Sunday, September 25, 2016

සන්නිවේදනය හා ආධුනික ගුවන් විදුලි ශිල්පය (Amateur radio) 15

චන්ද්‍රිකා (Satellite)

චන්ද්‍රිකාවක් යනු යම් ආකාශ වස්තුවක් වටා පරිභ්‍රමණය වන තවත් ඊට කුඩා ආකාශ වස්තුවකට කියන පොදු නමයි. ඒ අනුව සඳ පොලව වටා පරිභ්‍රමණය වන පොලොවට වඩා කුඩා ආකාශ වස්තුවක් නිසා සඳද චන්ද්‍රිකාවකි. එය ස්වාභාවික චන්ද්‍රිකාවකි (natural satellite). ඊට අමතරව මිනිසා විසින් සාදා යම් ආකාශ වස්තුවක් වටේ පරිභ්‍රමණය වීමට සලස්වා ඇති චන්ද්‍රිකා කෘත්‍රිම චන්ද්‍රිකා (artificial satellite) ලෙස හැඳින්වෙනවා. මේ දෙවර්ගයේම චන්ද්‍රිකා තවත් ආකාශ වස්තුවක් වටා කැරකි කැරකි තිබෙන්නේ එකම භෞතික විද්‍යා මූලධර්මය මතයි (ඒ ගැන මොහොතකින් බලමු). මේ අනුව ඕනෑම ග්‍රහලෝකයක් වටේට මෙන්ම ඕනෑම උපග්‍රහයෙක් වටේට කෘත්‍රිම චන්ද්‍රිකාවක් පරිභ්‍රමණය කරවිය හැකියි. එහෙත් මිනිසා විසින් යවන ලද බොහෝමයක්ම චන්ද්‍රිකා පොලොව වටේටයි රඳවා තිබෙන්නේ.

ඇත්තටම චන්ද්‍රිකා යන නමෙහි තේරුමත් “කුඩා චන්ද්‍රයා” යන්නයි - චන්ද්‍ර+ඉකා (ඉකා යනු කුඩා යන තේරුම ලබා දෙන ප්‍රත්‍යයක් වන අතර, නාලිකා ආදී තැන්වලද ඉකා යන ප්‍රත්‍යය එම තේරුමින් යොදා ඇත). පොලොව වටේ සඳ කැරකෙන්නේ කෙසේද, අන්න එලෙසම චන්ද්‍රිකාද කැරකේ යන්න අපට එම නමින් තේරුම් ලබා දේ. ඉංග්‍රිසි satellite යන්නට “තමන් අසල නිතර සිටින්නා” වැනි තේරුමක් තිබේ. satellite යන්න කෙටියෙන් sat (සැට්) ලෙස හඳුන්වනවා.

විවිධ ප්‍රමාණයේ හා බරින් යුතු චන්ද්‍රිකා ඇත. විශාල චන්ද්‍රිකාවලට වඩා තරමක් කුඩා චන්ද්‍රිකා mini-satellite ලෙස හැඳින්විය හැකියි. මිනි-සැටලයිට්වලටත් වඩා කුඩා වූ විට ඒවා micro-satellite ලෙසද, ඊටත් කුඩා වූ විට, nano-satellite ලෙසද, ඊටත් කුඩා වූ විට pico-satellite ලෙසද මේවා නම් කළ හැකියි (බර සලකා බලා). ඇත්තටම පිකෝ චන්ද්‍රිකාවක් ඔබේ අත්ල මත තබා ගත හැකි තරමට කුඩාය. සමහර කෙටිකාලීන පර්යේෂන සඳහා බොහෝවිට මෙවැනි පිකෝ චන්ද්‍රිකා යැවේ. විශාල චන්ද්‍රිකා යවන විට, ඒ සමඟම මෙවැනි කුඩා චන්ද්‍රිකා කිහිපයක්ම උඩුගුවනට යැවිය හැකියි. එමඟින් එවැනි කුඩා චන්ද්‍රිකාවක් යැවීමට වැය වන්නේ සාපේක්ෂව ඉතාම කුඩා මුදලකි. පහත වගුවේ දැක්වෙන්නේ මෙලෙස චන්ද්‍රිකා වර්ග කර ඇති ආකාරයයි. උදාහරණයක් ලෙස ජීපීඑස් චන්ද්‍රිකාවක් දළ වශයෙන් කිලෝග්‍රෑම් 1000ක් පමණ වන නිසා, එය මීඩියම් චන්ද්‍රිකාවකි.

වර්ගය
බර (kg)
large satellite > 1,000
medium-sized satellite 500 - 1,000
minisatellite 100 - 500
microsatellite 10 - 100
nanosatellite 1 - 10
picosatellite 0.1 - 1
femtosatellite < 0.1



මේ හැර, තවත් විවිධ සාධක මත චන්ද්‍රිකා වර්ගීකරණය කළ හැකියි. උදාහරණයක් ලෙස, චන්ද්‍රිකාවකින් ලබා ගන්නා සේවාවේ ස්වරූපය මත කාලගුණ චන්ද්‍රිකා (weather sats), සන්නිවේදන චන්ද්‍රිකා (communication sats - comsats), තාරකා විද්‍යා චන්ද්‍රිකා (astronomical sats), මඟපෙන්වන චන්ද්‍රිකා (navigation sats - navsats), පෘථිවි නිරීක්ෂණ චන්ද්‍රිකා (Earth observation sats), අනෙක් රටවල රූප ආදිය ගැනීමට සාදපු රහස් ඔත්තු බලන චන්ද්‍රිකා (spy satellite) ආදී ලෙස ඒවා වර්ග කළ හැකියි. ආධුනික ගුවන් විදුලි ශිල්පය වෙනුවෙනුත් චන්ද්‍රිකා යවා ඇති අතර මේවා ආධුනික ගුවන්විදුලි චන්ද්‍රිකා (Amateur radio satellite හෝ Amateur satellite) ලෙස හැඳින්වෙනවා. ඇත්තටම ආධුනික චන්ද්‍රිකාද සන්නිවේදනය චන්ද්‍රිකා යටතේම වර්ගීකරණය වන්නකි. තවත් චන්ද්‍රිකා තිබෙනවා ඉහත කාර්යන් කිහිපයක්ම එකවර සිදු කරන (බහුකාර්ය චන්ද්‍රිකා).

චන්ද්‍රිකාවක් උඩුගුවනේ නිශ්චලව තැබිය නොහැකිය. චන්ද්‍රිකා පමණක් නොව, වෙනත් ඕනෑම ස්වාභාවික හෝ කෘත්‍රිම වස්තුවක් අභ්‍යවකාශයේ නිසලව තිබිය නොහැකිය. ඒවා හැමවිටම ගමන් කරමින් තිබිය යුතුමය. සාමාන්‍යයෙන් චන්ද්‍රිකා පොලොව හෝ වෙනත් ආකාශ වස්තුවක් වටේට නොකඩවාම ගමන් කරනවා. ඉතිං, චන්ද්‍රිකාවක් තවත් අභ්‍යවකාශ වස්තුවක් (පොලොව) වටේට පරිභ්‍රමණය වන ගමන් මාර්ගය කක්ෂය (orbit) ලෙස හැඳින්වේ.

චන්ද්‍රිකා පිළිබඳ අදහස යම් කාලයක සිටම පැවත තිබුණි. එහෙත් 1945 වසරේදී ආතර් සී ක්ලාර්ක් (Arthur C. Clarke) විසින් Wireless World නම් සඟරාවට ලිපියක් ලියමින් නැවත වතාවක් ලෝකයාව අවධි කළා උඩුගුවනේ චන්ද්‍රිකා 3ක් රැඳවිය හැකි නම්, ඉන් මුලු ලොවම ආවරණය කරමින් සන්නිවේදන සම්බන්ධතා ඇති කළ හැකි බව පෙන්වා දෙමින්. එබැවින් බොහෝ දෙනා ඔහු චන්ද්‍රිකා තාක්ෂණයේ පියා ලෙස හඳුන්වනවා. එහෙත් ක්ලාර්ක් ප්‍රසිද්ධියට පත් වූයේ විද්‍යා ප්‍රබන්ධකරුවකු ලෙසයි. ඔහු එංගලන්ත ජාතිකයකු වන අතර එම රටේදීම විද්‍යා උපාධියක්ද ලබා ගෙන ඇති අතර, එරට ගුවන් හමුදාවට බැඳී රේඩියෝ තාක්ෂණයට සම්බන්දව රාජකාරි කර ඇත. එකදහස් නවසි පනස් ගණනවල ඔහු ලංකාවට පැමිණ, පසුව ලංකාවේ සම්මානනීය පුරවැසියකු බවටද පත් වී, මියෙන තුරු ලංකාවේ ජීවත් විය.

පළමු චන්ද්‍රිකාව සෝවියට් දේශය විසින් 1957 දී කක්ෂගත කළේය. එය Sputnik 1 ලෙස හැඳින්වේ. 83kg ක් පමණ බර එය පොලොවේ සිට 29000km ක් උඩ කක්ෂයකයි ගමන් කළේ. විනාඩි 98කින් එය පොලොව වටා එක් වටයක් නිම කළා. මෙම චන්ද්‍රිකාවෙන් කිසිදු සේවාවක් සැපයුවේ නැත; චන්ද්‍රිකාවක් අභ්‍යවකාශයේ රැඳවිය හැකිද යන්න සොයා බැලීමටයි එය යැව්වේ. ඇත්තටම මෙය අභ්‍යවකාශ යුගයේ (space age) ආරම්භය ලෙසද සලකනවා (මීට බොහෝ කාලයකට පෙර සිටම ගුවන් යානා පැවතියත් ඒවා අභ්‍යවකාශයේ නොව සාමාන්‍ය ආකාශයේ ගමන් කළ ඒවා බව සිහිතබා ගන්න; අභ්‍යවකාශය යනු සාමාන්‍ය ආකාශයට වඩා බෙහෙවින් දුරින් පිහිටි අවකාශයයි). ඇමරිකාව හා සෝවියට් දේශය අතර බොහෝ කාලයක සිට සමාජ දේශපාලන යුධ අංශවලින් තරගයක් පැවතියේය (අද වන විට සෝවියට් දේශය තනි තනි රටවල් කිහිපයකට කැඩී ගොස් තිබුණත්, සෝවියට් දේශයේ මධ්‍ය රාජ්‍යය වූ රුසියාව හා ඇමරිකාව අතර එම සටන තවමත් තිබේ). සෝවියට් දේශය විසින් චන්ද්‍රිකාවක් යැවීම ඇමරිකාවට මදිපුංචි කමක් විය. ඇමරිකානු නාසා ආයතනය වහම බිහි විය. ඇමරිකානුවන්ද අභ්‍යවකාශ පර්යේෂන කටයුතුවලට ප්‍රමුඛතාව ලබා දුන්නේය. එහෙත් ඇමරිකාවට නැවතත් පරාජය අත්කර දෙමින් සෝවියට් දේශය විසින්ම ලොව දෙවැනි චන්ද්‍රිකාව වන Sputnik 2 ද පළමු චන්ද්‍රිකාව යවා මසකට පසුව සාර්ථකව ගුවන් ගත කළේය. මේ චන්ද්‍රිකාව සමඟ ලයිකා (Laika) නම් බැල්ලියකද ගුවනට යැව්වේ ලොව ප්‍රථම වතාවට ජීවියකුව අභ්‍යවකාශයට යැවීමේ ගෞරවයද තමන් සතු කරගනිමිනි. පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ එම සුනඛයාය. මිනිසාගේ දියුණුවේ බොහෝමයක් කඩඉම් සඳහා අහිංසක සතුන් දායක වී ඇති බව ඉතිහාසය බලන විට පෙනෙන නමුත්, ඒ වෙනුවෙන් ඔවුනට නිසි උපහාරයක් නම් නොලැබෙන බවත් පෙනෙනවා. එනිසා ලයිකා නම් ඒ සත්වයා ආදරයෙන් සිහිපත් කරමු.


කෙසේ හෝ ඇමරිකාව විසින් 1958 වසරේදී ලොව තෙවන චන්ද්‍රිකාව වන Explorer 1 අභ්‍යවකාශගත කළේය. දෙරට අතර තරගය දිගටම පැවතුනු අතර, සෝවියට් දේශය පසු කාලෙක අභ්‍යවකාශයට පළමු මිනිසාව (යූරී ඒ ගගාරින්) යැවීමේ ගෞරවයද, ඇමරිකාව සඳට පළමු මිනිසා (නීල් ආම්ස්ට්‍රෝං) යැවීමේ ගෞරවයද හිමි කර ගත්තේය. මෙම තරගය නිසා මිනිස් සංහතියට අත් වූ ඉතාම වටිනා දායාද එමට තිබෙන බවද ආදරයෙන් මතක් කළ යුතුය. අද වන විටත්, ලෝකයේ රටවල් 200කට ආසන්න ගණනක් තිබුණත්, තමන් විසින්ම චන්ද්‍රිකාවක් ගුවන් ගත කර ඇති රටවල් ගණන 8ක් පමණ සුලු ගණනකි. මෙම රටවල් හරහා තමන්ගේ චන්ද්‍රිකා උඩුගුවනට යවා ගත් රටවල් නම් බොහෝමයක් තිබෙනවා. (මේ ලෙස බොහෝ දේවල් එකල ලොව සිදු වෙද්දී අප රට වර්ගවාදී ගෝත්‍රවාදයේම ගිලෙමින් අපව ගල් යුගයකට ඇඳගෙන යමින් තිබුණි; අදද රටේ එම කාලකන්නි තත්වය වෙනස් වී නැත).

චන්ද්‍රිකාවක් තුල නොයෙක් උපකරණ තිබේ. ඒ අතර රේඩියෝ උපකරණද වේ (ඒවායෙන් තමයි චන්ද්‍රිකාව සමග අප ගන දෙනු කරන්නේ). මේ සියල්ලම සඳහා බලශක්තිය අවශ්‍ය වන අතර, ඉතා විශාල සූර්යකෝෂ පැනල මඟින් එම ශක්තිය ලබා ගනී. එනිසා චන්ද්‍රිකාවක බලශක්ති ප්‍රභවය එතරම් විශාල නැත; අරපරිස්සමින් එම විදුලි බලය පාවිච්චි කළ යුතුය. ඇත්තටම චන්ද්‍රිකා සඳහා විදුලිය ලබා ගැනීමට විකිරණශීලී ද්‍රව්‍ය යොදාගෙන විදුලිය නිපදවන RITEG (RadioIsotope ThermoElectric Generator) නම් තාක්ෂණය තිබුණත්, සූර්ය බලය හොඳින් පොලොව අවට තිබෙන නිසා සූර්යකෝෂ වඩා සුදුසු හෙයින්, එම රයිටෙග් තාක්ෂණය යොදා ගන්නේ නැත (එය දැනට යොදා ගන්නේ සූර්යාගෙන් ඉතා ඈතට යවන අභ්‍යවකාශ යානාවලයි).

