ความหมายของดาวเทียม

ความหมายของดาวเทียม ดาวเทียม (Satellit) หมายถึง ห้องทดลองที่นักวิทยาศาสตร์บรรจุอุปกรณ์ต่าง ๆเอาไว้ แล้วส่งขึ้นไปโคจรรอบโลกเพื่อประโยชน์ในด้านต่างๆ มีขนาดและรูปร่างต่างกันแล้วแต่ความมุ่งหมายของโครงการแต่ละโครงการ ดาวเทียมมีระยะเวลาโคจรรอบโลกแตกต่างกันขึ้นอยู่กับขนาดและระยะห่างของวงโคจร

ดาวเทียมสื่อสาร (Communications Satellites) ตั้งแต่ พ.ศ. 2500 เป็นต้นมา ได้มีการส่งดาวเทียมสื่อสารขึ้นสู่อวกาศแล้วมากกว่า 3 พันดวง องค์ การนาซาแห่งสหรัฐอเมริกาได้ส่งดาวเทียมดวงแรกชื่อ AT & T Telstar 1 ขึ้นสู่อวกาศเพื่อทดสอบสัญญาณโทรศัพท์ในวันที่ 10 มิถุนายน พ.ศ. 2505 ในปัจจุบันดาวเทียมสื่อสารเป็นดาวเทียมที่มีลักษณะดาวเทียมค้างฟ้าจะส่งสัญญาณเสียง ตัวอักษรโทรศัพท์ รวมถึงการแพร่กระจายสัญญาณโทรทัศน์โดยตรงสู่บ้านเรือนประชาชน

ผู้ริเริ่มให้แนวคิดการสื่อสารดาวเทียม คือ “อาเบอร์ ซี คาร์ล” (ARTHUR C. CLARKE) นักเขียนวนนิยาย และสารคดีวิทยาศาสตร์ผู้มีชื่อเสียงในปลายคริสต์ศตวรรษที่ 20 เขาได้สร้างสรรค์จินตนาการของการสื่อสาร ดาวเทียมให้เราได้รับรู้ ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1945

โดยเขียนบทความเรื่อง “EXTRATERRESTRIAL RELAYS” ใน นิตยสาร “WIRELESS WORLD” ฉบับเดือนตุลาคม ปี ค.ศ. 1945 ซึ่งบทความนั้นได้กล่าวถึงการเชื่อมระบบ สัญญาณวิทยุจากมุมโลกหนึ่งไปยังอีกมุมโลกหนึ่ง ให้สามารถติดต่อสื่อสารกันได้ตลอด 24 ชั่วโมง โดยใช้สถานี ถ่ายทอดวิทยุที่ลอยอยู่ในอวกาศเหนือพื้นโลกขึ้นไปประมาณ 35,786 กิโลเมตร จำนวน 3 สถานี

ระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียม ดาวเทียมที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันนี้มีอยู่ด้วยกัน 2 ชนิด จำแนกตามแนวโคจรที่มันโคจรอยู่ดังนี้ 1) ดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรทั่วไปมีวงโคจรเป็นรูปวงรีมีระนาบไม่แน่นอน ตำแหน่งของตัวดาวเทียม เมื่อเทียบกับโลกก็ไม่แน่นอน มักใช้งานในการสำรวจสภาพภูมิอากาศ ภูมิประเทศ แหล่งทรัพยากรธรณี และงานจารกรรมทางทหาร

2) ดาวเทียมค้างฟ้า (GEOSTATIONARY SATELLITE) เป็นดาวเทียมที่อยู่กับที่เมื่อเทียบกับโลกมี วงโคจรอยู่ในระนาบเดียวกับเส้นศูนย์สูตร อยู่สูงจากผิวโลกประมาณ 35,786 กม. วงโคจรพิเศษนี้อาจเรียกว่า “วงโคจรค้างฟ้า” หรือ “วงโคจรคลาร์ก” เพื่อเป็นเกียรติแก่นาย Arthur C. Clarke ผู้ค้นพบวงโคจรนี้ วงโคจรของดาวเทียม

ประเภทของดาวเทียม ดาวเทียมเพื่อสื่อสารมีมากมายหลายประเภท สามารถแบ่งประเภทการใช้งานได้ 11 ประเภทดังนี้ 1. ดาวเทียมเพื่อการสื่อสารระหว่างจุดต่อจุด เช่น ดาวเทียมปาลาปา, ดาวเทียมไทยคม2. ดาวเทียมเพื่อการสื่อสารระหว่างดาวเทียม เช่น ดาวเทียม TDRS 3. ดาวเทียมเพื่อการสื่อสารเคลื่อนที่บนบก ในน้ำ และในอากาศ เช่น ดาวเทียมอินมาร์แซท

