Starlink ดาวรุ่ง หรือดาวร่วง ตอน2 (Disruptive Technology EP7)
วงโคจรดาวเทียม Starlink
เปรียบเทียบวงโครจรของ Starlink เทียบกับ Iridium คล้ายและแตกต่างกันตรงไหน? แต่ขอย้อนอธิบายก่อนว่า ดาวเทียมลอยอยู่บนหัวเราได้อย่างไร?
ผมเริ่มมันส์...ในการเล่าเรื่องดาวเทียม ไม่รู้ท่านผู้อ่าน จะสนุกไปด้วยมั้ยครับ
กับเรื่องที่ดูไกลตัวมากๆ ...ไกลจนอยู่นอกโลกไปเลย 555
ดาวเทียมลอยได้ด้วย "ความเร็วหนีศูนย์" เหมือนดวงจันทร์ที่หมุนรอบโลก หรือ โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์ อย่างนั้นเลยครับ
การปล่อยดาวเทียม จรวดจะส่งดาวเทียมไปที่ระดับความสูงจากพื้นโลกตามที่กำหนดไว้ และทำความเร็ว โดยให้มีทิศทางเคลื่อนที่ขนานไปกับพื้นโลก
เมื่อจรวดทำความเร็วได้ตามที่คำนวน ก็จะปล่อยให้ดาวเทียมลอยไปเองดาวเทียมก็จะอยู่บนวงโครจรของเขา (ในอวกาศ ไม่มีแรงเสียดทาน)
แต่ละระดับความสูงจากพื้นโลก มีแรงดึงดูด มากน้อยต่างกัน
- ยิ่งใกล้โลก (ความสูงต่ำ) แรงแรงดึงดูดมาก, เช่น Starlink แค่ 550 km
- ยิ่งไกลโลก (ความสูงมาก) แรงแรงดึงดูดน้อย, เช่น GEO = 35,786 km
เพื่อจะรักษาสมดุลย์ตำแหน่ง หรือให้อยู่ในวงโคจร ดาวเทียมจึงต้อง
- ดาวเทียมมีความเร็วมาก ถ้าแรงดึงดูดมาก
- ดาวเทียมมีความเร็วน้อย ถ้าแรงดึงดูดน้อย
แบบจำลอง ความเร็วหนีศูนย์
ตามแบบจำลอง รัศมีการวิ่งเป็นวงกลม หรือเทียบกับระดับความสูงจากพื้นโลก ที่ถูกกำหนดไว้แล้ว โดยขนาดขอบจานแบบจำลอง
- ถ้าส่ายจานด้วยความเร็วพอดี ลูกแก้ววิ่งรอบขอบจานพอดี (อยู่ในวงโคจร)
- ถ้าส่ายจานด้วยความเร็วมากเกินไป ลูกแก้วจะวิ่งหลุดออกจากขอบจาน
(หลุดวงโคจร ดาวเทียมลอยห่างโลกออกไป)
- ถ้าส่ายจานด้วยความเร็วน้อยเกินไป ลูกแก้วจะวิ่งมาอยู่ตรงกลางจาน
(หลุดวงโคจร ดาวเทียมลอยต่ำลง และตกลงมาพื้นโลก)
ยกตัวอย่างวงโคจรดาวเทียมค้างฟ้า GEO: Geostationary Earth Orbit
เราต้องการให้ดาวเทียมอยู่ตำแหน่งเดิมเสมอ (เมื่อเทียบกับพื้นโลก)
ลักษณะดาวเทียมแบบนี้ จะมีพื้นที่ให้บริการครอบคลุมที่ชัดเจนไม่เปลี่ยนแปลง ที่เรียกว่า Footprint
ในความเป็นจริง โลกหมุนรอบตัวเองตลอดเวลา จรวดจึงต้องส่งดาวเทียมให้มีความเร็ว พอดีกับการหมุนของโลก ไปในทิศทางเดียวกันกับที่โลกหมุนด้วย
และเพื่อไม่ให้แกว่งบน(ไถลไปทางขั้วโลกเหนือ) แกว่งล่าง(ไถลไปทางขั้วโลกใต้) วงโคจร GEO จึงจำเป็นต้องอยู่ให้ตรงกับแนวเส้นศูนย์สูตร เท่านั้น
ณ ระดับความเร็ว ที่พอดีกับการหมุนของโลก แรงดึงดูดที่พอดีให้ ความเร็วหนีศูนย์เกิดสมดุลย์ ความสูงดาวเทียมจะต้องสูงจากพื้นโลก 35,786 km เท่านั้น
