المبحث الثاني

مكونات الأقمار الصناعية ومتطلبات إنتاجها وكيفية إطلاقها ومداراتها

أولاً: مكونات القمر الصناعي

يتألف أي قمر صناعي من كتلتين رئيستين هما

1. عناصر الحمولة Payload

وهى مجموعة المعدات الأساسية التي تشغل القمر وتشتمل على: الهوائيات، والكاميرات، ومعدات الاتصال من إعادة الإذاعة (Repeaters)، ومكبر قدرة والبطاريات، وأجهزة التحكم الإلكترونية في الإرسال والاستقبال، بالإضافة إلى ألواح شمسية لتوليد الطاقة اللازمة وتغذية القمر بها. وهناك بعض التجهيزات الإضافية كالكاميرات الخاصة في أقمار الطقس لتصوير الغيوم وتراكماتها، وعواكس الهوائيات في أقمار الاتصالات، وأجهزة التلسكوب، وحسا سات الصور في أقمار البحث العلمي والاستشعار عن بعد، وأجهزة التنصت COMINT، والاستطلاع الإلكتروني ELENT.

2. عناصر الدفع Push Unit Systems (PUS)

 وهى مجموعة العناصر التي تدفع بالقمر وتوجهه نحو المدار المخصص له، وتقوم بتثبيته في موقعه هناك. ويؤمن هذا الجزء الطاقة الكهربائية اللازمة لتشغيل المعدات والاتصال مع المحطة الأرضية، لمتابعة التوجيه أثناء عملية الدفع للفضاء.

3. الأنظمة التي يتكون منها القمر الصناعي

أ. أنظمة التزود بالطاقة Power Systems

خلايا شمسية تولد الطاقة الكهربائية لتغذية القمر وإمداده بالطاقة اللازمة وشحن البطاريات بالكهرباء.

ب. نظام التحكم بالتوجيه Pointing Control

تعمل على توجيه القمر وتعديل مساره وثباته في المكان الصحيح، وذلك من خلال الحسا سات Sensors الدقيقة الموجودة بالقمر ومتابعتها وتوجيهها أثناء عملية الدفع، حتى يأخذ القمر وضعه الصحيح في المدار المحدد.

ج. نظام الاتصالات System Communications

تشتمل على جميع معدات الاتصال اللازمة لإرسال أوامر التشغيل والتوجيه من المحطة الأرضية للقمر، وكذلك تزويد المحطة الأرضية بجميع البيانات التي حصل عليها القمر الصناعي.

د. الهوائي ذو الكسب العالي High Gain Antenna

يستخدم لإرسال البيانات والصور الملتقطة بواسطة كاميرات القمر إلى المحطة الأرضية لتحليلها.

هـ. الهوائي الأحادي Omni Direction Antennas

يستخدم لنقل الرسائل وتبادلها بين قسم التحكم بالمحطة الأرضية والقمر الصناعي.

و. الكاميرات الرقمية Digital Cameras

جزء من نظام الحمولة أقمار الاستشعار عن بعد، والاستطلاع والمراقبة والإنذار، وتستخدم لتصوير سطح الأرض وما يجرى عليها بدقة ووضوح عالٍ.

ز. حسا سات الصور Image Sensors

جزء من نظام الحمولة لأقمار الاستشعار عن بعد والاستطلاع العسكري، يقوم بتحسين الصورة الملتقطة مع مراعاة عامل الضوء والمؤثرات الخارجية.

ح. الحاسب الآلي Flight Computer

يتولى تنفيذ أوامر العمل المستقبلة في القمر الصناعي، ويعالج البيانات وهو العقل المفكر في القمر.

ط. معالج الدخل والخرج 1/0 PROCESSOR

ينظم حركة البيانات من الكمبيوتر المركزي في القمر الصناعي وإليه.

ى. هيكل سفينة الفضاء Bus Structure

يمثل الهيكل الذي بدفع عناصر حمولة القمر إلى الفضاء، ويتطلب تصميماً هندسياً دقيقاً، ويجمع بين المتانة العالية والوزن النوعي المنخفض كالألمونيوم والتيتانيوم والجرافيت.

