به‌‌تازگی مجموعه‌‌ای از ماهواره‌‌ها در مدار زمین آماده‌به‌کار شده‌‌اند تا یک سامانه‌‌ی ردیابی بسیار دقیق از  صدها هزار هواپیمای در حال سفر بر فراز زمین را راه‌‌اندازی کنند. این به‌‌معنای یک نوع پوشش جهانی است که علی‌‌رغم نبود شناخت کافی درمورد آن، این قابلیت را دارد که اثرات شگرفی بر مدیریت ترافیک هوایی در سراسر جهان داشته باشد.

این مجموعه از ماهواره‌‌ها با نام ایریدیوم نکست (Iridium NEXT) شناخته می‌‌شود  و متشکل از ۷۵ ماهواره (۶۶ عدد ماهواره‌‌ی عملیاتی و ۹ عدد ماهواره‌ی یدکی) است. در ۱۱ ژانویه‌‌ی سال جدید میلادی، یک راکت فالکون ۹ از شرکت اسپیس‌ایکس (SpaceX) آخرین دسته ‌‌ی ۱۰ تایی ازماهواره‌های این مجموعه را از کالیفرنیا به فضا فرستاد و بدین‌‌ترتیب، شرکت ایریدیوم، تکمیل ساخت این مجموعه را رسما اعلام کرد. وظیفه‌‌ی اصلی ایریدیوم نکست، فراهم‌‌کردن یک پوشش مخابراتی جهانی است. هر ماهواره در این مجموعه‌ی تازه‌تأسیس مجهز به یک گیرنده‌‌ی ویژه شده است که قابلیت رهگیری هریک از هواپیماهای در حال پرواز را _فارغ از موقعیت فعلی آن روی کره‌‌ی زمین_ فراهم می‌‌کند.

این تجهیزات کوچک که گیرنده‌های ADS-Bنامیده می‌شوند، به‌‌منظور دریافت اطلاعات حیاتی پرواز طراحی شده‌اند که در شرایط واقعی ازسوی بسیاری از هواپیماها مخابره می‌‌شوند. این اطلاعات عموما شامل جزئیاتی درمورد موقعیت هواپیما، سرعت و ارتفاع حرکت آن می‌شود. ماهواره‌ها پس از جمع‌‌آوری این اطلاعات می‌توانند آن‌‌ها را به اتاق‌‌های کنترل ترافیک هوایی روی زمین مخابره کنند.. بدین‌‌ترتیب، خطوط هوایی و کشورها می‌توانند اطلاعات به‌‌روزرسانی‌شده‌ای را در مورد موقعیت هریک از هواپیماهای درحال پرواز به‌‌دست آورند.

پیاده‌‌سازی چنین سیستمی به‌‌منزله‌‌ی یک ارتقا بسیار مهم در سامانه‌‌های فعلی تلقی خواهد شد. خطوط هوایی طی دهه‌‌ی گذشته نیز از این تکنولوژی ADS-B استفاده می‌‌کردند؛ اما آن‌‌ زمان هیچ‌‌نوع گیرنده‌‌ای در فضا وجود نداشت و بنابراین تنها راه پیش‌‌رو برای مسئولان کنترل ترافیک هوایی، استفاده از اطلاعات برج‌های گیرنده‌‌ی زمینی بود. از آنجا که تنها ۶۰۰ عدد از این برج‌‌های گیرنده روی زمین وجود دارد، پس قطعا این امکان وجود نداشت که اطلاعات مخابره‌‌شده ازسوی تمامی هواپیماها را دریافت و رصد کرد؛ این موضوع به‌‌خصوص درمورد هواپیماهای درحال سفر برفراز اقیانوس‌‌ها یا قاره‌‌ها (که مجهز‌‌به تعداد گیرنده‌‌های کمتری هستند) اهمیت بیشتری می‌‌یافت. دان توما، مدیرعامل شرکت Aireon که مالکیت و بهره‌‌برداری از گیرنده‌‌های نصب‌‌شده روی مجموعه ماهواره‌‌های ایریدیوم را در اختیار دارد، می‌‌گوید:

