ดาวเทียม

ดาวเทียม (อังกฤษ: satellite) คือ สิ่งประดิษฐ์ที่มนุษย์คิดค้นขึ้นเป็นสิ่ง ที่สามารถโคจรรอบโลก โดยอาศัยแรงดึงดูดของโลก ส่งผลให้สามารถโคจรรอบโลกได้ในลักษณะเดียวกันกับที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลก และโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ วัตถุประสงค์ของสิ่งประดิษฐ์นี้เพื่อใช้ ทางการทหาร การสื่อสาร การรายงานสภาพอากาศ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์เช่นการสำรวจทางธรณีวิทยาสังเกตการณ์สภาพของอวกาศ โลก ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวอื่น ๆ รวมถึงการสังเกตวัตถุ และดวงดาว ดาราจักร ต่าง ๆ[1]

ประวัติ

ดาวเทียมได้ถูกส่งขึ้นไปโคจรรอบโลกครั้งแรกเมื่อปี พ.ศ. 2500 ดาวเทียมดังกล่าวมีชื่อว่า "สปุตนิก (Sputnik)" โดยรัสเซียเป็นผู้ส่งขึ้นไปโคจร สปุตนิกทำหน้าที่ตรวจสอบการแผ่รังสีของชั้นบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟีย ในปี พ.ศ. 2501 สหรัฐได้ส่งดาวเทียมขึ้นไปโคจรบ้างมีชื่อว่า "Explorer" ทำให้รัสเซียและสหรัฐเป็น 2 ประเทศผู้นำทางด้านการสำรวจทางอวกาศ และการแข่งขันกันระหว่างทั้งคู่ได้เริ่มขึ้นในเวลาต่อมา

ประเทศที่ยิงดาวเทียม

อันดับประเทศวันที่ปล่อยดาวเทียมจรวดจุดปล่อย
1 สหภาพโซเวียต4 ตุลาคม 1957ดาวเทียมสปุตนิก 1Sputnik-PSไบโคนูร์, สหภาพโซเวียต (คาซัคสถานปัจจุบัน)
2 สหรัฐ1 กุมภาพันธ์ 1958ดาวเทียมเอ็กซ์พลอเรอ 1Juno Iแหลมคานาเวอรัล, สหรัฐ
3 ฝรั่งเศส26 พฤศจิกายน 1965Astérix 1Diamant ACIEES/Hammaguir, แอลจีเรีย
4 ญี่ปุ่น11 กุมภาพันธ์ 1970ดาวเทียมโอซุมิLambda-4Sอุชิโนอุระ, ญี่ปุ่น
5 จีน24 เมษายน 1970ดาวเทียมตงฟังหง 1Long March 1จิ่วเฉฺวียน, จีน
6 สหราชอาณาจักร28 ตุลาคม 1971ProsperoBlack Arrowวูเมอรา, ออสเตรเลีย
-องค์การอวกาศยุโรป24 ธันวาคม 1979แคท-1Ariane 1คูรู, เฟรนช์เกียนา
7 อินเดีย18 กรกฎาคม 1980ดาวเทียมโรหิณี 1SLVศรีหริโคตา, อินเดีย
8 อิสราเอล19 กันยายน 1988ดาวเทียมโอเฟก 1Shavitพัลมาชิม, อิสราเอล
9 รัสเซีย21 มกราคม 1992ดาวเทียมคอสมอส 2175Soyuz-Uเพลเชสค, รัสเซีย
10 ยูเครน13 กรกฎาคม 1992StrelaTsyklon-3เพลเชสค, รัสเซีย
11 อิหร่าน2 กุมภาพันธ์ 2009ดาวเทียมโอมิดSafir-1Aเซมนาน, อิหร่าน
12 เกาหลีเหนือ12 ธันวาคม 2012ดาวเทียมกวางเมียงซอง-3 เวอร์ชันที่ 2Unha-3โซแฮ, เกาหลีเหนือ
13 เกาหลีใต้30 มกราคม 2013Naro-1STSAT-2Cนาโร, เกาหลีใต้
14 นิวซีแลนด์12 พฤศจิกายน 2018CubeSatElectronMahia Peninsula, นิวซีแลนด์

