ประวัติ
ตั้งแต่โลกเราได้มีการประดิษฐ์คิดค้นดาวเทียมขึ้นมาใช้งาน ก็ทำให้โลกเกิดสิ่งใหม่ๆ ขึ้นมาอำนวยประโยชน์ให้มนุษย์อย่างมากมาย หลายองค์กรและหลายๆ ประเทศต่างมีการเข้าร่วมกันแลกเปลี่ยนเทคโนโลยี และสร้างสรรค์ผลงานขึ้นมาอำนวยความสะดวกให้แก่มนุษย์ชาติ
ดาวเทียมก่อนปีทศวรรษที่ 60 ดาวเทียมได้ถูกส่งขึ้นไปโคจรรอบโลกครั้งแรกเมื่อปี พ.ศ.2500 ดาวเทียมดังกล่าวมีชื่อว่า "Sputnik" โดยรัสเซียเป็นผู้ส่งขึ้นไปโคจร "Sputnik" ทำหน้าที่ตรวจสอบการแผ่รังสีของชั้นบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟีย ในปี พ.ศ.2501 สหรัฐได้ส่งดาวเทียมขึ้นไปโคจรบ้างมีชื่อว่า "Explorer" ทำให้รัสเซียและสหรัฐเป็น 2 ประเทศผู้นำทางด้านการสำรวจทางอวกาศ และการแข่งขั้นกันระหว่างทั้งคู่ได้เริ่มขึ้นในเวลาต่อมา
Sputnik พ.ศ.2500
Explorer พ.ศ.2501
ดาวเทียมในปีทศวรรษที่ 60 ช่วงทศวรรษนี้เป็นช่วงการเฟื่องฟูของดาวเทียมสำหรับมนุษยชาติ ในเดือนสิงหาคม ค.ศ.1960 สหรัฐได้ส่งดาวเทียม Echo 1 ขึ้นไปทำหน้าที่ในการสะท้อนคลื่นวิทยุสู่โลกได้เป็นผลสำเร็จ ทำให้เชื่อได้ว่าการสื่อสารผ่านดาวเทียมเป็นเรื่องที่สามารถเป็นไปได้ซึ่งก่อนหน้านั้น ในเดือนเมษายนปีเดียวกัน สหรัฐก็ได้ส่งดาวเทียม TIROS 1 ขึ้นไปสู่อวกาศ ดาวเทียม TIROS 1 เป็นดาวเทียมสำรวจสภาพอากาศดวงแรกที่ได้ส่งภาพถ่ายกลุ่มเมฆหมอกกลับมายังโลก จากนั้นกองทัพเรือสหรัฐได้พัฒนาดาวเทียมหาตำแหน่งดวงแรกที่ได้ถูกส่งขึ้นไปโคจรในเดือนเมษายน ปี ค.ศ.1960 และหลังจากนั้นเป็นต้นมาก็ได้พัฒนาดาวเทียมเป็นจำนวนมากกว่า 100 ดวงถูกส่งขึ้นไปโคจรแทนที่กันในแต่ละปี
ดาวเทียมในปีทศวรรษที่70 ช่วงทศวรรษที่ 70 ได้มีการเปลี่ยนแปลงใหม่ๆ เกิดขึ้นในโลกของดาวเทียม อุปกรณ์และเครื่องมือใหม่ๆ ที่มีประสิทธิภาพมากกว่าเดิมได้ถูกนำมาใช้ ชิ้นส่วนอุปกรณ์เหล่านั้นล้วนถูกทำขึ้นมาจากการใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ และเทคโนโลยีในการผลิตอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์ตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบและก่อสร้างดาวเทียม
ดาวเทียมในปีทศวรรษที่ 80 ช่วงทศวรรษที่ 80 ดาวเทียมได้ถูกนำมาใช้ในการช่วยเหลือมนุษย์มากขึ้น ในเดือนพฤศจิกายน ปี พ.ศ.2525 Palapa B-2 ซึ่งเป็นดาวเทียมเพื่อการช่วยเหลือมนุษย์ดวงแรกที่ถูกส่งขึ้นไปโดยบรรทุกไปกับยานอวกาศ Challenger
ดาวเทียมในปีทศวรรษที่ 90 ในช่วงทศวรรษที่ 90 ดาวเทียมถูกใช้งานไปอย่างกว้างขวาง ไม่เว้นแม้แต่งานธรรมดาทั่วไป ยกตัวอย่างเช่น บริษัท TRW Inc. ซึ่งเป็นบริษัทเอกชนธรรมดา ก็ได้มีการวางแผนที่จะสร้างระบบดาวเทียมที่ครอบคลุมเครือข่าย ข่ายการสื่อสารผ่านดาวเทียม ระบบนี้เรียกว่า "Odyssey"ซึ่งได้ถูกใช้ในธุรกิจโทรคมนาคม ดาวเทียมของ TRW จะเน้นให้บริการในเขตพื้นที่สำคัญๆ เหมือนกับว่ามันได้ครอบคลุมโลกทุกส่วนไว้เป็นหนึ่งเดียว ฉะนั้น บริษัทจึงคาดหวังว่าจะสร้างกำไรงามๆ จากธุรกิจดาวเทียมโทรคมนาคม เหล่านี้เป็นวิวัฒนาการที่เกิดขึ้นและถูกพัฒนาไปสู่สิ่งที่ดีกว่าอยู่ตลอดเวลา
