หลักการส่งดาวเทียม
การส่งดาวเทียมออกนอกโลก อาศัยกฎเกณฑ์ธรรมชาติที่มนุษย์ได้ศึกษาจนพบความจริง เช่น กฎของนิวตัน เช่น กฎเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ (Law of motion) และกฎแห่งความโน้มถ่วง (Low of gravitational)
การที่จะส่งดาวเทียมขึ้นไปได้จะต้องมีความเร็วที่พอเหมาะ คือ ความเร็ว 5 ไมล์ต่อวินาที หรือ 18,000 ไมล์ต่อชั่วโมง วัตถุก็จะเคลื่อนที่เป็นวงกลม และวัตถุจะไม่มีโอกาสตกถึงพื้นดินอีกเลย และจะเคลื่อนที่อยู่ในความสูงประมาณ 200-300 กิโลเมตร หรือ 124-186 ไมล์ จากพื้นผิวโลก ถ้าวัตถุเริ่มเคลื่อนที่มีความเร็วมากกว่า 5 ไมล์ต่อวินาที จะได้วงโคจรแบบวงรีซึ่งใช้สำหรับส่งยานอวกาศไปสำรวจดวงจันทร์ ถ้าหากมีความเร็วต้นเพิ่มขึ้นถึง 7ไมล์ต่อวินาทีจะได้วงโคจรที่เรียกว่า พาราโบลา ถ้ามีความเร็วมากกว่า 7 ไมล์ต่อวินาที วงโคจรจะเป็นแบบ ไฮเพอร์โบลา ความเร็ว 7 ไมล์ต่อวินาทีที่ทำให้วัตถุหลุดออกไปจากโลก เรียกว่า ความเร็วหลุดพ้น (Escape velocity)
ดาวเทียมโคจรรอบโลกได้เพราะมีแรง 2 แรงที่สมดุลกันพอดี คือ ในขณะที่ดาวเทียมเคลื่อนที่เป็นทางโค้ง จะมีแรงสู่ศูนย์กลาง (Centripetal force) และ แรงหนีศูนย์กลาง (Centrifugal force) เกิดขึ้น
1. แรงสู่ศูนย์กลาง เป็นแรงดึงดูดที่เกิดขึ้นระหว่างโลกกับดาวเทียมตามกฎแห่งความโน้มถ่วงของกฎนิวตัน ที่กล่าวไว้ว่า “แรงดึงดูดระหว่างวัตถุที่มีมวลสาร 2 ชิ้นจะเป็นปฏิภาคโดยตรงกับผลคูณของมวลทั้งสอง และเป็นปฏิภาคกลับกับกำลังสองของระยะทางระหว่างวัตถุทั้งสอง”
2. แรงหนีศูนย์กลาง เกิดจากวัตถุเคลื่อนที่เป็นทางโค้งหรือเป็นวงกลม ถ้าหากดาวเทียมโคจรอยู่ห่างจากโลกมากๆความเร็วของดาวเทียมก็จะลดลงด้วย ความเร็วที่ต้องการเพื่อให้ดาวเทียมขึ้นไปโคจรตามระยะห่างที่ต้องการนั้นเรียกว่าความเร็วตามวงทางโคจร (Orbital velocity)
ดาวเทียมที่โคจรอยู่ห่างจากโลกมากเท่าไรก็จะเสียเวลาในการโคจรรอบโลกมากขึ้น เพราะความเร็วของดาวเทียมลดลง และระยะทางในการโคจรเพิ่มมากขึ้น
1.จรวดที่ใช้ดันขึ้นจะต้องนำเอาดาวเทียมไปถึงความสูงที่ต้องการ ถ้าจะส่งดาวเทียมให้มีวงทางโคจรเกือบจะเป็นวงกลม จรวดจะต้องนอนราบขนานกับพื้นโลกถ้าจะให้วงทางโคจรเป็นรูปวงรีมากๆ จรวดจะต้องตั้งฉากกับผิวโลก