وقتی درحال پرواز به‌‌سوی اروپا یا آسیا هستید، شما به نقشه‌‌ی پشت صندلی هواپیما نگاه می‌‌کنید و این‌‌گونه تصور می‌‌کنید که می‌‌دانید دقیقا کجا هستید و حتی خیال می‌‌کنید که همه‌‌ی افراد دیگر نیز از مکان فعلی شما آگاهی دارند؛  اما واقعیت این است که شما می‌دانید کجا هستید، خلبان نیز می‌‌داند هواپیما کجاست؛ اما اطلاعات اتاق کنترل ترافیک هوایی به‌‌ندرت به‌‌‌‌روزرسانی می‌شود.

نحوه‌‌ی قرارگیری ماهواره‌‌های مجموعه‌‌ی ایریدیوم نکست در فضای بالای زمین

ماهواره‌‌های مستقر در مجموعه‌‌ی ایریدیوم نکست به‌‌گونه‌‌ای جایابی شده‌‌اند که بتوانند اطلاعات مخابره‌‌شده ازسوی تمامی هواپیماها را با استفاده از فناوری ADS-B دریافت کنند. دراین روش، به‌‌جای استفاده از برج‌‌های مخابراتی ثابت مستقر روی زمین، از ماهواره‌‌ها درحال گردش در مدار استفاده می‌‌شود. گیرنده‌‌های این ماهواره‌‌ها تمام اطلاعات هواپیماها را در سطح بسیار دقیقی جمع‌آوری می‌کنند.

تکمیل این مجموعه از برنامه‌ریزی خوبی برخوردار بوده ‌است و متخصصان قصد دارد استاندارد طلایی را درمورد سیستم ADS-B اعمال کند. در سال ۲۰۱۰، اداره‌‌ی هوانوردی فدرال آمریکا (FAA) دستور داد همه‌‌ی هواپیماهایی که در ایالات‌متحده در حال فعالیت هستند، باید مجهز به تکنولوژی ADS-B شوند. در ادامه، استرالیا و اروپا نیز به‌‌تازگی الزامات مشابهی را برای تجهیزات هوانوردی خود وضع کردند. این الزامات به‌‌همراه قابلیت‌‌های جدید ماهواره‌‌ها، به‌‌زودی خواهند توانست حجم بالایی از اطلاعات کاربردی را دراختیار اتاق‌‌های کنترل پرواز قرار دهد. آدام مویا، مدیر ارشد بازاریابی محصولات امنیتی در Honeywell Aerospace می‌‌گوید:

 با افزایش سطح آگاهی موقعیتی، ما طبعا یک سیستم ایمن‌‌تر در اختیار خواهیم داشت. چراکه مردم می‌توانند آگاهی بیشتری از موقعیت هر پرواز داشته باشند. دانش خود قدرت است.

این الزامات هنوز به مرحله‌‌ی اجرایی درنیامده‌‌اند و این بدان معنی است که هنوز تعداد زیادی از هواپیماها هستند که مجهز به ADS-B نشده‌‌اند. در غیاب این فناوری، ماموران کنترل ترافیک هوایی همچنان مجبور خواهند بود از رادار برای ردیابی هواپیماهای درحال تردد در حریم هوایی خود استفاده کنند. به‌‌طور معمول، ایستگاه‌های رادیویی با انعکاس امواج رادیویی از روی بدنه‌‌ی هواپیما یا سیگنال‌های ارسالی از فرستنده‌‌های هواپیما برای موقعیت‌‌یابی آن‌‌ها بهره می‌‌برند. این سیستم‌‌ها وابسته به داده‌‌های ورودی از سطح زمین هستند و از لحاظ وسعت منطقه‌‌ی تحت پوشش نیز با محدودیت‌‌هایی مواجه‌‌اند.