ดาวเทียมหลังปีทศวรรษที่ 90 หลังทศวรรษที่ 90 จนถึงศตวรรษที่ 21 ดาวเทียมยังคงถูกพัฒนาประสิทธิภาพ และขีดความสามารถต่อไปอย่างไม่หยุดยั้ง จนก้าวไปสู่ระบบอุตสาหกรรมดาวเทียม
ดาวเทียมคือ วัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นไปโครจรรอบโลก เพื่อวัตถุประสงค์ทางด้านการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การรายงานสภาพอากาศ หรือเพื่อการลาดตระเวนทางทหาร ดาวเทียมเพื่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ จะทำหน้าที่ในการ สังเกตการณ์สภาพของอวกาศ โลก ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวอื่นๆ รวมถึงวัตถุประหลาดต่างๆ ในกาแลคซี่ หรือระบบสุริยจักรวาล ...
ดาวเทียมเป็นเครื่องยนต์กลไกที่ซับซ้อนมาก ส่วนประกอบแต่ละส่วนถูกออกแบบอย่างประณีต และมีราคาแพง ดาวเทียมดวงหนึ่งๆ จะต้องทำงาน โดยไม่มีคนควบคุมโคจรด้วยความเร็วที่สูงพอที่จะหนี จากแรงดึงดูดของโลกได้ ผู้สร้างดาวเทียมจะพยายามออกแบบให้ชิ้นส่วนต่างๆ ทำงานได้อย่างประสิทธิภาพที่สุด และราคาไม่แพงมาก ดาวเทียมมีส่วนประกอบมากมาย แต่ละส่วนจะมีระบบควบคุมการทำงานแยกย่อยกันไป ดาวเทียมจะมีอุปกรณ์เพื่อควบคุมให้ระบบต่างๆ ทำงานร่วมกัน ระบบย่อยๆ แต่ละอย่างต่างก็มีหน้าที่การทำงานเฉพาะ เช่น
1. โครงสร้างดาวเทียม เป็นส่วนประกอบที่สำคัญมาก โครงจะมีน้ำหนักประมาณ 15 - 25% ของน้ำหนักรวม ดังนั้น จึงจำเป็นต้องเลือกวัสดุที่มีน้ำหนักเบา และต้องไม่เกิดการสั่นมากเกินที่กำหนด หากได้รับสัญญาณที่มีความถี่ หรือความสูงของคลื่นมากๆ (amptitude) 2. ระบบเครื่องยนต์ ซึ่งเรียกว่า "aerospike" อาศัยหลักการทำงานคล้ายกับเครื่องอัดอากาศ และปล่อยออกทางปลายท่อ ซึ่งระบบดังกล่าวจะทำงานได้ดีในสภาพสูญญากาศ ซึ่งต้องพิจารณาถึงน้ำหนักบรรทุกของดาวเทียมด้วย
3. ระบบพลังงาน ทำหน้าที่ผลิตพลังงาน และกักเก็บไว้เพื่อแจกจ่ายไปยังระบบไฟฟ้าของดาวเทียม โดยมีแผงรับพลังงาน (Solar Cell) ไว้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์เพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า ให้ดาวเทียม แต่ในบางกรณีอาจใช้พลังงานนิวเคลียร์แทน 4. ระบบควบคุมและบังคับ ประกอบด้วย คอมพิวเตอร์ที่เก็บรวมรวมข้อมูล และประมวลผลคำสั่งต่างๆ ที่ได้รับจากส่วนควบคุมบนโลก โดยมีอุปกรณ์รับส่งสัญญาณ (Radar System) เพื่อใช้ในการติดต่อสื่อสาร 5. ระบบสื่อสารและนำทาง มีอุปกรณ์ตรวจจับความร้อน ซึ่งจะทำงาน โดยแผงวงจรควบคุมอัตโนมัติ 6. อุปกรณ์ควบคุมระดับความสูง เพื่อรักษาระดับความสูงให้สัมพันธ์กันระหว่างพื้นโลก และดวงอาทิตย์ หรือเพื่อรักษาระดับให้ดาวเทียมสามารถโคจรอยู่ได้ 7. เครื่องมือบอกตำแหน่ง เพื่อกำหนดการเคลื่อนที่ นอกจากนี้ยังมีส่วนย่อยๆ อีกบางส่วนที่จะทำงานหลังจาก ได้รับการกระตุ้นบางอย่าง เช่น ทำงานเมื่อได้รับสัญญาณ สะท้อนจากวัตถุบางชนิด หรือทำงานเมื่อได้รับลำแสงรังสี ฯลฯ