2. ความเร็วของดาวเทียมในขณะที่ถูกปล่อยออกจากจรวดท่อนสุดท้ายต้องพอเหมาะกับระดับความสูงนั้น ความเร็วของดาวเทียมจะต้องถูกต้องตามที่ต้องการพอดีหากมากหรือน้อยไปเพียง 2-3 ฟุตวิถีโคจรก็จะเปลี่ยนไป
วิถีโคจรแบบต่างๆของดาวเทียม
1. วิถีโคจรแบบวงกลม ใช้ส่งดาวเทียมขึ้นไปโคจรรอบโลกในระยะที่ไม่ห่างออกไปมากนัก แต่จะให้วิถีโคจรเป็นรูปวงกลมจริงๆนั้นทำได้ยาก เพราะ โลกไม่ได้เป็นทรงกลมเลยทีเดียว ตรงขั้วเหนือและใต้จะแบนและป่องตรงเส้นศูนย์สูตร
2. วิถีโคจรแบบวงรี ใช้สำหรับส่งดาวเทียมขึ้นไปโคจรในระยะสูง ซึ่งวิถีโคจรนี้นักคณิตศาสตร์และดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน ชื่อ โจฮันส์ เคปเลอร์ ได้ค้นพบกฎซึ่งควบคุมการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ เรียกว่า กฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์เคปเลอร์ (Kepler’s Laws of Planetary Motion)
การส่งดาวเทียมที่โคจรเป็นรูปวงรีนั้นจะมีตำแหน่งที่ดาวเทียมเข้าใกล้โลกมากที่สุดเรียกว่า เพอริจี (Perigee) และมีตำแหน่งที่ดาวเทียมอยู่ห่างจากโลกมากที่สุดเรียกว่า อะโพจี (Apogee) ทำให้การเคลื่อนที่ตามทางวงโคจรเปลี่ยนแปลงไป
วิถีโคจรแบบวงรีนี้ใช้เมื่อนักวิทยาศาสตร์ต้องการเรียนรุ้สิ่งต่างๆที่อยู่ห่างออกไปมากๆ เช่น วิถีโคจรของยานอวกาศเอ๊กซ์ปลอเรอร์ที่ 6 (Explorer VI) ซึ่งถูกส่งขึ้นไปวัดการแผ่รังสีความร้อนของดวงอาทิตย์ (Radiation) ในอวกาศ มีตำแหน่งเพอริจีห่างจากโลก 156ไมล์ ส่วนตำแหน่งอะโพจี ห่างออกไปจากโลก 26,300 ไมล์ ความเร็วของยานอวกาศขณะที่เข้าใกล้ตำแหน่งเพอริจีคือ 23,031 ไมล์ต่อชั่วโมงแต่เมื่อเข้าใกล้ตำแหน่งอะโพจีความเร็วจะเหลือเพียง 3,126 ไมล์ต่อชั่วโมง
3. วิถีโคจรที่เข้าจังหวะกับโลกหรือวิถีโคจรที่อยู่กับที่ (Synchronus หรือ Stationary Orbit) ซึ่งดาวเทียมจะอยู่ห่างจากโลก 22,300 ไมล์ ดาวเทียมจะต้องใช้เวลา 24ชั่วโมงเพื่อเดินทางรอบโลก ซึ่งเท่ากับเวลาที่โลกหมุนรอบตัวเอง 1 รอบ ซึ่งวิถีโคจรแบบนี้ใช้กับดาวเทียมซินคอม (Syncom) ซึ่งเป็นดาวเทียมที่บรรจุเครื่องมือสื่อสาร ในการส่งขึ้นไปจะใช้จรวดเดลต้ายิงดาวเทียมให้อยู่ในวิถีโคจรรูปวงรีก่อน