දැන් අපි බලමු චන්ද්‍රිකාවක් පොලොවට වැටෙන්නේ නැතිව උඩුගුවනේ රැඳී තිබෙන්නේ කෙසේද කියා. බොහෝ දෙනෙකුට මේ සම්බන්දව තිබෙන්නේ ඉතාම වැරදි දැනුමකි. චන්ද්‍රිකාව පොලොවේ සිට ඉතා ඈත දුරකට ගෙන ගොස් අත් හැරිය විට එය පොලොවට වැටෙන්නේ නැතිව පොලොවේ ඇඳ ගැනීමේ බලයෙන් මිදී තිබෙනවා යැයි ඔවුන් සිතනවා. එය සම්පූර්ණයෙන්ම වැරදි අදහසකි. ඔබ යම් ගල් කැටයක් අතින් ගෙන අඩි තුන හතරක් උඩට උස්සා අත් හැරියොත් බිමට වැටෙනවා නේද? ඒ පොලොවේ ගුරුත්වාකර්ශන බලය නිසා ගල පොලොව දෙසට ඇද ගැනීම නිසානෙ. ඉතිං ඔබ එම ගලම පොලොවේ සිට කිලෝමීටර් තුන හතරක් පමණ උඩට ගෙන ගොස් අත හැරියත් බිමට වැටේ (ඒකනෙ එවැනි උඩක සිට සමහර දෝෂ නිසා ගුවන් යානා කඩාගෙන බිමට වැටෙන්නෙත්). මෙලෙස කිලෝමීටර් දහස් ගණනක් උඩට ගියත් එය පොලොවට වැටෙනු ඇත. එහෙත් ඔබ එම ගල සඳ තිබෙන දිශාව ඔස්සේ කිලෝමීටර් ලක්ෂ දෙකක් තුනක් පමණ උසකට ගෙන ගියොත් නම් එය පොලොවට වැටෙන්නේ නැති වේවි. ඊට හේතුව දැන් එම ගල පොලොවට වඩා සඳෙහි ගුරුත්වාකර්ශන බලයට ළංවයි තිබෙන්නේ. එනිසා එය දැන් සඳ මතට වැටේවි. කෙසේ හෝ වේවා, යම් දෙයක් නිසලව අභ්‍යවකාශයේ කිසිම තැනක රැඳවිය නොහැකි බව මතක තබා ගන්න. එය අනිවාර්යෙන්ම පොලොවේ හෝ සඳේ හෝ සූර්යාගේ හෝ වෙනත් කුමක් හෝ විශාල ආකාශ වස්තුවක ගුරුත්වයට හසුවී එම ආකාශ වස්තුව මතට පතිත වනු ඇත. එසේ නම් චන්ද්‍රිකා කොහොමද අහසේ රඳවන්නේ?

චන්ද්‍රිකාව ඉහත පැවසූ ලෙසම කිසියම් චලනයක යෙදිය යුතුය. මෙහිදීද අපට ඕන ඕන විදියට එය චලනයේ තැබිය නොහැකියි. එවිටද කඩා වැටේවි. එය කඩා නොවැටෙන විදියට (එනම් යම් ආකාශ වස්තුවක ගුරුත්වයට එරෙහිව සිටිය හැකි පරිදි) “එක්තරා සුදුසු චලනයකයි” තිබිය යුත්තේ. එම චලනය විශාල ආකාශ වස්තුව මැදිකොට ගෙන එක්කෝ වෘත්තාකාර විය යුතුය; නැතහෝත් ඉලිප්සාකාර විය යුතුය. කක්ෂ ලෙස ඉහතදී නම් කළේ මෙම වෘත්තාකාර හෝ ඉලිප්සාකාර මාර්ග තමයි. තවද, එම චලනය ඊට ගැලපෙන වේගයකින්ද පැවතිය යුතුය. මෙම කොන්දේසි දෙක සැපිරේ නම් පමණි චන්ද්‍රිකාව පොලොව වටා කැරකි කැරකි පොලොවට නොවැටී තිබිය හැක්කේ.

ඉහත විස්තරය චන්ද්‍රිකා සඳහා පමණක් නොව, තාරකා විද්‍යාවේදී ඉගෙන ගන්නා සියලුම ආකාශ වස්තුන්ට පොදුය. මඳක් සිතා බලන්න. සඳ නම් උපග්‍රහයා පෘථිවිය නම් ග්‍රහයා වටේට පරිභ්‍රමණය වෙනවා නේද පොලොවට නොවැටී? පොලොව (තමන්ගේ චන්ද්‍රයාද කැටුව) සූර්යා වටේට පරිභ්‍රමණය වේ සූර්යා මතට නොවැටී. සූර්යාද බුධ, සිකුරු, පෘථිවිය ආදී ග්‍රහයනුත් ඒ සමඟ බැඳි සියලු ද්‍රව්‍යයත් කැටුව ක්ෂීර පථය නම් මන්දාකිනියේ මැද තිබෙන කලු කුහරය (blackhole) (කලු කුහරයක් යනු යෝධ තරුවකි) වටේට පරිභ්‍රමණය වේ. එම කලු කුහරයද ඒ වටා කැරකැවෙන අපේ සූර්යා හා තවත් තරු බිලියන ගණනත් කැටුව තවත් යමක් වටේ කරකැවෙනු ඇත. මෙහි කෙලවරක් නැත. හැම කෙනාම තවෙකෙක් වටේට කැරකේ. එම කැරකීම නිසා තමයි එකක් තව කෙනෙකුගේ ගුරුත්වයට හසුවී ඒ මතට කඩා වැටීම නතර වී තිබෙන්නේ. ඒ කියන්නේ මුලු විශ්වයේම පැවැත්ම තිබෙන්නේ මෙම කරකැවිල්ල නිසාය. එය එක්තරා විදියක අපූරු අනඟ නැටුමකි. බලන්න ස්වභාව ධර්මයා කොතරම් දක්ෂ නර්තන අධ්‍යක්ෂවරයෙක්ද කියා. අපත් කෘත්‍රිම චන්ද්‍රිකා නොවැටී රඳවන්නට ඉගෙන ගත්තේ ස්වභාව ධර්මයාගෙනි (එම දැනුමට තමයි විද්‍යාව කියා කියන්නේ). ඇත්තටම විශ්වයම සාමකාමීව පවත්වාගෙන යන මේ ක්‍රියාවලිය ඉතාම සරල සූත්‍රයකින් විද්‍යාවේදී ඉගැන්වෙනවා. ඒ ගැන දැන් සොයා බලමු.

සටහන
චලනය වන සෑම ආකාශ වස්තුවක්ම නොවැටී තිබෙනවා යැයි ස්ථිරවම පැවසිය නොහැකි බව ඉහත විස්තරයෙන් වටහා ගන්න. උදාහරණයක් ලෙස, අභ්‍යවකාශයේ ලොකු කුඩා ගල් කැබැලි කෝටි ගණනක් ඇත. මෙම ගල් කැබැලි තාරකා විද්‍යාවේදී ග්‍රාහක (asteroid) ලෙස හඳුන්වනවා. මෙවැනි ගමන් කරන ගල් කැබැලිවලින් අතිශය බහුතරය කිසියම් හෝ දවසක තරුවක් හෝ ග්‍රහලොවක් මතට කඩා වැටෙනවා. ඊට හේතුව ඒවා චලනය වුවත් ඉහත කොන්දේසි දෙකම සපරාලන්නේ නැති වීමයි. මෙලෙස ග්‍රාහක පෘථිවියට වැටෙන විට ඒවා උල්කා (meteor) ලෙස හැඳින්වෙනවා. සෑම දිනකම නිරන්තරයෙන්ම කිලෝග්‍රෑම් දහස් ගණනක උල්කා කැබැලි පොලොවට වැටේ. ඇත්තටම මෙවැනි අභ්‍යවකාශ ගල් කැබැලිවලින් චන්ද්‍රිකාවලට විශාල තර්ජනයක් තිබේ. ඉඳහිට උල්කාවක් දෙකක් නොව උල්කා සිය දහස් ගණනක් මල්වෙඩි මෙන් වැටෙන උල්කා වරුසා (meteor showers) පවා තිබෙනවා. පොලොවේ සිටින අපට මෙවැනි උල්කා වරුෂා බොහෝ සිත්ගන්නාසුලු දර්ශනයක් වුවත්, චන්ද්‍රිකාවලට නම් අතිභයානක තර්ජනයකි. එනිසා මෙවැනි කාලවලදී චන්ද්‍රිකා තමන්ගේ විහිදුවා තිබෙන සූර්ය පැනල හකුලුවා ගන්නේ ගල් කැබැලිවලින් පුලුවන් තරම් බේරීමටයි. බොහෝ උල්කා වායුගෝලයේදීම කැඩී බිඳී ගොස් දූවිලි බවට පත් වන නිසා, අපට හානි පැමිණෙන්නේ නැති තරම්ය. එහෙත් සමහර උල්කා (විශේෂයෙන් යකඩ අධික උල්කා) සම්පූර්ණයෙන්ම වායුගෝලයේදී විනාශ නොවී කැබැලි වශයෙන් පොලොවට වැටිය හැකිය. මෙවිට ඒවා උල්කාෂ්ම (meteorite) ලෙස හඳුන්වනවා (උල්කාෂ්ම රන් රිදී මෙන්ම ඉතාම මිල අධිකය). පොලොවේ මතුපිටින් 70% ක් පමණ මුහුදු බැවින්ද, ගොඩබිමින්ද සුලු ප්‍රදේශයක පමණක් මිනිසුන් වසන හෙයින්ද වැටෙන උල්කාපාත ස්වල්පයෙනුත් හානි ඇති විය හැකි සම්භාවිතාව තවත් අඩු වේ.

සටහන
ඕනෑම වස්තුවක් වෘත්තාකාරව හෝ ඉලිප්සාකාරව ගමන් කරන විට (එය තවත් නිවැරදිව පවසනවා නම්, ඕනෑම වස්තුවක් රේඛීය නොවන වක්‍ර චලිතයක යෙදෙන විට) එම වස්තුවට යම් “අද්භූත බලයක්” (fictitious force) ලැබෙනවා. මෙම බලයට කියන්නේ කේන්ද්‍රාපසාරි බලය (centrifugal force) කියාය. කේන්ද්‍රාපසාරී යන්නෙහි තේරුම “කේන්ද්‍රයෙ සිට ඉවතට ගමන් කරන” යන්නයි. පැහැදිලි කිරීමේ පහසුව තකා, වෘත්තාකාර මාර්ගයකදී මෙම බලය ඇතිවන විදිය ගැන පමණක් සලකා බලමු. මේ අනුව, යම් වස්තුවක් පහත රූපයේ ආකාරයට O නම් මධ්‍ය ලක්ෂය මැදිකොට ගෙන වෘත්තාකාර ගමනක යෙදේ නම්, එම වස්තුව එම වෘත්ත චලිතයේ යෙදී සිටින තාක් කල්, එම වස්තුවට අරීයව (radially) බලයක් කේන්ද්‍රයෙන් පිටතට යෙදෙනවා. එනම් වස්තුව එම මාර්ගයේ කොතැන තිබුණත් එම වස්තුවත් කේන්ද්‍රයත් යා කරන රේඛාව හෙවත් එම වෘත්තයේ අරය දිගේ පිටතට කේන්ද්‍රාපසාරි බලය ඇති වෙනවා.

වස්තුයේ ස්කන්ධය (M) වැඩි වන විටත්, වස්තුව වටේට කරකැවෙන වේගය වැඩි වන විටත් මෙම බලය වැඩි වෙනවා. වෘත්ත චලිතයක යෙදෙන වස්තුවකට දෙයාකාරයේ වේගයන් තිබේ. එකක් නම් ස්පර්ශී වේගයයි (tangential velocity). එනම්, ඉහත වෘත්ත පරිධිය ඍජු රේඛාවක් බවට පත් කළේ නම්, එම වස්තුව එම රේඛාව දිගේ කොතැන සිටියත් තත්පරයට මීටර් අච්චර ගණනක වේගයක් තිබේ යැයි පැවසිය හැකියිනෙ. ඉතිං එම ඍජු රේඛාවම වෘත්තාකාරව තිබුණත් එම වේගයෙන්ම ඒ හැම තැනම ගමන් කරනවානෙ. මෙය තමයි ස්පර්ශී වේගය කියන්නේ (ගණිතය අනුව, එය වෘත්ත පරිධියේ යම් ලක්ෂ්‍යයකට ඇඳි ස්පර්ශකයක් දිගේ එම වේගය පවතින ලෙස නිරූපණය කළ හැකි නිසයි එම නම ලැබී තිබෙන්නේ). වෘත්ත චලිතයේ යෙදෙන වස්තුවක පවතින දෙවැනි වේගය තමයි කෝණික ප්‍රවේගය (angular velocity) කියන්නේ (මේ ගැන ඉතා කෙටියෙන් මුල් පාඩමකත් අපි කතා කළා). මෙහිදී එක් තත්පරයකදී කොතරම් කෝණයක් එම වස්තුව ගෙවා දමනවාදැයි ඉන් කියවෙනවා. උදාහරණයක් ලෙස, එක් තත්පරයකදී එම වස්තුව සම්පූර්ණ වට 10ක් ගමන් කරනවා නම්, එක් වටයකට කෝණය රේඩියන් 2තිබෙන නිසා, වට 10ක් යනු තත්පරයට රේඩියන් 20∏ ක කෝණික ප්‍රවේගයක් වේ (∏=3.14 වේ).

ඉතිං, වෘත්ත චලිතයක යෙදෙන m ස්කන්ධයක් සහිත වස්තුවක් සඳහා කේන්ද්‍රාපසාරි බලය පහත සූත්‍රයෙන් ගණනය කළ හැකියි. මෙහි v යනු වස්තුවේ ස්පර්ශීය ප්‍රවේගය වන අතර, ω යනු කෝණික ප්‍රවේගයයි.

කේන්ද්‍රාපසාරි බලය, Fc = mvω

වද, කෝණික ප්‍රවේගය, ස්පර්ශීය වේගය හා වෘත්තයේ අරය (r) අතර v = ωr යනුවෙන් සම්බන්ධතාවක්ද පවතිනවා. මෙම සම්බන්දතාවෙන් කියන දේ ඔබ අත්දැක ඇත. එනම්, යම් රවුම් තැටියක් යම් කෝණික වේගයකින් කැරකැවෙනවා නම් (උදාහරණයක් ලෙස සිතමු තත්පරයට වට 2ක් හෙවත් රේඩියන් 4යන කෝණික ප්‍රවේගයෙන් කැරකැවෙනවා කියා), එම තැටියේ දාරයේ යම් සලකුණක් යොදා එය කරකැවෙන වේගය (ස්පර්ශීය වේගය) බලන්න. දැන් එම කෝණික ප්‍රවේගයෙන්ම (එනම් තත්පරයට වට 2ක්) කැරකැවෙමින්ම, මෙම තැටිය විශාල කරන විට (ඒ කියන්නේ අරය දික් කරන විට) අර දාරයේ ඇති සලකුණ පෙරට වඩා වේගයෙන් ගමන් කරන බව පෙනේවි (කෝණික ප්‍රවේගය වැඩිවන විට කොහොමත් ස්පර්ශීය වේගය වැඩි වන බව අමුතුවෙන් කිව යුතු නැහැනෙ). ඒ කියන්නෙ වෘත්ත අරය විශාල වන විට ඊට සමානුපාතිකව ස්පර්ශීය වේගය වැඩි වන බවයි මෙම සූත්‍රයෙන් කියැවෙන්නේ. මෙම සූත්‍රය ඉහත සූත්‍රයට ආදේශ කළ විට පහත ආකාරවලටත් ඉහත සූත්‍රයම සෑදිය හැකියි. මේ නිසා කේන්ද්‍රාපසාරි බලය සෙවීමට සූත්‍ර 3ක්ම ඇති නිසා, තමන්ට පහසු සූත්‍රයක් යොදා ගත හැකියි.

