ดาวเทียม
ทีมงานทรูปลูกปัญญา
|
06 ส.ค. 64
 | 61.5K views



ดาวเทียมจัดเป็นยานอวกาศแบบแรก ที่มนุษย์ส่งขึ้นไปโคจรรอบโลกเพื่อสำรวจอวกาศ วงโคจรของดาวเทียมมีอยู่ 3 ชนิด คือ วงโคจรระดับต่ำ วงโคจรระดับกลาง และวงโคจรค้างฟ้า ตัวอย่างดาวเทียม เช่น ดาวเทียมสปุตนิก

ภาพ : shutterstock.com

ดาวเทียม (Satellite) คือ อุปกรณ์ที่มนุษย์สร้างขึ้นแล้วส่งขึ้นไปโคจรรอบโลก เพื่อใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ เช่น ถ่ายภาพ ตรวจอากาศ โทรคมนาคม และปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ เป็นต้น ดังนั้นกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล และกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา จึงจัดเป็นดาวเทียมด้วย

 

ดาวเทียมถูกส่งขึ้นสู่อวกาศโดยติดตั้งบนจรวด หรือยานขนส่งอวกาศ​ ดาวเทียมดวงแรกของโลกเป็นของสหภาพโซเวียตชื่อ สปุตนิก 1 (Sputnik 1) ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 4 ตุลาคม 2500 นับเป็นจุดเริ่มต้นของยุคอวกาศ

ดาวเทียมสามารถโคจรรอบโลกได้เมื่อมีความเร็วตามแนวระดับที่เหมาะสม ความเร็วตามแนวระดับที่ทำให้ดาวเทียมโคจรรอบโลกได้เรียกว่า ความเร็วโคจรรอบโลก ดาวเทียมยิ่งอยู่สูงจากพื้นโลกมากขึ้น ยิ่งมีความเร็วโคจรรอบโลกน้อยลง ถ้าทำให้ดาวเทียมที่กำลังโคจรรอบโลกมีความเร็วมากขึ้น ดาวเทียมจะหลุดออกจากวงโคจรของโลก ถ้าทำให้ดาวเทียมที่กำลังโคจรรอบโลกมีความเร็วลดลง ดาวเทียมจะตกลงสู่พื้นโลก

 

ความเร็วโคจรรอบโลกของดาวเทียมที่ความสูงต่างๆ จากผิวโลก

ความสูงจากผิวโลก (km)

ความเร็ว (km/h)

160

28,102

800

26,819

1,000

26,452

42,016

10,324

ดาวเทียมที่โคจรอยู่รอบโลกมีวงโคจรที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับประเภท และวัตถุประสงค์ในการใช้งาน วงโคจรของดาวเทียมแบ่งตามระดับความสูงจากพื้นโลก ดังนี้

 

1. วงโคจรระดับต่ำ

อยู่สูงจากพื้นโลกไม่เกิน 1,000 กม. เหมาะสำหรับการถ่ายภาพรายละเอียดสูง ติดตามสังเกตการณ์อย่างใกล้ชิด แต่เนื่องจากวงโคจรประเภทนี้อยู่ใกล้พื้นผิวโลกมาก ภาพถ่ายที่ได้จึงครอบคลุมพื้นที่เป็นบริเวณแคบ และไม่สามารถครอบคลุมบริเวณใดบริเวณหนึ่งได้นาน เนื่องจากดาวเทียมต้องเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมาก

ดาวเทียมวงโคจรต่ำจึงนิยมใช้วงโคจรขั้วโลก (Polar Orbit) หรือใกล้ขั้วโลก (Near Polar Orbit) ดาวเทียมจะโคจรในแนวเหนือ-ใต้ ขณะที่โลกหมุนรอบตัวเอง ดาวเทียมจึงเคลื่อนที่ผ่านเกือบทุกส่วนของพื้นผิวโลก

 