ADS-B نیاز به پینگ‌‌کردن از بیرون ندارد. اگر یک هواپیما دارای یک فرستنده‌‌ی ADS-B باشد، به‌‌طور خودکار و پیوسته اطلاعات مربوط‌به مختصات خود را ارسال خواهد کرد و همه‌‌ی این اطلاعات ازطریق ماهواره‌های GPS نیروی هوایی پردازش خواهند شد. طبق گزارش اداره‌‌ی هوانوردی فدرال آمریکا، این روش معمولاً از دقت بالاتری نسبت‌‌به رادار برخوردار است. اما سیستم ADS-B نیز ازلحاظ وابستگی به ایستگاه‌های زمینی همچنان با محدودیت‌‌های مشابه با سیستم‌‌های راداری مواجه است. هر برج مخابراتی تنها می‌تواند سیگنال‌ها را از مسافت حدود ۴۰۰ کیلومتری دریافت کند. این درحالی است که تقریبا ۷۰ درصد از سطح کره‌‌ی زمین توسط اقیانوس‌‌ها پوشانده شده ‌است و درنتیجه اطلاعات مربوط‌‌به بخش عظیمی از این سطح غیرقابل‌‌دسترس خواهد بود. علاوه‌‌بر این، در بسیاری از نقاط دوردست، برج‌‌های‌ ADS-B وجود ندارند. مویا می‌گوید:

محدودیت فعلی این است که برای دریافت اطلاعات، حتما باید یک ایستگاه زمینی وجود داشته باشد. پیاده‌‌سازی مؤثر این ایستگاه‌‌ها روی سطح آب و دیگر مناطق خاص امکان‌‌پذیر نیست. ما همچنین با مشکلات ناشی از نبود دید مستقیم مواجه‌‌ایم. بنابراین برای دیده‌‌شدن یک هواپیما، ما نیاز به تعداد بسیار زیادی از این ایستگاه های زمینی خواهیم داشت.

تصویری هنری از طراحی ماهواره‌های ایندیوم نکست

به‌‌گفته‌‌ی توما، هنگامی که خلبان‌ها در مناطقی با پوشش راداری ضعیف پرواز می‌کنند، مسئولان کنترل ترافیک هوایی مجبورند هواپیماها را در فواصل بسیار دور نسبت‌‌به یکدیگر نگاه دارند؛ این فاصله‌‌ گاهی به حدود ۵۰  تا ۱۶۰ کیلومتر نیز می‌‌رسد. به‌‌علاوه، هواپیماهایی که در کلاس بین‌المللی پرواز می‌کنند، معمولا تنها در مسیرهای از‌‌پیش‌‌تعیین‌شده‌‌ای حرکت می‌‌کنند تا بهترین پوشش نظارتی روی آن‌‌ها وجود داشته باشد. این قضیه باعث می‌شود که فضای اندکی برای انعطاف‌پذیری باقی بماند. توما می افزاید:

شما گاها ببینید که یک خط دراز و طویل از هواپیماهایی که در طول آتلانتیک شمالی حرکت می‌کنند، به وجود می‌‌آید. همه‌‌ی آن‌ها با حفظ فاصله‌‌ی ثابت و سرعتی یکسان حرکت می‌‌کنند. جای بسیار کمی برای ارتقا به سطوح کارآمدتر وجود دارد؛ زیرا میزان ترافیک در این مسیرها بسیار بالاست.

اما پیاده‌‌سازی سیستم ADS-B روی ناوگان ماهواره های ایریدیوم نکست می‌تواند گزینه‌‌های بیشتری را پیش‌‌روی مامورین کنترل ترافیک هوایی قرار دهد. ایریدیوم نکست دارای ۶۶ ماهواره است که از میان آن‌‌ها ۹ دستگاه به‌‌عنوان ماهواره‌‌ی یدکی در مدار قرار گرفته است. تمام این تجهیزات در یک آرایش بسیار منظم بر فراز قطب‌‌های زمین در حال پرواز هستند که به آن‌ها اجازه می‌دهد کل سطح زمین را به‌‌صورت تمام‌‌وقت تحت پوشش قرار دهند. به‌‌دلیل قرارگیری آن‌‌ها در مدار ۷۸۰ کیلومتری ، تکنولوژی ADS-B این برتری را دارد که می‌تواند پوششی بسیار فراتر نسبت به ایستگاه‌‌های زمینی داشته باشد. توما می‌گوید که هر ماهواره می‌تواند اطلاعات مخابره‌‌شده از فاصله‌‌ی ۳۵۰۰ کیلومتری را جمع‌‌آوری کند.