Fc = mv(v/r) = mv2/r
Fc = m(ωr)ω = mω2r

උදාහරණයක් ලෙස, චන්ද්‍රිකාවේ ස්කන්ධය කිලෝග්‍රෑම් 100ක් නම්ද, එහි ස්පර්ශීය ප්‍රවේගය තත්පරයට කිලෝමීටර් 20ක් නම්ද, පොලොවේ මධ්‍ය ලක්ෂ්‍යයේ සිට චන්ද්‍රිකාවට ඇති දුර කිලෝමීටර් 400ක්ද නම්, එම චන්ද්‍රිකාවට දැනෙන කේන්ද්‍රාපසාරි බලය වන්නේ Fc = mv2/r = 100kg x (2000ms-1)2 / 400000m) = 100,000N වේ.

ඉහත කේන්ද්‍රාපසාරි බලය හැමවිටම චන්ද්‍රිකාව පොලොවේ සිට ඉවතට විසි කරනවා. එහෙත් එම චන්ද්‍රිකාව පොලොවේ ගුරුත්වාකර්ශන බලය නිසා පොලොවට ඇද ගැනීමක්ද සිදු වෙනවා. ඒ කියන්නේ දැන් චන්ද්‍රිකාව මත එකිනෙකාට ප්‍රතිවිරුද්ධ බල දෙකක් ක්‍රියාත්මක වෙනවා (පහත රූපය). ඉතිං මෙම ප්‍රතිවිරුද්ධ බල දෙක සමාන වූ විට, චන්ද්‍රිකාව පොලොවෙන් ඉවතට විසි වෙන්නෙත් නැතිව, පොලොවට වැටෙන්නෙත් නැතිව එම වෘත්තාකාර කක්ෂය ඔස්සේ පරිභ්‍රමණය වෙනවා. මෙම බල දෙක අසමාන වූ විට, එක්කො චන්ද්‍රිකාව පොලොව දෙසට කැරකි කැරකි (සර්පිලාකාරව) ඇද වැටෙනවා, නැතහොත් සර්පිලාකාරව පොලොවෙන් තරමක් දුරස් වෙනවා.


යම් ස්කන්ධ දෙකක් අතර පවතින ගුරුත්වාකර්ශන බලය සෙවීමට සූත්‍රයක් අයිසෙක් නිව්ටන් විසින් සොයා ගන්නා ලදි. ස්කන්ධ දෙක m1 හා m2 නම්, ඒ දෙක අතර පවතින දුර r නම්, එම ස්කන්ධ දෙක අතර පහත සූත්‍රයේ ආකාරයට ගුරුත්වාකර්ශන බලයක් ඇති වේ. මෙහි G යනු Gravitational constant හෙවත් Universal gravitational constant හෙවත් Newton’s constant ලෙස හැඳින්වෙන නියත පදයක් වන අතර අගයෙන් 6.674x10-11 වේ.

ගුරුත්වාකර්ශන බලය, Fg = Gm1m2/r2

ඒ අනුව, පොලොවේ ස්කන්ධය (me = 6x1024kg), යවන චන්ද්‍රිකාවේ ස්කන්ධය, හා පොලොවත් චන්ද්‍රිකාවත් අතර දුර දන්නා නිසා, ඉතා පහසුවෙන්ම චන්ද්‍රිකාවට පොලොවෙන් කොතරම් ගුරුත්වාකර්ශන බලයක් ඇති වෙනවාද යන්න ගණනය කළ හැකියි. උදාහරණයක් ලෙස, චන්ද්‍රිකාවේ බර කිලෝග්‍රෑම් 100ක් නම්ද, පොලොවේ කේන්ද්‍රයේ සිට ඊට ඇති දුර කිලෝමීටර් 400ක් නම්ද, එම චන්ද්‍රිකාව මතට දැනෙන ගුරුත්වාකර්ශන බලය වන්නේ, Fg = Gm1m2/r2 = (6.674x10-11) x (6x1024) x (100) / (400000)2 = 250,275N වේ.

ඉහත ගණනය කිරීම අනුව, මෙම චන්ද්‍රිකාවට දැනෙන ගුරුත්වාකර්ශන බලය ( 250,275N) කේන්ද්‍රාපසාරි බලයට (100,000N) වඩා වැඩිය. එනිසා එය අනිවාර්යෙන්ම පොලොවට වැටේ. ඉතිං අපට කක්ෂයේ චන්ද්‍රිකාවක් රඳවා ගැනීමට අවශ්‍ය නම්, ඉහත බල දෙක සමාන කිරීමට සිදු වෙනවානෙ. එවිට අපට පහත ආකාරයට සූත්‍රයක් ව්‍යුත්පන්න කර ගත හැකිය.

Fc = Fg
mv2/r = Gmme/r2 → v2 = Gme/r → v2r = Gme

ඉහත සූත්‍රය සුලු කරන විට පෙනෙනවා චන්ද්‍රිකාවේ ස්කන්ධය = ලකුණට දෙපැත්තේම තිබුණු නිසා එකිනෙකට කැපී යන බව. ඒ කියන්නේ චන්ද්‍රිකාවක් ගුවනේ රැඳවීමේදී චන්ද්‍රිකාවේ ස්කන්ධ සාධකයක් නොවේ (එනම්, ස්කන්ධය කුමක් වුවත් ඉන් කිසිදු වෙනසක් නැත). ඉනපසු අවසාන සූත්‍රයෙන් අපට පෙනෙනවා නියත පදය හා පොලොවේ ස්කන්ධයද අපට වෙනස් කළ නොහැකි සාධක දෙකක් බව. එවිට අවසාන වශයෙන් ඉතිරි වන ස්පර්ශීය ප්‍රවේගය (v) හා පොලොවත් චන්ද්‍රිකාවත් අතර දුර (r) යන සාධක දෙක පමණක් අපට ඕන ඕන විදියට තීරණය කළ හැකි බව. එහෙත් මෙම සූත්‍රය අනුව පැහැදිලියි ප්‍රවේගය හා දුර යන සාධක දෙක එකිනෙකට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික විය යුතු බව (= ලකුණට දකුණු පස කොටස හැමවිටම නියත අගයක් නිසා). එනිසා වේගය වැඩි වන විට, දුර අඩු විය යුතුය. ඒ කියන්නේ වේගයෙන් යන චන්ද්‍රිකා රැඳවිය හැක්කේ පහළ කක්ෂවලයි.

දැන් අපි බලමු ඉහත උදාහරණයම පොලොවට වැටෙන්නේ නැතිව නියතව එම චන්ද්‍රිකාව කක්ෂයේ තැබිය හැක්කේ කෙසේද කියා. මෙහිදී වේගය හා දුර යන සාධක දෙකෙන් එකක් නිශ්චය කර ගත යුතුය. අපි සිතමු කිලෝමීටර් 400ක් දුරින් එය කක්ෂගත කිරීමට අවශ්‍යයි කියා. එවිට, එම චන්ද්‍රිකාවේ ස්පර්ශීය ප්‍රවේගය පහත ආකාරයට සොයා ගත හැකියි (සූත්‍රයට යොදන විට, සියලු ඒකක සම්මත ඒකකවලින් ලියන්න).

v2r = Gme → v2 = Gme/r → v2 = 6.674x10-11 x 6x1024 / 400000 = 1,001,100,000
v = √1,001,100,000 = 31,640 ms-1 = තත්පරයට කිලෝමීටර් 31.6 කි.

මේ අනුව කිලෝග්‍රෑම් 100ක් බරැති (හෝ ඕනෑම බරක් ඇති) චන්ද්‍රිකාවක් පොලොවේ මධ්‍ය ලක්ෂ්‍යයේ සිට කිලෝමීටර් 400ක උසින් පිහිටි කක්ෂයක පිහිටු වීමට නම්, එය තත්පරයට කිලෝමීටර් 31.6ක සපර්ශීය වේගයකින් ගමන් කළ යුතුය.

දැන් අපට සිදු වෙනවා කක්ෂයේ උස හා වේගය යන සාධක දෙක තීරණය කරන්නට යවන්නට හදන චන්ද්‍රිකාව සඳහා. බොහෝවිට කක්ෂයේ උස ඉන් ප්‍රමුඛ වේ. කාලගුණ චන්ද්‍රිකා, භූ නිරීක්ෂන චන්ද්‍රිකා, ඔත්තු සේවා සපයන චන්ද්‍රිකා ආදිය පොලොවට ආසන්නයෙන් ගමන් කළ යුතුය. ඊට හේතුව දුර වැඩි වන විට, චන්ද්‍රිකාවල සවිකර තිබෙන කැමරා හෝ විශේෂ පර්යේෂන උපකරණවලින් පොලොවේ හෝ පොලොවට සමීප අහසේ පවතින දේවල් නිරීක්ෂනය කිරීමට හෝ මැනීමට (remote sensing) අපහසු වීමයි. ඉතිං මෙවැනි චන්ද්‍රිකා පොලොවට සමීපව කක්ෂගත කරනවා. එහෙත් සන්නිවේදන චන්ද්‍රිකා තරමක් ඉහල කක්ෂයක රැඳවිය හැකියි මොකද එවිට එම චන්ද්‍රිකාවෙන් විශාල භූමි ප්‍රමාණයක් පොලොව මත ආවරණය කළ හැකි නිසා. චන්ද්‍රිකාවක් ඉහලට යන විට ඉන් පොලොව ආවරණය කෙරෙන ප්‍රමාණයද වැඩි වේ. ඉතිං චන්ද්‍රිකාවෙන් ලබා ගන්නා ප්‍රයෝජනයට සරිලන උසක් හැමවිටම තීරණය කෙරෙන අතර, එවිට ඊට අවශ්‍ය කුමන වේගයක්දැයි ගණනය කළ හැකිය. දැන් මෙම චන්ද්‍රිකාව එම ගණනය කළ වේගයෙන් එම කක්ෂයට මුදා හළ විට පොලොවට නොවැටී පරිභ්‍රමණය වේවී තිබේවි.

මඳකට අපි කක්ෂ ගැන සොයා බලමු. පොලොවේ සිට විවිධ උසවලින් මෙවැනි කක්ෂයන් අනන්ත ගණනක් අපට ලබා ගත හැකියි. එහෙත් මෙම කක්ෂ ප්‍රධාන වර්ග 4කට බෙදේ (පොලොවේ සිට චන්ද්‍රිකාවට තිබෙන උස අනුව).

1. පොලොවේ මධ්‍ය ලක්ෂයේ සිට 42,160km ක් (සැතැප්ම 26,200ක්) පමණ උසින් පිහිටි කක්ෂය ඉතා වැදගත් වන අතර, එය භූ ස්ථාවර කක්ෂය (Geostationary Orbit හෝ Geostationary Equitorial Orbit – GEO) ලෙස හැඳින්වේ. පොලොවේ මධ්‍ය ලක්ෂයේ සිට පොලොව මතුපිටට ඇති දුර (හෙවත් පොලොවේ අරය) 6370km (සැතපුම් 3960) පමණ වේ. ඒ නිසා, ඉහත භූස්ථාවර කක්ෂය පොලොව මතුපිට සිට 35,768km (සැතපුම් 22,236) පමණ උඩින් තිබේ යැයිද පැවසිය හැකියි. රූපවාහිනි සේවා සපයන චන්ද්‍රිකා හා සන්නිවේදන චන්ද්‍රිකාද මෙම කක්ෂයේ පවතී.

මෙම නිශ්චිත දුර ලබා ගත්තේ අහම්බෙන් නොවේ. මෙම කක්ෂ දුර තීරණය කර තිබෙන්නේ දවසකට (එනම් තත්පර 86400 කදී) පොලොව වටා එක් වටයක් (හෙවත් 2 රේඩියන්) යන පරිදිය. ඒ කියන්නේ මෙම කක්ෂයේ රඳවන චන්ද්‍රිකාවක් දවසක් තුල සම්පූර්ණ වටයක් ගමන් කිරීමට පමණක් අවශ්‍ය වන වේගයක් සහිතය. අභ්‍යාසයක් ලෙසට මීට පෙර උගත් සූත්‍ර භාවිතා කරමින් එය ගණනය කරමු (දළ අගයන් ගෙන ගණනය කරන නිසා ලැබෙන පිළිතුරුවල ඇතිවන කිලෝමීටර් කිහිපයක වෙනස නොසලකා හරින්න). පහත ගණනය කිරීම සඳහා අප යොදා ගත්තේ කෝණික ප්‍රවේගය සහිත කේන්ද්‍රාපසාරි බලය සොයන සූත්‍රයයි.

mω2r = Gmme/r2r3 = Gme2
r3 = 6.674x10-11 x 6x1024 / (2Π/86400)2 = 75,719,057,748,405,274,666,505 m
r = 3√75,719,057,748,405,274,666,505 = 42,305,977m = 42306km

ඇත්තටම පොලොව සිට ඉහත කියන ලද උසකින් මෙවැනි GEO කක්ෂ ඕනෑ තරමක් නිර්ණය කළ හැකියි. මේ අතරින් සමකයට උඩින් සමකයට සමාන්තරව පවතින ජියෝ කක්ෂය විශේෂිත වේ. මෙම කක්ෂය ආතර් සී ක්ලාර්ක් මහතාට ගෞරව පිණිස Clarke orbit ලෙසද නම් කර තිබේ. මෙම ක්ලාර්ක් කක්ෂයේ තිබෙන විශේෂත්වය වන්නේ එහි රඳවා තිබෙන චන්ද්‍රිකාවක් පොලොවේ සිට බලන විට එක තැනම තිබෙනවා සේ පෙනීමයි. ඊට හේතුව පොලොව භ්‍රමණය වන වේගය හා චන්ද්‍රිකාව පරිභ්‍රමණය වන වේගය සමාන වීම හා දෙදෙනාගේ ගමන එකිනෙකාට සමාන්තර වීමත්ය. එවිට පොලොවේ සිට බලන බලන සෑම විටම චන්ද්‍රිකාව පොලොවට උඩින් එකම ස්ථානයේ තිබෙන බවක් පෙනෙනවා. එය මේ ලෙසට සරලව තේරුම් ගැනීමටද හැකියි. ඔබ තවත් කෙනෙකු සමග මුහුනට මුහුන බලාගෙන කතා කරමින් පාරක ඇවිදින අවස්ථාවක් සලකන්න. දෙදෙනාම එකම වේගයෙන් එකම දිශාවට යන නිසා, ඔබට සාපේක්ෂව අනිත් කෙනා හැමවිටම ඔබේ ඇස් දෙක ඉදිරියෙන් සිටිනවනේ. මෙවැනි චන්ද්‍රිකා අත්‍යවශ්‍ය වෙනවා රූපවාහිනි සේවා සැපයීමට. මෙමඟින් හැකිවෙනවා ඔබේ චන්ද්‍රිකා ඇන්ටනාව චන්ද්‍රිකාව පවතින නිශ්චිත ස්ථිර දිශාවට එල්ල කර තැබීමට (චන්ද්‍රිකාව චලනය වූවා නම්, ඇන්ටනාවද ඒ සමඟම චලනය කිරීම කොතරම් කරදරකාරි කටයුත්තක් වේවිදැයි සිතා බලන්න).

