ดาวเทียมสำรวจโลก

ดาวเทียมสำรวจโลกคือดาวเทียมที่ออกแบบมาเพื่อ หรือใช้สำหรับสำรวจโลกจากวงโคจร ซึ่งรวมถึงดาวเทียมสอดแนมและอื่น ๆ ที่ใช้สำหรับกิจการพลเรือน เช่น การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม อุตุนิยมวิทยา การทำแผนที่ เป็นต้น

ดาวเทียมที่พบมากที่สุดคือดาวเทียมถ่ายภาพโลก ซึ่งถ่ายภาพทางดาวเทียมคล้ายกับการถ่ายภาพทางอากาศ แต่ดาวเทียมสำรวจโลกบางดวงอาจใช้วิธีการรับรู้จากระยะไกลโดยไม่สร้างรูปภาพขึ้นมา เช่น GNSS radio occultation

ดาวเทียมสำรวจด้วยการรับรู้จากระยะไกลเกิดขึ้นครั้งแรกพร้อม ๆ กับการปล่อยดาวเทียมครั้งแรก คือ สปุตนิก 1 ของสหภาพโซเวียตเมื่อวันที่ 4 ตุลาคม ค.ศ. 1957 (พ.ศ. 2500) โดยสปุตนิก 1 ส่งคลื่นวิทยุกลับมาบนโลก ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ใช้ศึกษาไอโอโนสเฟียร์ สำหรับสหรัฐอเมริกา นาซาได้ปล่อยดาวเทียมดวงแรกของอเมริกา คือ :en:Explorer 1 เมื่อวันที่ 31 มกราคม ค.ศ. 1958 (พ.ศ. 2501) ซึ่งข้อมูลที่ดาวเทียมส่งกลับมาจากเครื่องตรวจจับรังสีทำให้เกิดการค้นพบแถบรังสีแวนอัลเลนขึ้น และดาวเทียม TIROS-1 ที่ปล่อยเมื่อวันที่ 1 เมษายน ค.ศ. 1960 (พ.ศ. 2503) ภายใต้โครงการ Television Infrared Observation Satellite (TIROS) ของนาซา ส่งภาพโทรทัศน์ของรูปแบบสภาพอากาศจากอวกาศลงมาครั้งแรก

จาก ในวงโคจรของโลกมีเคยดาวเทียมสำรวจมากกว่า 150 ดวงที่เก็บข้อมูลผ่านเครื่องตรวจจับข้อมูลและรับข้อมูลมากกว่า 10 terabits ทุกวัน

ดาวเทียมสำรวจโลกส่วนมากจะมีเครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับการทำงานที่ความสูงอยู่ระดับต่ำ แต่จะหลีกเลี่ยงความสูงที่ต่ำกว่า 500-600 กิโลเมตรเพราะมีแรงต้านสสารที่มากในความสูงระดับต่ำมาก ทำให้ต้องมีการดันความสูงวงโคจรอยู่บ่อยครั้ง เช่น
 ดาวเทียม ERS-1, ERS-2 และ Envisat ของ องค์การอวกาศยุโรป รวมถึง MetOp ของ EUMETSAT ทำงานที่ความสูง 800 กิโลเมตรทั้งหมด
 ดาวเทียม Proba-1, Proba-2 และ SMOS ของ องค์การอวกาศยุโรป ทำงานที่ความสูงประมาณ 700 กิโลเมตรทั้งหมด
 ดาวเทียมสำรวจโลกของสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ DubaiSat-1 และ DubaiSat-2 ทำงานที่ วงโคจรต่ำของโลกเพื่อถ่ายภาพทางดาวเทียมจากหลายๆ ส่วนของโลก

ดาวเทียมสำรวจต้องอยู่ที่วงโคจรต่ำและวงโคจรผ่านขั้วโลกเพื่อที่จะให้ครอบคลุม(เกือบ)ทั่วโลก วงโคจรที่ต่ำจะมีคาบการโคจรประมาณ 100 นาทีและในระหว่างนั้นโลกก็หมุนไป 25° ทำให้เส้นทางของดาวเทียมเทียบกับเส้นทางในวงโคจรรอบที่แล้วรอบก่อนขยับไปทางทิศตะวันตก 25° องศาด้วย และทำให้การติดตามยานอวกาศทางภาคพื้นดินเลื่อนไปทางทิศตะวันตก 25° องศา และดาวเทียมส่วนมากจะอยู่ในวงโคจรสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์

ยานอวกาศที่มีเครื่องมือสำหรับความสูงที่ 36,000 กิโลเมตรอาจใช้วงโคจรค้างฟ้าแทน ซึ่งวงโคจรระดับนี้ทำให้สามารถเห็นโลกได้มากกว่า 1/3 โดยไม่ถูกขัดจังหวะ ทำให้ยานอวกาศในวงโคจรค้างฟ้า 3 ดวงที่อยู่ห่างกัน 120° สามารถครอบคลุมได้เกือบทั้งโลกยกเว้นส่วนขั้วโลก และดาวเทียมสำรวจสภาพอากาศส่วนมากจะใช้วงโคจรนี้

ประวัติ 

Herman Potočnik ศึกษาความคิดในการใช้ยานอวกาศสำหรับการสำรวจภาคพื้นดินอย่างละเอียดทั้งในการทหารและการพลเรือนในหนังสือ The Problem of Space Travel โดยเขาอธิบายว่าสภาพของอวกาศอาจมีประโยชน์ต่อการทดลองทางวิทยาศาสตร์ได้ และหนังสือได้อธิบายดาวเทียมค้างฟ้า (ถูกกล่าวถึงครั้งแรกโดย Konstantin Tsiolkovsky) และอธิบายการสื่อสารระหว่างกันด้วยวิทยุ แต่มิได้คำนึงถึงการใช้ดาวเทียมในการส่งข้อมูลขนาดใหญ่เพื่อเป็นตัวถ่ายทอดข้อมูลโทรคมนาคม

การใช้งาน

สภาพอากาศ 

ดาวเทียมสำรวจสภาพอากาศคือดาวเทียมที่ตรวจสอบลมฟ้าอากาศและภูมิอากาศเป็นหลัก ดาวเทียมเหล่านี้มิได้แค่สังเกตเมฆอย่างเดียว แต่ยังสามารถตรวจสอบไฟฟ้าในเมือง ไฟ มลพิษ ออโรรา พายุฝุ่น การปกคลุมของหิมะ ทำแผนที่น้ำแข็งบนพื้นโลก หาขอบเขตของกระแสน้ำมหาสมุทร การเคลื่อนที่ของพลังงาน ฯลฯ

ภาพจากดาวเทียมสำรวจสภาพอากาศยังช่วยในการสังเกตเถ้าภูเขาไฟจากภูเขาไฟเซนต์เฮเลนส์และการปะทุของภูเขาไฟอื่น ๆ เช่น Mount Etna รวมถึงมีการสังเกตการณ์ควันไฟในสหรัฐอเมริกาตะวันตก เช่น ในรัฐโคโลราโด และรัฐยูทาห์

การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม 

ดาวเทียมด้านสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ สามารถช่วยในการตรวจสอบสภาพแวดล้อมได้โดยการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของพันธุ์พืชบนโลก ปริมาณก๊าซในชั้นบรรยากาศ สถานะของทะเล สีของมหาสมุทร และทุ่งน้ำแข็ง โดยการตรวจสอบความแล้งสามารถทำได้โดยเทียบการเปลี่ยนแปลงของพันธุ์พืชเมื่อเวลาผ่านไปช่วงหนึ่ง เช่น เหตุการณ์น้ำมันรั่วไหลในปีพ.ศ. 2545 ได้ถูกติดตามโดยดาวเทียม ENVISAT ของยุโรป โดยแม้ว่าจะมิใช่ดาวเทียมสำรวจสภาพอากาศ แต่ก็มีเครื่องมือที่สามารถสังเกตความเปลี่ยนแปลงของพื้นทะเลได้ ข้อมูลการปล่อยมลพิษทางมานุษยวิทยาสามารถตรวจสอบได้โดยการประมวลข้อมูล NO2 และ SO2 ในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์

ดาวเทียมเหล่านี้จะอยู่ในวงโคจรสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์เกือบตลอดเวลา โดยวงโคจรสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์จะใกล้กับวงโคจรผ่านขั้วโลกมากพอที่จะสามารถครอบคลุมได้ทั่วโลก พร้อมกับการที่ได้รับแสงอาทิตย์ตลอดเวลาทำให้เครื่องมือบนดาวเทียมสามารถใช้งานได้ด้วยประสิทธิภาพสูงสุด

การทำแผนที่ 
แผนที่ภูมิประเทศสามารถทำจากอวกาศได้โดยใช้ดาวเทียม เช่น Radarsat-1 และ TerraSAR-X

