ดาวเทียมและการทำงานของดาวเทียม

ดาวเทียมและการทำงานของดาวเทียม

ภาพ https://www.nasa.gov

ดาวเทียม คืออะไร

                คำว่าดาวเทียม (Satellite) นั้นจริงๆแล้วคือ ดวงจันทร์, ดาวเคราะห์ หรือเครื่องจักรที่โคจรรอบดาวเคราะห์หรือดาวดวงต่างๆ เช่น โลกก็ถือเป็นดาวเทียมดวงหนึ่งเพราะว่าโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ ในทำนองเดียวกันดวงจันทร์ก็ถือเป็นดาวเทียมดวงหนึ่ง เพราะดวงจันทร์นั้นโคจรรอบโลก แต่โดยทั่วไปแล้วคำว่า “ดาวเทียม” จะเป็นการกล่าวถึงเครื่องจักรที่ถูกส่งจากโลกขึ้นไปลอยอยู่ในอวกาศและเคลื่อนที่รอบโลก หรือโคจรรอบสิ่งใดสิ่งหนึ่งที่อยู่ในอวกาศ

                โลกหรือดวงจันทร์นั้นเป็นตัวอย่างของดาวเทียมที่เกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติ แต่ดาวเทียมที่มนุษย์สร้างขึ้นหลายต่อหลายดวงที่โคจรรอบโลกนั้นจะใช้ประโยชน์ที่แตกต่างกันออกไป เช่น ดาวเทียมที่ใช้ในการพยากรณ์อากาศจะถ่ายรูปสภาพบรรยากาศมุมต่างๆของโลก เพื่อพยากรณ์อากาศหรือการเกิดพายุเฮอร์ริเคนที่อาจจะเกิดขึ้น ดาวเทียมบางดวงที่ใช้สำหรับสำรวจอวกาศก็จะถ่ายภาพของดาวดวงอื่นๆ เช่น ดวงอาทิตย์, หลุมดำ, สสารมืดหรือกาแลคซีอื่นที่อยู่ห่างไกลออกไป ซึ่งภาพเหล่านั้นจะเป็นอีกตัวช่วยหนึ่งสำหรับงานด้านวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการศึกษาระบบสุริยะและจักรวาล

                นอกจากนี้ยังมีดาวเทียมอื่นๆที่ใช้จุดประสงค์หลักเพื่อการสื่อสาร เช่น การถ่ายทอดสดภาพสัญญาณโทรทัศน์หรือการส่งสัญญาณโทรศัพท์ และยังมีกลุ่มของดาวเทียมที่มากกว่า 20 ดวง ที่ใช้สำหรับระบบระบุตำแหน่งบนพื้นโลก (GPS) ซึ่งถ้าหากมีอุปกรณ์รับสัญญาณจีพีเอสก็สามารถที่จะรับรู้ตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ที่ชัดเจนได้

ดาวเทียมมีความสำคัญอย่างไร

                ด้วยการบันทึกภาพในมุมมองที่กว้างกว่าหรือที่เรียกกันว่า Bird’s-eye view ของดาวเทียมนั้น จะทำให้สามารถบันทึกภาพถ่ายของโลกได้เพียงแค่ครั้งเดียว ซึ่งการบันทึกภาพจากมุมที่กว้างกว่าจะทำให้ดาวเทียมสามารถที่จะรวบรวมข้อมูลได้มากกว่าและเร็วกว่าเครื่องมือต่างๆที่ใช้เก็บภาพจากบนพื้นโลก

ดาวเทียมนั้นสามารถที่จะบันทึกภาพถ่ายในอวกาศได้ดีกว่ากล้องโทรทรรศน์ที่ติดตั้งอยู่บนพื้นโลก เนื่องจากว่าดาวเทียมนั้นลอยอยู่เหนือเมฆ ฝุ่นละออก และสสารต่างๆในชั้นบรรยากาศ ซึ่งสิ่งเหล่านี้เป็นตัวขัดขวางการจับภาพของกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้บันทึกภาพจากพื้นผิวโลก

ก่อนจะมีดาวเทียมนั้นการส่งสัญญาณโทรทัศน์ยังไม่สามารถกระจายไปได้ไกลนัก การส่งสัญญาณโทรทัศน์นั้นจะได้แค่การส่งสัญญาณเป็นลักษณะเส้นตรงในแนวราบเท่านั้น แต่หลังจากมีดาวเทียมก็ทำให้การส่งสัญญาณโทรทัศน์นั้นทำได้สะดวกและรวดเร็วกว่าเดิม เพราะการส่งสัญญาณสามารถที่จะกระจายไปในอากาศได้เลยแทนที่การส่งสัญญาณแบบเดิมที่เป็นเส้นตรง ที่ไม่สามารถส่งได้ครอบคลุมถึงลักษณะที่ส่วนโค้งของโลก หรือบางครั้งการส่งสัญญาณในลักษณะนี้อาจถูกภูเขาหรือตึกมาปิดบังสัญญาณที่ส่งมา การใช้โทรศัพท์ในการติดต่อสื่อสารสำหรับระยะไกลก็เป็นอีกปัญหาหนึ่ง เพราะการติดตั้งสายโทรศัพท์สำหรับระยะไกลหรือใต้น้ำนั้นเป็นเรื่องที่ยากและมีค่าใช้จ่ายสูง