කක්ෂ අනන්ත ගණනක් තිබුණත් ක්ලාර්ක් කක්ෂ තිබෙන්නේ එකක් පමණි. එනිසා එය ඉතාම සීමිත සම්පතකි. මෙම කක්ෂයට එනිසා විශාල ඉල්ලුමක් මෙන්ම මූල්‍යමය වටිනාකමක් තිබේ. එනිසා මෙම කක්ෂය අයිතිය ගැන අන්තර්ජාතික නීතිය තුල විවිධ මත තිබේ. සමකාසන්න නොවන රටවල් කියා සිටින්නේ එය කාටත් අයිති විය යුතු බවයි. මුලින්ම යම් රටක් දැනට වෙනත් රටක් විසින් භාවිතා නොකරන අභ්‍යවකාශයේ යම් කොටසක් චන්ද්‍රිකාවක් යැවීමෙන් (හෝ වෙනත් ක්‍රමයකින්) භාවිතා කරනවා නම්, එම භාවිතාව තිබෙන තාක් එම රටට එම අභ්‍යවකාශ කොටස අයිති වේ යනුවෙන් පැරණි අන්තර්ජාතික සම්මුතියක් පවතී (රටක් විසින් යම් භූමියක් අල්ලා ගැනීමේදී එම රටට එහි අයිතිය ලබා ගත හැකි වන එක් අන්තර්ජාතික නීතියක් ලෙසටත් මෙම නීතිය අදටත් පිළිගනී; අභ්‍යවකාශය සම්බන්දයෙන්ද එම නීතිය වලංගු විය යුතු බව ඔවුන් කියයි). එහෙත් සමකාසන්නයේ තිබෙන බ්‍රසීලය, ඉන්දුනිසියාව, කෙන්යාව ආදී බොහෝ රටවල් කියා සිටින්නේ තමන්ගේ රටට (තමන්ගේ රටට අයත් ගොඩබිම හා මුහුදු තීරය (territorial waters) යන දෙකම මීට අයත්) උඩින් තිබෙන කොටස්වල අයිතිය තමන් සතු බවයි. මෙහිදී දෙපාර්ශ්වය සඳහාම බොහෝ නීති තර්ක තිබේ. සමහර නීති තර්ක හුදු නීති තර්කම පමණි (අර අපේ රටේ ප්‍රසිද්ධ නීති තර්කයක් වූ “ගොයම් කොලයට මුවා වී වෙඩි තිබ්බා” වැනිය). සාමාන්‍ය ආකාශය සම්බන්දව හොඳ අන්තර්ජාතික නීති (air laws) ඇතත්, අභ්‍යවකාශය සම්බන්දයෙන් නීති (space laws) පැහැදිලි තත්වයක නැත. අභ්‍යවකාශය පටන් ගන්නේ කොතරම් උසකින්ද යන්නත් තවම සම්මුතිකයට එළඹද නැත. ඊට හේතුව කුමන පදනමක් මත එය තීරණය කළ යුතුදැයි නිශ්චය කරගෙන නැති නිසාය. සමහරෙක් පවසන විදියට තෙල් දහනය (propulsion) නොකර යම් ආකාශ වස්තුවක් ගමන් කරමින් පැවතිය හැක්කේ පොලොවේ සිට කොතරම් අඩුම ඉහලකින් තිබෙන කක්ෂයකද අන්න එතැනයි අභ්‍යවකාශයේ ඇරඹුම (ඒ කියන්නේ වාතයේ ඝර්ෂණ බලය නොදැනෙන තරමට වාත අංශු අඩු අවස්ථාව). දළ වශයෙන් එය 70km හෝ ඒ ආසන්න උසකි.

සමකයේ තිබෙන රටවලට තමන්ගේ රටට උඩින් තිබෙන ක්ලාර්ක් කක්ෂයේ කොටසේ අයිතිය ලැබේ යැයි සිතුවොත්, සමකයේ කිසිදු රටකට අයත් නැති මුහුදු (එවැනි මුහුදු අන්තර්ජාතික මුහුද තීර (international waters) ලෙස හැඳින්වේ) වලට ඉහලින් ඇති ක්ලාර්ක් කක්ෂයේ කොටස්වලට මුලු ලෝකයාටම හිමිකම ලැබේ. එම කොටස් සාධාරණ පදනමක් යටතේ රටවල්වලට භාවිතා කිරීමට අවසර ලබා ගත හැකියි (ඉතිං ඒ අයිතිය යම් රටක් විසින් බුක්ති විඳීමට නම් ඒ රට විසින් එවැනි කක්ෂයකට චන්ද්‍රිකා යැවීමටත් සිදු වෙනවා). තවද, සමකයේ පිහිටි රටකට අයිති කොටසේ චන්ද්‍රිකා රැඳවීමට වෙනත් රටවලට අවසර ලබා ගතද හැකියි එම රටවල් දෙක අතර ඇති කර ගන්නා අවබෝධතා ගිවිසුම් මඟින්.

ක්ලාර්ක් බෙල්ට් එකේ රඳවන චන්ද්‍රිකා හැමවිටම පොලොවට සාපේක්ෂව චලනය නොවන ලෙස පෙනෙන නිසා, එවැනි චන්ද්‍රිකා භූස්ථාවර චන්ද්‍රිකා (geostationary satellite) ලෙස හැඳින්වේ. මෙම උසින්ම නමුත් සමකයට සමාන්තරව නැතිව ගමන් කරන ලෙස චන්ද්‍රිකා කක්ෂ ගත කළ හැකියි (මෙවැනි කක්ෂයක් ක්ලාර්ක් කක්ෂයට යම් කෝණයකින් (angle of inclination) දැක්විය හැකියි). උසෙහි වෙනසක් නැති නිසා, වේගයද වෙනස් නොවේ. එහෙත් මේවා පොලොවට ඉහලින් චලනය නොවන විදියට තිබෙන්නේ නැත. මේවා පොලොවේ සිට බලන විට චලනය වේ. චලනය වුවත් දවසකට එක වටයක් ගමන් කරනවා. මෙවැනි චන්ද්‍රිකා geosynchronous satellite ලෙස හැඳින්වෙනවා.


2. ඉහත භූස්ථාවර කක්ෂයට වඩා දුරින් පිහිටි කක්ෂයන් High Earth Orbit (HEO) ලෙස හැඳින්වේ. මේ කක්ෂවල චන්ද්‍රිකා අඩු වශයෙනුයි රඳවන්නේ. මෙවැනි හියො කක්ෂයක රඳවා ඇති චන්ද්‍රිකාවක් පොලොව වටා එක් වටයක් යෑමට දවසකට වඩා වැඩි කාලයක් ගනී. පොලොව සිට බලන විට, මෙවැනි චන්ද්‍රිකා “ඉබි ගමනේ” යයි. මින් පෙර උගත් සූත්‍ර භාවිතා කර ඒ ඒ කක්ෂයක පවතින චන්ද්‍රිකාවක වේගය පහසුවෙන්ම ගණනය කළ හැකි අතර, එමඟින් චන්ද්‍රිකාවට එක් වටයක් සම්පූර්ණ කිරීමට ගත වන කාලයද සෙවිය හැකියි.

3. පොලොව මතුපිට සිට කිලෝමීටර් 160 සිට 2000 දක්වා උසින් පිහිටි කක්ෂයන් Low Earth Orbit (LEO) ලෙස හැඳින්වේ. වැඩි වශයෙන් විවිධ චන්ද්‍රිකා වර්ග (කාලගුණ, රහස් ඔත්තු, භූ නිරීක්ෂණ ආදී) රඳවන්නේ මෙම පහල කක්ෂවලයි. මෙම කක්ෂවල තිබෙන චන්ද්‍රිකා මිනිත්තු 90 ක් හෝ එවැනි කුඩා මිනිත්තු ගණනකින් පොලොව වටා එක් වටයක් යයි. පොලොව සිට බලන විට මේවා “කාගෙන” වේගයෙන් යන බවක් පේනවා. එහෙත් පොලොවට ඉතා ආසන්න නිසා remote sensing හා පොලොව නිරීක්ෂණ කටයුතු සඳහා ඉතා යෝග්‍ය වෙනවා. දෘෂ්‍යාලෝකය, අධෝරක්ත ආලෝකය, රේඩියෝ තරංග (රේඩාර් ක්‍රමය) ආදිය උපයෝගි කරගෙන පොලොව පිළිබඳ බොහෝ නිරීක්ෂණයන් මෙවැනි චන්ද්‍රිකා විසින් සිදු කරනවා. පොලොවේ තිබෙන වන (කැලෑ) වැස්ම, නොයෙක් ඛනිජ සම්පත් පොලොවේ තිබෙන්නේ කොහේදැයි සොයා බැලීම, පොලොවේ පිංතුර ගැනීම (Google Earth වැනි සේවා සඳහා), කාලගුණ තොරතුරු ලබා ගැනීමට (වලාකුලුව විශාලත්වය, වලාකුලු කොතරම් ඝනකම්ද, වායුගෝලය පුරා පවතින උෂ්ණත්ව ව්‍යාප්තිය ආදී තොරතුරු) මෙම කක්ෂවල චන්ද්‍රිකා රඳවනවා.

4. ඉහත LEO හි උඩු සීමාව වන කිලෝමීටර් 2000 සිට භූස්ථාවර මට්ටම වන කිලෝමීටර් 35768 දක්වා වූ කක්ෂයන් Medium Earth Orbit (MEO) නම් වේ. සුප්‍රසිද්ධ GPS චන්ද්‍රිකා හා වෙනත් භූනිශ්චය චන්ද්‍රිකාද පවතින්නේ මෙම කක්ෂවලයි.



සමහරවිට යම් කාර්යක් සඳහා එක් චන්ද්‍රිකාවක් ප්‍රමාණවත් නැත. මෙවිට චන්ද්‍රිකා සමූහයක් අවශ්‍ය විදියට විහිදී පවතින සේ රඳවනවා. මෙවැනි චන්ද්‍රිකා සමූහක් චන්ද්‍රිකා පොකුරක් (constellation) ලෙස හැඳින්වේ. අද චන්ද්‍රිකා සේවා සපයන බොහෝ ආයතන විසින් එවැනි චන්ද්‍රිකා පොකුරු තමයි පවත්වාගෙන යන්නේ. උදාහරණයක් ලෙස, ජීපීඑස් සේවාව සඳහා ඇමරිකානු ගුවන් හමුදාව විසින් චන්ද්‍රිකා 30 කින් පමණ යුතු චන්ද්‍රිකා පොකුරක් පවත්වා ගෙන යනවා. එමඟින් ලෝකයේ ඕනෑම තැනක සිටින කෙනෙකුට ඕනෑම මොහොතක අවශ්‍ය සේවාව සැපයිය හැකියි. උදාහරණයක් ලෙස, ජීපීඑස් චන්ද්‍රිකා පොකුර ආකාශයේ රඳවා තිබෙන්නේ පොලොවේ ඕනෑම තැනක සිටින කෙනෙකුට ඉහලින් අඩුම ගානේ ජීපීඑස් චන්ද්‍රිකා 4ක්වත් දර්ශනය වන පරිදිය (ඊට හේතුව ජීපීඑස් උපකරණයෙන් සිටිනා තැන සොයා ගැනීමට චන්ද්‍රිකා 3කට වැඩියෙන් එන සංඥා අවශ්‍ය වේ).


චන්ද්‍රිකාවක් අහසේ සිට පොලොව මතට රේඩියෝ තරංග එවනවානෙ. ඒ සඳහා සාමාන්‍යයෙන් ගිගාහර්ට්ස් පරාසයේ (එනම් VHF සිට ඉහලට ඇති) සංඛ්‍යාත තමයි යොදා ගන්නේ. එනිසා බොහෝවිට මෙම චන්ද්‍රිකා සම්බන්ධතාව microwave link ලෙස හඳුන්වනවා. ඇත්තටම යම් චන්ද්‍රිකාවක් සඳහා අවශ්‍යයෙන්ම මෙවැනි ක්ෂුද්‍ර තරංග ලින්ක් 2ක් අවශ්‍ය වේ. එකක් චන්ද්‍රිකාවේ සිට පොලොවට සංඥා එවීම සඳහාය. එම ලින්ක් එක downlink ලෙස හැඳින්වෙනවා. අනෙක් එක uplink කියා හැඳින්වෙන අතර, ඉන් පොලොවේ සිට චන්ද්‍රිකාව දෙසට සංඥා සම්ප්‍රේෂණය කරනවා. මෙම ලින්ක් දෙක ක්‍රියාත්මක වන්නේ එකිනෙකට වෙනස් සංඛ්‍යාතවලයි. C band, Ka band, Ku band ආදී ලෙස මීට පෙර අප හඳුනාගත් සංඛ්‍යාත පරාස නම් කිරීමට යොදා ගත් වචන බහුලවම චන්ද්‍රිකා තාක්ෂණයේදී මෙම ලින්ක් පවතින සංඛ්‍යාත පරාසය දැක්වීමට යොදා ගන්නා වචන වේ.

මෙම ලින්ක් සඳහා සංඛ්‍යාත පරාසයන් ලබා දෙන්නේ ITU එක විසිනි. සාමාන්‍යයෙන් කක්ෂගත කරන සෑම චන්ද්‍රිකාවක් ගැනම තොරතුරු ඊට සැපයිය යුතුය. එය ගමන් කරන කක්ෂය හා වෙනත් වැදගත් තොරතුරු ඒ අතර වේ. මෙමඟින් චන්ද්‍රිකා එකිනෙකට හැප්පීම ආදී අහිතකර තත්වයන් පාලනය කළද හැකියි.

සාමාන්‍යයෙන් ඩවුන්ලින්ක් එකක් යනු චන්ද්‍රිකාවේ සිට පොලොවට සංඥා සම්ප්‍රේෂනය කරන පරිපථයක් නිසා, එය ට්‍රාන්ස්මිටරයට සම්බන්ද වන අතර, අප්ලින්ක් එකෙන් චන්ද්‍රිකාවට සංඥා ලබා ගන්නා නිසා එය චන්ද්‍රිකාවේ රිසීවර් පරිපථයට සම්බන්ධ වේ. සමහර චන්ද්‍රිකා විසින් කරන්නේ තම රිසීවරයෙන් පොලොවේ යම් තැනක සිට සංඥා ලබා ගෙන තම ට්‍රාන්ස්මීටරයෙන් එම සංඥාව ලෝකයේ තවත් තැනකට සම්ප්‍රේෂනය කිරීමයි. එවන් අවස්ථාවලදී රිසීවරය හා ට්‍රාන්ස්මීටරය යන දෙකටම එකට ගෙන පොදුවේ transponder යන නමින් හඳුන්වනවා. සාමාන්‍යයෙන් රිසීවරය හා ට්‍රාන්ස්මිටරය යන දෙකටම transceiver යන පොදු නම භාවිතා කරනවා. ඒ අනුව ට්‍රාන්ස්පොන්ඩර් යනුද ට්‍රාන්සීවර් එකකි; ඔබේ ජංගම දුරකතනයක් ට්‍රාන්සීවර් එකකි.

චන්ද්‍රිකාවක් සමග/හරහා සන්නිවේදනය මෙන්ම එය පාලනය සිදු කරන්නේද රේඩියෝ සංඥා මඟින්මයි. චන්ද්‍රිකාවෙන් එන සංඥා පොලොවේ සිට ග්‍රහනය කර ගන්නා උපකරණ/ස්ථාන හඳුන්වන්නේ පෘථිවි මධ්‍යස්ථාන (Earth station) ලෙසයි. උදාහරණයක් ලෙස, ඔබ සැටලයිට් එකකින් ටීවී බලනවා නම්, ඔබේ නිවසත් එම චන්ද්‍රිකාවේ එක් පෘථිවි මධ්‍යස්ථානයකි. සෑම චන්ද්‍රිකාවක්ම පරිපාලනය කරන ආයතනයක් තිබෙනවානෙ. එම අය විසින් චන්ද්‍රිකාවේ ජීව කාලය අවසන් වන තුරුම (ඔව්, සෑම චන්ද්‍රිකාවක්ම යම් කාලයකට පසුව අත් හැර දමනවා) චන්ද්‍රිකාව ගැන විසි හතර පැය පුරාම සොයා බලනවා. මෙම සොයා බැලීම සංකීර්ණ කටයුත්තක් වන අතර, එය සිදු කරන ස්ථානය පාලක මධ්‍යස්ථානය (control Earth station) ලෙස හැඳින්වෙන විශේෂ පෘථිවි මධ්‍යස්ථානයකි. තවත් විවිධාකාරයේ නම්වලින් (monitoring station වැනි) පෘථිවි මධ්‍යස්ථාන වර්ග තිබේ (ඒවායෙන් විශේෂිත රාජකාරි සිදු කෙරේ).

