• ภาษาไทย
  • English

ดาวเทียม (Satellites)

ดาวเทียม (Satellites)

ดาวเทียม (Satellites) หมายถึง วัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นเลียนแบบดาวบริวารของดาวเคราะห์ เพื่อให้โคจรรอบโลกหรือรอบเทห์ฟากฟ้าอื่น มีอุปกรณ์สำหรับเก็บรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับอวกาศ และถ่ายทอดข้อมูลนั้นมายังโลก วัตถุลักษณะดังกล่าวที่โคจรรอบโลกใช้เป็นอุปกรณ์โทรคมนาคมด้วย เช่น ถ่ายทอดคลื่นวิทยุ และโทรทัศน์ข้ามทวีป เป็นต้น

ประเภทดาวเทียม (Types of satellites)

แบ่งประเภทของดาวเทียมตามลักษณะการใช้ประโยชน์ ได้ดังนี้

ดาวเทียมดาราศาสตร์ (Astronomical satellites) เป็นดาวเทียมสำรวจดวงดาวต่างๆ ที่อยู่ห่างไกลโลก สำรวจกาแล็กซี (Galaxy) รวมทั้งสำรวจวัตถุต่างๆ ที่อยู่ในอวกาศ เช่น ดาวเทียม MAGELLAN สำรวจดาวศุกร์ดาวเทียม GALILEO สำรวจดาวพฤหัส เป็นต้น

ดาวเทียมสื่อสาร (Communications satellites) เป็นดาวเทียมประจำที่ในอวกาศ เพื่อการสื่อสารโดยใช้คลื่นวิทยุในความถี่ไมโครเวฟ ส่วนใหญ่เป็นดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า ได้แก่ ดาวเทียม INTELSAT ดาวเทียม IRIDIUM และดาวเทียมไทยคม เป็นต้น

ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรโลก (Earth observation satellites) เป็นดาวเทียมที่ถูกออกแบบ เฉพาะเพื่อการสำรวจ ติดตามทรัพยากรและสิ่งแวดล้อมต่างๆ ของโลก รวมทั้งการทำแผนที่ต่างๆ ได้แก่ ดาวเทียมLANDSAT RADARSAT ALOS และ THEOS เป็นต้น

ดาวเทียมนำร่อง (Navigation satellites) เป็นดาวเทียมนำร่องที่ใช้คลื่นวิทยุและรหัสจากดาวเทียมไปยังเครื่องรับสัญญาณบนพื้นผิวโลก สามารถหาตำแหน่งบนพื้นโลกที่ถูกต้องได้ทุกแห่ง และตลอดเวลา ได้แก่ดาวเทียม NAVSTAR GLONASS และ GALILEO เป็นต้น

ดาวเทียมจารกรรม (Reconnaissance satellites) เป็นดาวเทียมสำรวจความละเอียดสูง หรือดาวเทียมสื่อสารที่ใช้เพื่อกิจการทางการทหาร การจารกรรม หรือการเตือนภัยจากการโจมตีทางอากาศ ได้แก่ ดาวเทียม KEYHOLE และ LACROSSE เป็นต้น

ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา (Meteorological satellites) เป็นดาวเทียมสำรวจเพื่อภารกิจการพยากรณ์อากาศของโลก ได้แก่ ดาวเทียม NOAA GMS และ GOES เป็นต้น

 

วงโคจรของดาวเทียม (Satellite orbit) ดาวเทียมเคลื่อนที่เป็นวงรอบโลก เรียกว่า “วงโคจร” สามารถแบ่ง 2 ประเภทได้ ดังนี้

1. วงโคจรแบบสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ (Sun-synchronous orbit) เป็นวงโคจรในแนวเหนือ-ใต้ และผ่านแนวละติจูดหนึ่งๆ ที่เวลาท้องถิ่นเดียวกันซึ่งส่วนใหญ่เป็นวงโคจรสำหรับดาวเทียมสำรวจทรัพยากร โดยแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ

– วงโคจรผ่านขั้วโลก (Polar orbit) เป็นวงโคจรที่มีรูปลักษณะเป็นวงกลมโดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางในแนวขั้วโลก โคจรที่ระดับความสูง 500-1,000 กิโลเมตร จากพื้นโลก เป็นวงโคจรระดับต่ำ เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 28,000 กิโลเมตร/ชั่วโมง โดยใช้เวลาในการโคจรเพียง 90 นาที/รอบ อาจกล่าวได้ว่าเป็นวงโคจรลักษณะเดียวที่สามารถให้พื้นที่การบริการครอบคลุมได้ทั่วโลก

– วงโคจรเอียง (Inclined orbit) เป็นวงโคจรที่มีรูปลักษณะเป็นทั้งวงกลมและวงรี เป็นวงโคจรที่มีอยู่จำนวนมากแตกต่างกันไปตามความเอียง (Incline) หรือมุมที่ทำกับระนาบศูนย์สูตร และความรีของวงโคจรว่ามากน้อยเพียงใด โคจรที่ระดับความสูง 5,000-13,000 กิโลเมตร จากพื้นโลกสามารถให้พื้นที่บริการบริเวณละติจูดสูงหรือต่ำมากๆ ได้ หรืออาจครอบคลุมพื้นที่ขั้วโลกได้ด้วย

1(123)

     ภาพวงโคจรแบบสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์

 