ك. عجلات التوجيه Reaction Wheels

عجلات مثقلة تدور باتجاهات مختلفة يتولد عنها عزم دائري يسبب حركة القمر الصناعي واستقراره. (اُنظر شكل مكونات القمر الصناعي)

ثانياً: متطلبات إنتاج وإطلاق القمر الصناعي

تتطلب برامج إنتاج الأقمار الصناعية وضع خطط وأهداف مدروسة ومحددة، بدءاً بالفكرة، ومروراً بمراحل التصميم والتطوير والتصنيع، وانتهاء بالاختبارات الأرضية والتشغيلية قبل الإطلاق وبعده. ومن أهم المتطلبات منشآت متخصصة ومتقدمة للإنتاج والاختبار، بالإضافة إلى بنية تحتية مساندة، وتحدد مهمة القمر الرئيسة حجم الدراسات الهندسية المطلوبة لخط الإنتاج المناسب وعمقها والمنشآت والتجهيزات اللازمة، كما أن تكلفة الإنتاج تعتمد بشكل أساسي على المهام المراد تحقيقها من قِبل القمر الصناعي، فكلما زادت مهامه زاد تعقيده وزادت تكلفته ودقة تصنيعه. لذا يجب أن تكون المهمة واضحة ومحددة، والمهمة دائماً تكون مقيدة بعوامل اقتصادية مثل توفر الدعم الكافي للإنتاج، أو بعوامل فنية وتقنية قادرة على التنفيذ.

1. إطلاق القمر الصناعي

تٌحمل الأقمار الصناعية إلى الفضاء، إما من طريق المكوك الفضائي الذي يمكن إعادة استخدامه أو من طريق الصاروخ الذي لا يمكن إعادته للأرض. تتولى المركبات الفضائية القابلة للنفاد وتدعى ELV، أو الصواريخ، كصاروخ أطلس ودلتا تيتان من الولايات المتحدة الأمريكية، أو صواريخ بروتون وأنريجيا من روسيا، أو سلسلة صواريخ أريان الأوروبية، أو سلسلة صواريخ مارش من الصين، أو H1, H2 من اليابان، دفع الأقمار الصناعية إلى الفضاء الخارجي مخترقة الغلاف الجوى للأرض الذي يحتوى على جسيمات تبطئ من سرعة القمر بفعل قوى الاحتكاك لتستقر في مداراتها المحددة. وتعتمد هذه الصواريخ في حركتها على قانون نيوتن الثالث، الذي ينص على "أن لكل فعل رد فعل مساوٍ له في القوة ومعاكس له في الاتجاه"، فعندما تشتعل غازات احتراق الوقود عبر نفاثات الصاروخ بقوة كبيرة، ينشأ عنها ردة فعل وهى حركة الصاروخ في اتجاه معاكس لانطلاق غازات الاحتراق. ومن أشهر المواقع لإطلاق الأقمار الصناعية (محطة كورو غوايانا الفرنسية)، و(محطة كيب كانفيرال ومركز كيندي الفضائي بولاية فلوريدا)، ومحطة بيانور ـ كومتروم بكازاخستان)، و(محطة بلستسك ـ كزمتروم)، وهى تسمح بإطلاق أقمار التجسس ذات المدار العالي البيضاوي، وأخيراً (محطات جيكوان للفضاء بالصين). وتمر عملية الإطلاق بالمراحل التالية:

أ. ينطلق الصاروخ حاملاً القمر في مقدمته في حاوية مخروطية الشكل.

ب. يتجه الصاروخ نحو مدار الأرض المنخفض LEO ثم يسقط الجزء الأول بعيداً.

ج. يسقط الجزء الثاني أيضاً بعيداً وتتفتح مقدمة الصاروخ المخروطية.

د. يقوم نظام التحكم بالقمر بإطلاقه إلى المدار الإهليجي.

هـ. يأخذ القمر شكله الطبيعي تتمدد الألواح الشمسية والهوائيات وباقي أجزائه.

و. يوضع القمر في المدار المحدد ويسير بسرعة محددة، ثم يتم اختباره ليبدأ في مهمته.

ز. وسائل إطلاق الأقمار الصناعية.

(1) تبوأ الصاروخ ( ساترن) منزلة خاصة بين سلسلة صواريخ الدفع الأمريكية لما يتميز به عن سائر الصواريخ الأخرى، وقد استخدم في أغلب رحلات الفضاء برنامج (أبوللو) للقذف بالمركبات الفضائية إلى مداراتها حول القمر وهو يمثل قمة ما توصل إليه العقل البشرى في صناعة الصواريخ وأنتج منه خمسة أنماط (1، 2، 3، 4، 5)، وهو ذو ثلاث مراحل يعمل بالوقود السائل، ويستطيع حمل 120 – 140 طن في مدار حول القمر، ويبلغ الطول الكلى ـ بما في ذلك كبسولة رواد الفضاء ـ 353 قدماً أي حوالي 108م، وهو ما يعادل بناء مكون من 30 طابقاً، وتبلغ قوة دفعه 6.1 مليون رطل.