4. ดาวเทียมเพื่อการสื่อสารวิทยุกระจายเสียง และวิทยุโทรทัศน์ เช่น ดาวเทียม ASTRA5. ดาวเทียมเพื่อการสำรวจโลก สำรวจทรัพยากรธรรมชาติ เช่น ดาวเทียม LANDSAT 6. ดาวเทียมเพื่อการสำรวจอวกาศ เช่น ดาวเทียม METEOR, ดาวเทียม EXPLORER 7. ดาวเทียมเพื่อการพยากรณ์อากาศ เช่น ดาวเทียม GMS, ดาวเทียม NOVA 6-9

8. ดาวเทียมเพื่อการปฏิบัติในห้วงอวกาศ เช่น ดาวเทียม SPAS, ดาวเทียม SKYLAB 9. ดาวเทียมเพื่อกิจการวิทยุสมัครเล่น เช่น ดาวเทียม JAS-1 หรือ ดาวเทียม FUJI10. ดาวเทียมเพื่อการกำหนดตำแหน่ง เช่น ดาวเทียม NAVSTAR 11. ดาวเทียมเพื่อการนำร่องเรือ และอากาศยาน เช่น ดาวเทียม TRANSIT, ดาวเทียม COSMOS

ดาวเทียมที่ใช้ในการสื่อสารจะมีอุปกรณ์การรับ-ส่งคลื่นวิทยุ ภายในตัวดาวเทียม และอาศัยดาวเทียม ทำหน้าที่ถ่ายทอดทวนสัญญาณ (REPEATER) ไปยังสถานีภาคพื้นดินที่ทำการส่ง-สัญญาณและรับสัญญาณ การส่งสัญญาณความถี่คลื่นไมโครเวฟจากสถานีภาคพื้นดินที่ส่งสัญญาณขาขึ้น เราเรียกว่า “การเชื่อมโยง ขาขึ้น” (Up-link)

ซึ่งจานรับสัญญาณบนตัวดาวเทียมจะรับคลื่นสัญญาณข้อมูลภาพ, เสียง, คอมพิวเตอร์ไว้แล้ว นำไปขยายให้มีความแรงของสัญญาณมากขึ้น แล้วจึงส่งลงมายังสถานีภาคพื้นดินที่ต้องการ

ซึ่งการส่งสัญญาณ จากดาวเทียมลงมายังสถานีภาคพื้นดินเราเรียกว่า “การเชื่อมโยงขาลง” (Down-link) โดยความถี่คลื่นไมโครเวฟขาขึ้นจะแตกต่างกับความถี่ขาลงซึ่งเป็นไปตามหลักของระบบการถ่ายทอดความถี่ และหลีกเลี่ยงการรบกวน ของสัญญาณ โดยความถี่ขาขึ้นจะสูงกว่าความถี่ขาลงจากดาวเทียมเสมอ ซึ่งการส่งจะยากกว่าการรับสัญญาณ คือ ช่องสัญญาณรับส่งบนดาวเทียม ซึ่งจะรับ สัญญาณจากสถานีภาคพื้นดินแล้ว ขยายสัญญาณให้แรงขึ้น

และส่งกลับมายังสถานีรับบนพื้นโลก โดยใช้ความถี่ขาขึ้น (UP-link) และความถี่ขาลง (DOWN-link) แตกต่างกันในหนึ่งช่องของสัญญาณภาพจะมีความกว้างของช่องคลื่น(BANDWIDTH) 40 MHz ต่อ 1 ทรานสปอน-เดอร์ ทรานสปอนเดอร์ของดาวเทียมจะมี 2 แนวคือ “V (VERTICAL)” และ “H (HORIZONTAL)

การทำงานของจานรับสัญญาณการทำงานของจานรับสัญญาณ สัญญาณดาวเทียมอยู่ห่างจากพื้นผิวโลกประมาณ 36800 KM. การใช้ สายอากาศแบบยากิธรรมดา ไปรับสัญญาณไม่สามารถจะรับได้ เพราะสัญญาณอ่อนมาก

การตรวจหาไฟป่า เทคโนโลยีการตรวจหาไฟจากระยะไกลโดยใช้อุปกรณ์การตรวจที่ติดตั้งอยู่บนดาวเทียม (Spaceborne remote sensing technology) เริ่มเข้ามามีบทบาทในการตรวจหาไฟเป็นอย่างมาก ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ทั้งนี้เนื่องจากสามารถตรวจการณ์พื้นที่ได้อย่างกว้างขวางทั่วประเทศ ทั่วภูมิภาค และทั่วโลก ได้พร้อมกันอย่างรวดเร็ว