شرکت‌‌های ایریدیوم و ایرون امیدوار بودند که دو سال پیش بتوانند مجموعه‌‌ی ماهواره‌‌ای خود را راه‌‌اندازی کنند؛ اما یک سری از تاخیرها و مشکلات در زمانبندی پروژه، باعث شد اولین پرتاب ماهواره تا سال ۲۰۱۷ به تعویق افتد. این موضوعی بود که حتی بر درآمدزایی شرکت ایرون نیز سایه انداخت. چراکه آن‌‌ها تا پایان اجرای پروژه‌‌ی‌‌ خود در فضا نمی‌‌توانستند از محل ارائه‌‌ی خدمات ردیابی، درآمدی ایجاد کنند. اما در طول دو سال گذشته، SpaceX ماهواره‌‌های ایریدیوم را در دسته‌های ۱۰تایی به فضا پرتاب کرده است و ایرون نیز توانست به آرامی قابلیت ADS-B خود را با قرارگیری هر ماهواره در مدار مورد آزمون قرار دهد. از میان ۱۰ ماهواره‌‌ی آخری که پرتاب شد، ۶ ماهواره بخشی از مجموعه‌‌ی عملیاتی ایریدیوم نکست بوده‌‌اند. شرکت ایرون نیز چند روز پیش اعلام کرد که کنترل ظرفیت ترابری چند ماهواره‌‌ی آخر را به دست گرفته ‌است. این شرکت قرار است هفته‌‌ی آینده را صرف آزمایش سیستم‌‌های ماهواره‌ای فعلی با فناوری ADS-B کند. هدف این است که تا بهار آینده بتوان این سیستم را آنلاین کرد.

راکت فالکون ۹ از شرکت اسپیس‌‌ایکس که آخرین محموله از ماهواره‌‌های ایریدیوم را در ژانویه‌‌ی گذشته به فضا پرتاب کرد

اگر همه‌چیز طبق برنامه‌‌ریزی پیش برود، ماهواره‌های ایریدیوم اطلاعات را از هواپیماها دریافت خواهند کرد و سپس این اطلاعات به مراکز داده آیرون‌ در ویرجینیا ارسال خواهند کرد. در این مراکز، آیرون پیام‌‌های تکراری را که ممکن است ناشی از ارسال اطلاعات مربوط‌‌به یک هواپیما ازسوی چندین ماهواره باشد، از سیستم حذف خواهد کرد. در مرحله‌‌ی بعدی، شرکت تعیین می‌کند هر پرواز در حریم هوایی کدام منطقه قرار می‌‌گیرد و اطلاعات مربوط‌‌به آن را به سازمان کنترل ترافیک هوایی مرتبط با آن منطقه ارسال خواهد کرد. توما بر این باور است فرایند پردازش در کمتر از دو ثانیه انجام خواهد گرفت.

بعد از اینکه سیستم بتواند گواهی‌‌های لازم را برای فعالیت دریافت کند، آیرون قابلیت‌‌های این سیستم را برای اولین مشتریان خود ارائه خواهد کرد؛ این مشتریان شامل سازمان ترافیک هوایی کانادا (Nav Canada) و کنترل ترافیک هوایی انگلستان (NATS) خواهند بود که هر دوی آن‌ها پیش‌‌تر در آیرون سرمایه‌گذاری کرده بودند. آژانسامنیت هواپیمایی اروپا نیز در حال ارزیابی این سیستم بوده و اداره‌‌ی هوانوردی فدرال امریکا نیز این سرویس را روی حریم هوایی دریای کارائیب آزمایش کرده است. یک سخنگوی اداره‌‌ی هوانوردی فدرال در بیانیه‌ای اعلام کرد:

 این سازمان بر این باور است که سیستم ADS-B مبتنی‌‌بر فضا (SBA) قابلیت تبدیل‌‌شدن به یک سامانه‌‌ی نظارتی جهانی و یکپارچه را داراست. ما در یک همکاری نزدیک با دیگر شرکا، درحال ارزیابی قابلیت‌‌های سیستم ADS-B مبتنی‌‌بر فضا هستیم.