ประเทศที่มีดาวเทียมดวงแรก

ประเทศปีที่ปล่อยดาวเทียมดวงแรก
 สหภาพโซเวียต
( รัสเซีย)
1957
(1992)
ดาวเทียมสปุตนิก 1
(ดาวเทียมคอสมอส 2175)
 สหรัฐ1958ดาวเทียมเอ็กซ์พลอเรอ 1
 สหราชอาณาจักร1962Ariel 1
 แคนาดา1962Alouette 1
 อิตาลี1964San Marco 1
 ฝรั่งเศส1965Astérix 1
 ออสเตรเลีย1967WRESAT
 เยอรมนี1969Azur
 ญี่ปุ่น1970ดาวเทียมโอซุมิ
 จีน1970ดาวเทียมตงฟังหง 1
 เนเธอร์แลนด์1974ANS
 สเปน1974Intasat
 อินเดีย1975Aryabhata
 อินโดนีเซีย1976Palapa A1
 เชโกสโลวาเกีย1978Magion 1
 บัลแกเรีย1981Intercosmos Bulgaria 1300
 ซาอุดีอาระเบีย1985Arabsat-1A
 บราซิล1985Brasilsat A1
 เม็กซิโก1985Morelos 1
 สวีเดน1986Viking
 อิสราเอล1988ดาวเทียมโอเฟก 1
 ลักเซมเบิร์ก1988Astra 1A
 อาร์เจนตินา1990Lusat
 ฮ่องกง1990AsiaSat 1
 ปากีสถาน1990Badr-1
 เกาหลีใต้1992Kitsat A
 โปรตุเกส1993PoSAT-1
 ไทย1993ไทยคม 1
 ตุรกี1994Turksat 1B
 เช็กเกีย1995Magion 4
 ยูเครน1995Sich-1
 มาเลเซีย1996MEASAT
 นอร์เวย์1997Thor 2
 ฟิลิปปินส์1997Mabuhay 1
 อียิปต์1998Nilesat 101
 ชิลี1998FASat-Bravo
 สิงคโปร์1998ST-1
 ไต้หวัน1999ROCSAT-1
 เดนมาร์ก1999Ørsted
 แอฟริกาใต้1999SUNSAT
 สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์2000Thuraya 1
 โมร็อกโก2001Maroc-Tubsat
 เบลเยียม2001PROBA-1
 ตองงา[2]2002Esiafi 1 (former Comstar D4)
 แอลจีเรีย2002Alsat 1
 กรีซ2003Hellas Sat 2
 ไซปรัส2003Hellas Sat 2
 ไนจีเรีย2003Nigeriasat 1
 อิหร่าน2005Sina-1
 คาซัคสถาน2006KazSat 1
 โคลอมเบีย2007Libertad 1
 มอริเชียส2007Rascom-QAF 1
 เวียดนาม2008Vinasat-1
 เวเนซุเอลา2008Venesat-1
 สวิตเซอร์แลนด์2009SwissCube-1
 ไอล์ออฟแมน2011ViaSat-1
 โปแลนด์2012PW-Sat-1
 ฮังการี2012MaSat-1
 โรมาเนีย2012Goliat
 เบลารุส2012BelKA-2
 เกาหลีเหนือ2012ดาวเทียมกวางเมียงซอง-3 เวอร์ชันที่ 2
 อาเซอร์ไบจาน2013Azerspace
 ออสเตรีย2013TUGSAT-1
 เบอร์มิวดา[3]2013Bermudasat 1 (former EchoStar VI)
 เอกวาดอร์2013NEE-01 Pegaso
 เอสโตเนีย2013ESTCube-1
 เจอร์ซีย์2013O3b-1
 กาตาร์2013Es'hailSat1
 เปรู2013PUCPSAT-1
 โบลิเวีย2013TKSat-1
 ลิทัวเนีย2014LituanicaSAT-1 และ LitSat-1
 อุรุกวัย2014Antelsat
 อิรัก2014Tigrisat
 เติร์กเมนิสถาน2015TurkmenAlem52E/MonacoSAT
 ลาว2015Lao Sat-1[4]
 ฟินแลนด์2017Aalto-2
 บังกลาเทศ2017BRAC Onnesha และ Bangabandhu-1
 กานา2017GhanaSat-1[5]
 มองโกเลีย2017Mazaalai
 ลัตเวีย2017Venta-1
 สโลวาเกีย2017skCUBE
Asgardia2017Asgardia-1
 แองโกลา2017AngoSat 1
 นิวซีแลนด์2018Humanity Star
 คอสตาริกา2018Proyecto Irazú
 เคนยา20181KUNS-PF
 ภูฏาน2018CubeSat Bhutan-1[6]
 จอร์แดน2018JY1-SAT