මෙම පාලක මධ්‍යස්ථානයේ සිට විවිධ උපදෙස් රේඩියෝ සංඥා හරහා චන්ද්‍රිකාවට යවන (telecommand) අතර, චන්ද්‍රිකාව සම්බන්දව විවිධ මැනීම් (බැටරි තත්වය, ඉන්ධන තත්වය ආදී තොරතුරු) හා රෝග විනිශ්චයන් (diagnostics) නිතර සිදු කර ඒ පිළිබඳ දත්ත පාලක මධ්‍යස්ථානය වෙතට රේඩියෝ සංඥා හරහාම ගෙන්වා ගන්නවා. චන්ද්‍රිකාව නඩත්තු හා පාලනය කිරීමට අදාල මෙවන් තොරතුරු හා එම ක්‍රියාවලිය telemetry ලෙස හැඳින්වෙනවා. චන්ද්‍රිකා පමණක් නොව, පහසුවෙන් ළඟා විය නොහැකි තැන්වල රඳවා තිබෙන ඕනෑම උපකරණයක් දුර සිට දෙන උපදෙස් අනුව ක්‍රියාත්මක කිරීම (telecommand) හා නඩත්තු කරන ක්‍රියාවලියද ටෙලිමෙට්‍රි ලෙස හඳුන්වනවා.

චන්ද්‍රිකාවක් විසින් පොලොව මතට රේඩියෝ සංඥා විවිධාකාරයෙන් යොමු කළ හැකියි. සමහර චන්ද්‍රිකා පුලුවන් තරම් විශාල භූමි ප්‍රමාණයකට මෙම සංඥා පතුරුවනවා. සුදුසු උසකින් චන්ද්‍රිකාව තිබේ නම්, පොලොවෙන් අඩක් වුවද ආවරණය කළ හැකියි. එහෙත් සමහර ප්‍රායෝගික හේතු නිසා ආවරණ කලාපය බොහෝවිට කුඩා වේ. චන්ද්‍රිකාව පිහිටන උස අනුව කොතරම් ආවරණ වේදැයි තීරණය වෙනවා.


යම් ගෝලයක (පෘථිවියේ) අරය R නම්, එම ගෝලයේ මතුපිට සිට චන්ද්‍රිකාවට ඇති දුර d නම්, පහත සූත්‍රයෙන් අපට එම චන්ද්‍රිකාවෙන් කොපමණ භූමි භාගයක් (A) පොලොව මත ආවරණය වේදැයි ගණනය කළ හැකියි. මෙම සූත්‍රය අනුව පැහැදිලි වෙනවා “න්‍යායාත්මකව” පොලොවෙන් හරි අඩක් ආවරණය කිරීමට අවශ්‍ය නම්, R/d යන්න 0 විය යුතු බැවින් d දුර අනන්තයක් විය යුතු කියා. එහෙත් ප්‍රායෝගිකව d දුර R ට වඩා ඉතා වැඩි අනුපාතයකින් ගත් විට පොලොවෙන් ආසන්න වශයෙන් 50%ක් ආවරණය කළ හැකි යැයි සැලකිය හැකියි.

අපි උදාහරණයක් සඳහා ජීපීඑස් චන්ද්‍රිකාවක් ගමු. එය දළ වශයෙන් කිලෝමීටර් 21000ක් උසින් ඇත. පෘථිවියේ අරය 6370km නිසා, ඒ අනුව එක් ජීපීඑස් චන්ද්‍රිකාවකට හැකියි (50%)/(1+(6370km/21000km)) = 0.38 හෙවත් 38%ක ප්‍රතිශතයක් පොලොව මත ආවරණය කරන්න. එය පොලොවේ සම්පූර්ණ මතුපිට ක්ෂේත්‍රඵලයෙන් තුනෙන් එකකටත් මඳක් වැඩියි නේද?

සටහන
ඉහත සූත්‍රය ඉතා ප්‍රයෝජනවත් වේ සාමාන්‍ය විද්‍යා දැනුම සඳහාත් ආධුනික ගුවන් විදුලි ශිල්පය සඳහාත්. උදාහරණයක් ලෙස, පොලොව මත සිටගෙන සිටින විට, ඔබට කොපමණ වපසරියක් (ක්ෂේත්‍රඵලයක්) ඇස් දෙකෙන් බලා ගත හැකිද යන්නත්, ඔබ සිටින තැන සිට ක්ෂිතිජය (horizon) දක්වා තිබෙන දුරත් ඉන් පහසුවෙන් සෙවිය හැකියි. තවද, ඔබ කන්දක් හෝ කනුවක් හෝ යම් උසකට නැංගවිට අවට පෙනෙන වපසරිය වැඩි වීමට හේතුවද මෙම සූත්‍රයෙන් පේනවා නේද (d අගය වැඩිවන නිසා)? ඔබ ඇන්ටනාවක් සවි කරන විට, ඉන් කොතරම් දුරකට සංඥා නිකුත් වෙනවාද යන්නත් මෙයින්ම ගණනය කළ හැකියි. අභ්‍යාසයක් ලෙස, ඔබ පොලොව මත සිටගෙන සිටින විට, ඔබත් ක්ෂිතජයත් අතර තිබෙන දුර ගණනය කරමු.

ඔබ සිටගෙන සිටින විට, ඔබේ ඇස් දළ වශයෙන් අඩි 6ක් හෙවත් කිලෝමීටර් 0.002ක් උසින් තිබේ යැයි උපකල්පනය කරමු. දැන් මෙම අගයත් පොලොවේ අරයේ අගයත් ඉහත සූත්‍රයට ආදේශ කර, ඇස විසින් පොලොව මත කොපමණ භූමි ප්‍රතිශතයක් ආවරණය වේදැයි ගණනය කරමු. එම අගය වන්නේ (50%)/(1+6370km/0.002km) = 0.0000001569 හෙවත් 0.000016% කි.

පොලොවේ සම්පූර්ණ මතුපිට වර්ගඵලය 4π(6370)2 = 509,904,363km2 කි. ඕනෑම ගෝලයක මතුපිට වර්ගඵලය සොයන A = 4πR2 (R යනු ගෝලයේ අරය වේ) යන සූත්‍රය යොදාගෙනයි එය සෙව්වේ. දැන් මෙම සම්පූර්ණ මතුපිට වර්ගඵලයෙන් 0.000016% ක ප්‍රමාණය තමයි ඔබේ ඇස විසින් ආවරණය කරන භූමි වපසරිය. එය 509,904,363 x 0.000016% = 82km2 කි. ඒ කියන්නේ ඔබ තැනිතලා පොලොවක් මත සිටගෙන සිටින විට, ඔබට වර්ගකිලෝමීටර් 82ක පමණ භූමි ප්‍රමාණයක් වටේටම දර්ශනය වේ. පහත රූපයේ කොලපාට මතුපිටින් නිරූපණය වන්නේ මෙම භූමි ප්‍රමාණය තමයි.






ඒ කියන්නේ ඔබ හරි මැද සිටින විට වෘත්තාකාර ක්ෂේත්‍රඵලයක් ඔබට දර්ශනය වන අතර, එම ක්ෂේත්‍රඵලයේ අගය වර්ගකිලෝමීටර් 82ක් පමණ වේ. දැන් අපට සොයන්නට අවශ්‍ය වන්නේ ක්ෂිතිජයට ඇති දුරයි. එනම්, ඔබ සිටින මධ්‍ය ලක්ෂ්‍යයේ සිට වෘත්තයේ පරිධියට තිබෙන දුරයි. එය අරයට සමානයිනෙ. ඉතිං ඕනෑම වෘත්තයක වර්ගඵලය සොයන A = πR2 යන සූත්‍රය දැන් යෙදිය හැකියි. මෙවිට R හෙවත් ක්ෂිතිජයට ඇති දුර සෙවිය හැකියි.

82 = πR2 → R = (82/π) = 5km වේ.

ඒ අනුව ක්ෂිතිජයට තිබෙන දුර කිලෝමීටර් 5කි. දවසක ඔබ මුහුදු වෙරළක් අසලට ගොස් බැලූ විට මුහුදත් අහසත් එකතු වනවා සේ පෙනෙන තැනට හෙවත් ක්ෂිතිජයට තිබෙන දුර කිලෝමීටර් 5ක් පමණ වේ යැයි සිහිපත් කරගන්න.

උස පමණක් නොව, චන්ද්‍රිකාවේ සම්ප්‍රේෂක ඇන්ටනාව සුදුසු පරිදි සැකසීමෙන්ද මෙම ආවරණ කලාපය අඩු කළ (පටු කළ) හැකියි. එනිසා ඉතාම ඈතින් තිබෙන චන්ද්‍රිකාවකින් එන රේඩියෝ සංඥා අවශ්‍ය නම් ඇන්ටනාව මඟින් වර්ගමීටර් කිහිපයක කුඩා භූමි වර්ගඵලයකට යොමු කළ හැකියි. ආවරනය වන භූමි වර්ගඵලය විශාල වන විට එම පෙදෙසෙහි එක් තැනකට ලැබෙන සංඥා ප්‍රබලතාව අඩු වේ (දියාරු වේ). උදාහරණයක් ලෙස යම් චන්ද්‍රිකාවකින් පොලොවට එවන රේඩියෝ සංඥා ප්‍රබලත්වය වොට් 100ක් නම්, එම සංඥා වර්ගකිලෝමීටර් 10,000ක ප්‍රදේශයකට එල්ල වන විට, එම පෙදෙසෙහි වර්ගකිලෝමීටරයක ක්ෂේත්‍රඵලයක් මත 100W/10000km2 = 0.01 Wkm-2 ක අගයක සංඥාවක් ලැබේවි (එය වර්ගකිලෝමීටරයකට මිලිවොට් 10කි; ඩෙසිබල් ක්‍රමයට එම අගය 1dBm ලෙස දැක්විය හැකිය). දැන් එම ආවරණ කලාපය වර්ගකිලෝමීටර් 1000 දක්වා අඩු කළ විට, වර්ගකිලෝමීටරයකට මිලිවොට් 100 දක්වා අගයකට සංඥාව ප්‍රබල වේවි. පෙරත් පැවසූ ලෙසම චන්ද්‍රිකාවකට සැපයෙන විදුලිය සීමිත නිසාත් විවිධ නීති හා තාක්ෂණික කොන්දේසි නිසාත් කුඩා වොට් ප්‍රමාණවලින් තමයි දත්ත සම්ප්‍රේෂනය කරන්නේ. උදාහරණයක් වශයෙන් ජීපීඑස් චන්ද්‍රිකාවක් වොට් 25ක් වැනි කුඩා ජවයකින් තමයි සම්ප්‍රේෂනය කරන්නේ. ඉහත උදාහරණයකදී අපි ගණනය කළා ජීපීඑස් චන්ද්‍රිකාවකින් පොලොවෙන් 38%ක් පමණ ආවරණය වන බවත්.

චන්ද්‍රිකාවක සිට තවත් චන්ද්‍රිකාවකට සන්නිවේදනය සිදු කළ හැකි අතර එය අන්තර්-චන්ද්‍රිකා සන්නිවේදනය (inter-satellite communication) ලෙස හැඳින්වෙනවා. තවද, චන්ද්‍රිකාවක සිට පොලොව මත ස්ථාවරව ඇති (ගමන් නොකරන) ස්ථානයක් (fixed station) සමඟද සන්නිවේදනය කළ හැකියි (බහුලවම සිදු වන්නේ මෙයයි). එහෙමත් නැතිනම්, චන්ද්‍රිකාවක සිට පොලොව මත හෝ අහසේ ගමන් කරන වාහන, ගුවන්යානා, නැව් ආදි ජංගම ස්ථානයක් (mobile station) අතරද සන්නිවේදනය කළ හැකියි.




භූ ස්ථාවර චන්ද්‍රිකාවක් හැමවිටම පොලොව සිට බලන විට නිසලව තිබෙන සේ පවතින නිසා, මෙවැනි චන්ද්‍රිකාවකින් පොලොව මතට රේඩියෝ සංඥා එවන විට, එය යම් සිතියමක් මත දක්වනවා. මෙහිදී සාමාන්‍යයෙන් චන්ද්‍රිකාවට ඍජුවම යටින් තිබෙන භූමියට ප්‍රබල සංඥා ලැබෙන අතර, ඉන් ඉවතට/ඈතට යන විට සංඥා දුබල වේ. එනිසා භූගෝල විද්‍යාවේදී භූමියේ උස මැප්වල පෙන්වන්නට යොදා ගන්නා සංවෘත (රවුම් වැනි) contour lines (සමෝච්ඡ රේඛා?) ක්‍රමයම මෙවැනි චන්ද්‍රිකා සංඥා පොලොව මත විහිදී යන ආකාරය දැක්වීමට යොදා ගන්නවා. මෙම කොන්ටුවර් ලයින්වලින් වට වන සංවෘත පෙදෙස තුල සංඥාව කොතරම් ප්‍රබල වේවිදැයි එම රේඛාව මත දක්වනවා. මෙවිට, පහසුවෙන්ම එම සංඥා ග්‍රහනය වන යම් පෙදෙසකට යම් චන්ද්‍රිකාවකින් ලැබෙන සංඥා ප්‍රබලත්වය සොයා ගත හැකියි. චන්ද්‍රිකාවකින් එන සංඥා මෙලෙස පොලොවේ විවිධ ප්‍රදේශවලට කොපමණ ප්‍රබලතාවලින් යුක්ත වේදැයි නිරූපණය කරන මෙවැනි මැප් (සිතියම්) footprint ලෙස හැඳින්වෙනවා.




ඉහත රූපයෙන් පෙන්වන්නේ දකුණු හා අග්නිදිග ආසියානු කලාපයට ඉහලින් රඳවා තිබෙන Intelsat 906 India නම් භූස්ථාවර චන්ද්‍රිකාවේ ෆුට්ප්‍රින්ට් එකයි. බලන්න මෙහි රවුම්වලින් කොන්ටුවර් ලයින් දැක්වෙනවා. ඒ මත සංඥා ප්‍රබලතාව ඩෙසිබල් නම් ඒකකයෙන් දක්වා තිබෙනවා (ඩෙසිබල් ගැන පසුව ඉගෙන ගමු). උදාහරණයක් ලෙස, ඉන්දියාවේ මධ්‍යම ප්‍රදේශයට ඩෙසිබල් 53ක ප්‍රබලතාවකින් යුතුව සංඥා ලැබෙන බව ඉන් පවසන අතර, ලංකාවේ දකුණු පෙදෙස්වලට ඩෙසිබල් 45ක හා ලංකාවේ මධ්‍යම පෙදෙස්වලට (සිතියමේ හැටියට නම් කොලඹ හා ගම්පහද ඇතුලත්ව) ඩෙසිබල් 47ක හා යාපනය පෙදෙස්වලට ඩෙසිබල් 49 ක ප්‍රබලත්වයෙන් සංඥා ග්‍රහනය වේවි.