ชิ้นส่วนต่างๆ ของดาวเทียมได้ถูกทดสอบอย่างละเอียด ส่วนประกอบต่างๆ ถูกออกแบบสร้าง และทดสอบใช้งานอย่างอิสระ ส่วนต่างๆ ได้ถูกนำมาประกอบเข้าด้วยกัน และทดสอบอย่างละเอียดครั้งภายใต้สภาวะที่เสมือนอยู่ในอวกาศก่อนที่มัน จะถูกปล่อยขึ้นไปโคจร ดาวเทียมจำนวนไม่น้อยที่ต้องนำมาปรับปรุงอีกเล็กน้อย ก่อนที่พวกมันจะสามารถทำงานได้ เพราะว่าหากปล่อยดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรแล้ว เราจะไม่สามารถปรับปรุงอะไรได้ และดาวเทียมต้องทำงานอีกเป็นระยะเวลานาน ดาวเทียมส่วนมากจะถูกนำขึ้นไปพร้อมกันกับจรวด ซึ่งตัวจรวดจะตกลงสู่มหาสมุทรหลังจากที่เชื้อเพลิงหมด
ประวัติความเป็นมา ดาวเทียมสื่อสารเป็นดาวเทียมที่ต้องทำงานอยู่ตลอดเวลา เรียกได้ว่าทำงานตลอด 24 ชม. ไม่มีวันหยุด เพื่อที่จะเชื่อมโยงเครือข่ายการสื่อสารของโลกเข้าไว้ด้วยกัน นับตั้งแต่ NASA ส่งดาวเทียมสื่อสารเข้าสู่วงโคจรไป จนปัจจุบันมีบริษัทเอกชนจำนวนมากที่เข้ามาบุกเบิกธุรกิจ และทำกำไรมหาศาล จากประโยชน์ต่างๆ ที่ได้จากดาวเทียม ดาวเทียมสื่อสารเมื่อถูกส่งเข้าสู่วงโคจร มันก็พร้อมที่จะทำงานได้ทันที มันจุส่งสัญญาณไปยังสถานีภาคพื้นดิน สถานีภาคพื้นดินจะรับสัญญาณโดยใช้อุปกรณ์ ที่เรียกว่า "Transponder" ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่พักสัญญาณ แล้วกระจายสัญญาณไปยังจุดรับสัญญาณต่างๆ บนพื้นโลก ดาวเทียมสื่สารสามารถส่งผ่านสัญญาณโทรศัพท์ ข้อมูลต่างๆ รวมถึงสัญญาณภาพโทรทัศน์ได้ไปยังทุกหนทุกแห่ง
วิธีการทำงาน เนื่องจากดาวเทียมสื่อสารเป็นดาวเทียมที่ต้องทำงานอยู่ตลอดเวลา ไม่มีการหยุด ดาวเทียมสื่อสารจึงถูกออกแบบมาเป็นอย่างดี ให้สามารถใช้งานในอวกาศได้ประมาณ 10 - 15 ปี โดยที่ดาวเทียมต้องสามารถโคจร และรักษาตำแหน่งให้อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องได้ตลอดเวลา ดาวเทียมสื่อสารทำงานโดยอาศัยหลักการส่งผ่านสัญญาณถึงกันระหว่างสถานีภาคพื้นดินและ ดาวเทียม ซึ่งมีการทำงาน ดังนี้ 1. ภาคอวกาศ (Space Segment) ประกอบด้วยตัวดาวเทียม ซึ่งมีส่วนประกอบที่สำคัญ ดังนี้ 1.1 ระบบขับเคลื่อนตัวดาวเทียม (Propulsion Subsystem) โดยจะใช้ก๊าซ หรือพลังงานความร้อนจากไฟฟ้าเพื่อให้เกิดแรงผลักดัน หรือแรงกระตุ้นเพื่อให้เกิดการหมุนและรักษาตำแหน่งของดาวเทียม 1.2 ระบบควบคุมตัวดาวเทียม (Spacecraft Control Subsystem) เพื่อรักษาสมดุลในการทรงตัวของดาวเทียมเพื่อไม่ให้ดาวเทียมหลุดลอย ไปในอวกาศหรือถูกแรงดึงดูดของโลกดึงให้ตกลงมาบนพื้นโลก 1.3 ระบบอุปกรณ์สื่อสาร (Electronic Communication Subsystem) เนื่องจากดาวเทียมสื่อสารส่วนใหญ่จะมีทรานสปอนเดอร์ (Transponder) หรือช่องสัญญาณดาวเทียมทำหน้าที่รับสัญญาณจากสถานีส่งภาคพื้นดินแล้วแปลงความถี่ของสัญญาณดังกล่าวให้เป็นความถี่ขาลง (Downlink Frequency) พร้อมทั้งขยายสัญญาณดังกล่าวเพื่อให้สามารถส่งกลับสู่สถานีภาคพื้นดินได้ 1.4 ระบบพลังงานไฟฟ้า (Electrical Power Subsystem) ดาวเทียมสื่อสารทุกดวงจะมีแผงเซลล์ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์สื่อสาร และภาคควบคุมต่างๆ บนดาวเทียม นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ในตัวเก็บประจุไฟฟ้า (Battery) เพื่อสำรองไว้ใช้งานอีกด้วย 1.5 ระบบสายอากาศ (Antenna Subsystem) จานสายอากาศบนตัวดาวเทียม จะทำหน้าที่รับสัญญาณจากสถานีภาคพื้นดิน โดยใช้จานสายอากาศส่วนใหญ่เป็นแบบ Paraboloid มีการส่ง สัญญาณเป็นชนิดที่มีการกำหนดทิศทาง (Directional Beam) 1.6 ระบบติดตามและควบคุม (TT&C Telemetry Tracking and Command Subsystem) ใช้ติดตามการทำงานของดาวเทียมและควบคุมรักษาตำแหน่งของดาวเทียมให้โคจรอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง เสมอ จากสถานีควบคุมภาคพื้นดิน (Master Earth Station)
2. ภาคพื้นดิน (Ground Segment) : สถานีดาวเทียมภาคพื้นดิน (Satellite Earth Station) ประกอบด้วย 4 ส่วนหลัก ๆ คือ 2.1 อุปกรณ์จานสายอากาศ (Antenna Subsystem) ต้องมีความสามารถในการรวมพลังงานไปในทิศทางที่ตรงกับดาวเทียม และต้องมีความสามารถในการรับสัญญาณจากดาวเทียมได้ 2.2 ภาคอุปกรณ์สัญญาณวิทยุ (Radio Frequency Subsystem) ทำหน้าที่รับส่งสัญญาณความถี่วิทยุที่ใช้งานเป็นหลัก 2.3 ภาคอุปกรณ์แปลงสัญญาณวิทยุ (RF/IF Subsystem) ประกอบด้วย 1) Up Converter Part ทำหน้าที่แปลงย่านความถี่ IF ซึ่งรับจาก Satellite Modem ให้เป็นความถี่ย่านที่ใช้งานกับระบบดาวเทียมต่าง ๆ จากนั้นส่งสัญญาณที่แปลงความถี่แล้วไปให้ภาคขยายสัญญาณย่านความถี่สูง เพื่อส่งสัญญาณไปยังดาวเทียม 2) Down Converter Part ทำหน้าที่แปลงความถี่ของสัญญาณ ที่ได้รับจากดาวเทียมในย่านความถี่ของดาวเทียมไปเป็นความถี่ย่านIF เพื่อส่งต่อให้แก่ภาค Demodulator ของ Satellite Modem 2.4 อุปกรณ์ Modem (Modulator / Demodutator) ทำหน้าที่แปลงข้อมูลที่ต้องการส่งผ่านระบบสื่อสารผ่านดาวเทียมให้อยู่ในรูปของ สัญญาณคลื่นวิทยุที่มีข้อมูลผสมอยู่ให้ได้เป็นข้อมูลที่สามารถนำไปใช้งานต่อไป
ดาวเทียมสื่อสาร
ดาวเทียมสื่อสารโคจรเป็นวงกลมในแนวระนาบกับเส้นศูนย์สูตร หรือที่เรียกว่า "วงโคจรค้างฟ้า (Geostationary Orbit)" ประโยชน์ที่ได้รับ ด้านการติดต่อสื่อสารโทรคมนาคมทางด้านต่างๆ เช่น ทางด้านสัญญาณโทรทัศน์ สัญญาณโทรศัพท์ ข้อมูลคอมพิวเตอร์
