قمر اصطناعي
تاريخ

تعتبر تجربة (كرة نيوتن المدفعية) أول دراسة رياضية منشورة لإمكانية وجود قمر صناعي، وهي تجربة قام بها إسحاق نيوتن في مخيلته لشرح حركة الأقمار الطبيعية وذكرها في كتابه (الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية) الذي نشر عام 1687م، أما أول تصور خيالي لقمر صناعي يتم إطلاقه في مداره فقد ذُكر في قصة قصيرة كتبها إدوارد إيفريت هيل بعنوان (القمر القرميدي) ونشرت عام 1869م. عادت الفكرة للظهور مرة أخرى في رواية (ثروة البيجوم) للكاتب الفرنسي جول فيرن ونشرت عام 1879.
في عام 1903، نشر قسطنطين تسيولكوفسكي (1857-1935) كتابه بعنوان (استكشاف الفضاء باستخدام أجهزة الدفع النفاث)، وهو أول مقال أكاديمي حول استخدام الصواريخ لإطلاق المركبات الفضائية. حسب قسطنطين السرعة المدارية المطلوبة للوصول لأدنى مدار، وقال أنه من الممكن تحقيق ذلك باستخدام صاروخ متعدد المراحل يعمل بالوقود السائل (مادة دافعة).
في عام 1928، نشر هيرمان بوتوشنيك (1892-1929) كتابه الوحيد بعنوان (مشكلة السفر عبر الفضاء - المحرك الصاروخي). وصف هيرمان في كتابه كيفية استخدام المركبات الفضائية التي تدور في مدار لرصد الأرض، ووصف كيف يمكن أن تكون الظروف الخاصة بالفضاء مفيدة للتجارب العلمية.
في عام 1945 نشر كاتب الخيال العلمي الإنجليزي آرثر سي كلارك مقالا في مجلة (العالم اللاسلكي ) وصف فيه بالتفصيل امكانية استخدام أقمار الاتصالات للتعامل مع كمية الاتصالات الهائلة، واقترح أن وجود ثلاثة أقمار صناعية فقط في مدارات ثابتة بالنسبة إلى الأرض هو عدد كافي لتغطية لكوكب الأرض بأكمله.
في مايو 1946، أعلن سلاح الجو الأمريكي عن (مشروع راند) والذي احتوى على تصميم لأول سفينة فضائية تجريبية حول العالم، وصف المشروع هذه السفينة بأنها مركبة فضائية مزودة بأجهزة مناسبة وستكون واحدة من أكثر الأدوات العلمية فاعلية في القرن العشرين. كانت الولايات المتحدة تدرس إطلاق أقمار صناعية مدارية منذ عام 1945 تحت إشراف مكتب الملاحة الجوية التابع للبحرية الأمريكية. نشر (مشروع راند) التقرير في النهاية، والذي اعتبر القمر الصناعي هو أداة للعلوم والسياسة والدعاية وليس سلاحًا عسكريًا محتملاً.
في عام 1946م، اقترح عالم الفيزياء الفلكية النظري الأمريكي ليمان سبيتزر تلسكوبًا فضائيًا يدور حول الأرض، وفي فبراير عام 1954، نشر(مشروع راند) مقالا بعنوان (الاستخدامات العلمية لمركبة ساتلية)، شرح فيه بشكل موسع الاستخدامات العلمية المحتملة لمركبات الأقمار الصناعية، تبعه في يونيو عام 1955 مقال آخر بعنوان (الاستخدام العلمي للقمر الصناعي) للكاتبين كالمان وكيلوج.
في سياق الأنشطة المخطط لها للسنة الجيوفيزيائية الدولية (1957-1958)، أعلن البيت الأبيض في 29 يوليو 1955م أن الولايات المتحدة تعتزم إطلاق أقمار صناعية بحلول ربيع عام 1958م وأصبح هذا المشروع معروفًا باسم (برنامج فانغارد)، وفي 31 يوليو من نفس العام أعلن السوفييت عزمهم عن إطلاق قمر صناعي بحلول خريف عام 1957.
في 4 أكتوبر 1957 أطلق الاتحاد السوفيتي أول قمر صناعي في إطار برنامج سبوتنيك وهو قمر (سبوتنيك 1)، وكان سيرجي كوروليوف هو كبير المصممين. ساعد القمر (سبوتنيك 1) في تحديد كثافة طبقات الغلاف الجوي العالية من خلال قياس تغيرها المداري وقدم بيانات عن توزيع الإشارات الراديوية في طبقة الأيونوسفير. أدى الإعلان غير المتوقع عن نجاح (سبوتنيك 1) إلى اندلاع (أزمة سبوتنيك) في الولايات المتحدة وإشعال ما يسمى بسباق الفضاء خلال الحرب الباردة.
في 3 نوفمبر 1957 أُطلق القمر (سبوتنيك 2) والذي حمل أول راكب على قيد الحياة إلى المدار وهي كلبة فضاء تدعى لايكا. وفي أوائل عام 1955، بعد ضغوط من قبل جمعية الصواريخ الأمريكية ومؤسسة العلوم الوطنية والسنة الجيوفيزيائية الدولية، كان الجيش الأمريكي والبحرية الأمريكية يعملان على (مشروع أوربيتر) مع برنامجين متنافسين. استخدم الجيش الأمريكي صاروخ جوبيتر سي، بينما استخدم البرنامج المدني / البحري صاروخ فانجارد لإطلاق قمر صناعي.
وفي 31 يناير عام 1958م أصبح إكسبلورر 1 أول قمر صناعي للولايات المتحدة. وفي يونيو 1961، أي بعد ثلاث سنوات ونصف من إطلاق سبوتنيك 1، قامت شبكة مراقبة الفضاء الأمريكية بفهرسة 115 قمرًا صناعيًا يدور حول الأرض، أما أكبر قمر صناعي على الإطلاق حاليا هو محطة الفضاء الدولية.
بنيت اللأقمار الصناعية الأولى بتصميمات فريدة من نوعها، ومع التقدم التكنولوجي أصبحت العديد من الأقمار الصناعية تبنى على منصات نموذجية واحدة تسمى ناقلات الأقمار الصناعية. كان أول تصميم قياسي لناقل الأقمار الصناعية هو ساتل الاتصالات (HS-333) العامل في المدار الأرضي الجغرافي المتزامن والذي أُطلق عام 1972. وابتداءً من عام 1997، أصبح (فري فلاير) تطبيقًا برمجيًا تجاريًا جاهزًا لتحليل مهمة الأقمار الصناعية وتصميمها وعملياتها.