การทำลายดาวเทียม

ประเทศที่ยิงขีปนาวุธทำลายดาวเทียมได้สำเร็จ คือ สหรัฐ (ค.ศ. 1959), รัสเซีย (ค.ศ. 1964 โดยอดีตสหภาพโซเวียต), จีน (ค.ศ. 2007), อินเดีย (ค.ศ. 2019)

ส่วนประกอบดาวเทียม

ดาวเทียมเป็นเครื่องมือทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน มีส่วนประกอบหลาย ๆ อย่างประกอบเข้าด้วยกันและสามารถทำงานได้โดยอัตโนมัติ สามารถโคจรรอบโลกด้วยความเร็วที่สูงพอที่จะหนีจากแรงดึงดูดของโลกได้ การสร้างดาวเทียมนั้นมีความพยายามออกแบบให้ชิ้นส่วนต่าง ๆ ทำงานได้อย่างประสิทธิภาพมากที่สุด และราคาไม่แพงมาก ดาวเทียมประกอบด้วยส่วนประกอบเป็นจำนวนมาก แต่ละส่วนจะมีระบบควบคุมการทำงานแยกย่อยกันไป และมีอุปกรณ์เพื่อควบคุมให้ระบบต่าง ๆ ทำงานร่วมกัน โดยองค์ประกอบส่วนใหญ่ของดาวเทียมประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ดังนี้

  1. โครงสร้างดาวเทียม เป็นส่วนประกอบที่สำคัญมาก โครงจะมีน้ำหนักประมาณ 15 - 25% ของน้ำหนักรวม ดังนั้น จึงจำเป็นต้องเลือกวัสดุที่มีน้ำหนักเบา และต้องไม่เกิดการสั่นมากเกินที่กำหนด หากได้รับสัญญาณที่มีความถี่ หรือความสูงของคลื่นมาก ๆ (amptitude)
  2. ระบบเครื่องยนต์ ซึ่งเรียกว่า "aerospike" อาศัยหลักการทำงานคล้ายกับเครื่องอัดอากาศ และปล่อยออกทางปลายท่อ ซึ่งระบบดังกล่าวจะทำงานได้ดีในสภาพสุญญากาศ ซึ่งต้องพิจารณาถึงน้ำหนักบรรทุกของดาวเทียมด้วย
  3. ระบบพลังงาน ทำหน้าที่ผลิตพลังงาน และกักเก็บไว้เพื่อแจกจ่ายไปยังระบบไฟฟ้าของดาวเทียม โดยมีแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Cell) ไว้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์เพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า ให้ดาวเทียม แต่ในบางกรณีอาจใช้พลังงานนิวเคลียร์แทน
  4. ระบบควบคุมและบังคับ ประกอบด้วย คอมพิวเตอร์ที่เก็บรวมรวมข้อมูล และประมวลผลคำสั่งต่าง ๆ ที่ได้รับจากส่วนควบคุมบนโลก โดยมีอุปกรณ์รับส่งสัญญาณ (Radar System) เพื่อใช้ในการติดต่อสื่อสาร
  5. ระบบสื่อสารและนำทาง มีอุปกรณ์ตรวจจับความร้อน ซึ่งจะทำงาน โดยแผงวงจรควบคุมอัตโนมัติ
  6. อุปกรณ์ควบคุมระดับความสูง เพื่อรักษาระดับความสูงให้สัมพันธ์กันระหว่างพื้นโลก และดวงอาทิตย์ หรือเพื่อรักษาระดับให้ดาวเทียมสามารถโคจรอยู่ได้
  7. เครื่องมือบอกตำแหน่ง เพื่อกำหนดการเคลื่อนที่ นอกจากนี้ยังมีส่วนย่อย ๆ อีกบางส่วนที่จะทำงานหลังจาก ได้รับการกระตุ้นบางอย่าง เช่น ทำงานเมื่อได้รับสัญญาณ สะท้อนจากวัตถุบางชนิด หรือทำงานเมื่อได้รับลำแสงรังสี ฯลฯ