සෑම භූස්ථාවර චන්ද්‍රිකාවක් සඳහාම ඉහත රූපයේ වැනි ෆුට්ප්‍රින්ට් එකක් තියෙනවා. ඒවා කියවීමෙන් අදාල චන්ද්‍රිකාවෙන් ඔබේ පෙදෙසට සංඥා ලැබෙනවාද, ලැබෙනවා නම් එය කොතරම් ප්‍රමාණයක්ද වග දැනගත හැකියි (දැන් අන්තර්ජාලයෙන් සියලුම චන්ද්‍රිකාවන් සඳහා ෆුට්ප්‍රින්ට් ලබා ගත හැකියි). සංඥා දුර්වල නම් ඔබ සවිකරන ඇන්ටනාව විශාල විය යුතුය. ඉහත උදාහරණයේදී රවුම් ආකාරයට කොන්ටුවර් ලයින් තිබුණත් සමහර චන්ද්‍රිකාවල අවිධිමත් හැඩවලින් යුතු කොන්ටුවර් ලයින් තිබේවි. ඊට මූලික හේතුව චන්ද්‍රිකාවේ සවිකර තිබෙන සම්ප්‍රේෂක ඇන්ටනාව විශේෂිත ආකාරයෙන් සාදා තිබෙන නිසාය.




භූස්ථාවර චන්ද්‍රිකා භාවිතා කිරීමේදී අපට ෆුට්ප්‍රින්ට් ඉතා වැදගත්ය. එහෙත් පොලොවේ සිට බලාගෙන සිටින විට කාලයත් සමග ගමන් කරන ලෙසට පෙනෙන සියලුම චන්ද්‍රිකා සඳහා මෙවැනි ෆුට්ප්‍රින්ට් එකක් ලබා දීම අපහසුය. මෙවැනි චන්ද්‍රිකා සඳහා ground track හෝ ground traceලෙස හැඳින්වෙන මැප් එකක් ඇත. ඉන් පෙන්වන්නේ මෙම චන්ද්‍රිකාව විසින් පොලොවේ කුමන ප්‍රදේශවලට සංඥා සම්ප්‍රේෂනය කරනවාද යන්නයි. එහෙත් චන්ද්‍රිකාව අඛණ්ඩව ගමන් කරන නිසා පටු තීර හෝ රේඛා ලෙස එම සංඥා පතිත වන භූමි පෙදෙස් ලකුණු කෙරේ.




බොහෝ චන්ද්‍රිකා එකම මාර්ගයේ නොව ගමන් කරන්නේ. පටන් ගන්නා සෑම අලුත් වටයක්ම තරමක විස්ථාපනයක් සහිතවයි අලුත් පරිභ්‍රමණය පටන් ගන්නේ. එවන් අවස්ථාවලදී, ඉහත ආකාරයට ගමන් මඟ පෙන්වන මාර්ග එකක් හෝ දෙකක් නොව, රේඛා ගණනාවක් ඇඳිය යුතු වෙනවා.




බලන්න ඉහත ග්‍රවුන්ඩ් ට්‍රැක් සටහනේ කොතරම් රේඛා තිබේද කියා. ඇත්තටම මෙම රූපයේ චන්ද්‍රිකා 27ක ට්‍රැක් එකට ඇඳ තිබෙනවා. ජීපීඑස් චන්ද්‍රිකා පොකුර සඳහාම ඇඳ තිබෙන තනි ග්‍රවුන්ඩ් ට්‍රැක් මැප් එකයි ඉහත තිබෙන්නේ. මෙවැනි ග්‍රවුන්ඩ් ට්‍රැක් මැප් එකකින් තවත් විශේෂිත කරුණක් එකවරම හැඳින ගත හැකියි. එය නම්, කුමන පෙදෙස්වලට චන්ද්‍රිකා සංඥා හොඳින් හසු නොවේද යන්න. බලන්න ඉහත මැප් එකෙන් පැහැදිලිව පෙනෙනවා ධ්‍රැව පෙදෙස්වලට ජීපීඑස් හරිහැටි වැඩ කරන්නේ නැති බව. මේ නිසා තමයි රුසියාව විසිනුත් GLONASS නමින් භූනිශ්චය චන්ද්‍රිකා සේවාවක් ඇරඹුවේ තමන්ගේ රටට එම පහසුකම හොඳින් ලබා දීමට.

සාමාන්‍යයෙන් ඩවුන්ලින්ක් එක පොලොව මත විශාල ප්‍රදේශයකට සංඥා පැතිරෙන ආකාරකට පවතින අතර, අප්ලින්ක් එකෙන් සංඥා චන්ද්‍රිකාව වෙත යවන්නේ චන්ද්‍රිකාව හසුවන්නට ප්‍රමාණවත් තරමේ විශාලත්වයක් ඇතිවන ලෙසයි.




චන්ද්‍රිකාවක් පොලොව (හෝ වෙනත් ඕනෑම ආකාශ වස්තුවක්) වටා පරිභ්‍රමණය ඉහත ඕනෑම කක්ෂයක් ඔස්සේ සිදු විය හැකිය. කුමන කක්ෂයක චන්ද්‍රිකාව කක්ෂගත කළ යුතුදැයි චන්ද්‍රිකාව යවන ආයතනය විවිධ සාධක සලකා බලා තීරණය කරයි. තවද, මෙම පරිභ්‍රමණය හැමවිටම සිදු විය යුත්තේ මහා වෘත්තයක” (great circle) ආකාරයෙනි (පහත සටහන කියවන්න). යම් ගෝලයක් වටා මහා වෘත්ත අනන්ත ගණනක් සෛද්ධාන්තිකව ලබා ගත හැකියි; ප්‍රායෝගිකව එවැනි මහා වෘත්තාකාර කක්ෂ දස දහස් ගණනක් ලබා ගත හැකියි. ඉතිං, පෘථිවියේ සමකයට ඉහලින් සමකය ඔස්සේ චන්ද්‍රිකා යැවිය හැකියි. එහෙමත් නැතිනම්, උතුරු ධ්‍රැවය හා දකුණු ධ්‍රැවය යා වන මහා වෘත්තයක ඔස්සේද චන්ද්‍රිකා යැවිය හැකියි. තවද, වෙනත් ඕනෑම මහා වෘත්තයක් ඔස්සේ චන්ද්‍රිකා කක්ෂ ඇති කළ හැකියි. පහත රූපයේ විවිධ දිශානතින් ඔස්සේ පවතින කක්ෂ සමූහයක් පෙන්වා ඇති අතර, ඒ සෑම කක්ෂයක්ම මහා වෘත්තයකි.




සටහන
ටෙනිස් බෝලය, ෆුට්බෝලය, පෘථිවිය, සූර්යා ආදී ගෝලාකාර වස්තුවක් සලකන්න. මෙවැනි ගෝලයක (sphere) මධ්‍ය ලක්ෂ්‍යයක්, අරයක්, මතුපිට පෘෂ්ඨයක්, පරිමාවක් වැනි අංග අපට හමුවන අතර, එවැනිම තවත් අංගයකි මහා වෘත්ත කියන්නේ.

යම් ගෝලයක මතුපිටෙහි රවුම් (වෘත්ත) ඕනෑ තරම් ඇඳිය හැකියිනෙ. මෙලෙස අඳින වෘත්ත විවිධ ප්‍රමාණයේ වේ. උදාහරණයක් ලෙස පහත රූපයේ විවිධ වෘත්ත ඇඳ තිබේ. මෙම වෘත්ත උඩ සිට පහලට එන විට ක්‍රමයෙන් විශාල වේ. එහෙත් හරි මැද තිබෙන වෘත්තයෙන් පසුව නැවත පහලට එන විට වෘත්ත ක්‍රමයෙන් කුඩා වේ. ඒ අනුව, අපට විශාලතම වෘත්තය හරි මැදදී හමු වේ. මෙය තමයි එම ගෝලයේ මහා වෘත්තය කියන්නේ.





ඉහත රූපයේ වෘත්ත ඇන්දේ සිරස්වයි. එහෙත් විවිධ දිශා ඔස්සේද මෙලෙස වෘත්ත සෑදිය හැකියිනෙ. එවිට ඒ ඒ දිශාවලදී මහා වෘත්ත හමු වේ. මෙලෙස යම් ගෝලයක් සඳහා මහා වෘත්ත අනන්ත ගණනක් සොයා ගත හැකියි.





මහා වෘත්තයක් හැමවිටම යම් ගෝලයක් සඳහා ඇඳිය හැකි විශාලතම වෘත්තය වේ (ඒකනෙ ඊට මහා වෘත්ත යන නම ලැබී තිබෙන්නෙත්). යම් ගෝලයක් ගත් විට, එහි මතුපිටෙහි මෙලෙස නිර්මාණය වන සෑම මහා වෘත්තයක්ම එකිනෙකට ප්‍රමාණයෙන් (එනම් පරිධියෙන්) සමානය. තවත් ක්‍රමයකින් මහා වෘත්තයක් පහසුවෙන්ම මතක තබා ගත හැකියි. එනම්, මහා වෘත්තයක් දිගේ ගෝලයක් දෙකට කැපුවොත් හැමවිටම අපට සමාන අර්ධගෝල 2ක් ලැබේ (හරියට ලූනු ගෙඩියක් හරි මැදින් කැපුවා වාගේ).




පෘථිවිය ගතහොත්, සමකය (equator) යනු මහාවෘත්තයකි. ඒකනෙ සමකයෙන් උඩ හා යට උතුරු හා දකුණු අර්ධගෝල දෙකක් ලැබෙන්නේ.

මෙලෙස යොදා ගන්නා මහා වෘත්ත ඔස්සේ දිවෙන කක්ෂවල දිශානති අනුවද කක්ෂ නම් කළ හැකියි. පහත දැක්වෙන්නේ ඒවා අතරින් වැදගත් කක්ෂ දෙකකි.

1. Equitorial orbit (සමක කක්ෂ) – හරියටම පෘථිවියේ සමකය දිගේ (ඊට සමාන්තරව) ගමන් කරන කක්ෂ. ක්ලාර්ක් කක්ෂය යනු සමක කක්ෂයක් බව පැහැදිලියිනෙ. සමකයට සමාන්තරව (දිගේ) ක්ලාර්ක් කක්ෂයට උඩිනුත් යටිනුත් කක්ෂ තිබෙනවා ඕන තරම්. මේ සියල්ල සමක කක්ෂ වේ.

2. Polar orbitපොලොවේ උතුරු හා දකුණු ධ්‍රැව දෙක යා කරමින් ගමන් කරන කක්ෂ. මෙවැනි කක්ෂවල ගමන් කරන චන්ද්‍රිකාවලට මුලු ලෝකයම ආවරණය කළ හැකියි (එකවර නොව, පොලොව වටේ වට ගණනාවක් ගමන් කරමින්).




මීට අමතරව ecliptic orbit, sun-synchronous orbit (SSO) ආදී ලෙස තවත් විශේෂ ගුණ ඇති කක්ෂ වර්ග ඇත. විවිධාකාර වර්ගීකරණයන් යටතේ විවිධ නම්වලින් හඳුනාගත් සියලු කක්ෂ පොදුවේ දෙයාකාරයකින් පවතී.

1. වෘත්තාකාර කක්ෂ (circular orbits)
2. ඉලිප්සාකාර කක්ෂ (elliptical orbits)

භූස්ථාවර චන්ද්‍රිකා සියල්ලම වෘත්තාකාර කක්ෂයකයි තිබෙන්නේ (වෙනත් විදියකට කියනවා නම්, ක්ලාර්ක් කක්ෂය වෘත්තාකාර කක්ෂයකි). එහෙත් අනෙක් සියලුම වාගේ කක්ෂ ඉලිප්සාකාර ලෙසයි පවත්වාගෙන යන්නේ. වෘත්ත කක්ෂයකදී කුමන මොහොතක් ගත්තත්, චන්ද්‍රිකාව හා පොලොව අතර තිබෙන දුර නියතයි. එහෙත් ඉලිප්සාකාර කක්ෂයකදී සාමාන්‍යයෙන් චන්ද්‍රිකාව පොලාව වටා ගමන් කරන්නේ ඉලිප්සයේ හරි මැද පොලොව සිටින සේ නොවේ (නමුත් කැමති නම් එසේ සිටින සේද චන්ද්‍රිකා යැවිය හැකියි). ඉලිප්සයේ එක් කොනකට සමීප වන සේ (එවිට තවත් විටක චන්ද්‍රිකාව ඉබේම අනෙක් කොන සිට දුරස් වෙනවා) තමයි චන්ද්‍රිකාව ගමන් කරන්නේ.




මෙවිට චන්ද්‍රිකාව පොලොව වටා ගමන් කරන අතරතුරදී එක් අවස්ථාවකදී පොලොවට ඉතා සමීප වේ. එම අවස්ථාව perigee ලෙස නම් කෙරෙනවා. තවද, එම චන්ද්‍රිකාව තවත් අවස්ථාවකදී පොලොවට ඉතාම දුරින් පිහිටන අතර එම අවස්ථාව apogee ලෙස නම් කෙරෙනවා. ඇත්තටම තාරකා විද්‍යාවේදී ඉගෙන ගන්නා පරිදි ග්‍රහවස්තු තවත් ග්‍රහවස්තු මැදිකොට ගෙන පරිභ්‍රමණය වන්නේ මෙවැනි ඉලිප්සාකාර ගමන් මාර්ගවල වන අතර, එවිටද පෙරිජී හා ඇපොජී අවස්ථා තිබෙනවා. උදාහරණයක් ලෙස, පෘථිවිය සූර්යා වටේ පරිභ්‍රමණය වන්නේත් ඉලිප්සාකාර කක්ෂයක වන අතර, පෙරිජී හා ඇපොජී එවිටත් ඇති වේ (එහෙත් සූර්යාට ග්‍රහයෙක් සමීප අවස්ථාව පෙරිජී කියනවා වෙනුවට perihelion යනුවෙන්ද, ඇපොජි අවස්ථාව වෙනුවට aphelion යනුවෙන්ද හඳුන්වනවා).

චන්ද්‍රිකාවක් ඉලිප්සාකාර කක්ෂයක ගමන් කරවීමෙන් යම් වාසි ලබා ගත හැකියි. මෙමඟින් හැකි වෙනවා යම් චන්ද්‍රිකාවකින් යම් නිශ්චිත පෙදෙසකට වැඩි කාල පරාසයක් පුරාවට සංඥා (සේවා) ලබා ගැනීමට. සිතන්න යම් ප්‍රදේශයකට ඉහලින් ඇපොජි එක සිදු වන සේ චන්ද්‍රිකාවක් යවනවා කියා. මෙවිට, චන්ද්‍රිකාවේ ගමන් කාලය තුල වැඩිම දුරක් ගෙවා දමන්නේ ඇපොජි එක ඇති පැත්තේය. ඒ කියන්නේ වැඩිම කාලයක් චන්ද්‍රිකාව පවතින්නේ එම පැත්තේය. එවිට ඊට යටින් තිබෙන පෙදෙසට වැඩිපුර කාලයක් චන්ද්‍රිකාව දර්ශනය වෙනවා (ඒ කියන්නේ ඉන් එච්චර කාලයක් සේවා ලබා ගත හැකියි). ඇපොජි එකේ විශාලත්වය වෙනස් කරමින් අපට එම පෙදෙසට චන්ද්‍රිකාව දර්ශනය වන කාලය අඩු වැඩි කර ගත හැකියි. රුසියානුවන් මේ ක්‍රමයට තමන්ගේ රටට ඉහලින් වැඩිපුර කාලයක් පවතින ලෙස චන්ද්‍රිකා රැඳවූ අතර, ඒ සඳහා ඔවුන් භාවිතා කළ ඉලිප්සාකාර කක්ෂය Molniya orbit ලෙස නම් කළා.




