप्टिकल इंटरफेरोमीटर: हे इंटरफेरोमीटर उपग्रहांना ट्रॅक करण्यासाठी दृश्यमान प्रकाश वापरतात. प्रकाशाच्या लहान तरंगलांबीमुळे रेडिओ इंटरफेरोमेट्रीपेक्षा ऑप्टिकल इंटरफेरोमेट्री अधिक आव्हानात्मक आहे, परंतु ती खूप उच्च कोनीय रिझोल्यूशन देऊ शकते.

इंटरफेरोमेट्रीचे फायदे:

• उच्च कोनीय रिझोल्यूशन: इंटरफेरोमेट्री खूप उच्च कोनीय रिझोल्यूशन प्रदान करते, ज्यामुळे लहान वस्तूंचा मागोवा घेणे आणि जवळजवळ असलेल्या वस्तूंचे निराकरण करणे शक्य होते.
• सुधारित अचूकता: अनेक अँटेनांमधील सिग्नल एकत्र करून, इंटरफेरोमेट्री उपग्रह ट्रॅकिंग मापनाची अचूकता सुधारू शकते.

इंटरफेरोमेट्रीचे तोटे:

• गुंतागुंतीच्या प्रणाली: इंटरफेरोमीटर तयार करणे आणि चालवणे या गुंतागुंतीच्या आणि महागड्या प्रणाली आहेत.
• डेटा प्रोसेसिंग: इंटरफेरोमेट्रीसाठी अनेक अँटेनांमधील सिग्नल एकत्र करण्यासाठी अत्याधुनिक डेटा प्रोसेसिंग तंत्रांची आवश्यकता असते.
• वातावरणीय परिणामांबद्दल संवेदनशीलता: वातावरणीय गोंधळ इंटरफेरोमेट्री मापनाच्या अचूकतेवर परिणाम करू शकतो, विशेषतः ऑप्टिकल तरंगलांबींवर.

उदाहरण: व्हेरी लाँग बेसलाइन ॲरे (VLBA) हे अमेरिकेत पसरलेल्या रेडिओ दुर्बिणींचे एक नेटवर्क आहे. VLBA चा उपयोग उपग्रह आणि इतर खगोलीय वस्तूंचा अतिशय उच्च अचूकतेने मागोवा घेण्यासाठी केला जातो.

सॅटेलाइट लेझर रेंजिंग (SLR)

सॅटेलाइट लेझर रेंजिंग (SLR) हे ग्राउंड स्टेशन आणि उपग्रह यांच्यातील अंतर निर्धारित करण्यासाठी एक अत्यंत अचूक तंत्र आहे. SLR स्टेशन रेट्रोरिफ्लेक्टरने सुसज्ज उपग्रहांना लेझर प्रकाशाचे छोटे पल्स पाठवतात. रेट्रोरिफ्लेक्टर लेझर प्रकाशाला ग्राउंड स्टेशनकडे परत परावर्तित करतात, आणि प्रकाशाला उपग्रहापर्यंत जाऊन परत येण्यासाठी लागणारा वेळ मोजला जातो. हे वेळ मापन, प्रकाशाच्या गतीसह, उपग्रहाचे अंतर मोजण्यासाठी वापरले जाते.

SLR प्रणालींचे घटक:

• लेझर ट्रान्समीटर: लेझर ट्रान्समीटर लेझर प्रकाशाचे छोटे पल्स तयार करतो.
• दुर्बीण: दुर्बिणीचा उपयोग लेझर बीमला उपग्रहावर लक्ष्य करण्यासाठी आणि परावर्तित प्रकाश गोळा करण्यासाठी केला जातो.
• रेट्रोरिफ्लेक्टर्स: उपग्रहांना रेट्रोरिफ्लेक्टर्स बसवलेले असतात, जे विशेष आरसे असतात जे प्रकाशाला ज्या दिशेने आले त्याच दिशेने परत परावर्तित करतात.
• टायमिंग सिस्टम: टायमिंग सिस्टम लेझर प्रकाशाला उपग्रहापर्यंत जाऊन परत येण्यासाठी लागणारा वेळ अतिशय उच्च अचूकतेने मोजते.

