การสื่อสารผ่านดาวเทียม

ดาวเทียม คือวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นและนำไปวางไว้ในวงโคจรรอบโลก ดาวเทียมดวงแรกของโลกชื่อ Sputnik 1 สร้างโดยสหภาพโซเวียตถูกส่งขึ้นไปปี 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 ระบบต่างๆ ของดาวเทียมทำงานร่วมกัน เช่น การผลิตกระแสไฟฟ้า การควบคุมความร้อน การวัดระยะไกล การควบคุมทัศนวิสัย เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์และการสื่อสารเป็นต้น

เครือข่ายเฝ้าระวังทางอวกาศ

เครือข่ายเฝ้าระวังทางอวกาศแห่งสหรัฐอเมริกา (Space Surveillance Network) หรือ SSN เป็นส่วนหนึ่งของหน่วยบัญชาการทางยุทธศาสตร์ของสหรัฐอเมริกา ทำหน้าที่ติดตามวัตถุในวงโคจรของโลกตั้งแต่ปี 1957 เมื่อสหภาพโซเวียตเปิดยุคอวกาศด้วยการเปิดตัวดาวเทียม 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, Molniya orbits หรือ Low Earth orbits

ดาวเทียมสังเกตการณ์โลก เป็นดาวเทียมที่มีไว้สำหรับการใช้งานที่ไม่ใช่ทางทหารเช่น การตรวจสอบสิ่งแวดล้อมอุตุนิยม วิทยาการสร้างแผนที่เป็นต้น

ดาวเทียมเดินเรือ เป็นดาวเทียมที่ใช้สัญญาณเวลาวิทยุที่ส่งไปเพื่อให้เครื่องรับโทรศัพท์เคลื่อนที่บนพื้นดินสามารถระบุตำแหน่งที่แน่นอนได้ เส้นสายตาที่ค่อนข้างชัดเจนระหว่างดาวเทียมและเครื่องรับบนพื้นรวมกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ปรับปรุงตลอดเวลาทำให้ระบบนำทางด้วยดาวเทียมสามารถวัดตำแหน่งด้วยความแม่นยำตามเวลาจริง

ดาวเทียมคิลเลอร์ เป็นดาวเทียมที่ออกแบบมาเพื่อทำลายหัวรบของศัตรูดาวเทียมและทรัพย์สินอื่น ๆ ในอวกาศ

ยานอวกาศ เป็นดาวเทียมขนาดใหญ่ที่สามารถนำมนุษย์เข้าสู่วงโคจรและไกลออกไป และส่งกลับมายังโลกได้ ยานอวกาศรวมถึงเครื่องบินอวกาศที่ใช้ซ้ำได้ มีสิ่งอำนวยความสะดวกในการขับเคลื่อนหรือลงจอดที่สำคัญ สามารถใช้เป็นพาหนะไปและกลับจากสถานีอวกาศได้

ดาวเทียมจิ๋ว เป็นดาวเทียมที่มีมวลน้อยผิดปกติและมีขนาดเล็ก มีการจำแนกประเภทใหม่ใช้ในการจัดหมวดหมู่ดาวเทียมเหล่านี้ตามน้ำหนัก มินิแซทเทลไลต์ (500–1000 กก.) , ไมโครแซทเทลไลท์ (ต่ำกว่า 100 กก.) , นาโนแซทเทลไลท์ (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.

การหมดอายุของ ดาวเทียม

เมื่อดาวเทียมถึงจุดสิ้นสุดของภารกิจ ซึ่งโดยปกติจะเกิดขึ้นภายใน 3 หรือ 4 ปีหลังจากเริ่มทำงาน ผู้ให้บริการดาวเทียมมีทางเลือกในการยกเลิกการโคจรของดาวเทียมออกจากวงโคจรปัจจุบันหรือย้ายดาวเทียมไปยังวงโคจรสุสาน ในอดีตเนื่องจากข้อจำกัดด้านงบประมาณในช่วงเริ่มต้นของภารกิจ ดาวเทียมจึงไม่ค่อยได้รับการออกแบบมาให้หยุดการโคจร

แทนที่จะถูกยกเลิกการโคจร ดาวเทียมส่วนใหญ่จะถูกทิ้งไว้ในวงโคจรปัจจุบันหรือย้ายไปที่วงโคจรสุสาน ในปี 2002 FCC (Federal Communications Commission) กำหนดให้ดาวเทียมค้างฟ้า (Ggeostationary) ทุกดวงยินยอมที่จะย้ายไปยังวงโคจรสุสานเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งานก่อนที่จะถูกส่งขึ้นไป

บทความอื่นที่น่าสนใจ โดเรม่อน