ඉලිප්සයේ පැතිලි බව හෙවත් විකේන්ද්‍රිකතාව (eccentricity) වෙනස් කරමින් හා චන්ද්‍රිකාව කොතරම් පොලොවට ළං කෙරෙනවාද (එනම් පෙරිජි අවස්ථාවේදී චන්ද්‍රිකාවත් පොලොවත් අතර දුර) යන්න මත ඉලිප්සාකාර කක්ෂ විවිධාකාරයෙන් ලබා ගත හැකියි. එවිට අපූරු ගතිගුණද අත්පත් කර ගත හැකියි. එවැනි විශේෂිත ඉලිප්සාකාර කක්ෂ ලස්සන නම්වලින්ද (මොල්නියා වැනි) හැඳින්වෙනවා. තවද, යම් චන්ද්‍රිකාවක් ගුවනට යවා එය නිවැරදි කක්ෂයක රඳවන්නට තාවකාලිකව මෙවැනි ඉලිප්සාකාර කක්ෂ යොදා ගන්නවා.

චන්ද්‍රිකාවක් යම් කක්ෂයක දෙයාකාරයකින් ගමන් කළ හැකියි. ඔබ දන්නවා පෘථිවිය බස්නාහිර සිට නැගෙනහිර පැත්තටයි කරකැවෙන්නේ (එනිසා සූර්යා නැගෙනහිරින් පායා බටහිරින් බසිනා ලෙස පෙනෙනවා). චන්ද්‍රිකාද පෘථිවිය කැරකෙන පැත්තටම පරිභ්‍රමණය වීමට සැලැස්විය හැකියි. එවිට එම චලිතය prograde motion/rotation ලෙස හැඳින්වෙනවා. මෙවන් චන්ද්‍රිකාවක් පොලොවේ සිට බලන විට අහසේ නැගෙනහිර සිට බටහිරට ගමන් කරන බවක් පෙනෙනවා (සාමාන්‍ය තරු ගමන් කරන විදියටම). අවශ්‍ය නම්, පොලොව කැරකෙන පැත්තට විරුද්ධ පැත්තට චන්ද්‍රිකාව ගමන් කළ හැකියි. එවිට චන්ද්‍රිකාවේ එම චලිතය retrograde ලෙස හැඳින්වෙනවා. පොලොවේ සිට මෙවන් චන්ද්‍රිකාවක් බැලුවොත් එය බටහිර සිට නැගෙනහිර දෙසට ගමන් කරන බවක් පෙනේවි. පොලොවේ යම් නිශ්චිත ස්ථානයකට උඩින් යම් මොහොතක තිබෙන රෙට්‍රොග්‍රේඩ් චන්ද්‍රිකාවක් ඉතාමත්ම කෙටි කාලයකින් එම ස්ථානය නැවත පසු කරගෙන යනවා මොකද චන්ද්‍රිකාවේ වේගයත් පොලොවේ වේගයත් දෙකම එකට එකතු වෙන නිසා.

පොලොවේ සිට විවිධ උසවලින් (altitude) චන්ද්‍රිකා කක්ෂ අනන්ත ගණනක් සාදා ගත හැකි බව මා මුලින්ම පැවසුවත්, මෙම කක්ෂ පැවතිය හැකි උපරිම හා අවම මට්ටම් තිබේ (ප්‍රායෝගික හේතු මත). උදාහරණයක් ලෙස යම් චන්ද්‍රිකාවක් පොලොවේ සිට අඩි 100ක් දුරින් ගමන් කරවීමට කොපමණ වේගයකින් යා යුතුදැයි මින් පෙර උගත් සූත්‍රයක් මාර්ගයෙන් පහසුවෙන්ම ගණනය කළද හැකියි. න්‍යායාත්මක තත්වය එසේ වුවත්, ප්‍රායෝගිකව එවැනි කුඩා උසකින් චන්ද්‍රිකාවක් පරිභ්‍රමණය කරවන්න බැහැනෙ. සරලම හේතුව එය පොල් ගස්වල හෝ කඳුවල හෝ ලොකු බිල්ඩිංවල හැප්පේවි. එහෙත් ඊට වඩා බරපතලම කරුණ නම්, චන්ද්‍රිකාව වායුගෝලය හරහා යන නිසා, වායු අංශුවලින් ඊට ඇති කරන ප්‍රතිරෝධි බලය (ඝර්ෂණය) වේ. ඔබ යම් බෝලයක් හෝ ඕනෑම දෙයක් සුමට පොලොවක් දිගේ රෝල් කර ඇරිය විට ටික දුරක් ගොස් එය නවතිනවා නේද? ඊට හේතුව පොලොව විසින් එම බෝලයට ඇති කළ ඝර්ෂනයයි. චන්ද්‍රිකාවටද එයම සිදු වී එය කොතරම් වේගයෙන් ගමන් කළත් තත්පර ගණනකින් එය ක්‍රමයෙන් මන්දගාමී වී පොලොවට කඩා වැටෙනවාමයි.

ගොඩබිම යන ඕනෑම වාහනයක් හෝ ගුවනේ යන ගුවන් යානා පවා බලශක්තිය පුච්චා (එනම් එන්ජින් සවිකරගෙන) චලනය සිදු කරගන්නට සිදුව ඇත්තේ මෙනිසානෙ. එනම්, වාත ඝර්ෂනය මැඬලන්නට අමුතුවෙන් වාහනය විසින් බලයක් නිපදවිය යුතුය (මෙම බලය ප්‍රකර්ශන බලය (traction force) යන නමින් පොදුවේ හැඳින්වෙනවා). ඔබ දන්නවා චන්ද්‍රිකාවක් අඛණ්ඩව චලනයේ යෙදෙන්නේ එවැනි බලශක්තියක් වැය කරමින් නොවේ. හඳ පොලොව වටේට අවුරුදු කෝටි ගණනක් තිස්සේ කැරකි කැරකි තිබෙන්නේ හඳට සවිකර තිබෙන රොකට් එන්ජින් එකක් නිසා නෙමෙයිනෙ. අන්න ඒ වගේ ඉන්දන දහනය නොකර ගමන් කිරීමක් තමයි චන්ද්‍රිකාත් සිදු කරන්නේ. ඉතිං මේ සඳහා ගමන් කරන අවකාශය විසින් ඊට ඝර්ෂනයක් ඇති නොකළ යුතුයි. එවැනි තත්වයක් පෘථිවිය අවටින් අපට සොයා ගැනීමට ලැබෙන්නේ පොලොවේ සිට අඩුමගානේ කිලෝමීටර් 70කට වඩා ඉහල මට්ටමක සිටයි (ආකාශය අවසන් වී අභ්‍යවකාශය ආරම්භ වන්නේ මෙම උසින් පසුව යැයි සමහරුන් කියන්නේ එනිසයි). ඇත්තටම පොලොවේ සිට කිලෝමීටර් 1000ද ඉක්මවා යන තෙක් වායුගෝලය පවතිනවා. එහෙත් කිලෝමීටර් 70ට ඉහල වායුගෝලයේ වාත අංශු ඉතාම විරලය. චන්ද්‍රිකාවක් ඉක්මනින් නතර කර දැමීමට තරම් ඝර්ෂනයක් ඉන් ඇති නොවේ.

එසේ වුවත්, එච්චර උසකදී තිබෙන ඉතා සුලු වශයෙන් හෝ පවතින ඝර්ෂනය චන්ද්‍රිකාවලට දිගුකාලීන බලපෑමක් ඇති කරනවා. එනම් ඇබිත්තෙන් ඇබිත්ත චන්ද්‍රිකාව මන්දගාමී වී කක්ෂයෙන් ක්‍රමයෙන් ඉවත් වෙනවා. ඊට අමතරව, අප මෙම පාඩමේදී සලකා නොබැලූ තවත් සාධක ගණනාවක් පවතිනවා චන්ද්‍රිකාවේ කක්ෂයෙන් එය ක්‍රමයෙන් ඉවත් කරන. උදාහරණයක් ලෙස, සඳ හා සූර්යාගේ ගුරුත්වාකර්ශන බලපෑමට චන්ද්‍රිකාව ඉතා සුලු වශයෙන් හසු වෙනවා (වඩදිය හා බාදිය යනුද සඳේ ගුරුත්වාකර්ශන බලය පොලොව මත ඇති විශාල ජල පද්ධතිවලට බලපාන විට ඇතිවන තත්වයකි). සූර්ය සුලං වැනි අහඹු තත්වයන්ට එය හසු වෙනවා (සූර්ය සුලං ගැන පසු පාඩමක ඉගැන්වේ). මෙවැනි හේතු ගණනාවක් නිසා චන්ද්‍රිකාවක් තම කක්ෂයෙන් ඉවත්ව පාලනය කර ගත නොහැකි අප්‍රයෝජනවත් තත්වයකට පත්විය හැකියි. මෙනිසා නිරන්තරයෙන්ම චන්ද්‍රිකාවක් ඉහත ඕනෑම කරුණක් නිසා “නොමඟ යන” විට, එය නිසි මඟට ගැනීමට සිදු වෙනවා. ඒ සඳහා සරල උපක්‍රමයක් තිබෙනවා සෑම චන්ද්‍රිකාවකම. එනම්, චන්ද්‍රිකාව වැරදියට යම් දිශාවකට ගියා නම්, එම දිශාවෙන් නැවත නිවැරදි දිශාවට ගැනීමට කුඩා තල්ලුවක් ඊට ලබා දෙනවා. හරියට බසයේ යන විට, ඔබ දෙසට කෙනෙකු වැඩිපුර එන විට, ඔහුව තල්ලු කර දමා ඔහුව වැරදි පැත්තට එන එක වලක්වනවා වාගේයි. මෙය සිදු කරන්නේ චන්ද්‍රිකාවේ ගබඩා කර තිබෙන යම් ඉන්දනයක් දහනය කිරීමෙනි. මෙම දහනය ඉතාම සුලු තත්පර කිහිපයකට පමණයි සිදු කරන්නේ. එසේ දහනය කර, එම “දුම” (අංශු) චන්ද්‍රිකාව නොමඟ ගිය දිශාවට යොමු කරනවා. එවිට යානය නිකංම හරි මාර්ගයට දිශාගත වෙනවා.

සටහන
චන්ද්‍රිකාවක ගමන් මඟ නිවැරදි කිරීමට යොදා ගත් ඉහත ක්‍රමය නිව්ටන්ගේ චලිත නියමවල තෙවැනි නියමය මත පදනම් වී තිබේ. නිව්ටන්ගේ තුන්වන නියමයෙන් කියන්නේ “ඕනෑම ක්‍රියාවකට සමාන වූත් ප්‍රතිවිරුද්ධ වූත් ප්‍රතික්‍රියාවක් ඇත” කියාය. රොකට් ක්‍රියාත්මක වන්නෙත් මෙම ක්‍රමයෙන්මයි. අභ්‍යවකාශයේ ගමන් කරන්නට නිව්ටන්ගේ තෙවන නියමය තමයි පදනම වන්නේ.

ඉතිං සෑම චන්ද්‍රිකාවකම මෙවැනි ඉන්දන ගබඩාවක් තිබෙන අතර ටික ටික එම ඉන්දන අවසන් වෙනවා. එය අවසන් වීමට සාමාන්‍යයෙන් අවුරුදු 10ක්, 25ක් වැනි දීර්ඝ කාලයක් ගත වෙනවා. ඉන්දන අවසන් වූ පසුව එය නොමඟට ගියත් නැවත හරි මඟට ගැනීමට නොහැකි වෙනවා. එවිට චන්ද්‍රිකාව තවදුරටත් අපට අවශ්‍ය තැන්වල ගමන් නොකර අපේ පාලනයෙන් ගිලිහෙනවා. අන්න එවිට, එම චන්ද්‍රිකාව අපි අත් හැර දමනවා. එහි ජීව කාලය අවසන් වෙනවා. උදාහරණයක් ලෙස සාමාන්‍යයෙන් ජීපීඑස් චන්ද්‍රිකාවක ජීව කාලය අවුරුදු 10ක් ලෙසයි සලකන්නේ. ජීව කාලය අවසන් වූ පසුව චන්ද්‍රිකාවලට කුමක් වන්නේදැයි ඔබම සොයා බලන්න අන්තර්ජාලයෙන්.

ඉතිං චන්ද්‍රිකාවක‍් ගමන් කළ හැකි අඩුම උස වාත ඝර්ෂනය විසින්නෙ තීරණය කළේ. චන්ද්‍රිකාවක් පොලොව වටා ගමන් කළ හැකි උපරිම ප්‍රායෝගික උසක්ද තිබෙනවා. ඊට සාධකය වන්නේ සූර්ය සුළං වේ. පසුවට සූර්ය සුලං හා පෘථිවි චුම්භක ක්ෂේත්‍රය ගැන කතා කරන විට මේ ගැන වඩාත් පැහැදිලි වේවි. දැනට සිතන්න සූර්ය සුලං යනු සූර්යා වෙතින් එන ඉලෙක්ට්‍රෝන, ප්‍රෝටෝන වැනි අංශු කියා. පොලොව වටා චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක් පවතින අතර, මෙම භයානක සූර්ය සුළං එමඟින් පොලොව තුලට පැමිණීම වැලකී යයි. එහෙත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රයේ ආරක්ෂාව අපට ලැබෙන්නේ පොලොවේ සිට යම් උසක් දක්වා පමණි (පෘථිවි චුම්භක ක්ෂේත්‍රය පැතිරෙන සීමාව තෙක්). ඉතිං යම් චන්ද්‍රිකාවක් මෙම උසට වඩා වැඩි කක්ෂයක රැඳවුවොත් සූර්ය සුලං නිසා නැවත ඝර්ෂනයට හසු වේවි. එවිට පෙර සඳහන් කළ ලෙසටම, චන්ද්‍රිකාවේ කක්ෂය වෙනස් වේවි.

ඕනෑම රටක් විසින් යවන සෑම චන්ද්‍රිකාවකම විස්තර අනෙක් රටවලට (එක්සත් ජාතින්ගේ සංවිධානය හරහා) හෙළි කළ යුතු යැයි අන්තර්ජාතික මට්ටමේ අවබෝධතාවක් ඇතත්, සමහර රටවල් තමන්ගේ රහසිගත චන්ද්‍රිකා විස්තර සපයා නැතැයි විවිධ චෝදනාද ඇත. ඒ කෙසේ වෙතත් සිවිල් (එනම්, අධිආරක්ෂිත නොවන) චන්ද්‍රිකා පිළිබඳව සියලු විස්තර අපට ඉතාම පහසුවෙන්ම සොයා ගත හැකියි.