SLR चे फायदे:

• उच्च अचूकता: SLR उपग्रहांचे अंतर निर्धारित करण्याच्या सर्वात अचूक पद्धतींपैकी एक आहे, ज्यात काही मिलिमीटरची अचूकता असते.
• उपग्रहाच्या सहकार्यापासून स्वतंत्र: SLR उपग्रह सिग्नल प्रसारित करण्यावर अवलंबून नसते, त्यामुळे त्याचा उपयोग असहकारी उपग्रह किंवा अंतराळातील कचरा ट्रॅक करण्यासाठी केला जाऊ शकतो.
• इतर ट्रॅकिंग प्रणालींचे कॅलिब्रेशन: SLR डेटाचा उपयोग रडार आणि ऑप्टिकल दुर्बिणींसारख्या इतर उपग्रह ट्रॅकिंग प्रणालींचे कॅलिब्रेशन आणि प्रमाणीकरण करण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

SLR चे तोटे:

• हवामानावर अवलंबून: SLR ढगाळ हवामान, पाऊस आणि धुक्यासारख्या हवामान परिस्थितीमुळे मर्यादित आहे.
• उपग्रहांची मर्यादित संख्या: फक्त रेट्रोरिफ्लेक्टरने सुसज्ज उपग्रहच SLR द्वारे ट्रॅक केले जाऊ शकतात.
• उच्च खर्च: SLR स्टेशन तयार करणे आणि चालवणे महाग आहे.

उदाहरण: इंटरनॅशनल लेझर रेंजिंग सर्व्हिस (ILRS) हे SLR स्टेशनचे एक जागतिक नेटवर्क आहे जे वैज्ञानिक आणि भूगणितीय उद्देशांसाठी उपग्रहांना ट्रॅक करते. ILRS कक्षा निर्धारण, पृथ्वीच्या परिभ्रमणाचा अभ्यास आणि समुद्र पातळीतील बदलांचे निरीक्षण करण्यासाठी डेटा प्रदान करते.

कक्षा निर्धारण आणि भविष्यवाणी

सॅटेलाइट ट्रॅकिंग पद्धतींमधून मिळालेला डेटा उपग्रहांच्या कक्षा निश्चित करण्यासाठी आणि त्यांची भविष्यवाणी करण्यासाठी वापरला जातो. कक्षा निर्धारणामध्ये ट्रॅकिंग मापनांवर आधारित उपग्रहाच्या कक्षीय पॅरामीटर्सचा अंदाज घेणे समाविष्ट असते. कक्षा भविष्यवाणीमध्ये या पॅरामीटर्सचा वापर करून उपग्रहाची भविष्यातील स्थिती मोजणे समाविष्ट असते.

कक्षा निर्धारण आणि भविष्यवाणीसाठी तंत्र:

• बॅच लिस्ट स्क्वेअर्स: ही कक्षा निर्धारणासाठी एक शास्त्रीय पद्धत आहे ज्यात निरीक्षण केलेल्या ट्रॅकिंग मापन आणि कक्षा मॉडेलद्वारे अंदाजित केलेल्या मूल्यांमधील फरक कमी करणे समाविष्ट आहे.
• सिक्वेन्शियल फिल्टरिंग: ही पद्धत कल्मन फिल्टर वापरून कक्षीय पॅरामीटर्सचा पुनरावृत्तीने अंदाज लावते, प्रत्येक वेळी नवीन ट्रॅकिंग मापन प्राप्त झाल्यावर अंदाज अद्यतनित करते.
• विशेष विक्षोभ: या पद्धती उपग्रहाची कक्षा प्रसारित करण्यासाठी संख्यात्मक एकीकरणाचा वापर करतात, ज्यात पृथ्वीचे गैर-गोलाकार गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र, वातावरणीय ड्रॅग आणि सौर विकिरण दाब यांसारख्या विविध विक्षोभांचे परिणाम विचारात घेतले जातात.
• सामान्य विक्षोभ: या पद्धती उपग्रहाच्या कक्षेवरील विक्षोभांच्या परिणामांचे मॉडेल करण्यासाठी विश्लेषणात्मक अंदाजांचा वापर करतात.