(2) يعد الصاروخ السوفيتي (فوستك) أشهر الصواريخ السوفيتية في مجال غزو الفضاء، وقد حمل سفينة الفضاء التي انطلق بها رائد الفضاء "يورى جاجارين" (عام 1961)، ولم يفصح عن تفاصيل تصميمه حتى عرضه عام 1967، مع معرض باريس الدولي، وهو مكون من ثلاث مراحل توضع فوقها السفينة الفضائية، وتتكون المرحلة الأولى من أربع مجموعات من المحركات الصاروخية، وتتكون كل مجموعة منها من أربع غرف احتراق، بالإضافة إلى وحدتين للتوجيه، ويستخدم الهيدروجين السائل، والمرحلة الثانية كالمرحلة الأولى ولكن به أربع وحدات توجيه، أما المرحلة الثالثة فتحتوى على محرك واحد وأربع وحدات توجيه. والغريب أن محركات المرحلة الأولى والثانية تشتغل كلها في وقت واحد عند بدء الإطلاق، ويبلغ طوله 124.6 قدماً، والقطر 338 قدماً، والوزن 325 طناً، وقدرته 60 مليون حصان.

(3) يعد الصاروخ الفرنسي (أريان) الذي أُطلق في الستينيات، وتم تطويره منذ ديسمبر 1973، من أنجح الصواريخ، وقد حققت الشركة المنتجة لهذا الصاروخ نجاحاً كبيراً لانفرادها مع الولايات المتحدة الأمريكية لتحقيق الإطلاق لدول العالم، حيث تعاقدت على إطلاق 30 قمراً حتى عام 1990. وفى عام 1983 نجح في إطلاق قمرين معاً. (اُنظر صورة مركبة فضائية) و(صورة مركبة فضائية تحمل قمر صناعي).

2. أنواع المدارات ومميزاتها

تسلك الأقمار الصناعية خلال حركاتها حول الأرض مسارات تسمى بمدارات، أما العلم الذي يصف مدارات الأقمار فيطلق عليه "حركية المدارات" Orbital Dynamics، والمدارات بارتفاعات وأشكال مختلفة، فبعضها مستدير والبعض الآخر بيضاوي، وكلما زاد الزمن الذي يستغرقه لإكمال دورة كاملة، والمقياس الرئيس في اختيار نوع المدار هي مهمة القمر نفسه.

وفيما يلي وصف لبعض أنواع المدارات

أ. مدار الأرض المنخفض Low Earth Orbet (LEO)

هو مدار دائري في ارتفاع قريب من سطح الأرض يراوح بين 400 إلى 1000 كم، وبشكل عام تستخدم (المدارات المنخفضة) لأغراض الاستشعار عن بعد، وللأبحاث العلمية، وللاستطلاع، وأقمار الطقس، وسفن الفضاء المأهولة، وعند هذه الارتفاعات المنخفضة لا تكون ثابتة على موقع واحد من سطح الأرض، لأن زمن دورانها حول الأرض أقل من زمن دوران الأرض حول محورها.

ب. المدار الثابت Geostationary Orbet (GEO)

ويعرف بالمدار المتزامن أو الساكن، وهو على ارتفاع 35786 كم فوق خط الاستواء، وفيه القمر كأنه ثابت في السماء فوق نقطة على الأرض، ويدور حول الأرض متزامناً مع دورانها حول محورها، أي بسرعة قدرها (3075 ميل/ ثانية) وهى سرعة دوران الأرض نفسها، أي أن المدة الزمنية للدورة الواحدة للقمر الصناعي هي 23 ساعة و56 دقيقة و4 ثواني، وهكذا يبدو القمر كأنه ثابت، وهذا المدار من أكثر المدارات استخداماً، وهو مناسب لأقمار الاتصالات والبث الإذاعي والتليفزيوني والمعلوماتي. (اُنظر شكل التغطية الأرضية للقمر في المدار الثابت)، و(شكل ثلاثة أقمار في المدار الثابت).

ج. مدار الأرض العالي (HEO)

يراوح ارتفاع هذا المدار من 10 آلاف إلى 20 ألف كم، وهو دائري الشكل تقريباً ومفيد للملاحة.

