เมื่อวาน เวลา 19:50 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี

การสื่อสารผ่านดาวเทียม

ดาวเทียมคือวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นและนำไปวางไว้ในวงโคจรรอบโลก ดาวเทียมดวงแรกของโลกชื่อ Sputnik 1 สร้างโดยสหภาพโซเวียดถูกส่งขึ้นไปปี 1957 ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมามีการสร้างดาวเทียมประมาณ 8,900 ดวงจากกว่า 40 ประเทศ จากการคาดการณ์ในปี 2018 มีดาวเทียมประมาณ 5,000 ดวงที่ยังคงอยู่ในวงโคจร ในจำนวนนั้นประมาณ 1,900 ดวงใช้งานได้ ในขณะที่ส่วนที่เหลืออยู่ในวงโคจรอย่างไร้ประโยชน์และกลายเป็นเศษซากในอวกาศ
ดาวเทียมที่ปฏิบัติการประมาณ 63% อยู่ในวงโคจรของต่ำของโลก (Low Earth Orbit) ประมาณ 2,000 กม. 6% อยู่ในวงโคจรกลางของโลก (Medium Earth Orbit) ที่ประมาณ 20,000 กม. และ 29% อยู่ในวงโคจรดาวค้างฟ้า (Geostationary) ที่ประมาณ 36,000 กม. และอีก 2% ที่เหลืออยู่ในวงโคจรรูปวงรี ประเทศที่มีดาวเทียมมากที่สุดคือสหรัฐอเมริกามีดาวเทียม 859 ดวง จีนเป็นอันดับสองมีดาวเทียม 250 ดวง และรัสเซียอันดับสาม 146 ดวง ตามมาด้วยอินเดีย 118 ดวง ญี่ปุ่น 72 ดวง และสหราชอาณาจักร 52 ดวง
สถานีอวกาศขนาดใหญ่สองสามแห่งรวมถึงสถานีอวกาศนานาชาติได้รับการสร้างขึ้นโดยประกอบเป็นชิ้นส่วนในวงโคจรของดาวเทียม ยานสำรวจอวกาศกว่า 12 ลำ ถูกวางไว้ในวงโคจรรอบวัตถุอื่น ๆ และกลายเป็นดาวเทียมประดิษฐ์ของดวงจันทร์ ดาวพุธ ดาวศุกร์ ดาวอังคารดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวเคราะห์น้อย ดาวหางและดวงอาทิตย์
ดาวเทียมถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์หลายประการ สามารถใช้ในการสร้างแผนที่ดาวและแผนที่ของพื้นผิวดาวเคราะห์และยังถ่ายภาพดาวเคราะห์ที่พวกมันได้รับการวางตำแหน่ง หน้าที่โดยทั่วไป ได้แก่ ดาวเทียมสังเกตการณ์โลกทางทหารและพลเรือน ดาวเทียมสื่อสาร ดาวเทียมนำทาง ดาวเทียมตรวจอากาศและกล้องโทรทรรศน์อวกาศ สถานีอวกาศและยานอวกาศของมนุษย์ในวงโคจรก็เป็นดาวเทียมเช่นกัน
ดาวเทียมสามารถทำงานได้ด้วยตัวเองหรือเป็นส่วนหนึ่งของระบบขนาดใหญ่ที่เป็นที่รวมตัวของดาวเทียมหรือกลุ่มดาวบริวาร
วงโคจรของดาวเทียมแตกต่างกันโดยขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของดาวเทียมและจำแนกได้หลายวิธี วงโคจรที่รู้จักกันดี ได้แก่ วงโคจรต่ำของโลก วงโคจรแบบโพล่าร์ (Polar) และวงโคจรดาวค้างฟ้า (Geostationary) หรือดาวเทียมประจำที่
ยานปล่อยดาวเทียมคือจรวดที่ส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจร โดยปกติแล้วมันจะถูกปล่อยออกจากฐานยิงบนพื้นโลก บางส่วนถูกปล่อยในทะเลจากเรือดำน้ำหรือแพลตฟอร์มการเดินเรือเคลื่อนที่หรือจากบนเครื่องบิน
ดาวเทียมเป็นระบบที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์โดยทำงานร่วมกับระบบของตัวเอง ระบบต่างๆของดาวเทียมทำงานร่วมกัน เช่น การผลิตกระแสไฟฟ้า การควบคุมความร้อน การวัดระยะไกล การควบคุมทัศนวิสัย เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์และการสื่อสารเป็นต้น
เครือข่ายเฝ้าระวังทางอวกาศ
เครือข่ายเฝ้าระวังทางอวกาศแห่งสหรัฐอเมริกา (Space Surveillance Network) หรือ SSN เป็นส่วนหนึ่งของหน่วยบัญชาการทางยุทธศาสตร์ของสหรัฐอเมริกา ทำหน้าที่ติดตามวัตถุในวงโคจรของโลกตั้งแต่ปี 1957 เมื่อสหภาพโซเวียดเปิดยุคอวกาศด้วยการเปิดตัวดาวเทียม Sputnik 1