ตำแหน่งเพอริจีอยู่ห่างจากโลก 100 ไมล์ และตำแหน่งอะโพจีอยู่ห่างจากโลก 22,300 ไมล์ ขณะนั้นดาวเทียมมีความเร็วเพียง 3,275 ไมล์ต่อชั่วโมงหลังจากนั้นมอเตอร์เล็กๆซึ่งใช้เชื้อเพลิงแข็งจะเริ่มต้นทำงานเพิ่มความเร็วของดาวเทียมขึ้นเป็น 6,870 ไมล์ต่อชั่วโมง ดาวเทียมซินคอมก็จะมีวิถีโคจรใหม่ตามต้องการ การผลักดันครั้งสุดท้ายเรียกว่าอะโพจีคิค(Apogee Kick)
4. วิถีโคจรข้ามขั้วโลก (Polar Orbit) วิถีโคจรแบบนี้ดาวเทียมจะถูกส่งไปทางทิศเหนือหรือใต้ ทำให้วิถีโคจรของดาวเทียมข้ามทั้งขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ ซึ่งจะสามารถมองเห็นโลกทั้งโลกได้ภายในเวลา 1 วัน
ดาวเทียมประเภทต่างๆ
1.ดาวเทียมสื่อสาร ทำหน้าที่ถ่ายทอดข่าวสารรอบโลกระหว่างพื้นที่ที่อยู่ห่างไกลมากจนเชื่อมโยงถึงกันด้วยสายเคเบิลธรรมดาได้ลำบาก ดาวเทียมสื่อสารทำหน้าที่คล้ายกับหอสูงส่งสัญญาณออกอากาศลงมาจากอวกาศ หรือเป็นสถานีถ่ายทอดอัตโนมัติที่ส่งสัญญาณลงมายังรอยเท้าของตน
ดาวเทียมสื่อสารส่วนใหญ่จะโคจรในวงโคจรที่อยู่นิ่งเทียบกับโลก ทำให้ดาวเทียมอยู่เหนือจุดคงที่บนโลกเสมอ ดาวเทียมสื่อสารสามารถนำสัญญาณจากเหตุการณ์ทั่วโลกมาสู่ผู้ชมได้สดๆ เช่นภาพการแข่งขันกีฬาซีเกมส์ เป็นต้น หรืออาจเชื่อมโยงระบบโทรศัพท์ของเทศต่างๆ ได้โดยตรงและประหยัดค่าใช้จ่าย ธุรกิจกิจการเงินส่วนมักจะใช้บริการที่รวดเร็วของดาวเทียมในรูปของการส่งข้อมูลคอมพิวเตอร์ หรือส่งภาพของเอกสารดาวเทียมสื่อสารมายังอาจใช้ในการกระจายการศึกษาไปยังพื้นที่ห่างไกล เช่นประเทศอินโดนีเซียเป็นประเทศที่ประกอบไปด้วยเกาะมากมาย ติดต่อถึงกันลำบาก แต่ได้ใช้ดาวเทียมปาลาปาในการสอนนักเรียนตามเกาะต่างๆด้วยครูเพียงคนเดียวที่ศูนย์กลางเป็นต้น
โทรศัพท์ทางไกล
สัญญาณโทรศัพท์ข้ามทวีป จะใช้เวลาหลายวินาทีในการเดินทางผ่านดาวเทียม ซึ่งผู้ใช้โทรศัพท์อาจสังเกตได้ จะแบ่งเป็นขั้นตอนดังนี้
1.เสียงพูดจะเปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งจะเดินทางไปในสายเคเบิลที่ชุมสายใกล้บ้าน และชุมสายกลาง และไปสุดทางที่สถานีภาคพื้นดิน โดยอาจผ่านสายเคเบิลหรือคลื่นวิทยุ
2.สถานีภาคพื้นดินทำการประมวลสัญญาณ และยิงเป็นคลื่นวิทยุไปยังดาวเทียม