ชิ้นส่วนต่าง ๆ ของดาวเทียมได้ถูกทดสอบอย่างละเอียด ส่วนประกอบต่าง ๆ ถูกออกแบบสร้าง และทดสอบใช้งานอย่างอิสระ ส่วนต่าง ๆ ได้ถูกนำมาประกอบเข้าด้วยกัน และทดสอบอย่างละเอียดครั้งภายใต้สภาวะที่เสมือนอยู่ในอวกาศก่อนที่มัน จะถูกปล่อยขึ้นไปในวงโคจร ดาวเทียมจำนวนไม่น้อยที่ต้องนำมาปรับปรุงอีกเล็กน้อย ก่อนที่พวกมันจะสามารถทำงานได้ เพราะว่าหากปล่อยดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรแล้ว เราจะไม่สามารถปรับปรุงอะไรได้ และดาวเทียมต้องทำงานอีกเป็นระยะเวลานาน ดาวเทียมส่วนมากจะถูกนำขึ้นไปพร้อมกันกับจรวด ซึ่งตัวจรวดจะตกลงสู่มหาสมุทรหลังจากที่เชื้อเพลิงหมด

วงโคจรของดาวเทียม

วงโคจรดาวเทียม (Satellite Orbit) เมื่อแบ่งตามระยะความสูง (Altitude) จากพื้นโลกแบ่งเป็น 3 ระยะคือ

วงโคจรต่ำของโลก (Low Earth Orbit "LEO")

คือระยะสูงจากพื้นโลกไม่เกิน 2,000 กม. ใช้ในการสังเกตการณ์ สำรวจสภาวะแวดล้อม, ถ่ายภาพ ไม่สามารถใช้งานครอบคลุมบริเวณใดบริเวณหนึ่งได้ตลอดเวลา เพราะมีความเร็วในการเคลื่อนที่สูง แต่จะสามารถบันทึกภาพคลุมพื้นที่ตามเส้นทางวงโคจรที่ผ่านไป ตามที่สถานีภาคพื้นดินจะกำหนดเส้นทางโคจรอยู่ในแนวขั้วโลก (Polar Orbit) ดาวเทียมวงโคจรระยะต่ำขนาดใหญ่บางดวงสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าในเวลาค่ำ หรือก่อนสว่าง เพราะดาวเทียมจะสว่างเป็นจุดเล็ก ๆ เคลื่อนที่ผ่านในแนวนอนอย่างรวดเร็ว

วงโคจรระยะปานกลาง (Medium Earth Orbit "MEO")

อยู่ที่ระยะความสูงตั้งแต่ 5000-15,000 กม. ขึ้นไป ส่วนใหญ่ใช้ในด้านอุตุนิยมวิทยา และสามารถใช้ในการติดต่อสื่อสารเฉพาะพื้นที่ได้ แต่หากจะติดต่อให้ครอบคลุมทั่วโลกจะต้องใช้ดาวเทียมหลายดวงในการส่งผ่าน...