د. المدار القطبي (PO)

وهو مدار منخفض فوق القطبين الشمالي والجنوبي، يبلغ علو هذا المدار 870 كم، وتبلغ مدة الدورة 102 دقيقة، وهو مفيد لعمليات الاستطلاع والمسح الأرضي ورسم الخرائط والاستكشاف والمراقبة، وهذا القمر يستطلع كامل سطح الأرض لأنه يدور فوق كل خطوط العرض، ومثال على ذلك القمر الصناعي (نوا – هـ) NOAA-H، الذي يراقب الطقس.

هـ. المدار الإهليجي (EO)

يراوح ارتفاعه من 400 إلى أقل من 200 كم، وهو مناسب للأقمار الصناعية العسكرية للمراقبة والاستطلاع والإنذار (ISR).

و. المدار الاستوائي المتزامن Synchronous Equatorial Orbit

عندما يدور القمر في مدار حول الأرض فوق خط الاستواء، بمعدل دوران الأرض حول محورها نفسه، فإنه يُقال: إن القمر في مدار استوائي متزامن، ويكون فيه القمر الصناعي ثابتاً فوق موقع معين. (اُنظر شكل مدارات القمر الصناعي).

3. مدة الدورة Orbital Period

هي المدة التي يقطع فيها القمر الصناعي دورته حول الأرض بالدقائق، فإذا كانت مدة دورة القمر الصناعي حول الأرض 90 دقيقة، فإنه سيمر فوق منطقة معينة على الأرض مرة واحدة في كل 16 دورة يدورها القمر، نظراً لدوران الأرض حول محورها كل 1440 دقيقة. ولكن من ناحية أخرى، نجد أنه لا تتم الدورة خلال 90 دقيقة بالضبط، بل إن هذا الزمن يختلف بسبب وجود انحراف تدريجي في مسار القمر بالنسبة لسطح الأرض في كلّ مرة يتم فيها دورة كاملة حول الأرض، وهذا يؤدي إلى إجراء التغطية الكاملة في مسح مناطق عديدة على سطح الأرض، ولذلك تُستخدم جداول التعديل الزمني التي يتم إصدارها للجهات المنفذة.

4. توقيت إطلاق الأقمار الصناعية Launch Time

تهتم الدول التي تطلق أقمارها الصناعية باختيار الوقت المناسب للإطلاق طبقاً لتوقيت جرينتش GMT، الذي يمكنها من مراقبة منطقة معينة مرة على الأقل يومياً في خلال ضوء النهار، وغالباً ما يعتمد ذلك على خط العرض الواقع عليه الهدف على سطح الكرة الأرضية.

5. مدة بقاء القمر الصناعي في المدار Orbital Life Time

تُحسب مدة بقاء القمر الصناعي في المدار بعدد الأيام أو السنوات التي يبقى فيها القمر في مداره حول الأرض، قبل أن يضمحل أو يُستعاد، أو يفقد القدرة على أداء المهمة.

7. تخطيط المسارات الأرضية Ground Tracks

المسارات الأرضية للأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض هي مساقط مداراتها على الأرض، ويمكن أن تتقارب هذه المسارات من بعضها للحصول على معلومات تفصيلية عن المناطق التي لها أهمية خاصة، ومن دراسة وتحليل المسارات الأرضية، وكذا البيانات المسجلة في هيئة الأمم المتحدة والمنظمات الفضائية عن الأقمار التي أطلقتها الدول، يتضح أن هناك علاقة بين مهمة القمر الصناعي وبعض العوامل، التي يمكن إجمالها في الآتي:

أ. موقع الإطلاق للصواريخ الحاملة للأقمار الصناعية.

ب. زاوية الميل المدارية.

ج. وقت الإطلاق لمراقبة منطقة معينة خلال ضوء النهار.

د. مدة الدورة التي يستغرقها القمر الصناعي في دورته حول الأرض.

هـ. ارتفاع أقل بُعد للمدار عن سطح الأرض.

و. قدرات الصواريخ الحاملة للأقمار الصناعية لتوصيلها إلى المدار.

بالنسبة لموقع الإطلاق وتوقيته وزاوية الميل المدارية، لوحظ أن معظم الأقمار السوفيتية التي أُطلقت بزاوية ميل للمدار مقدارها 65 درجة، كان توقيت إطلاقها حوالي الساعة التاسعة صباحاً بتوقيت جرينتش، من الموقع "تور أتام"، وحوالي الساعة الثانية عشرة ظهراً بتوقيت جرينتش من الموقع "بلستك" بالأراضي السوفيتية، وذلك حتى يتسنى لها تغطية معظم أراضي الولايات المتحدة الأمريكية خلال ضوء النهار. أما الأقمار الصناعية التي أُطلقت بزاوية ميل للمدار مقدارها 52 درجة، فكانت تُطلق مبكراً في الساعة السادسة صباحاً بتوقيت جرينتش من الموقع "تور أتام" خلال شهور الصيف، لاتاحة الفرصة لمرور القمر مرتين فوق المناطق ذات الأهمية.