ตัวอย่างดาวเทียมสื่อสาร ดาวเทียม Thaicom 1 และ 2 เป็นดาวเทียมสื่อสารชุดแรกของประเทศไทย ถูกส่งขึ้นไปโคจรในปี พ.ศ. 2536 และ 2537 ตามลำดับ เพื่อให้บริการทางด้านการสื่อสารมีรัศมีการให้ บริการครอบคลุมทั่วทั้งประเทศไทย และภูมิภาคใกล้เคียงตัวอย่างดาวเทียมสื่อสาร ดาวเทียม Thaicom 3 เป็นดาวเทียมสื่อสารอีกดวงหนึ่งของประเทศไทย ถูกส่งขึ้นไปโคจรในปี พ.ศ. 2540 เพื่อให้บริการทางด้านการสื่อสาร มีรัศมีการให้บริการครอบคลุมทั่วทั้ง 4 ทวีป
ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาประวัติความเป็นมา ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาเป็นดาวเทียมที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศด้วยภาพถ่ายเรดาร์ (Radar) และภาพถ่ายอินฟาเรด (Infared) โดยมีดาวเทียม Essa 1 เป็นดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาดวงแรก ของโลก ซึ่งถูกส่งขึ้นไปโดยสหรัฐอเมริกาในปี ค.ศ. 1966
วิธีการทำงาน เนื่องจากดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาเป็นดาวเทียมสำรวจประเภทหนึ่งจึงมีอุปกรณ์บนดาวเทียมคล้ายกับดาวเทียมสำรวจทรัพยากร จะแตกต่างก็เพียงหน้าที่ การใช้งาน ดังนั้นดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาจึงมีหลักการทำงานเช่นเดียวกับดาวเทียมสำรวจทรัพยากร กล่าวคือ อุปกรณ์สำรวจอุตุนิยมวิทยาบนดาวเทียมจะส่ง สัญญาณมายังเครื่องรับที่สถานีภาคพื้นดิน ซึ่งที่สถานีภาคพื้นดินนี้จะมีระบบรับสัญญาณแตกต่างกันไปตามดาวเทียมแต่ละดวง
วิถีการโคจร ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาจะมีลักษณะการโคจรทั้งแบบสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์(Sun-Synchronous) ซึ่งเป็นวงโคจรในแนวเหนือ-ใต้ และผ่านแนวละติจูดหนึ่ง ๆ ที่เวลาท้องถิ่นเดียวกัน และแบบโคจรเป็นวงในแนวระนาบกับเส้นศูนย์สูตร หรือที่เรียกว่า "วงโคจรค้างฟ้า (Geostationary Orbit)" ซึ่งวงโคจรจะแตกต่างกันตามพื้นที่ ที่ครอบคลุมการใช้งาน
............
ประโยชน์ที่ได้รับ - ช่วยบรรเทาภัยพิบัติที่เกิดจากสภาพภูมิอากาศ โดยสามารถเตือนให้ทราบถึงพายุต่างๆ - พยากรณ์อากาศ และใช้เป็นข้อมูลในการวิเคราะห์ทางอุตุนิยมวิทยา .- ตรวจอุณหภูมิเมฆ อุณหภูมิผิวหน้าทะเล อุณหภูมิผิวหน้าดิน และดัชนีพืช
ตัวอย่างดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา ดาวเทียม GMS-5 (Geostationary Meteorological Satellite 5) ใช้ระบบ VISSR (Visible and Infrared Spin Scan Radiometer) เพื่อใช้ตรวจ สอบพื้นผิวโลก ในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น คือ 0.55 - 1.05 ไมโครเมตร มีรายละเอียดของภาพ 1.25 กม. ช่วงคลื่นอินฟราเรด 10.5 - 12.5 ไมโครเมตร และช่วงคลื่น 6.2 - 7.6 ไมโครเมตร มีรายละเอียดของภาพ 5 กม. มีระบบ Weathersensor 200 ที่รับข้อมูลโดยตรงจากดาวเทียม GMS-5 ซึ่งโคจรที่ระดับความสูง 35,800 กม. ในวงโคจรค้างฟ้า เหนือเส้นศูนย์สูตร ณ ตำแหน่งลองจิจูด 140 องศาตะวันออก ระบบนี้สามารถแสดงอุณหภูมิ และความหนาแน่นของเมฆหมอกด้วยการใช้ระดับสี ดาวเทียม GMS-5 สำรวจครอบคลุมบริเวณย่านมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันตก และทางเอเชีย โดยเหตุที่สภาพภูมิอากาศในย่านมหาสมุทร และเอเชียมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นระบบนี้จึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับ งานด้านการบิน (Aviation) การศึกษา (Education) และการป้องกันภัยพิบัติ (Disaster prevention) ข้อมูลที่ได้รับสามารถนำมาใช้สำหรับงานวิจัยและการสาธิตต่าง ๆ ระบบ Weathersensor 200 ถูกออกแบบมาเพื่ออำนวยประโยชน์ต่อการรับข้อมูลของสภาพภูมิอากาศ ล่าสุด ณ เวลา และบริเวณที่ต้องการ
ตัวอย่างดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา ดาวเทียม NOAA (National Oceanographic and Atmospheric Administration) โคจรที่ระดับความสูงประมาณ 850 กม. ในวงโคจรแบบ สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ ทำการถ่ายภาพด้วยระบบ AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) ในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น 2 ช่วงคลื่น และช่วงคลื่นความร้อน 2 ช่วงคลื่น ได้แก่ 0.55 - 0.90 ไมโครเมตร, 0.725 - 1.0 ไมโครเมตร, 10.5 - 11.5 ไมโครเมตร และ 3.55 - 3.93 ไมโครเมตร นอกจากนี้ยังได้มีการเพิ่มช่วงคลื่นความร้อนช่วงที่ 3 เพื่อใช้ในการหาค่าอุณหภูมิพื้นผิว มีรายละเอียดของภาพ 1.1 กม. ในแนวดิ่ง ความกว้างของแนวภาพ 2,800 กม. บันทึกข้อมูลวันละ 2 ครั้ง ทั้งกลางวันและกลางคืน นอกจากนี้มีระบบ TOVS (TIROS Operational Vertical Sounder) ใช้ในการคำนวณค่าอุณหภูมิของชั้นบรรยากาศในแนวดิ่ง แยกได้เป็น 3 ระบบย่อย คือ 1. HIRS/2 ( High Resolution Infrared Radiometer ) 2. SSU ( Stratospheric Sounding Unit) 3. MSU ( Microwave Sounding Unit )
ระบบหาตำแหน่งโดยใช้ดาวเทียมประวัติความเป็นมา ระบบหาตำแหน่งโดยใช้ดาวเทียม (Global Positioning Satellite System - GPS) ถูกพัฒนาโดยทหารสำหรับการใช้งานในกระทรวงกลาโหม ของสหรัฐอเมริกา ซึ่งในปัจจุบันได้มีการนำมาใช้งานในเชิงพาณิชย์ ดาวเทียมที่ใช้กับระบบ GPS ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศครั้งแรกในปี พ.ศ. 2506 โดยใช้เป็นระบบนำร่องให้กับเครื่องบิน เมื่อดาวเทียมที่ใช้กับระบบ GPS ขยายตัวมากขึ้น จึงมีพื้นที่การครอบคลุมมากขึ้น และได้มีการนำมาประยุกต์ใช้งานอย่างกว้างขวาง เช่น การนำร่องให้เรือเดินสมุทรพาณิชย์ในบริเวณที่ระบบนำร่องภาคพื้นดิน ไม่สามารถใช้ได้
