ดาวเทียม

ดาวเทียม () คือ สิ่งประดิษฐ์ที่มนุษย์คิดค้นขึ้น เป็นสิ่งที่สามารถโคจรรอบโลกโดยอาศัยแรงดึงดูดของโลก ส่งผลให้สามารถโคจรรอบโลกได้ในลักษณะเดียวกันกับที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลก และโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ วัตถุประสงค์ของสิ่งประดิษฐ์นี้เพื่อใช้ ทางการทหาร การสื่อสาร การรายงานสภาพอากาศ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์เช่นการสำรวจทางธรณีวิทยาสังเกตการณ์สภาพของอวกาศ โลก ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวอื่น ๆ รวมถึงการสังเกตวัตถุ และดวงดาว กาแล็กซี ต่าง ๆhttp://53010512079g19.blogspot.com/2012/01/blog-post_5930.html

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

 ส่วนประกอบดาวเทียม 
ดาวเทียมเป็นเครื่องมือทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน มีส่วนประกอบหลาย ๆ อย่างประกอบเข้าด้วยกันและสามารถทำงานได้โดยอัตโนมัติ สามารถโคจรรอบโลกด้วยความเร็วที่สูงพอที่จะหนีจากแรงดึงดูดของโลกได้ การสร้างดาวเทียมนั้นมีความพยายามออกแบบให้ชิ้นส่วนต่าง ๆ ทำงานได้อย่างประสิทธิภาพมากที่สุด และราคาไม่แพงมาก ดาวเทียมประกอบด้วยส่วนประกอบเป็นจำนวนมาก แต่ละส่วนจะมีระบบควบคุมการทำงานแยกย่อยกันไป และมีอุปกรณ์เพื่อควบคุมให้ระบบต่าง ๆ ทำงานร่วมกัน โดยองค์ประกอบส่วนใหญ่ของดาวเทียมประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ดังนี้
 โครงสร้างดาวเทียม เป็นส่วนประกอบที่สำคัญมาก โครงจะมีน้ำหนักประมาณ 15 - 25% ของน้ำหนักรวม ดังนั้น จึงจำเป็นต้องเลือกวัสดุที่มีน้ำหนักเบา และต้องไม่เกิดการสั่นมากเกินที่กำหนด หากได้รับสัญญาณที่มีความถี่ หรือความสูงของคลื่นมาก ๆ (amptitude)
 ระบบเครื่องยนต์ ซึ่งเรียกว่า "aerospike" อาศัยหลักการทำงานคล้ายกับเครื่องอัดอากาศ และปล่อยออกทางปลายท่อ ซึ่งระบบดังกล่าวจะทำงานได้ดีในสภาพสุญญากาศ ซึ่งต้องพิจารณาถึงน้ำหนักบรรทุกของดาวเทียมด้วย    
 ระบบพลังงาน ทำหน้าที่ผลิตพลังงาน และกักเก็บไว้เพื่อแจกจ่ายไปยังระบบไฟฟ้าของดาวเทียม โดยมีแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Cell) ไว้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์เพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า ให้ดาวเทียม แต่ในบางกรณีอาจใช้พลังงานนิวเคลียร์แทน
 ระบบควบคุมและบังคับ ประกอบด้วย คอมพิวเตอร์ที่เก็บรวมรวมข้อมูล และประมวลผลคำสั่งต่าง ๆ ที่ได้รับจากส่วนควบคุมบนโลก โดยมีอุปกรณ์รับส่งสัญญาณ (Radar System) เพื่อใช้ในการติดต่อสื่อสาร 
 ระบบสื่อสารและนำทาง มีอุปกรณ์ตรวจจับความร้อน ซึ่งจะทำงาน โดยแผงวงจรควบคุมอัตโนมัติ 
 อุปกรณ์ควบคุมระดับความสูง เพื่อรักษาระดับความสูงให้สัมพันธ์กันระหว่างพื้นโลก และดวงอาทิตย์ หรือเพื่อรักษาระดับให้ดาวเทียมสามารถโคจรอยู่ได้ 
 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 (Geosynchronous 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 
 ดาวเทียมสื่อสาร เป็นดาวเทียมที่มีจุดประสงค์เพื่อการศึกษาและทางการโทรคมนาคม จะถูกส่งไปในช่วงของอวกาศเข้าสู่วงโคจรโดยมีความห่างจากพื้นโลกประมาณ 35.786. กิโลเมตร
 ดาวเทียมสำรวจ เป็นการใช้ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรและสภาพแวดล้อมของโลก เป็นการผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีการถ่ายภาพ และโทรคมนาคม โดยการทำงานของดาวเทียมสำรวจทรัพยากรจะใช้หลักการ สำรวจข้อมูลจากระยะไกล
 ดาวเทียมพยากรณ์อากาศ เป็นดาวเทียมวงโคจรต่ำทีมีวงโคจรแบบใกล้ขั้วโลก ที่ระยะสูงประมาณ 800 กิโลเมตร จึงไม่มีรายละเอียดสูงเท่าภาพถ่ายที่ได้จากดาวเทียมทำแผนที่
 ดาวเทียมทางการทหาร คือดาวเทียมที่แต่ละประเทศมีไว้เพื่อสอดแนมศัตรูหรือข้าศึก
 ดาวเทียมด้านวิทยาศาสตร์
 ดาวเทียมทำแผนที่ เป็นดาวเทียมที่มีวงโคจรต่ำ (LEO) ที่ระดับความสูงไม่เกิน 800 กิโลเมตร เพื่อให้ได้ภาพที่มีรายละเอียดสูง
 ดาวเทียมเพื่อการนำร่อง เป็นระบบบอกตำแหน่งพิกัดภูมิศาสตร์พื้นโลก ซึ่งประกอบด้วยเครือข่าวดาวเทียมจำนวน 32 ดวง
 ดาวเทียมโทรคมนาคม
 ดาวเทียมภารกิจพิเศษ