2. วงโคจรระนาบศูนย์สูตร (Equatorial orbit) เป็นวงโคจรในแนวระนาบ มีลักษณะการโคจรเป็นรูปวงกลม โคจรในแนวระนาบกับเส้นศูนย์สูตร ถ้าโคจรที่ระดับความสูง 36,000 กิโลเมตรจากพื้นโลก จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วที่โลกหมุนรอบตัวเอง คือ ใช้เวลาในการโคจร 24 ชั่วโมง/รอบ ซึ่งเสมือนว่าตำแหน่งของดาวเทียมคงที่ตลอดเวลา เรียกว่า “วงโคจรค้างฟ้า (Geo-stationary orbit)” และเรียกดาวเทียมที่โคจรในวงโคจรนี้ว่า “ดาวเทียมค้างฟ้า (Geo-stationary satellite)” ส่วนใหญ่เป็นดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาและดาวเทียมสื่อสาร เช่น ดาวเทียมไทยคม

ภาพวงโคจรค้างฟ้า

ภาพวงโคจรค้างฟ้า

ภาพวงโคจรและตำแหน่งดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา

ภาพวงโคจรและตำแหน่งดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา

วิวัฒนาการของดาวเทียมสำรวจทรัพยากร

ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรมีวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วและต่อเนื่องมาโดยตลอด นับตั้งแต่ยุคแรก เมื่อองค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐอเมริกา หรือองค์การนาซา (NASA) ได้ส่งดาวเทียมสำรวจทรัพยากรพิภพดวงแรกของโลกชื่อ ERTS 1 (Earth Resources Technology Satellite) ขึ้นโคจรรอบโลกเป็นผลสำเร็จ เมื่อวันที่ 23 กรกฎาคม พ.ศ. 2515 (ต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็น LANDSAT 1) พัฒนาการของดาวเทียมสำรวจทรัพยากร สามารถแบ่งเป็นช่วง ได้ดังนี้

ช่วงทดลองและวิจัยพัฒนา (Research and development) เริ่มตั้งแต่ ปี พ.ศ. 2515-2528 เป็นช่วงการทดลองใช้ข้อมูลจากดาวเทียมรุ่นแรกๆ แล้วพัฒนาข้อมูลจากดาวเทียมให้มีคุณภาพและความละเอียดภาพดีขึ้นสามารถนำไปใช้ประโยชน์อย่างมีประสิทธิภาพ ดาวเทียมในช่วงแรกๆได้แก่ ดาวเทียม LANDSAT 1-3 LANDSAT 4-5 และดาวเทียม SEASAT ซึ่งมีความละเอียดภาพ 80 30 และ 30 เมตร ตามลำดับ

ช่วงความร่วมมือระหว่างประเทศและปฏิบัติการ (Operation and international cooperation) เริ่มตั้งแต่ ปี พ.ศ. 2529-2539 เป็นช่วงเวลาของการปฏิบัติงานนำข้อมูลจากดาวเทียมสำรวจทรัพยากรไปใช้ประโยชน์ในกิจกรรมด้านต่างๆ อย่างได้ผลและมีประสิทธิภาพ รวมทั้งมีความร่วมมือของนานาประเทศ ในการประสานงานการใช้ประโยชน์ การถ่ายทอดเทคโนโลยี ทั้งความร่วมมือระดับภูมิภาคและระดับโลก ดาวเทียมในช่วงนี้ได้ถูกพัฒนาขีดความสามารถให้ความละเอียดคมชัดมากขึ้น ในการศึกษาวัตถุที่มีขนาดต่ำกว่า 10 เมตรลงมา รวมทั้งระบบที่สามารถบันทึกภาพทะลุทะลวงเมฆและหมอก เช่น ระบบเรดาร์ ดาวเทียมในช่วงนี้ได้แก่ ดาวเทียม SPOT 1-4 ดาวเทียม MOS 1-2 ดาวเทียม JERS-1 ดาวเทียม IRS 1C ดาวเทียม ERS 1 ดาวเทียม RADARSAT และดาวเทียม ADEOS 1

ช่วงข่าวสารและเทคโนโลยี (Technology and information) เริ่มตั้งแต่ ปี พ.ศ. 2540-ปัจจุบัน ช่วงนี้เป็นช่วงของข่าวสารที่ไร้พรมแดนและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอวกาศ ภายหลังจากการสิ้นสุดของสงครามเย็นของประเทศมหาอำนาจ ได้นำเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าสูงสุดมาเผยแพร่ให้พลเรือนใช้ รวมทั้งให้มีการแข่งขันอย่างเสรีในเชิงพาณิชย์มากขึ้น ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรได้ถูกพัฒนาให้มีความละเอียดคมชัดมากยิ่งขึ้น ได้แก่ ดาวเทียม SPOT 5 ความละเอียดภาพ 2.5 เมตร ดาวเทียม IKONOS ความละเอียดภาพ 1 เมตร และดาวเทียม QuickBird ความละเอียดภาพ 61 เซนติเมตร นอกจากนี้ยังสามารถรับสัญญาณจากดาวเทียมได้ทันทีหรือเกือบเป็นเวลาเดียวกันกับที่ดาวเทียมส่งสัญญาณ ทำให้ผู้ใช้มีการตื่นตัวเป็นอย่างมาก การได้ข้อมูลจากดาวเทียมหลายๆ ดวง ทำให้มีข้อมูลที่หลากหลายและทันสมัยต่อเหตุการณ์ สามารถใช้ในการติดตามสภาพสิ่งแวดล้อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดาวเทียมดวงอื่นๆ ที่ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรในช่วงนี้ ได้แก่ ดาวเทียม IRS 1D ของประเทศอินเดีย ดาวเทียม LANDSAT 7 ของประเทศสหรัฐอเมริกาดาวเทียม TERRA ของประเทศสหรัฐอเมริการ่วมกับประเทศญี่ปุ่น ดาวเทียม RADARSAT ของประเทศแคนาดา ดาวเทียม ENVISAT ของกลุ่มประเทศประชาคมยุโรป และดาวเทียม ADEOS 2 และ ALOS ของประเทศญี่ปุ่น