วิธีการทำงาน ปัจจุบันระบบ GPS (Global Positioning Satellite System) มีหลักการทำงานโดยจะใช้ดาวเทียม 21 ดวง และดาวเทียมสำรองอีก 3 ดวง ในระนาบของการโคจรทั้งหมด 6 ระนาบ ที่ระดับความสูงประมาณ 11,000 ไมล์ สำหรับประสานงานกับดาวเทียม 4 ดวง หรือมากกว่า ที่สามารถติดต่อได้อย่างพร้อม ๆ กันจากบริเวณใดบริเวณหนึ่ง บนผิวโลก หรือเหนือผิวโลกขึ้นไป โดย GPS ประกอบด้วย 3 ส่วน ดังนี้ 1. Space Segment ประกอบด้วยตัวดาวเทียมที่อยู่ห่างจากผิวโลก 11,000 ไมล์ เพื่อไม่ให้สัญญาณจากระบบบนภาคพื้นดินรบกวนได้ 2. Control Segment ประกอบด้วย 3 ส่วน คือ 1) สถานีควบคุมหลัก (Master Control Station) 2) สถานีแจ้งผล (Master Stations) 3) จานสายอากาศภาคพื้นดิน (Ground Antennas) ซึ่งกระจายอยู่ทั่วโลก สถานีแจ้งผลจะใช้เครื่องรับ GPS ในการติดตามดาวเทียมทั้งหมด ที่สามารถติดต่อได้ และรวบรวมข้อมูลระยะทางจากการถ่ายทอดของดาวเทียมเพื่อส่งไปยังสถานีควบคุมหลัก ซึ่งจะคำนวณวงโคจรของดาวเทียมอย่างแม่นยำ ข้อมูลจะถูกจัดเป็นรูปแบบเข้ากับข้อมูลนำร่อง (Navigation Message) ที่ถูกปรับเปลี่ยนไปสำหรับดาวเทียมแต่ละดวง และข้อมูลนี้จะถูกส่งไปยังดาวเทียมแต่ละดวงโดยผ่านจานสายอากาศภาคพื้นดิน 3. User Segment ประกอบด้วย 3 ส่วน คือ 1) เครื่องรับ 2) ส่วนประมวล 3) จานสายอากาศ
ซึ่งจะทำให้ผู้ปฏิบัติงานที่อยู่บนพื้นดิน ในทะเล หรือในอากาศ สามารถที่รับสัญญาณจากกลุ่มดาวเทียมสำหรับระบบ GPS และคำนวณตำแหน่ง ความเร็ว และเวลาได้อย่างแม่นยำ GPS ทำงานด้วยเครือข่ายของดาวเทียมอย่างน้อยที่สุด 3 หรือ 4 ดวง ดาวเทียม 3 ดวง ถูกใช้ในการหาค่าละติจูดและลองจิจูด สำหรับดาวเทียมดวงที่ 4 นั้น จะช่วยในการหาค่าของระดับความสูง (Altitude) นอกจากนี้ยังใช้นาฬิกาเชิงอะตอม (Atomic Clock) เพื่อใช้อ้างอิงเวลาที่เที่ยงตรงแน่นอน GPS ใช้หลักการของ Satellite Triangulation หาตำแหน่งบนโลก โดยการวัดระยะทางจากกลุ่มดาวเทียม ซึ่งจะหาระยะทางจากดาวเทียมโดยการคำนวณหาเวลาที่สัญญาณวิทยุเดินทางจากดาวเทียมมายังวัตถุที่ต้องการวัดระย ะและทำการหาระยะทางจากเวลาดังกล่าว
วิถีการโคจร กลุ่มดาวเทียมบอกตำแหน่ง(GPS)จะโคจรแบบสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ (Sun-Synchronous) เป็นวงโคจรในแนวเหนือ-ใต้ และผ่านแนวละติจูดหนึ่ง ๆ ที่เวลาท้องถิ่นเดียวกันประโยชน์ที่ได้รับ - ใช้งานในระบบทางทหาร - ให้ข่าวสารของการนำร่องสำหรับเรือ หรือเครื่องบิน - ให้ข่าวสารเกี่ยวกับตำแหน่ง และเวลาของวัตถุต่างๆบนพื้นโลก
ตัวอย่างดาวเทียมบอกต่ำแหน่ง ระบบแสดงตำแหน่งของ Navstar จะใช้ดาวเทียมส่งขึ้นไปโคจรเพื่อบอกตำแหน่งที่ระดับความสูง 10,899 ไมล์ จากพื้นโลก ทำมุมเอียง 55 องศา ซึ่งในระบบดาวเทียมบอกตำแหน่งจะประกอบไปด้วยดาวเทียมทั้งหมด 21 ดวง ในการใช้งาน และ 3 ดวง เป็นดาวเทียมสำรองระบบ ซึ่งระบบดาวเทียมบอกตำแหน่งนี้ได้รับการสนับสนุนจากกระทรวงกลาโหมของสหรัฐอเมริกา สัญญาณจะให้บริการแก่ภาครัฐบาลและภาคเอกชนที่สนใจจะนำไปใช้ประโยชน์โดยไม่ต้องเสียค่าบริการใด ๆ
ดาวเทียมอื่นๆๆ