ตั้งแต่นั้นมา SSN ได้ติดตามวัตถุในอวกาศมากกว่า 26,000 ชิ้น ปัจจุบัน SSN ติดตามวัตถุเทียมที่โคจรอยู่มากกว่า 8,000 ชิ้น ส่วนที่เหลือได้เข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกอีกครั้งและสลายตัวไปหรือถูกนำกลับมาใช้งานใหม่และส่งผลกระทบต่อโลก
SSN ติดตามวัตถุที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 เซนติเมตรขึ้นไป ที่โคจรรอบโลกในปัจจุบัน ตั้งแต่ดาวเทียมที่มีน้ำหนักหลายตันไปจนถึงชิ้นส่วนของจรวดที่ใช้แล้วซึ่งมีน้ำหนักเพียง 10 ปอนด์ ประมาณเจ็ดเปอร์เซ็นต์เป็นดาวเทียมปฏิบัติการ ส่วนที่เหลือเป็นเศษซากอวกาศ กองบัญชาการยุทธศาสตร์ของสหรัฐอเมริกาให้ความสนใจเป็นหลักในดาวเทียมที่ยังใช้งานอยู่เป็นหลัก แต่ยังติดตามเศษซากอวกาศซึ่งอาจถูกเข้าใจผิดว่าเป็นขีปนาวุธที่เข้ามา
บริการของดาวเทียม
บริการของดาวเทียมที่ไม่ใช่ทางทหาร มีสามประเภท คือ
บริการดาวเทียมคงที่ บริการดาวเทียมคงที่รองรับงานการส่งข้อมูลเสียง ข้อมูลและวิดีโอในทุกประเทศและทวีประหว่างบางจุดบนพื้นผิวโลก
ระบบดาวเทียมเคลื่อนที่ ระบบดาวเทียมเคลื่อนที่ช่วยเชื่อมต่อพื้นที่ห่างไกล เช่น ยานพาหนะ เรือเดินสมุทร ผู้คนและเครื่องบินไปยังส่วนอื่น ๆ ของโลก รวมทั้งสื่อสารเคลื่อนที่หรืออยู่กับที่นอกเหนือจากการทำหน้าที่เป็นระบบนำทาง
ดาวเทียมวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ทั้งเชิงพาณิชย์และไม่ใช่เชิงพาณิชย์ ดาวเทียมวิจัยทางวิทยาศาสตร์ให้ข้อมูลทางอุตุนิยมวิทยา ข้อมูลการสำรวจทางบก เช่นการสำรวจระยะไกล วิทยุสมัครเล่น และการใช้งานวิจัยทางวิทยาศาสตร์อื่น ๆ เช่น วิทยาศาสตร์พื้นพิภพ วิทยาศาสตร์ทางทะเลและการวิจัยในชั้นบรรยากาศ
ประเภทของดาวเทียม
ดาวเทียมทางดาราศาสตร์เป็นดาวเทียมที่ใช้สำหรับสังเกตการณ์ดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลดาราจักรและวัตถุนอกโลกอื่นๆ
ดาวเทียมทางชีววิทยาเป็นดาวเทียมที่ออกแบบมาเพื่อนำสิ่งมีชีวิตโดยทั่วไปสำหรับการทดลองทางวิทยาศาสตร์
ดาวเทียมสื่อสาร เป็นดาวเทียมที่ประจำการอยู่ในอวกาศเพื่อวัตถุประสงค์ในการสื่อสารโทรคมนาคม ดาวเทียมสื่อสารสมัยใหม่มักใช้วงโคจรแบบ Geosynchronous, หรือ Low Earth orbits
ดาวเทียมสังเกตการณ์โลก เป็นดาวเทียมที่มีไว้สำหรับการใช้งานที่ไม่ใช่ทางทหารเช่น การตรวจสอบสิ่งแวดล้อมอุตุนิยม วิทยาการสร้างแผนที่เป็นต้น
ดาวเทียมเดินเรือ เป็นดาวเทียมที่ใช้สัญญาณเวลาวิทยุที่ส่งไปเพื่อให้เครื่องรับโทรศัพท์เคลื่อนที่บนพื้นดินสามารถระบุตำแหน่งที่แน่นอนได้ เส้นสายตาที่ค่อนข้างชัดเจนระหว่างดาวเทียมและเครื่องรับบนพื้นรวมกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ปรับปรุงตลอดเวลาทำให้ระบบนำทางด้วยดาวเทียมสามารถวัดตำแหน่งด้วยความแม่นยำตามเวลาจริง
ดาวเทียมคิลเลอร์ เป็นดาวเทียมที่ออกแบบมาเพื่อทำลายหัวรบของศัตรูดาวเทียมและทรัพย์สิน อื่น ๆ ในอวกาศ
ยานอวกาศ เป็นดาวเทียมขนาดใหญ่ที่สามารถนำมนุษย์เข้าสู่วงโคจรและไกลออกไป และส่งกลับมายังโลกได้ ยานอวกาศรวมถึงเครื่องบินอวกาศที่ใช้ซ้ำได้ มีสิ่งอำนวยความสะดวกในการขับเคลื่อนหรือลงจอดที่สำคัญ สามารถใช้เป็นพาหนะไปและกลับจากสถานีอวกาศได้
ดาวเทียมจิ๋ว เป็นดาวเทียมที่มีมวลน้อยผิดปกติและมีขนาดเล็ก มีการจำแนกประเภทใหม่ใช้ในการจัดหมวดหมู่ดาวเทียมเหล่านี้ตามน้ำหนัก Mini Satellite (500–1000 กก.), Micro Satellite (ต่ำกว่า 100 กก.), Nano Satellite (ต่ำกว่า 10 กก.)