แต่ด้วยการใช้งานผ่านดาวเทียมจะทำให้การส่งสัญญาณโทรทัศน์หรือสัญญาณโทรศัพท์นั้นเป็นเรื่องง่ายขึ้น เพียงส่งสัญญาณไปยังดาวเทียม และแทบจะทันทีจากนั้นดาวเทียมก็จะส่งสัญญาณกลับมาไปยังตำแหน่งต่างๆบนพื้นโลก

ส่วนประกอบหลักของดาวเทียม

                ดาวเทียมนั้นมีรูปร่างและขนาดที่หลากหลาย แต่โดยทั่วไปแล้วดาวเทียมจะประกอบไปด้วย 2 ส่วนหลักๆ คือ ส่วนที่เป็นเสาสำหรับรับสัญญาณ และส่วนของแหล่งพลังงาน ซึ่งเสารับสัญญาณนั้นจะใช้สำหรับรับ-ส่ง ข้อมูลไปและกลับจากโลก ส่วนแหล่งพลังงานนั้นจะเป็นแผ่นโซล่า (Solar cells) หรือว่าแบตเตอรี่ โดยแผ่นโซล่านั้นจะให้พลังงานโดยการแปลงพลังงานจากแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า

แทบจะทุกดาวเทียมนั้นจะมีการติดตั้งกล้องถ่ายรูปและเซ็นเซอร์ต่างๆเพื่อจุดหมายทางวิทยาศาสตร์เข้าไปด้วย บางครั้งดาวเทียมจะทำงานเป็นเครื่องมือสำหรับเก็บข้อมูลทางพื้นดิน น้ำ หรืออากาศ แต่ก็มีอีกหน้าที่หนึ่งคือเพื่อเก็บและรวบรวมข้อมูลจากต่างๆจากระบบสุริยะและจักรวาลด้วย

ดาวเทียมนั้นโคจรรอบโลกได้อย่างไร

                ดาวเทียมเกือบจะทุกดวงจะขึ้นสู่อวกาศโดยใช้จรวดในการลำเลียงขึ้น และการที่ดาวเทียมนั้นจะโคจรรอบโลกได้จะมาจากการที่ความเร็วในการเคลื่อนที่พอดีกับแรงดึงดูดของโลก ซึ่งถ้าแรง 2 สิ่งนี้ไม่พอดีต่อกันจะทำให้ดาวเทียมลอยในทิศทางเป็นเส้นตรงไปเรื่อยๆในอวกาศหรือตกลงมาสู่พื้นโลก วงโคจรของดาวเทียมนั้นจะต่างออกไปในแต่ละระดับความสูง ซึ่งความเร็วของการเคลื่อนที่ของดาวเทียมก็จะแตกต่างกันออกไปด้วยในแต่ระดับความสูง โดยรูปแบบการโคจรของดาวเทียมนั้นโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็น 2 รูปแบบหลักๆ คือ การเคลื่อนไปพร้อมกับความเร็วในการหมุนรอบตัวเองของโลก และดาวเทียมที่โคจรตามแนวขั้วโลก

ดาวเทียมที่มีการเคลื่อนที่ไปพร้อมกับความเร็วในการหมุนรอบตัวเองของโลก จะเป็นการเคลื่อนที่จากทิศตะวันตกไปยังทิศตะวันออกของดาวเทียมที่ลอยอยู่เหนือเส้นศูนย์สูตรของโลก ดาวเทียมเหล่านี้จะเคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วที่เท่ากันและทิศทางเดียวกันกับที่โลกหมุนรอบตัวเอง ซึ่งการเคลื่อนที่ของดาวเทียมในรูปแบบนี้จะเสมือนว่าดาวเทียมนั้นอยู่ค้างฟ้าในตำแหน่งเดิมตลอดเวลา

ดาวเทียมที่โคจรในแนวเหนือ-ใต้ จากขั้วโลกเหนือไปยังขั้วโลกใต้ โดยเมื่อโลกหมุนไปดาวเทียมที่โคจรในลักษณะนี้สามารถที่จะสแกนลักษณะของโลกได้ทีละครึ่งซีก

เหตุใดดาวเทียมแต่ละดวงที่โคจรอยู่รอบโลกนั้นจึงไม่ชนกัน

                จริงๆแล้วดาวเทียมแต่ละดวงมีโอกาสที่จะชนกันได้ ซึ่งองค์กรนาซ่า (NASA) องค์กรอื่นๆในสหรัฐและนานาชาติจะทำการติดตามการเคลื่อนที่ของดาวเทียมแต่ละดวงที่อยู่ในอวกาศ อย่างไรก็ตามโอกาสในการเกิดการชนกันของดาวเทียมนั้นเป็นเรื่องที่เกิดขึ้นได้ยากเมื่อดาวเทียมนั้นเคลื่อนที่เข้าสู่วงโคจรและเริ่มต้นใช้งานแล้ว เพราะตำแหน่งการโคจรของดาวเทียมแต่ละดวงนั้นจะออกแบบไม่ให้ตรงกับดาวเทียมดวงอื่นอยู่แล้ว แต่วงโคจรของดาวเทียมนั้นก็สามารถที่จะเปลี่ยนแปลงได้ตามระยะเวลา ยิ่งใช้งานนานโอกาสในการคลาดเคลื่อนยิ่งสูงขึ้น และโอกาสที่จะชนกันของดาวเทียมแต่ละดวงนั้นก็จะเพิ่มขึ้นตามจำนวนดาวเทียมที่โคจรอยู่ในอวกาศ

ข้อมูล: https://www.nasa.gov/

GPS
 45517
ผู้เข้าชม

gps

สร้างเว็บไซต์สำเร็จรูปฟรี ร้านค้าออนไลน์