วงโคจรประจำที่ (Geosynchonus Earth Orbit "GEO")

เป็นดาวเทียมเพื่อการสื่อสารเป็นส่วนใหญ่ อยู่สูงจากพื้นโลก 35,786 กม. เส้นทางโคจรอยู่ในแนวเส้นศูนย์สูตร (Equatorial Orbit) ดาวเทียมจะหมุนรอบโลกด้วยความเร็วเชิงมุมเท่ากับโลกหมุนรอบตัวเองทำให้ดูเหมือนลอยนิ่งอยู่เหนือ จุดจุดหนึ่งบนโลกตลอดเวลา (เรียกทั่ว ๆ ไปว่า "ดาวเทียมค้างฟ้า")

ดาวเทียมจะอยู่กับที่เมื่อเทียบกับโลกมีวงโคจรอยู่ในระนาบเดียวกันกับเส้นศูนย์สูตร อยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 35,768 กม. วงโคจรพิเศษนี้เรียกว่า “วงโคจรค้างฟ้า” หรือ “วงโคจรคลาร์ก” (Clarke Belt) เพื่อเป็นเกียรติแก่นาย อาร์เทอร์ ซี. คลาร์ก ผู้นำเสนอแนวคิดเกี่ยวกับวงโคจรนี้ เมื่อ เดือนตุลาคม ค.ศ. 1945

วงโคจรคลาร์ก เป็นวงโคจรในระนาบเส้นศูนย์สูตร (EQUATOR) ที่มีความสูงเป็นระยะที่ทำให้ดาวเทียมที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเชิงมุมเท่ากันกับการหมุนของโลก แล้วทำให้เกิดแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางมีค่าพอดีกับค่าแรงดึงดูดของโลกพอดีเป็นผลให้ดาวเทียมดูเหมือนคงอยู่กับที่ ณ ระดับความสูงนี้ ดาวเทียมค้างฟ้าส่วนใหญ่ใช้ในการสื่อสารระหว่างประเทศและภายในประเทศ เช่น ดาวเทียมอนุกรม อินเทลแซต ฯลฯ

ประเภทของดาวเทียม

  1. ดาวเทียมสื่อสาร เป็นดาวเทียมที่มีจุดประสงค์เพื่อการศึกษาและทางการโทรนาคม จะถูกส่งไปในช่วงของอวกาศเข้าสู่วงโคจรโดยมีความห่างจากพื้นโลกประมาณ 35.786. กิโลเมตร
  2. ดาวเทียมสำรวจ เป็นการใช้ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรและสภาพแวดล้อมของโลก เป็นการผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีการถ่ายภาพ และโทรคมนาคม โดยการทำงานของดาวเทียมสำรวจทรัพยากรจะใช้หลักการ สำรวจข้อมูลจากระยะไกล
  3. ดาวเทียมพยากรณ์อากาศ เป็นดาวเทียมวงโคจรต่ำทีมีวงโคจรแบบใกล้ขั้วโลก ที่ระยะสูงประมาณ 800 กิโลเมตร จึงไม่มีรายละเอียดสูงเท่าภาพถ่ายที่ได้จากดาวเทียมทำแผนที่
  4. ดาวเทียมทางการทหาร คือดาวเทียมที่แต่ละประเทศมีไว้เพื่อสอดแนมศัตรูหรือข้าศึก
  5. ดาวเทียมด้านวิทยาศาสตร์
  6. ดาวเทียมทำแผนที่ เป็นดาวเทียมที่มีวงโคจรต่ำ (LEO) ที่ระดับความสูงไม่เกิน 800 กิโลเมตร เพื่อให้ได้ภาพที่มีรายละเอียดสูง
  7. ดาวเทียมเพื่อการนำร่อง เป็นระบบบอกตำแหน่งพิกัดภูมิศาสตร์พื้นโลก ซึ่งประกอบด้วยเครือข่าวดาวเทียมจำนวน 32 ดวง
  8. ดาวเทียมโทรคมนาคม
  9. ดาวเทียมภารกิจพิเศษ