ดาวเทียมลาดตระเวน คือดาวเทียมสังเกตการณ์โลกหรือดาวเทียมสื่อสารที่ติดตั้งสำหรับการใช้งานทางทหารหรือข่าวกรอง ไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับพลังเต็มที่ของดาวเทียมเหล่านี้เนื่องจากรัฐบาลที่ดำเนินการกับดาวเทียมเหล่านี้มักจะเก็บข้อมูลเกี่ยวกับดาวเทียมลาดตระเวนของตนไว้เป็นความลับ
ดาวเทียมกู้คืน เป็นดาวเทียมที่ให้การกู้คืนของการลาดตระเวนทางชีวภาพการผลิตอวกาศและน้ำหนักบรรทุกอื่น ๆ จากวงโคจรมายังโลก
ดาวเทียมพลังงานแสงอาทิตย์ตามอวกาศ เป็นดาวเทียมที่นำใช้รวบรวมพลังงานจากแสงอาทิตย์และส่งไปใช้บนโลกหรือที่อื่น ๆ
สถานีอวกาศ เป็นโครงสร้างวงโคจรประดิษฐ์ที่ออกแบบมาเพื่อให้มนุษย์อาศัยอยู่ในอวกาศ สถานีอวกาศแตกต่างจากยานอวกาศ เนื่องจากไม่มีสิ่งอำนวยความสะดวกในการขับเคลื่อนหรือลงจอดที่สำคัญ สถานีอวกาศได้รับการออกแบบมาเพื่อการดำรงชีวิตในวงโคจรระยะกลางเป็นระยะเวลาหลายสัปดาห์เดือนหรือปี
ดาวเทียมโยง เป็นดาวเทียมที่เชื่อมต่อกับดาวเทียมดวงอื่นด้วยสายเคเบิลบาง
ดาวเทียมตรวจอากาศ เป็นดาวเทียมที่ใช้เพื่อตรวจสอบสภาพอากาศ
วงโคจรของดาวเทียม
วงโคจรของดาวเทียมส่วนใหญ่จะใช้การจำแนกประเภทตามระดับความสูงของวงโคจร Geocentric ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ วงโคจรระดับต่ำจากโลก (Low Earth Orbit) คือวงโคจรที่ต่ำกว่า 2,000 กม วงโคจรระดับกลางจากโลก (Medium Earth Orbit) คือวงโคจรที่อยู่ระหว่าง 2,000 ถึง 35,786 กม. และวงโคจรระดับสูงจากโลก (High Earth Orbit) คือวงโคจรที่สูงกว่า 35,786 กม.
การหมดอายุของดาวเทียม
เมื่อดาวเทียมถึงจุดสิ้นสุดของภารกิจ ซึ่งโดยปกติจะเกิดขึ้นภายใน 3 หรือ 4 ปีหลังจากเริ่มทำงาน ผู้ให้บริการดาวเทียมมีทางเลือกในการยกเลิกการโคจรของดาวเทียมออกจากวงโคจรปัจจุบันหรือย้ายดาวเทียมไปยังวงโคจรสุสาน ในอดีตเนื่องจากข้อจำกัดด้านงบประมาณในช่วงเริ่มต้นของภารกิจ ดาวเทียมจึงไม่ค่อยได้รับการออกแบบมาให้หยุดการโคจร
แทนที่จะถูกยกเลิกการโคจร ดาวเทียมส่วนใหญ่จะถูกทิ้งไว้ในวงโคจรปัจจุบันหรือย้ายไปที่วงโคจรสุสาน ในปี 2002 FCC (Federal Communications Commission) กำหนดให้ดาวเทียมค้างฟ้า (Geostationary) ทุกดวงยินยอมที่จะย้ายไปยังวงโคจรสุสานเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งานก่อนที่จะถูกส่งขึ้นไป
โฆษณา