تصویری ازسوی ایرون که نحوه‌‌ی کار سیستم را نشان می‌‌دهد

درنهایت باید گفت پیاده‌‌سازی این قابلیت زمان می‌برد. کنترل‌‌کنندگان ترافیک هوایی نیاز خواهند داشت چگونگی استفاده و پردازش این نوع اطلاعات را به پرسنل خود آموزش دهند. با افزایش اطلاعات دقیق‌‌تر درمورد هواپیماها و موقعیت آن‌‌ها، ماموران کنترل ترافیک هوایی می‌توانند مسیرهای کارآمدتری را برای خطوط هوایی معرفی کنند و این امر، به نوبه‌‌ی خود تاثیر به‌‌سزایی در صرفه‌جویی در مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانه‌ای خواهد داشت. ازسوی دیگر چنانچه لازم باشد یک هواپیما به‌‌خاطر مشکلاتی نظیر ناملایمات جوی یا مسائل دیگر، از مسیر برنامه‌ریزی‌شده‌‌ی خود در طول اقیانوس منحرف شود، گزینه‌‌های انعطاف‌‌پذیری در اختیار ناوگان هوایی خواهد بود.

دانستن اینکه هر هواپیما در هر برهه از زمان کجای آسمان قرار دارد، می‌‌تواند به افزایش امنیت هوایی کمک شایانی کند. اما عملکرد این سیستم همچنان به هواپیماهایی وابسته خواهد بود که به‌‌طور مداوم موقعیت خود را مخابره می‌‌کنند. درمورد پرواز شماره‌‌ی ۳۷۰ از هواپیمایی مالزی که در اقیانوس هند گم شد، شواهدی وجود دارد مبنی‌‌بر اینکه سیستم‌‌های ارتباطاتی درون هواپیما بنابه دلایلی از کار افتاده‌‌اند. اما توما این‌‌گونه استدلال می‌کند که با سیستم جدید ADS-B مبتنی‌‌بر فضا، کنترل کنندگان پرواز قادر خواهند بود که زمان دقیق قطع مخابره‌‌ی اطلاعات از هواپیما را نیز تعیین کنند. او می‌‌افزاید:

هنگام مواجهه هواپیما با وضعیت‌‌های دشوار یا حتی سقوط، وجود چنین اطلاعاتی برای انجام عملیات امداد و نجات بسیار مفید خواهد بود. این امر در مقررات بنیادین این صنعت ریشه دارد که می‌‌گوید بهتر است از موقعیت هر هواپیما آگاه باشیم.

‌‌هم‌‌اکنون برای تمامی هواپیماهای موجود در سراسر جهان که مجهز به سامانه‌‌ی ADS-B شده باشند، این قابلیت وجود دارد که بتوانیم موقعیت آن‌ها را با فناوری شرکت آیرون زیر نظر بگیریم. مهلت تعیین‌شده برای قانون تجهیز سیستم ADS-B ازسوی اداره‌‌ی هوانوردی فدرال آمریکا، اول ژانویه ۲۰۲۰ نعیین شده است و هر هواپیمایی در آمریکا که تا آن زمان به این سیستم مجهز نشده باشد، دیگر حق پرواز نخواهد داشت. اگرچه این سازمان هنوز به پیاده‌‌سازی سیستم ADS-B مبتنی بر فضا متعهد نشده است، بااین‌حال به‌‌زودی شاهد تعداد زیادی از هواپیماهایی خواهیم بود که با تجهیز به ADS-B، گام اول را به‌‌سوی راه‌‌اندازی یک سامانه‌‌ی موقعیت‌‌یابی یکپارچه‌‌ی فضایی برخواهند داشت.