2. วงโคจรระดับกลาง

อยู่ที่ระยะความสูงตั้งแต่ 1,000 กิโลเมตร จนถึง 35,000 กิโลเมตร สามารถถ่ายภาพ และส่งสัญญาณวิทยุครอบคลุมพื้นที่ได้เป็นบริเวณกว้างกว่าดาวเทียมวงโคจรต่ำ แต่หากต้องการสัญญาณให้ครอบคลุมทั้งโลก จะต้องใช้ดาวเทียมหลายดวงทำงานร่วมกันเป็นเครือข่าย และมีทิศทางของวงโคจรรอบโลกทำมุมเฉียงหลายทิศทาง

ดาวเทียมที่มีวงโคจรระยะปานกลางส่วนมากเป็นดาวเทียมนำร่อง เช่น เครือข่ายดาวเทียม GPS ประกอบด้วยดาวเทียมจำนวน 24 ดวง ทำงานร่วมกัน โดยส่งสัญญาณวิทยุออกมาพร้อมๆ กัน ให้เครื่องรับที่อยู่บนพื้นผิวโลกเปรียบเทียบสัญญาณจากดาวเทียมแต่ละดวง เพื่อคำนวณหาตำแหน่งพิกัดที่ตั้งของเครื่องรับ

 

3. วงโคจรค้างฟ้า

อยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 35,786 กม. มีเส้นทางโคจรอยู่ในแนวเส้นศูนย์สูตร ดาวเทียมจะหมุนรอบโลกด้วยความเร็วเชิงมุมเท่ากับโลกหมุนรอบตัวเอง ทำให้ดูเหมือนว่าดาวเทียมลอยนิ่งอยู่เหนือพื้นผิวโลกในตำแหน่งเดิมอยู่ตลอดเวลา จึงถูกเรียกว่า “ดาวเทียมวงโคจรสถิต หรือวงโคจรค้างฟ้า”

เนื่องจากดาวเทียมวงโคจรชนิดนี้อยู่ห่างไกลจากโลก และสามารถลอยอยู่เหนือพื้นโลกตลอดเวลา จึงนิยมใช้สำหรับการถ่ายภาพโลกทั้งดวง เฝ้าสังเกตการณ์การเปลี่ยนแปลงของชั้นบรรยากาศ และใช้ในการโทรคมนาคมข้ามทวีป อย่างไรก็ตาม ดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าจะต้องลอยอยู่ที่ระดับความสูง 35,786 กิโลเมตรเท่านั้น วงโคจรแบบนี้จึงมีดาวเทียมอยู่หนาแน่น และกำลังจะมีปัญหาการแย่งพื้่นที่ในอวกาศ

 

มนุษย์ใช้ประโยชน์จากดาวเทียมในด้านต่างๆ ดังนี้

- เพื่อการวิจัย ทางด้านดาราศาสตร์ เช่น ศึกษาวัตถุท้องฟ้าในช่วงคลื่นรังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอ็กซ์ รังสีแกมมา รังสีอินฟราเรด ได้แก่ ดาวเทียม SOHO
- ด้านอุตุนิยมวิทยา ใช้สำรวจเมฆ สภาพอากาศ เพื่อเป็นข้อมูลในการพยากรณ์อากาศ ดาวเทียมประเภทนี้เรียกว่า ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา ได้แก่ ดาวเทียม GOES-J
- เพื่อการสำรวจโลก เช่น สำรวจแหล่งทรัพยากรป่าไม้ แหล่งน้ำ ดาวเทียมประเภทนี้เรียกว่า ดาวเทียมสำรวจพิภพ ได้แก่ ดาวเทียม THEOS
- เพื่อการสื่อสาร ใช้ในการสื่อสารระยะไกล เช่น โทรศัพท์ วิทยุ โทรทัศน์ ดาวเทียมประเภทนี้เรียกว่า ดาวเทียมสื่อสาร ได้แก่ ดาวเทียมไทยคม ดาวเทียมอินเทลแซท
- เพื่อการจารกรรมหรือสงคราม เรียกว่า ดาวเทียมจารกรรม