 การทำงานของดาวเทียม  
ดาวเทียมจะถูกส่งขึ้นไปลอยอยู่ในตำแหน่ง วงโคจรค้างฟ้า ซึ่งมีระยะห่างจากพื้นโลกประมาณ 36000 - 38000 กิโลเมตร  และโคจรตามการหมุนของโลก เมื่อเมื่อเปรียบเทียบกับพื้นโลกจะเสมือนว่าดาวเทียมลอยนิ่งอยู่บนท้องฟ้า และดาวเทียมจะมีระบบเชื้อเพลิงเพื่อควบคุมตำแหน่งให้อยู่ในตำแหน่งองศาที่ได้สัปทานเอาไว้ กับหน่วยงานที่ดูแลเรื่องตำแหน่งวงโคจรของดาวเทียมคือ IFRB (International Frequency Registration Board) 
ดาวเทียมที่ลอยอยู่บนท้องฟ้า จะทำหน้าที่เหมือนสถานีทวนสัญญาณ คือจะรับสัญญาณที่ยิงขึ้นมาจากสถานีภาคพื้นดิน เรียกสัญญาณนี้ว่าสัญญาณขาขึ้นหรือ (Uplink) รับและขยายสัญญาณพร้อมทั้งแปลงสัญญาณให้มีความถี่ต่ำลงเพื่อป้องกันการรบกวนกันระหว่างสัญญาณขาขึ้นและส่งลงมา โดยมีจานสายอากาศทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณ ส่วนสัญญาณในขาลงเรียกว่า (Downlink)

วงโคจรของดาวเทียม (Satellite orbit) 
ดาวเทียมเคลื่อนที่เป็นวงรอบโลก เรียกว่า "วงโคจร" สามารถแบ่งได้ 2 ประเภท ดังนี้
 วงโคจรแบบสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ (Sun-synchronous orbit) เป็นวงโคจรในแนวเหนือ-ใต้และผ่านแนวละติจูดหนึ่ง ๆ ที่เวลาท้องถิ่นเดียวกันซึ้งส่วนใหญ่เป็นวงโคจรสำหรับดาวเทียมสำรวจทรัพยากร โดยแบ่งเป็น 2 ประเภท
 วงโคจรผ่านขั้วโลก (Polar orbit) 
 วงโคจรเอียง (Inclined orbit) 
 วงโคจรระนาบศูนย์กลาง (Equtorial orbit) เป็นวงโคจรในแนวระนาบ มีลักษณะการโคจรเป็นรูปวงกลม โคจรในแนวระนาบกับเส้นผ่านศูนย์สูตร

 ประเทศที่ยิงดาวเทียม 
+ รายชื่อการดาวเทียมดวงแรกที่ยิงโดยแต่ละประเทศอันดับ  ประเทศ  วันที่ปล่อย  ดาวเทียม  จรวด  จุดปล่อย1   4 ตุลาคม 1957  ดาวเทียมสปุตนิก 1 Sputnik-PS  บัยโกเงอร์, สหภาพโซเวียต (คาซัคสถานปัจจุบัน)2   1 กุมภาพันธ์ 1958  ดาวเทียมเอ็กซ์พลอเรอ 1  Juno I แหลมคานาเวอรัล, สหรัฐ3   26 พฤศจิกายน 1965  Astérix 1 Diamant A  CIEES/Hammaguir, แอลจีเรีย4   11 กุมภาพันธ์ 1970  ดาวเทียมโอซุมิ Lambda-4S อุชิโนอุระ, ญี่ปุ่น5   24 เมษายน 1970  ดาวเทียมตงฟังหง 1  Long March 1  จิ่วเฉฺวียน, จีน6   28 ตุลาคม 1971  Prospero  Black Arrow วูเมอรา, ออสเตรเลีย - องค์การอวกาศยุโรป  24 ธันวาคม 1979  แคท-1  Ariane 1 คูรู, เฟรนช์เกียนา 7   18 กรกฎาคม 1980  ดาวเทียมโรหิณี 1 SLV ศรีหริโคตา, อินเดีย8   19 กันยายน 1988  ดาวเทียมโอเฟก 1  Shavit พัลมาชิม, อิสราเอล9   21 มกราคม 1992  ดาวเทียมคอสมอส 2175  Soyuz-U เพลเชสค, รัสเซีย10   13 กรกฎาคม 1992  Strela  Tsyklon-3 เพลเชสค, รัสเซีย11   2 กุมภาพันธ์ 2009  ดาวเทียมโอมิด Safir-1A เซมนาน, อิหร่าน12   12 ธันวาคม 2012  ดาวเทียมกวางเมียงซอง-3 เวอร์ชันที่ 2 Unha-3 โซแฮ, เกาหลีเหนือ13   30 มกราคม 2013  Naro-1  STSAT-2C นาโร, เกาหลีใต้14   12 พฤศจิกายน 2018  CubeSat  Electron Mahia Peninsula, นิวซีแลนด์