ปัจจุบันในการจัดส่งดาวเทียมให้ขึ้นไปอยู่ในวงโคจรนั้นมีอยู่ 2 แบบใหญ่ ๆ คือ 1. การใช้จรวด(Expendable Launch Vehicles หรือ ELV ) 2. การใช้ยานขนส่งอวกาศ( Space Shuttle หรือ STS ซึ่งย่อมาจาก Space Transportation System) โดยที่ระบบการส่งโดยใช้ Space Shuttle นั้น ปัจจุบันเป็นระบบหลักที่รัฐบาลสหรัฐอเมริกาเลือกใช้ และทำการขยาย ELV ที่ไม่ได้ใช้แล้วให้แก่ภาคเอกชน

ประโยชน์และความก้าวหน้าของการสำรวจอวกาศประโยชน์และความก้าวหน้าของการสำรวจอวกาศ 1. ยุคอวกาศเริ่มต้นในปี พ.ศ. 2500 เมื่อมีการส่งดาวเทียมสปุตนิก 1 เป็นดาวเทียมดวงแรกของโลก ขึ้นไปโคจรโดยประเทศสหภาพโซเวียต ได้ส่งข้อมูลความหนาแน่น และอุณหภูมิบรรยากาศกลับมายังโลก 2. ดาวเทียมที่ขึ้นไปโคจรรอบโลกมีมากมาย แบ่งชนิดออกเป็นดาวเทียมสื่อสารดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา

3. นอกจากดาวเทียมและยานอวกาศแล้ว มนุษย์ยังได้ส่งสถานีอวกาศพร้อมนักบินอวกาศไปโคจรรอบโลก เพื่อทดลองปฏิบัติการที่ไม่อาจทำได้บนโลก เช่น การผลิตสารบริสุทธิ์เพื่อใช้ในการผลิตยาการผสมสาร ที่มีสมบัติพิเศษและความหนาแน่นต่างกัน 4. การส่งดาวเทียม ยานอวกาศ และสถานีอวกาศ ต้องใช้จ่ายสูงมาก ในระยะหลังจึงมีการพัฒนา ยานขนส่งอวกาศที่ขึ้นสู่อวกาศแล้วกลับมายังโลกได้อีกเรียกว่า ยานขนส่งอวกาศหรือกระสวยอวกาศ (Space Shuttle)

สรุปเกี่ยวกับประโยชน์ในด้านต่าง ๆ ที่ประเทศไทยได้รับจากการสำรวจอวกาศได้ ประเทศไทยใช้ประโยชน์โดยตรงจากดาวเทียม อุตุนิยมวิทยา ดาวเทียมสื่อสารและดาวเทียมสำรวจทรัพยากรธรรมชาติ ดาวเทียมทุกดวงจะมีเครื่องส่งวิทยุ ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรธรรมชาติจะติดตั้งกล้องถ่ายภาพ ส่งสัญญาณวิทยุโทรภาพมายังพื้นโลก ซึ่งมีสถานีรับภาคพื้นดินโดยเฉพาะ ซึ่งจะได้ข้อมูลเป็นตัวเลขภาพถ่าย

ประโยชที่ประเทศไทยได้รับจากดาวเทียมประโยชที่ประเทศไทยได้รับจากดาวเทียม 1. ด้านป่าไม้ หาพื้นที่ป่า สำรวจต้นน้ำ ทำแผนที่ป่าไม้ ตรวจสอบพื้นที่ป่าสัมปทาน 2. ด้านการใช้ที่ดิน วิเคราะห์การเปลี่ยนสภาพที่ดิน การขยายแหล่งชุมชน ทำแผนที่ที่ดิน 3. ด้านการเกษตร สำรวจพื้นที่ปลูกพืชเศรษฐกิจ ประเมินผลผลิตพืชเศรษฐกิจ 4. ด้านอุทกวิทยา สำรวจแหล่งน้ำบนดิน งานจัดสรรน้ำ ชลประทาน คุณภาพน้ำ 5. ด้านธรณีวิทยา ทำแผนที่ธรณีโครงสร้างประเทศไทย หาแหล่งน้ำใต้ดินและแหล่งทรัพยากร 6. ด้านสมุทรศษสตร์และประมง ศึกษาพื้นที่เพาะเลี้ยงชายฝั่ง หาทิศทางกระแสน้ำ 7. ด้านสิ่งแวดล้อม ใช้ภาพถ่ายดาวเทียมวางแผนจัดการสิ่งแวดล้อม 8. ด้านการทำแผนที่ ทำแผนที่รายละเอียดเกี่ยวกับการพัฒนาแหล่งทรัพยากร

ความหมายของดาวเทียม