3.ดาวเทียมส่งสัญญาณกลับลงมายังสถานีรับภาคพื้นดิน สัญญาณจะเดินทางผ่านชุมสายไปยังโทรศัพท์ปลายทาง โดยตามเส้นทางที่ผ่านไปนั้น สัญญาณจะได้รับการขยายและการประมวลหลายครั้ง
อินเทลแซท
อินเทลแซทคือองค์การของประเทศกลุ่มหนึ่ง ที่ร่วมกันเป็นเจ้าของดาวเทียมสื่อสารชุดหนึ่งในวงโคจรที่อยู่นิ่งเทียบกับโลก ดาวเทียมชุดนี้จะติดต่อกับสถานีภาคพื้นดินเฉพาะที่อยู่ในกลุ่มประเทศสมาชิก
ระบบดาวเทียมสื่อสารอีกระบบหนึ่งคือ ระบบดาวเทียมมอลนิยาของรัสเซีย ซึ่งอยู่ในวงโคจรคลาดศูนย์ยาวรี ดาวเทียมมอลนิยาหลายดวงจะอยู่ในตำแหน่งที่พอเหมาะในวงโคจรเดียวกัน เมื่อดาวเทียมดวงหนึ่งโคจรลับขอบฟ้าไป ดาวเทียมอีกดวงหนึ่งจะโคจรขึ้นมาจากขอบฟ้าทิศตรงกันข้ามพอดี ทำให้สื่อสารกันได้ตลอดเวลา จานสายอวกาศภาคพื้นดินของระบบนี้จะต้องหันตามดาวเทียมอย่างอัตโนมัติ
ดาวเทียมสื่อสารภายในประเทศ
ตามปกติเราจะใช้ดาวเทียมในการรับส่งสัญญาณโทรทัศน์ข้ามประเทศ แล้วจึงส่งออกอากาศโดยเสาอากาศโทรทัศน์บ้านธรรมดาไปตามบ้าน แต่ขณะนี้ประเทศที่มีพื้นที่กว้างใหญ่จะมีดาวเทียมของตนเองเพื่อส่งรายการไปยังสถานีภาคพื้นดินในพื้นที่ที่ห่างไกลภายในประเทศ แล้วจึงส่งสัญญาณต่อไปทางเสาอากาศธรรมดา หรือทางสายเคเบิลไปตามบ้านต่างๆ หรืออาจใช้วิธีส่งรายการโดยตรงจากดาวเทียมไปยังจานรับสัญญาณตามบ้านก็ได้
ดาวเทียมออกอากาศตรง
จานสายอากาศขนาดเล็กบนตึกหรือในสวน อาจรับสัญญาณจากดาวเทียมสื่อสารได้โดยตรง ถ้าจานนั้นอยู่ภายในรอยเท้าของดาวเทียม จัดเป็นการรับสัญญาณออกอากาศโดยตรงจากดาวเทียม ทำให้ผู้ชมโทรทัศน์ที่มีอุปกรณ์ครบเครื่องสามารถรับโทรทัศน์ได้มากช่องขึ้น ทั้งนี้จานสายอากาศจะต้องหันชี้ไปยังตำแหน่งที่ถูกต้องเหนือเส้นศูนย์สูตรของโลก
ในบางประเทศประชาชนอาจติดตั้งระบบรับสัญญาณจากดาวเทียมได้อย่างอิสระ แต่ในบางประเทศประชาชนจะต้องมีใบอนุญาตถึงจะติดตั้งสถานีภาคพื้นดินได้ อย่างไรก็ตามในอนาคตทุกประเทศคงเปิดเสรีมากขึ้น เพราะว่าระบบดาวเทียมจะแพร่หลายไปทั่วโลกโดยผ่านทางดาวเทียมออกอากาศตรง ที่ส่งสัญญาณด้วยกำลังสูง ทำให้สามารถใช้จานรับสัญญาณขนาดเล็กได้ ในปัจจุบันจะเห็นว่าจานรับสัญญาณดาวเทียมบนหลังคาบ้านต่างๆ เป็นภาพปกติที่เห็นได้ทั่วไปในหลายประเทศ
2. ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา (Weather Satellites) เป็นดาวเทียมที่ทำหน้าที่ตรวจความแปรปรวนของลมฟ้าอากาศเพื่อการพยากรณ์อากาศ เช่น ดาวเทียมGSM-3ของประเทศญี่ปุ่นอยู่สูงจากพื้นโลก 35,800 กิโลเมตรดาวเทียม NOAA-8 และดาวเทียม NOAA-9 ของอเมริกา ซึ่งอยู่สูงจากพื้นโลก 840-960 กิโลเมตร ดาวเทียมแวนการ์ดอหมายเลข 2 ดาวเทียมชุดไทรอส (ไทรอสหมายเลข 1-8)
3. ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรธรรมชาติ เป็นดาวเทียมที่ใช้เป็นสถานีเคลื่อนที่สำรวจดูพื้นผิวโลกและการเปลี่ยนแปลงต่างๆที่เกิดขึ้นบนโลก เช่น ดาวเทียมแลนต์แซต ดาวเทียมสปอต ดาวเทียมมอส-1
แนฟสตาร์
สหรัฐกำลังสร้างและทดสอบระบบจีพีเอส (GPS = Global Positioning System) เพื่อใช้เป็นระบบนำร่องทั่วโลก ระบบนี้ใช้ดาวเทียมแนฟสตาร์ 18 ดวง ซึ่งกระจายอยู่ในวงโคจรรูปวงกลม 6 วง วงละ 3 ดวง วงโคจรทุกวงจะอยู่สูง 20,000 กม. จากพื้นโลก ซึ่งสูงพอที่จะรอดพ้นจากการทำลายของชาติศัตรู ระบบนี้สามารถจะใช้นำทางแก่กองทัพ หรือขีปนาวุธ ให้ไปถึงที่หมายได้ โดยที่ข้าศึกมิอาจส่งสัญญาณรบกวนอย่างเป็นผลได้
ดาวเทียมแนฟสตาร์ เป็นดาวเทียมขนาดใหญ่ที่มีความซับซ้อนมากประกอบด้วยชิ้นส่วนถึงกว่า 33,000 ชิ้น แนฟสตาร์แต่ละดวงจะมีนาฬิกาอะตอม 4 เรือน ซึ่งมีความผิดพลาดเพียง 1 วินาทีในเวลา 36,000 ปี ดาวเทียมจะส่งสัญญาณแจ้งตำแหน่งของตนและเวลาลงมายังโลกตลอดเวลา ผู้ที่อยู่บนโลกจะต้องมีอุปกรณ์ที่สามารถรับสัญญาณจากแนฟสตาร์ครั้งละ 4 ดวงพร้อมกัน จึงจะสามารถคำนวณหาตำแหน่งของยานพาหนะได้ ผลการคำนวณจะมีความผิดพลาดเพียง 15 ม. สำหรับเครื่องบิน เราก็อาจคำนวณได้ทั้งตำแหน่งในแนวราบและแนวสูง ส่วนความเร็วของยานพาหนะจะสามารถคำนวณหาได้โดยมีความผิดพลาดเพียง 0.1 ม./วินาที
5. ดาวเทียมวิทยาศาสตร์ ดาวเทียมวิทยาศาสตร์มีหน้าที่สำรวจโลก หรือระบบสุริยะ หรือสำรวจอวกาศในห้วงลึกมากออกไป ดาวเทียมประเภทนี้เป็นสถานสังเกตการณ์เหนือชั้นบรรยากาศซึ่งเต็มไปด้วยเมฆและฝุ่นที่จะบดบังสังเกตการณ์จากพื้นโลก และทำให้กล้องโทรทรรศน์บนโลกไม่อาจเห็นวัตถุในอวกาศได้ชัดเจน นอกจากนี้ชั้นบรรยากาศยังบดบังแสงจากวัตถุท้องฟ้าทำให้ปรากฏมืดมิดลงจนเห็นได้ยาก ดังนั้นดาวเทียมซึ่งขึ้นไปอยู่เหนือชั้นบรรยากาศ จึงสามารถเห็นภาพได้ชัดเจนขึ้นและส่งภาพนั้นลงมาให้เราดูได้