 ดาวเทียมดวงแรกของแต่ละประเทศ 
ประเทศ  ปีที่ปล่อย  ดาวเทียมดวงแรก   ()  1957  (1992)  ดาวเทียมสปุตนิก 1  (ดาวเทียมคอสมอส 2175)   1958  ดาวเทียมเอ็กซ์พลอเรอ 1   1962  Ariel 1   1962  Alouette 1   1964  San Marco 1   1965  Astérix 1   1967  WRESAT   1969  Azur   1970  ดาวเทียมโอซุมิ   1970  ดาวเทียมตงฟังหง 1   1974  ANS   1974  Intasat   1975  Aryabhata   1976  Palapa A1   1978  Magion 1   1981  Intercosmos Bulgaria 1300   1985  Arabsat-1A   1985  Brasilsat A1   1985  Morelos 1   1986  Viking   1988  ดาวเทียมโอเฟก 1   1988  Astra 1A   1990  Lusat   1990  AsiaSat 1   1990  Badr-1   1992  Kitsat A   1993  PoSAT-1   1993  ไทยคม 1   1994  Turksat 1B  1995  Magion 4   1995  Sich-1   1996  MEASAT   1997  Thor 2   1997  Mabuhay 1   1998  Nilesat 101   1998  FASat-Bravo   1998  ST-1   1999  ROCSAT-1   1999  Ørsted   1999  SUNSAT   2000  Thuraya 1   2001  Maroc-Tubsat   2001  PROBA-1 Esiafi 1 (former private American Comstar D4) satellite was transferred to Tonga being at orbit after launch in 1981 2002  Esiafi 1 (former Comstar D4)   2002  Alsat 1   2003  Hellas Sat 2   2003  Hellas Sat 2   2003  Nigeriasat 1   2005  Sina-1   2006  KazSat 1   2007  Libertad 1   2007  Rascom-QAF 1   2008  Vinasat-1   2008  Venesat-1   2009  SwissCube-1   2011  ViaSat-1   2012  PW-Sat-1   2012  MaSat-1   2012  Goliat   2012  BelKA-2   2012  ดาวเทียมกวางเมียงซอง-3 เวอร์ชันที่ 2   2013  Azerspace   2013  TUGSAT-1 Bermudasat 1 (former private American EchoStar VI) satellite was transferred to Bermuda being at orbit after launch in 2000 2013  Bermudasat 1 (former EchoStar VI)   2013  NEE-01 Pegaso   2013  ESTCube-1   2013  O3b-1   2013   Es'hailSat1   2013   PUCPSAT-1   2013   TKSat-1   2014   LituanicaSAT-1 และ LitSat-1   2014   Antelsat   2014   Tigrisat   2015   TurkmenAlem52E/MonacoSAT   2015   Lao Sat-1http://www.komchadluek.net/detail/20151119/217151.html   2017  Aalto-2   2017 BRAC Onnesha และ Bangabandhu-1   2017  GhanaSat-1   2017  Mazaalai   2017  Venta-1   2017  skCUBE Asgardia  2017  Asgardia-1   2017  AngoSat 1   2018  Humanity Star   2018  Proyecto Irazú   2018  1KUNS-PF   2018  CubeSat Bhutan-1http://www.bbs.bt/news/?p=98870   2018  JY1-SAT   2019  NepaliSat-1   2019  Raavana 1   2019  RWASAT-1   2019  Sudan Remote Sensing Satellite 1 (SRSS-1)   2019  Ethiopian Remote Sensing Satellite 1 (ETRSS-1)   2020  Quetzal-1   2020  TRISAT, NEMO-HD2020OSM-1 Cicero2021GuaraniSat-12021Myanmar Satellite-12021TUMnanoSAT2021Challenge-12021QMR-KWT2021Light-12022ARMSAT_12022TUMnanoSAT2022PearlAfricaSat-12022ZIMSAT-12023Albania 1, 22023Macao Science-1A,1B2023SpeiSat2023AMAN-12023Djibouti-1A2023Hayasat-12023EIRSAT-12024GAINDESAT-1A2024CroCube2025BOTSAT-1

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

 อ้างอิง 

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

 แหล่งข้อมูลอื่น 
 รายละเอียดดาวเทียม 
 องค์กรดาวเทียมวิทยุสมัครเล่น หรือ The Radio Amateur Satellite Corporation (AMSAT)

หมวดหมู่:การรับรู้จากระยะไกล

หมวดหมู่:ยานอวกาศ