ලෝකයේ යවන සෑම චන්ද්‍රිකාවක් පිළිබඳවම ඇමරිකානු ආරක්ෂක අමාත්‍යංශය යටතේ ඇති ඇමරිකානු අභ්‍යවකාශ විධානය (US Space Command) විසින් එක්රැස් කර දත්ත ගබඩාවක් තුල පවත්වාගෙන යනවා. ඔවුන් විසින් ලොව කුමන රටක් විසින් හෝ අභ්‍යවකාශ ගත කරන සෑම කෘත්‍රිම අභ්‍යවකාශ වස්තුවක්ම එලෙස සටහන් කර (catalog) ඒ එක් එක් චන්ද්‍රිකාවට අනන්‍ය කැටලොග් අංකයක් ලබා දෙනවා. එම අංකය Satellite Catalog Number, NORAD Catalog Number, NASA Catalog Number යන නම්වලින් හැඳින්වෙනවා. මෙම අංකය ඉලක්කම් 5කින් යුතු serial number එකකි. එහි 00001 යන පළමු අංකයෙන් හඟවන්නේ ලොව පළමු චන්ද්‍රිකාව වන ස්පුට්නික් 1 වන්ද්‍රිකාවයි. දෙවැනියට යවපු එකට 00002ද ආදී ලෙස, ඉන්පසු යවපු සෑම චන්ද්‍රිකාවකටම අංකයක් ලබා දේ. තවත් උදාහරණයක් ගතහොත්, 22871 යනු INTELSAT 701 (IS-701) යන චන්ද්‍රිකාවයි (එය 22871 වෙනියට යවපු චන්ද්‍රිකාව බව ඉන් කියැවේ). චන්ද්‍රකාව යවපු ආයතනය, චන්ද්‍රිකාවේ සාමාන්‍ය නම, එහි කක්ෂයේ විස්තර, එහි අප්ලින්ක් හා ඩවුන්ලින්ක් සංඛ්‍යාත ගැන විස්තර ආදී බොහෝ විස්තර මෙම කැටලොග් අංකයෙන් ඔබට පහසුවෙන්ම සොයා ගත හැකියි (අන්තර්ජාලයෙන්).

ඉහත සැටලයිට් කැටලොග් අංකයට අමතරව, චන්ද්‍රිකා ගැන විස්තර සටහන් කරන තවත් ප්‍රචලිත ක්‍රමයක් තිබෙනවා. එම ක්‍රමය International Designator හෝ COSPAR Designator යනුවෙන් හඳුන්වන අතර, මෙහිදිත් සෑම චන්ද්‍රිකාවකටම අනන්‍ය අංකයක් ලබා දෙනවා. එම අංකයේ කොටස් කිහිපයක් තිබේ. පළමුව චන්ද්‍රිකාව සාර්ථකව ගුවන් ගත කළ අවුරුද්ද ඉලක්කම් 4න් ලියා, ඊට පසුව එම වසර තුල යවපු කීවෙනි චන්ද්‍රිකාවද යන්න ඉලක්කම් 3කින් ලියා, කක්ෂගත කළ කෘත්‍රිම ආකාශ වස්තුවේ වෙනත් විස්තරයක් උපරිමව ඉංග්‍රිසි අකුරු 3ක් දක්වා දිගට ලිවිය යුතුය. උදාහරණයක් ලෙස, 1990-037A යනු 1990 වසරේ 37 වෙනියට යැවූ කෘත්‍රිම ආකාශ වස්තුව බව මෙම නමින් කියැවෙනවා. (මෙමඟින් තමයි සුප්‍රසිද්ධ හබල් දුරේක්ෂය උඩුගුවනට යැව්වේ). අවුරුද්ද ඉලක්කම් 2කින් ලියා තවත් කෙටි කර එය දැක්වියද හැකියි (90037A).

තමන් ලොව කොතැන සිටියත්, එම ස්ථානයට උඩින් ගමන් කරන චන්ද්‍රිකා මොනවාදැයි පහසුවෙන්ම පෙන්වන පරිගණක වැඩසටහන්ද තිබෙනවා (Orbitron වැනි). නිරන්තරයෙන්ම චන්ද්‍රිකාවක කක්ෂයේ සුලු වෙනස් කම් ඇතිවෙනවා. ඉතිං යම් චන්ද්‍රිකාවක් පිළිබඳව ඉතාම නිවැරදි තොරතුරක් අවශ්‍ය නම්, සාමාන්‍යයෙන් එම තොරතුර සති දෙකකට වඩා පරණ නොවිය යුතුය. එනිසා මෙවැනි පරිගණක වැඩසටහන් භාවිතා කරනවා නම්, ඒවා අන්තර්ජාලය හරහා සති දෙකකට සැරයක්වත් යාවත්කාලීන කළ (update) යුතුය (ඒ සඳහා තත්පර කිහිපයකි ගත වන්නේ). චන්ද්‍රිකා පිළිබඳ යාවත්කාලීන තොරතුරු විවිධ ආයතන විසින් ලබා දෙනවා (එනිසා විශ්වාසනීය තැනකින් එම තොරතුරු ලබා ගැනීමට කටයුතු කළ යුතුය). එම තොරතුරු කුඩා පරිගනක ෆයිල් (ටෙක්ස් ෆයිල්) එකක් වශයෙන් ලබාගතද හැකියි. පහත දැක්වෙන්නේ Orbitron වැඩසටහනේ මා විසින් තොරාගත් යම් චන්ද්‍රිකා දෙකක ගමන් පථය පෙන්වන සටහනකි.
චන්ද්‍රිකාවක කක්ෂය පිළිබඳ තොරතුරු හරිම වැදගත් අතින් හෝ Orbitron වැනි පරිගනක වැඩසටහනකින් ගණනය කර එම චන්ද්‍රිකාව කුමන කුමන ප්‍රදේශ හරහා කුමන කුමන වෙලාවලට ගමන් කරනවාදැයි සෙවීමට. මෙම තොරතුරු Keplerian Elements හෙවත් කෙටියෙන් Keps ලෙස හඳුන්වනවා. ඉහත සඳහන් කරපු පරිගනක ෆයිල්වල ඇත්තේ එක් චන්ද්‍රිකාවක හෝ සියලුම චන්ද්‍රිකාවල හෝ මෙම කෙප්ස් යම් කිසි රටාවකට (format) ලියමින්ය. කෙප්ස් සටහන් කරන ප්‍රචලිතම ෆෝමැට් එක (නාසා ආයතනය විසින් ප්‍රචලිත කරපු) Two Line Elements (TLE) නමින් හැඳින්වේ. සෑම චන්ද්‍රිකාවක් සඳහා පේලි දෙකකින් සියලු තොරතුරු දැක්වීම නිසා මේ නම ඊට ලැබී ඇත. උදාහරණයක් ලෙස, පහත දැක්වෙන්නේ අභ්‍යවකාශයේ රඳවා තිබෙන ජාත්‍යන්තර අභ්‍යවකාශ මධ්‍යස්ථානයේ (International Space Station – ISS) කෙප්ස් TLE ෆෝමැට් එකිනි.

ISS
1 25544U 98067A 04127.92349537 .00017095 00000-0 14786-3 0 7232
2 25544 51.6276 176.0525 0011067 106.0444 249.6038 15.69246258311835

මෙම සෑම අංකයක්ම නිශ්චිත තේරුමක් සහිතයි. මුලින්ම 1, 2 ආදී ලෙස තිබෙන ඉලක්කමින් කියවෙන්නේ කීවෙනි පේලියද යන්නයි. ඉන්පසුව තිබෙන 25544 ලෙස තිබෙන්නේ ISS ට දී ඇති සැටලයිට් කැටලොග් අංකයයි. 98067A යනු ඉන්ටර්නැෂනල් ඩෙසිග්නේටර් අංකයයි. අනෙක් තොරතුරු සංකීර්ණ තේරුම් ඇති කක්ෂය පිළිබඳ තොරතුරු වේ (උනන්දුවක් තිබෙන නම්, මේ ගැන වැඩිපුර අධ්‍යනය කර බලන්න).

චන්ද්‍රිකාවක පිහිටීම දක්වන්නේ කෙලෙසදැයි දැනගත යුතුය. එහෙත් මා දැන් ඒ ගැන සාකච්ඡා නොකරන්නේ, පසුවට පිහිටීම්/ස්ථාන දක්වන ක්‍රම ගැන වෙනමම පාඩමකදී උගන්වන නිසාය. චන්ද්‍රිකා ගැන තරමක දිගු විස්තරයක් ලිව්වේ (ආධුනික ගුවන් විදුලි ශිල්පය සඳහා එච්චර කරුණු අවශ්‍ය නොවූවත්) මේ ගැන එතරම් දැනුමක් විශේෂයෙන් සිංහල පාඨකයන්ට නැති බැවිනි. ලංකාවට තවමත් තමන්ගේම කියා චන්ද්‍රිකාවක් නැත. එහෙත් රාජපක්ෂ රජ කරන කාලේ, ඔහුගේ උක්කුං පුතා ලංකාවේ ප්‍රථම චන්ද්‍රිකාව යැව්වා යැයි පුරසාරම් ගැසුවත් ඒ ගැන තොරතුරු සොයා ගැනීමට බැරිය (තිබෙන තොරතුරු සැක සහිතය; රජය විසින් එම තොරතුරු සත්‍ය යැයි තහවුරු කළ යුතු යැයි මාගේ හැඟීම).  එය තවත් දේශපාලන මගඩියක්ම විය.

ඉතිං චන්ද්‍රිකා තාක්ෂණය නිසා සන්නිවේදනයත් ජනසන්නිවේදනයත් දියුණු විය. චන්ද්‍රිකා තාක්ෂණය උපයෝගී කර ගෙන පෙර නොවූ සේවා රැසක් ඇරඹුණි. ඉන් එක් වැදගත් සේවාවක් වූයේ GPS වැනි භූනිශ්චය (geolocation) සේවාය. අද නොදන්නා පලාතක/පාරක ගමන් බිමන් කිසිදු චකිතයකින් තොරව යා හැක්කේ මෙවැනි ජීපීඑස් හා ගූගල් මැප් වැනි සේවා නිසාය. තවද, මුලු පෘථිවි තලයම ඡායාරූපගත කෙරුණි (එම දර්ශන ඔබට ගූගල් අර්ත් වැනි සේවාවකින් නොමිලේම දැක ගතද හැකියි). ඉන් පරිසරය වෙනස් වන හැටි (කැලෑ අඩුවන හැටි) හා වෙනත් මිනිස් ක්‍රියාකාරකම් ගැන පහසුවෙන් දැනගත හැකි විය. මෑතකදී ලෝකයේ දුප්පත්කම ව්‍යාප්ත වී තිබෙන්නේ කෙලෙසදැයි සෙවීමටද චන්ද්‍රිකා තාක්ෂණය යොදා ගැනීමට හැකියාව ලැබී තිබෙනවා (පරිගණක තාක්ෂණයේද උපකාරයෙන්). කාලගුණ අනාවැකි වඩා නිවැරදිව කිව හැකි විය. GIS (Geographical Information System) නම් ඉතා ප්‍රයෝජනවත් ක්‍රමවේද බිහි වී ඉන් බොහෝ පරිපාලන, සමාජ, විද්‍යා වැඩකටයුතු පහසු විය. දුරකතන සන්නිවේදන නැති ඈත පෙදෙස්වලට අන්තර්ජාල පහසුකමද චන්ද්‍රිකා තාක්ෂණයේ උපකාරයෙන් ලබා දුනි. මුල් කාලයේ රටකින් රටකට දුරකතන ඇමතුම් ගැනීමේදී (IDD) රටවල් එකිනෙකට සම්බන්ද කළේ චන්ද්‍රිකා හරහාය (එහෙත් මේ වන විට පෙලොව මත දිවෙන ෆයිබර් ඔප්ටික් කේබල් ඔස්සේයි වැඩි වශයෙන්ම මෙය සිදු වන්නේ). අදද ගුවනේ හෝ මහා මුහුදේ ගමනේ සිටින අය සමඟ දුරකතන සංවාදයේ යෙදෙන්නේ චන්ද්‍රිකා හරහාය.

සාමාන්‍ය මහජනයාට චන්ද්‍රිකා සමීපව තිබෙන්නේ චන්ද්‍රිකා රූපවාහිනි (satellite television) නිසාය. එම සේවාව සපයන ආයතනයකින් අවශ්‍ය උපකරණ (ඇන්ටනාව හා satellite receiver හෙවත් Set Top Box - STB) මිල දී ගෙන, සාමාන්‍යයෙන් මාසයකට යම් මුදලක්ද ගෙවමින් මෙම සේවාව ලබා ගැනේ. මෙලෙස මාසිකව ගෙවා ලබා ගන්නා සැටලයිට් ටීවී සම්බන්දතා pay TV ලෙස හැඳින්වෙනවා. එහෙත් සමහර චන්ද්‍රිකාවලින් එවැනි ගෙවීමක් නැතිවම සමහර ටීවී චැනල් විසුරුවා හරිනවා. මෙම චැනල් FTA (Free To Air) ලෙස හැඳින්වෙනවා. ඉතිං ඔබටත් සැටලයිට් ඇන්ටනාවක් හා රිසීවරයක් සවිකර ගෙන කාගෙන්වත් අවසරයක් නැතිව හා කාටවත් රුපියලක්වත් නොගෙවා FTA චැනල් ලබා ගත හැකියි. එහෙත් අවාසනාවකට මෙන්, තවමත් ලංකාවේ චැනල් (local channels) කිසිම චන්ද්‍රිකාවකින් අපට නොමිලේ ලබා දෙන්නේ නැත. නොමිලේ ලැබෙන බොහෝ චැනල් ඉන්දියාව, රුසියාව වැනි අවට රටවලින් විසුරුවා හරින ඒවාය (බොහෝ ඒවා ඉංග්‍රිසිද නොවන නිසා, එම චැනල්වලින් ප්‍රයෝජනය අඩුය). අධ්‍යාපනික වටිනාකමක් ඇති ඩිස්කවරි, නැෂනල් ජියොග්‍රෆි, හිස්ට්‍රි වැනි චැනල් FTA නොවේ.

5 comments:

  1. ati vishishtai, api wasanawantayo wemu boa nisa...digatama karagena yanna .teruwan saranai...

    ReplyDelete
  2. niyamai..supiri..godaak dewal dena egena gatta.

    ReplyDelete
  3. ලංකාව යැව්වයි කියන supremesat නම් චන්ද්‍රිකාව ගැන ෙතාරතුරු එක්සත් ජාතින්ෙග් ලබා ගැනීම පහත ලින්ක් එකට යන්න.
    http://www.unoosa.org/oosa/osoindex/search-ng.jspx?lf_id=#?c=%7B%22filters%22:%5B%7B%22fieldName%22:%22object.nameOfSpaceObjectIno_s%22,%22value%22:%22(SUPREMESAT%201)%22%7D%5D,%22sortings%22:%5B%7B%22fieldName%22:%22object.launch.dateOfLaunch_s1%22,%22dir%22:%22desc%22%7D%5D,%22match%22:%22%22,%22termMatch%22:%22supreme%22%7D

    එහි අමුණා අැති pdf file එකට අනුව එය චීන රටට අයත් එකකි. chinasat ෙලසයි එය නම් කර අැත්ෙත්. ඊට අදාල ෙතාරතුරු නම්...

    Zhongxing 12

    Information provided in conformity with the Convention on Registration of
    Objects Launched into Outer Space

    Name of the space object: Zhongxing 12

    National designator/registration number as used
    by the State of registry: Chinasat-12

    State of registry: China

    Date and territory or location of the launch

    Date of the launch: 29 November 2012

    Territory or location of the launch: Xichang Satellite Launch Centre, China

    Basic orbital parameters

    Nodal period: -

    Inclination: 26.8 degrees

    Apogee: 50,539 kilometres

    Perigee: 207 kilometres

    General function of the space object: Communications and broadcasting
    Additional voluntary information for use in the Register of Objects Launched
    into Outer Space

    Launch vehicle: Long March 3B

    ReplyDelete