ดาวและกาแลกซี่ส่งรังสีออกมาหลายชนิด โดยเฉพาะเหตุการณ์รุนแรงต่างๆ เช่น การระเบิดของดาวจะส่งรังสีหลากหลายมาก อย่างไรก็ตาม ชั้นบรรยากาศของโลกจะกั้นรังสีส่วนใหญ่ไม่ให้ตกถึงพื้นดิน รังสีเหล่านี้จึงต้องตรวจจับและวัดโดยเครื่องมือดาวเทียม หรือสถานีอวกาศ
การศึกษาดวงอาทิตย์
ดวงอาทิตย์คือดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกที่สุด นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาดวงอาทิตย์จึงอาจล่วงรู้ไปถึงดาวฤกษ์อื่นๆโดยทั่วไปได้ นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ยังได้ศึกษาอิทธิพลของดวงอาทิตย์ที่มีต่อสิ่งแวดล้มในโลกเช่น การระเบิดของก๊าซหรือที่เรียกว่าก๊าซลุกจ้าบนดวงอาทิตย์ จะมีผลต่อภูมิอากาศและการสื่อสารทางวิทยุบนโลก ดาวเทียมวิทยาศาสตร์และนักบินบนสถานีอวกาศจึงต้องทำการวัดและบันทึกปรากฏการณ์ทุกชนิดบนดวงอาทิตย์
อวกาศใกล้โลก
ดาวเทียมในยุคแรกได้เคยวัดอนุภาคฝุ่นนอกโลก เพื่อทดสอบอันตรายที่จะเกิดต่อยานอวกาศหรือมนุษย์ ปรากฏว่าฝุ่นไม่เป็นอันตรายแต่อย่างใด ในปัจจุบันดาวเทียมหันมาวัดโซนในชั้นบรรยากาศของโลก โอโซนนี้เป็นก๊าซออกซิเจนชนิดหนึ่งมีหน้าที่ป้องกันโลกจากรังสีเหนือม่วงที่มีอันตรายจากดวงอาทิตย์ จากข้อมูลของดาวเทียมแสดงว่าชั้นโอโซนกำลังถูกทำลายด้วยมลพิษของมนุษย์
ลมสุริยะ
ดวงอาทิตย์พ่นลำอนุภาคออกสู่อวกาศอย่างสม่ำเสมอ อนุภาคเหล่านี้เรียกว่าลมสุริยะ เมื่ออนุภาคเดินทางมาถึงโลกจะถูกสนามแม่เหล็กโลกกักไว้ กลายเป็นแถบรังสีคาดไปรอบโลกเรียกว่าแถบรังสีแวนแอลเลน ซึ่งเป็นสิ่งหนึ่งที่ค้นพบโดยดาวเทียม
กล้องโทรทัศน์อวกาศ
กล้องโทรทัศน์อวกาศถูกส่งขึ้นไปกับยานขนส่งอวกาศใน พ.ศ. 2533 เมื่อยานขนส่งขึ้นไปได้ระดับแล้วแขนกลได้ยกกล้องออกจากห้องบรรทุกสัมภาระหลังจากนั้นแผงเซลล์แสงอาทิตย์ 2 แผงได้เปิดกางออกโดยอัตโนมัติ กล้องโทรทัศน์อวกาศเป็นดาวเทียมที่โคจรรอบโลกโดยอยู่สูงจากพื้นดิน 500 กม. นักบินอวกาศจากยานขนส่งอวกาศหรือสถานีอวกาศ อาจสามารถซ่อมกล้องนี้ได้กลางอวกาศ การซ่อมครั้งแรกคงจะเป็นการปรับโฟกัสของกระจกเงาให้ชัดเจนขึ้น