การทำงานของดาวเทียม

ดาวเทียมจะถูกส่งขึ้นไปลอยอยู่ในตำแหน่ง วงโคจรค้างฟ้า ซึ่งมีระยะห่างจากพื้นโลกประมาณ 36000 - 38000 กิโลเมตร และโคจรตามการหมุนของโลก เมื่อเมื่อเปรียบเทียบกับพื้นโลกจะเสมือนว่าดาวเทียมลอยนิ่งอยู่บนท้องฟ้า และดาวเทียมจะมีระบบเชื้อเพลิงเพื่อควบคุมตำแหน่งให้อยู่ในตำแหน่งองศาที่ได้สัปทานเอาไว้ กับหน่วยงานที่ดูแลเรื่องตำแหน่งวงโคจรของดาวเทียมคือ IFRB (International Frequency Registration Board) ด าวเทียมที่ลอยอยู่บนท้องฟ้า จะทำหน้าที่เหมือนสถานีทวนสัญญาณ คือจะรับสัญญาณที่ยิงขึ้นมาจากสถานีภาคพื้นดิน เรียกสัญญาณนี้ว่าสัญญาณขาขึ้นหรือ (Uplink) รับและขยายสัญญาณพร้อมทั้งแปลงสัญญาณให้มีความถี่ต่ำลงเพื่อป้องกันการรบกวนกันระหว่างสัญญาณขาขึ้นและส่งลงมา โดยมีจานสายอากาศทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณ ส่วนสัญญาณในขาลงเรียกว่า (Downlink)[7]

วงโคจรของดาวเทียม(Satellite orbit)

ดาวเทียมเคลื่อนทีเป็นวงรอบโลก เรียกว่า"วงโคจร"สามารถแบ่งได้ 2 ประเภทดังนี้

1.วงโคจรแบบสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ (Sun-synchronous orbit) เป็นวงโคจรในแนวเหนือ-ใต้และผ่านแนวละติจูดหนึ่งๆที่เวลาท้องถิ่นเดียวกันซึ้งส่วนใหญ่เป็นวงโคจรสำหรับดาวเทียมสำรวจทรัพยากร โดยแบ่งเป็น 2 ประเภท

- วงโคจรผ่านขั้วโลก (Polar orbit)

- วงโคจรเอียง (Inclined orbit)

2.วงโคจรระนาบศูนย์กลาง (Equtorial orbit) เป็นวงโคจรในแนวระนาบ มีลักษณะการโคจรเป็นรูปวงกลม โคจรในแนวระนาบกับเส้นผ่านศูนย์สูตร

อ้างอิง

  1. http://53010512079g19.blogspot.com/2012/01/blog-post_5930.html
  2. Esiafi 1 (former private American Comstar D4) satellite was transferred to Tonga being at orbit after launch in 1981
  3. Bermudasat 1 (former private American EchoStar VI) satellite was transferred to Bermuda being at orbit after launch in 2000
  4. http://www.komchadluek.net/detail/20151119/217151.html
  5. "Ghana launches its first satellite into space". BBC News (in English). BBC. Archived from the original on 8 July 2017. สืบค้นเมื่อ 8 July 2017.
  6. http://www.bbs.bt/news/?p=98870
  7. http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/286/12/3/sattlelite/page4.html

http://www.gistda.or.th/main/th/node/962

http://www.lesa.biz/space-technology/satellite/types-of-satellites

แหล่งข้อมูลอื่น


This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.