بالنسبة لمدة الدورة وزاوية الميل المدارية، اتضح أن الأقمار السوفيتية التي أُطلقت بزاوية مدارية 65 و72 درجة، ودورة مدتها 90 دقيقة، كانت تستطيع الحصول على تغطية كاملة لدولة مثل الولايات المتحدة الأمريكية، في فترة ثمانية أيام، كما لوحظ أن الأقمار السوفيتية التي أُطلقت من الموقع "بلستك" بزاوية ميل للمدار مقدارها 72 درجة بدلاً من الزاوية العادية 65 درجة، كان الغرض منها امتداد التغطية والمسح بالأقمار الصناعية، لكي تشتمل "جرين لاند" التي يتمركز فيها محطات رادار الإنذار المبكر للصواريخ البالستية العابرة للقارات.

8. لماذا لا تسقط الأقمار الصناعية على الأرض؟

للإجابة عن هذا التساؤل، فإننا نوضح ذلك من خلال النظم والقوانين التي تبين حركة الكواكب في المجموعة الشمسية وحركتها باتجاهات وأبعاد وسرعات محددة سابحة في الكون الفسيح، فالآية الكريمة التي وردت في مقدمة البحث، توضح حقيقة علمية عن حركة الكواكب السيارة والنجوم، حقيقة مضمنة بالشمول في قوله تعالى "يَسْبَحُونَ" فعندما فهم الإنسان أدرك أن هذه الكواكب إنما تسبح في الفضاء وتدور حول الشمس أو بعضها حول بعض بكل اتزان، نتيجة توافر عوامل محددة أودعها الله سبحانه وتعالى فيها. هذه الحقيقة العلمية توصل إليها العالم البريطاني "إسحاق نيوتن" عندما وضع القانون العام للجاذبية الكونية (كل جرم في الكون يجذب جرم آخر بقوة، تتناسب طردياً مع ناتج ضرب كتلتيهما، وتتناسب عكسياً مع مربع المسافة)، ففهم معنى هذا القانون يؤدي إلى فهم السبب في الكيفية التي تدور بها الأقمار الصناعية في اتزان ثابت وتنفيذها علمياً أدى إلى إطلاق هذه الأقمار إلى الفضاء.

فالسبب الذي يجعل القمر الطبيعي يبقى في مداره ولا يسقط على الأرض أو يهوى في الكون الفسيح، هو السبب نفسه الذي يجعل الأقمار الصناعية تبقى في مدارها متزنة ولا تسقط، بالرغم من أن الأرض تجذبها. فلماذا لا يسقط القمر على الأرض تحت تأثير هذه الجاذبية؟، والحقيقة أن القمر الصناعي ينجذب نحو الأرض ويسقط، لكنه لا يصلها أبداً بسبب انحناء سطح الأرض وبعده عن القمر الصناعي، ويتابع القمر الانحناء فيستمر بالدوران حول الأرض. فالتوازن بين قوة الجذب وقوة الطرد المركزية الناتجة عن سرعة القمر الصناعي هو الذي يجعله يدور حول الأرض، كذلك التوازن بين الأرض والشمس، فلو أبطأت الأرض من سرعتها الحالية لانجذبت نحو الشمس، ولو تحركت بسرعة أكبر لتاهت الأرض في الفضاء الفسيح، وربما ارتطمت بأحد الكواكب الشمسية، ولو كانت قوة جاذبية الشمس أكبر مما هي عليه لاتجهت الأرض نحو الشمس وأحرقتها، فالأرض تنجذب نحو الشمس تحت تأثير قوى الجاذبية، بينما تحقق قوة الطرد المركزية الناتجة من حركة الأرض حول الشمس إبعادها عن الشمس، ونتيجة هذا التوازن بين القوتين تدور الأرض حول الشمس بانتظام واتزان إلى أن يشاء الله الذي أحسن كل شيء خلقه وقدره تقديراً. (اُنظر صورة الأرض) و(صورة القمر).