ข้อบังคับระหว่างประเทศ 

ตามข้อกำหนดของสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (ITU) กิจการสำรวจพิภพผ่านดาวเทียม (หรือ: กิจการวิทยุคมนาคมสำรวจพิภพผ่านดาวเทียม) นั้นเป็นไปตามมาตรา 1.51 ของข้อบังคับวิทยุของสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (ITU RR) – ได้ให้คำจำกัดความว่า
กิจการซึ่งรับส่งคลื่นวิทยุระหว่างสถานีภาคพื้นดินและสถานีอวกาศหนึ่งสถานีหรือมากกว่า โดยอาจจะรวมไปถึงการเชื่อมโยงระหว่างสถานีอาวกาศ เพื่อการรับส่งข่าสาร ดังนี้

 ข้อมูลเกี่ยวกับคุณลักษณะของโลกและปรากฎการณ์ทางธรรมชาติของโลก รวมถึงข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับสภาพของสิ่งแวดล้อมที่ได้มาจากเซ็นเซอร์ทั้งแบบพาสซีฟหรือแอคทีฟบนดาวเทียม
 ข้อมูลดังกล่าวผ่านอากาศยานหรือจากภาคพื้นดิน
 ข้อมูลดังกล่าวอาจถูกแจกจ่ายไปยังสถานีภาคพื้นดินด้วยระบบที่เกี่ยวข้อง
 โดยอาจจะรวมไปถึงการพูดคุยสอบถามกันด้วย

กิจการนี้อาจจะรวมไปถึงเครือข่ายเชื่อมโยงระหว่างโลกและอวกาศ ซึ่งมีความจำเป็นต่อการดำเนินกิจการ

การจัดหมวดหมู่
กิจการวิทยุคมนาคมนี้จัดอยู่ในข้อบังคับวิทยุฯ มาตรา 1 ดังนี้

 กิจการประจำที่ผ่านดาวเทียม (Fixed-satellite service) (มาตรา 1.20)
 กิจการประจำที่ผ่านดาวเทียม (Fixed-satellite service) (มาตรา 1.21)
 กิจการติดต่อระหว่างดาวเทียม (Inter-satellite service) (มาตรา 1.22)
 กิจการสำรวจพิภพผ่านดาวเทียม (Earth exploration-satellite service)
 กิจการอุตุนิยมวิทยาผ่านดาวเทียม (Meteorological-satellite service) (มาตรา 1.52)

การจัดสรรคลื่นความถี่
การจัดสรรความถี่วิทยุนั้น ถูกกำหนดตามมาตรา 5 ของข้อบังคับวิทยุของสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (เพิ่มเติมปี พ.ศ. 2555)

ในการปรับปรุงการใช้งานความถี่ร่วมกัน การจัดสรรของกิจการต่าง ๆ ส่วนใหญ่ที่มีการระบุไว้ในเอกสารได้ถูกรวบรวมไว้ในตารางการจัดสรรคลื่นความถี่ และการจัดสรรความถี่ระดับชาติ ซึ่งอยู่ในความรับผิดชอบของหน่วยงานที่กำกับดูแลการใช้ความถี่ของชาตินั้น ๆ โดยอาจจะกำหนดให้เป็นความถี่หลัก ความถีรอง ความถี่พิเศษ และความถี่ที่ใช้ร่วมกัน

 การจัดสรรความถี่หลัก: ระบุด้วยการเขียนตัวพิมพ์ใหญ่ ในประเทศไทยใช้การขีดเส้นใต้ (ดูตัวอย่างด้านล่าง)
 การจัดสรรความที่รอง: ระบุด้วยการเขียนตัวพิมพ์เล็ก ในประเทศไทยใช้การไม่ขีดเส้นใต้
 การจัดสรรเฉพาะหรือใช้งานร่วมกัน: อยู่ในความรับผิดชอบของฝ่ายบริหาร

อย่างไรก็ตาม การใช้งานความถี่ในทางการทหารบนย่านความถี่ที่ใช้งานสำหรับพลเรือน จะเป็นไปตามข้อบังคับวิทยุของสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ

ตัวอย่างการจัดสรรคลื่นความถี่

อ้างอิง

แหล่งข้อมูลอื่น 
 สารบัญสถานีย่อยการสำรวจโลก 
 สถานีควบคุมดาวเทียม TIROS I และ II ภาคพื้นดินที่ดาวเทียมสำรวจโลกดวงแรกได้ส่งรูปภาพแรกมา

 
ดาวเทียมแบ่งตามชนิด