सॅटेलाइट ट्रॅकिंगमधील आव्हाने

सॅटेलाइट ट्रॅकिंगला अनेक आव्हानांना सामोरे जावे लागते:

• अंतराळातील कचरा: कक्षेत वाढणारा अंतराळातील कचरा कार्यरत उपग्रहांना मोठा धोका निर्माण करतो. अंतराळातील कचरा त्याच्या लहान आकारामुळे, अनियमित आकारांमुळे आणि अप्रत्याशित मार्गांमुळे ट्रॅक करणे आव्हानात्मक आहे.
• लहान उपग्रह: क्यूबसॅट सारख्या लहान उपग्रहांच्या प्रसारामुळे कक्षेतील सर्व वस्तूंचा मागोवा घेणे अधिक कठीण होते.
• मार्ग बदलणारे उपग्रह: वारंवार मार्ग बदलणारे उपग्रह ट्रॅक करणे कठीण असू शकते कारण त्यांच्या कक्षा सतत बदलत असतात.
• असहकारी उपग्रह: निष्क्रिय उपग्रह किंवा गुप्तचर उपग्रह यांसारख्या असहकारी उपग्रहांना ट्रॅक करणे आव्हानात्मक आहे कारण ते टेलीमेट्री डेटा प्रसारित करत नाहीत.
• वातावरणीय परिणाम: पृथ्वीचे वातावरण ऑप्टिकल आणि रडार सिग्नल विकृत करू शकते, ज्यामुळे उपग्रह ट्रॅकिंग मापनाची अचूकता कमी होते.
• डेटा फ्यूजन: कक्षा निर्धारणाची अचूकता आणि विश्वसनीयता सुधारण्यासाठी वेगवेगळ्या ट्रॅकिंग सेन्सर्समधील डेटा एकत्र करणे हे एक गुंतागुंतीचे आणि आव्हानात्मक काम आहे.

सॅटेलाइट ट्रॅकिंगचे भविष्य

सॅटेलाइट ट्रॅकिंगच्या भविष्यात अधिक प्रगत ट्रॅकिंग तंत्रज्ञानाचा विकास होण्याची शक्यता आहे, जसे की:

• प्रगत रडार प्रणाली: सुधारित कोनीय रिझोल्यूशनसह अधिक शक्तिशाली आणि संवेदनशील रडार प्रणाली.
• अंतराळ-आधारित सेन्सर्स: अंतराळ पर्यावरणाच्या सतत देखरेखीसाठी अंतराळ-आधारित रडार आणि ऑप्टिकल सेन्सर्सची वाढती तैनाती.
• कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) आणि मशीन लर्निंग (ML): स्वयंचलित ट्रॅकिंग, कक्षा निर्धारण आणि विसंगती शोधण्यासाठी AI आणि ML अल्गोरिदम.
• सुधारित डेटा फ्यूजन तंत्र: कक्षा निर्धारणाची अचूकता आणि विश्वसनीयता सुधारण्यासाठी वेगवेगळ्या सेन्सर्समधील डेटा एकत्र करण्यासाठी अधिक अत्याधुनिक तंत्र.
• जागतिक सहयोग: अंतराळ परिस्थिती जागरूकता सुधारण्यासाठी वाढलेले आंतरराष्ट्रीय सहकार्य आणि डेटा शेअरिंग.

निष्कर्ष

अंतराळ मोहिमांची सुरक्षितता आणि टिकाऊपणा सुनिश्चित करण्यासाठी सॅटेलाइट ट्रॅकिंग ही एक महत्त्वाची क्षमता आहे. विविध ट्रॅकिंग पद्धती, तंत्रज्ञान आणि आव्हाने समजून घेऊन, आपण आपल्या अंतराळातील मालमत्तेचे अधिक चांगले संरक्षण करू शकतो, वैज्ञानिक संशोधनाला चालना देऊ शकतो आणि अंतराळ पर्यावरणाच्या जबाबदार वापराला प्रोत्साहन देऊ शकतो. कक्षेत उपग्रह आणि अंतराळातील कचऱ्याची संख्या वाढत असताना, येत्या काही वर्षांत सॅटेलाइट ट्रॅकिंगचे महत्त्व केवळ वाढेल. सर्वांसाठी सुरक्षित आणि टिकाऊ अंतराळ वातावरण राखण्यासाठी प्रगत ट्रॅकिंग तंत्रज्ञानाच्या संशोधन आणि विकासात सतत गुंतवणूक करणे आवश्यक आहे.