วงโคจรดาวเทียม GEO
ดังนั้น วงโคจรดาวเทียม GEO ตามที่กล่าว จึงมีได้แค่ 1 วงโคจร เท่านั้น
เราใช้ดาวเทียม GEO แค่ 3 ดวง ก็สามารถให้บริการครอบคลุมได้ทั่วโลก
ด้วยข้อจำกัด GEO ที่มีได้แค่ 1 วงเดียว หลายประเทศได้จำจองตำแหน่งดาวเทียมไว้เต็มเกือบทุกตำแหน่งแล้ว (เว้นกลางมหาสมุทรแปซิฟิก)
อีกทั้ง ดาวเทียมห่างไกลจากโลกมาก สัญญาณรับ/ส่งเกิด Delay สูง
จึงเป็นความยากที่จะทำธุรกิจ Internet Broadband ด้วยดาวเทียม GEO
Iridium เป็นดาวเทียมวงโคจร LEO โคจรอยู่สูงจากพื้นโลก 800 km
เพื่อที่จะให้บริการการโทรศัพท์ (voice) และข้อมูล (Data) ให้ครอบคลุมได้ทั่วโลก จึงต้องใช้ดาวเทียมถึง 66 ดวง (GEO ใช้แค่ 3 ดวง)
วงโคจรดาวเทียม Iridium
Iridium มีทั้งหมด 6 วงโคจร มีทิศทางตั้งฉากกับเส้นศูนย์สูตร (90 องศา) แต่ละวงโคจรมีดาวเทียม 11 ดวง รวมทั้งระบบ 66 ดวง
ดาวเทียม 11 ดวงในวงโคจรเดียวกัน จะเชื่อมโยงสัญญาณต่อๆกัน เรียกว่า Inter-Satellite Link
ดาวเทียมที่อยู่ต่างวงโคจร ยังมีการเชื่อมโยงสัญญาณระหว่างกันด้วย เรียกว่า Cross Link (หรือ Inter-Plane Link)
หลักการ Inter-Satellite Link & Cross Link เป็นการสร้างระบบเชื่อมโยงโครงข่าย Transport Network คล้ายๆบนพื้นโลกที่ใช้ Submarine cable
ซึ่ง Starlink ได้นำเทคนิคนี้ ไปต่อยอดการให้บริการอินเตอร์เนตผ่านดาวเทียม
นึกภาพที่ผมอธิบายไม่ถูก โปรดดูคลิปวงโคจร LEO แบบ Iridium
เวอร์วัง อลังการ 😲 Starlink ในแบบของ Elon Musk
ดาวเทียม 12,000 ดวง ออกแบบอย่างไร ยังไม่เปิดเผย
และที่ขอใบอนุญาตเพิ่มอีก 30,000 ดวง รวมเป็น 42,000 ดวง จะออกแบบกันอย่างไร? สุดจินตนาการจริงๆ 🤔
มี Model ดาวเทียม 1,584 ดวง ที่เปิดเผยให้ดูเป็นตัวอย่าง
ใช้ทั้งหมด 24 วงโคจร มีทิศทางเอียงเทียบกับเส้นศูนย์สูตร 53 องศา แต่ละวงโคจรมีดาวเทียม 66 ดวง รวมทั้งระบบ Model นี้ใช้ดาวเทียม 1,584 ดวง
ข้อดีและข้อแตกต่าง Starlink ที่ออกแบบให้วงโคจรให้เอียงเทียบกับเส้นศูนย์สูตร 53 องศา ต่างจาก Iridium ที่วงโคจรตั้งฉาก
เพราะ นกแพนควินขั้วโลกใต้ และหมีขาวขั้วโลกเหนือ ยังไม่ใช้อินเตอร์เน็ต
ไม่จำเป็นต้องมีดาวเทียมวิ่งผ่าน แถวขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ก็ได้
เพราะบริเวณนั้นไม่มีผู้คนอาศัยอยู่
นึกภาพที่ผมอธิบายไม่ถูก โปรดดูคลิปวงโคจร Starlink, Model 1,584 ดวง
โปรดติดตามจุดแข็งและจุดอ่อนของโครงการ Starlink
ใน Disruptive Technology ** ทุกวันพุธ **
ได้ที่ Blockdit: www.blockdit.com/worklifewinwin
- 15
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
