Haberleşme uydusu

Haberleşme uydusu, yerden gönderilen radyo sinyallerini alıp güçlendiren ve yeniden Dünya'ya yollayan yapay uydudur. Bu sayede aralarında dağlar, okyanuslar ya da Dünya'nın eğriliği bulunan iki nokta arasında televizyon, telefon, radyo ve internet bağlantısı kurulabilir. Uydu bilgiyi kendisi üretmez; gökyüzüne yerleştirilmiş bir aktarma istasyonu gibi çalışır.

Nasıl çalışır?

Bir haberleşme uydusunun kalbi transponder denen aktarıcılardır. Her transponder ayrı bir iletişim kanalı gibi davranır: yer istasyonundan gelen sinyali alır, güçlendirir ve geniş bir bölgeye geri yayar. Uydular çok sayıda transponder taşır; örneğin 1975'te fırlatılan Satcom 1'de 24 transponder vardı, Westar 1'de ise 12.

Sinyaller belirli frekans bantlarında taşınır. Sivil haberleşmede C, Ku, Ka ve L bantları yaygındır; askerî sistemler UHF, SHF ve EHF bantlarını da kullanır.

Etkin ve edilgen uydular

İlk denemelerde edilgen (pasif) uydular kullanıldı. Bunlar sinyali yalnızca yansıtır, bu yüzden alıcıya çok zayıf ulaşır. 1960'ta fırlatılan Echo 1, sinyalleri yansıtan bir balon uyduydu. Etkin (aktif) uydular ise sinyali yeniden göndermeden önce güçlendirir; bugünkü haberleşme uyduları bu türdendir.

Hangi yörüngede dolaşırlar?

• Yerdurağan yörünge (GEO): Yaklaşık 35.785 kilometre yükseklikteki bu yörüngede uydu Dünya'nın dönüşüne ayak uydurduğu için yerden bakınca gökyüzünde sabit durur. Bu yüzden çanak anten bir kez uyduya çevrilip bırakılabilir.
• Alçak Dünya yörüngesi (LEO): 160 ile 2.000 kilometre arasında, bir turunu yaklaşık 90 dakikada atan uydular. Yere yakın oldukları için sinyal gecikmesi daha kısa, gereken güç daha azdır; ama her uydu gökyüzünden hızla geçtiği için kesintisiz hizmet çok sayıda uydudan oluşan bir takımuydu gerektirir. 66 uydulu Iridium sistemi ve SpaceX'in Starlink ağı bu türdendir.
• Orta Dünya yörüngesi (MEO): 2.000 kilometre ile yerdurağan yükseklik arasındaki bölge. Örneğin O3b sistemi 8.063 kilometre yükseklikteki 20 uyduyla geniş bant hizmeti verir.

Kısa tarihçe

Fikir uydulardan bile önce doğdu: Arthur C. Clarke, Ekim 1945'te İngiliz Wireless World dergisinde yayımlanan "Extraterrestrial Relays" (Dünya Dışı Aktarıcılar) başlıklı yazısında yerdurağan yörüngeye yerleştirilecek aktarıcı uyduları anlattı. 10 Temmuz 1962'de Telstar, ilk etkin ve doğrudan aktarma yapan ticari haberleşme uydusu olarak Atlantik ötesine ilk televizyon yayınını taşıdı. 19 Temmuz 1964'te fırlatılan Syncom 3 ilk yerdurağan haberleşme uydusu oldu ve 1964 Yaz Olimpiyatları'nın televizyon yayınlarını Pasifik üzerinden aktardı. 6 Nisan 1965'te fırlatılan Intelsat I, nam-ı diğer Early Bird, yereşzamanlı yörüngeye yerleştirilen ilk ticari haberleşme uydusuydu.

Türkiye'nin haberleşme uyduları: Türksat

Türkiye'nin haberleşme uydularını devlete ait Türksat A.Ş. işletiyor. Serüven talihsiz başladı: Türksat 1A, 24 Ocak 1994'te fırlatma aracının arızası yüzünden yörüngeye ulaşamadan atmosferde infilak etti. Aynı yılın 10 Ağustos'unda Ariane roketiyle fırlatılan Türksat 1B, 42° Doğu konumunda serinin yörüngeye ulaşan ilk uydusu oldu. Onu 1C (1996), 2A (2001), 3A (2008), 4A (2014) ve 4B (2015) izledi; 5A ile 5B 2021'de Falcon 9 roketleriyle fırlatıldı. Türksat uyduları Türkiye'nin yanı sıra Avrupa, Orta Doğu, Kuzey Afrika ve Orta Asya'ya hizmet veriyor.

Serinin dönüm noktası Türksat 6A. 15 Aralık 2014'te imzalanan anlaşmayla yerli olarak geliştirilmesine karar verilen uydu, TÜBİTAK Uzay öncülüğünde TUSAŞ, ASELSAN ve CTech'in katkısıyla üretildi ve Ankara'daki TUSAŞ tesislerinde birleştirildi. 8 Temmuz 2024'te Cape Canaveral'dan Falcon 9 ile fırlatılan 6A, Türkiye'nin tamamen yerli üretilmiş ilk haberleşme uydusu. Yerdurağan yörüngede 42° Doğu'da görev yapan uydu 16 etkin Ku bandı ve 2 etkin X bandı transponder taşıyor, en az 15 yıl çalışması planlanıyor. X bandı yalnız Türkiye'yi kapsarken Ku bandı Türkiye'nin yanında Britanya Adaları'ndan Hazar Denizi'ne uzanan bir batı bölgesine ve Anadolu'dan Çin'e uzanan bir doğu bölgesine hizmet veriyor.

Sık karıştırılanlar

Haberleşme uydusu ve yer gözlem uydusu

Haberleşme uydusu yerden gelen sinyali taşır; yer gözlem uydusu ise kameraları ve algılayıcılarıyla Dünya'yı inceleyip kendi ürettiği veriyi gönderir. Biri postacıya, öteki fotoğrafçıya benzer.

Yerdurağan ve yereşzamanlı

Yereşzamanlı (jeosenkron) yörüngedeki bir uydu Dünya'nın dönüşüyle aynı sürede tur atar ama yörüngesi eğik ya da basıksa gökyüzünde gün içinde yer değiştirir. Yerdurağan yörünge, bu yörüngenin ekvator düzlemindeki ve çembersel özel hâlidir; uydu yerden bakınca hiç kıpırdamaz. Tarihte bu ayrımı Syncom 2 ve Syncom 3 gösterir: ilki ilk yereşzamanlı, ikincisi ilk yerdurağan uyduydu.

Gecikme meselesi

Yerdurağan bir uydu üzerinden kurulan bağlantıda sinyal on binlerce kilometrelik bir yolu gidip geldiği için gecikme, alçak yörüngedeki uydulara göre daha uzundur. Alçak ve orta yörüngedeki takımuyduların öne çıkmasının nedenlerinden biri de bu gecikmeyi azaltmalarıdır.