9. العوامل المعيقة لحركة الأقمار الصناعية في مداراتها

أ. تتلخص القوى المعيقة لحركة الأقمار الصناعية على مدار هذه الأقمار القريبة من الأرض فيما يلي:

(1) تفلطح الأرض، حيث يولد الانتفاخ الاستوائي مزدوجة تدوير خفيفة على القمر الصناعي تحاول تدوير مدار القمر داخل المستوى الاستوائي.

(2) قوى إعاقة مسببة من الشمس والقمر.

(3) المد والجزر في جسم الأرض والمحيطات.

(4) إعاقة طبقات الغلاف الجوى.

ب- من أجل الأقمار الصناعية ذات المدارات المنخفضة، فإن أحد أهم الإعاقات غير الناتجة عن الجاذبية هو الاحتكاك بالطبقات الجوية الهوائية وتتعلق القوى الميكانيكية الهوائية المؤثرة على المركبة الفضائية بعوامل:

(1) الشكل الهندسي للقمر الصناعي، سرعته، اتجاه القمر الصناعي بالنسبة للتيار الهوائي

(2) كثافة حرارة وتركيب الغازات.

يكون هذا التأثير كبيراً على الأقمار ذات النظام Transit مثلاً، ذات الارتفاع 1000 كم، بينما يكون معدوماً على أقمار منظومة تحديد المواقع (GPS).

ج. من أجل حسابات مسارات عالية الدقة، هناك تأثيرات إعاقة إضافية تنتج إعاقة أقل بكثير من 10^-9/ثانية²، ومن تلك التأثيرات مثلاً:

(1) احتكاك مع جزئيات مشحونة كهربائياً في طبقات الغلاف الجوى العالية.

(2) إشعاع حراري للقمر الصناعي.

(3) التأثير الإلكترومغناطيسي في الحقل المغناطيسي للأرض.

(4) تأثيرات الغبار الكوني.

10. حساب مكان القمر الصناعي وسرعته

إن من المهم جداً معرفة مكان (إحداثيات) منبع الإشارات اللاسلكية، حيث يتم بناءً على ذلك تحديد إحداثيات الأجسام، ويعد منبع الإشارات في ملاحة الأقمار الصناعية وهو عبارة عن القمر الصناعي، الذي يرسل الإشارات المطلوبة للمستقبل من أجل تحديد إحداثياته.

بشكل عام، فإن معظم الأقمار الصناعية متحركة وليست ثابتة في مكانها كما يظن البعض، ولكن بعض الأقمار الصناعية وخاصة التي تستخدم في الاتصالات تكون حركتها متزامنة مع حركة الأرض تماماً، ولذلك فإنها تدور مع دوران الأرض وبالتالي فإنها تبدو ثابتة للمناطق التي تغطيها من سطح الكرة الأرضية، ويسمى هذا النوع بالأقمار شبه الثابتة (Geostationary Satellite). وهذا طبيعي وضروري من أجل تأمين خدمات الاتصالات المختلفة لهذه المنطقة من الأرض، وبالتالي تدور مع حركتها.

هناك أنواع أخرى من الأقمار مثل الأقمار الصناعية الملاحية تدور بسرعة مختلفة وغير متزامنة مع حركة وسرعة الأرض، ولذلك فهي متحركة (متغيرة المكان) بالنسبة للمناطق التي تغطيها من سطح الكرة الأرضية، وهذه المشكلة تتطلب من مستقبلات هذه الأقمار أن تعرف وبشكل لحظي مكان هذه الأقمار المتحركة، وما يسهل حل هذه المشكلة هو أن الأقمار ترسل وبشكل لحظي العناصر المدارية، وترسل أيضاً معلومات وثوابت تساعد في تحديد مكانها، وبالتالي تصبح مهمة جهاز الاستقبال الأولية هي تحديد مكان الأقمار التي سوف يتعامل معها.

إن عملية إرسال المعلومات والبارومترات اللازمة لتحديد مكان القمر (المرسلة منه إشارة المعلومات)، إضافة إلى معلومات عن الأقمار الملاحية الأخرى تتم بشكل منظم ودقيق وفق تسلسل محدد ومعروف، وتسمى هذه المعلومات بالرسالة الملاحية Navigation Message.

تقسم الرسالة الملاحية إلى أقسام محددة ومعروفة، وكل قسم يتضمن جزءاً محدداً من البارومترات، وترسل المعلومات التي تتغير وبسرعة مع الزمن بمعدل أعلى من المعلومات الثابتة نسبياً مع الزمن.