เราสามารถนำดาวเทียมไปใช้กับงานได้หลากหลายสาขา งานทางด้านสำรวจทางทะเลก็เป็นอีกสาขาหนึ่งที่ดาวเทียมได้เข้าไปมีบทบาท ในปี พ.ศ. 2521 ดาวเทียมสำรวจทางทะเลดวงแรก ได้ถูกส่งขึ้นไปสู่วงโคจร ได้แก่ ดาวเทียม Seasat แม้ว่าจะไม่ได้มีบทบาทอะไรมากนัก แต่ก็เป็นการบุกเบิกให้เกิดการสำรวจทางทะเลให้กว้างขวางต่อไป ดาวเทียมที่มีบทบาทสำรวจสำหรับงานสำรวจทางทะเล ได้แก่ ดาวเทียม Robinson 34 ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ทางทะเล และนักชีววิทยาทางทะเลสามารถตรวจจับความ เคลื่อนไหวของทุกสรรพสิ่งในท้องทะเลได้ ก็ด้วยการใช้งานจากดาวเทียมนั่นเอง โดยนำข้อมูลที่ได้จากดาวเทียมสำรวจทางทะเลมาตรวจวิเคราะห์สภาพแวดล้อม ลักษณะสิ่งมีชีวิต ความแปรปรวนของคลื่นลมและกระแสน้ำ จนกระทั่งได้รายงานสรุปสภาพทางทะเลที่สมบูรณ์
ดาวเทียมเพื่อการสำรวจอวกาศเป็นเทคโนโลยีที่ยังใหม่มาก โดยดาวเทียมประเภทนี้จะถูกนำขึ้นไปสู่วงโคจรที่สูงกว่าดาวเทียมประเภทอื่น ๆ ลึกเข้าไปในอวกาศ ดังนั้นดาวเทียมสำรวจอวกาศจึงให้ภาพที่ไร้สิ่งกีดขวางใด ๆ ไม่มีชั้นบรรยากาศของโลกมากั้น ดาวเทียมสำรวจอวกาศบางดวงก็จะนำอุปกรณ์ตรวจจับ และบันทึกคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า บางดวงก็จะมีหน้าที่ตรวจจับและบันทึกรังสีอัลตร้าไวโอเล็ต ดาวเทียมสำรวจอวกาศนี้เริ่มมีวิวัฒนาการขึ้นมาในปี พ.ศ. 2543 เมื่อนาย Lyman Spitzer ได้ค้นพบว่าชั้นบรรยากาศของโลกเป็นตัวการกรองรังสีอัลต้าไวโอเล็ต เนื่องจากรังสีอัลตร้าไวโอเล็ตนั้นส่องผ่านจากในอวกาศที่ลึกเข้าไปนั่นเอง อีกทั้งการค้นพบว่าในลำแสงอัลต้าไวโอเล็ตประกอบไปด้วยแถบแสงทั้งหมด 7 สี ด้วยกัน และการค้นพบรังสีเอ็กซ์ (X-ray) ซึ่งต่างก็มีที่มาจากดวงอาทิตย์และดวงดาวต่าง ๆ ในระบบสุริยจักรวาล
ดาวเทียมที่น่าสนใจอีกประเภทหนึ่งก็คือ ดาวเทียมเพื่อการจารกรรมหรือสอดแนม ซึ่งแบ่งออกเป็น 4 ชนิดใหญ่ ๆ ด้วยกัน แต่ที่นิยมมากที่สุดคือประเภทที่ใช้เพื่อการลาด ตระเวน โดยมีการติดกล้องเพื่อใช้ในการถ่ายภาพพิเศษ สามารถสืบหาตำแหน่งและรายละเอียดเฉพาะพื้นที่ที่ต้องการได้ ดาวเทียมจะมีอุปกรณ์ตรวจจับ คลื่นวัตถุด้วยเรด้าร์และ แสงอินฟราเรด ซึ่งสามารถตรวจจับได้ทั้งในที่มืด หรือที่ที่ถูกพรางตาไว้ ดาวเทียม COSMOS เป็นดาวเทียมสอดแนมที่รู้จักกันดีของรัสเซีย และดาวเทียม Big Bird เป็นดาวเทียม สอดแนมของสหรัฐอเมริกา นอกจากนั้นยังมีดาวเทียมสอดแนมทางทะเลเพื่อใช้ในค้นหาเรือรบ เรือเรือดำน้ำ ความสามารถในการตรวจจับหัวรบนิวเคลียร์ หรือวัตถุที่ฝังตัว อยู่ใต้ทะเลลึก ดาวเทียม Elint ถูกใช้เพื่อการประโยชน์ของทางกองทัพในการป้องกันประเทศจากการลอบจู่โจม ดาวเทียม Elint เป็นดาวเทียมสอดแนมที่มีลักษณะพื้นฐานในการ ตรวจจับคลื่นสัญญาณวิทยุ และแผนที่แสดงตำแหน่งที่ตั้งฐานทัพของประเทศต่าง ๆ ซึ่งเป็นดาวเทียมที่มีประโยชน์มากต่องานของกองทัพ เพราะประเทศไม่สามารถต่อสู้ได้โดยที่ ไม่มีข้อมูลทางการทหารของประเทศอื่นเลย