กล้องโทรทรรศน์อวกาศไม่ใช่กล้องที่ใหญ่ที่สุด กล้องที่ใหญ่กว่ามีอยู่บนพื้นโลก แต่กล้องโทร?ศน์อวกาศสามารถเห็นวัตถุได้ไกลถึง 7 เท่าหรือเห็นวัตถุที่มีแสงสว่างน้อยกว่า 50 เท่าของที่เห็นจากกล้องที่ใหญ่ที่สุดบนโลก
การค้นพบในอวกาศ
สังเกตการณ์จากอวกาศ จะทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเรียนรู้ถึงวิวัฒนาการของจักรวาล รังสีที่มาถึงดาวเทียมอาจจะผ่านการเดินทางมายาวนานมาก และบางทีก็มาจากเหตุการณ์ผิดปกติ เช่น การระเบิดของดาวที่เกิดขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีมาแล้วเมื่อจักรวาลยังเยาว์วัยอยู่
ดาวเทียมได้ตรวจพบรังสีเอกซ์จากอวกาศ ซึ่งอาจมาจากหลุมดำ หลุมดำคือวัตถุที่ส่งแรงดึงดูดออกมาเข้มข้นมาก จนไม่มีอะไรหนีหลุดออกมาได้ แม้กระทั่งแสงสว่างก็หนีออกจากหลุมดำไม่ได้ หลุมดำอาจเกิดจากการยุบตัวของดาวขนาดใหญ่ แล้วต่อมาก๊าซจากดาวที่อยู่ใกล้เคียงก็ไกลวนตกลงไปในหลุม และแผ่รังสีเอกซ์ออกมา
ดาวเทียมได้ทำการค้นพบที่น่าตื่นเต้นครั้งหนึ่งคือ ได้พบวงแหวนรอบดาวเวก้า ซึ่งอาจเป็นวงแหวนของระบบดาวเคราะห์ แสดงว่าอาจมีดาวเคราะห์ภายนอกระบบสุริยะของเรา
กล้องโทรทัศน์อวกาศทำงานอย่างไร
กล้องนี้มีหลักการทำงานเหมือนกับกล้องโทรทรรศน์บนโลกดังนี้คือ รังสีจะตกกระทบกระจกเงาปฐมภูมิก่อนเป็นจุดแรก แล้วสะท้อนไปยังกระจกเงาทุติยภูมิที่อยู่ข้างหน้า กระจกทุติยภูมิจะสะท้อนรังสีกลับผ่านรูตรงกลางของกระจกปฐมภูมิ เข้าสู่เครื่องตรวจจับรังสี ซางจะวัดรังสีเหนือม่วงรังสีใต้แดงและแสงสว่าง ข้อมูลที่รวบรวมได้จะส่งต่อมายังคอมพิวเตอร์บนโลก เพื่อทำการประมวลผลแล้วจึงส่งไปยังนักดาราศาสตร์ เพื่อทำการวิเคราะห์ในทาสุด
6. ดาวเทียมทหาร ดาวเทียมทั่วไปอาจใช้ประโยชน์ในทางทหารได้ด้วย เช่น ดาวเทียมสื่อสารอาจใช้ในการติดต่อระหว่างกองทัพกับฐานทัพ และใช้ในการรับสัญญาณจากสายลับ หรือจากอุปกรณ์สอดแนมอัตโนมัติที่ตั้งทิ้งไว้ในแดนข้าศึก สัญญาณจากสายลับและอุปกรณ์เหล่านี้จะต้องเข้ารหัส ซึ่งผู้รับสัญญาณจะถอดรหัสได้ก็ต่อเมื่อมีเครื่องรับชนิดพิเศษที่ทำไว้เพื่อการนี้โดยเฉพาะเท่านั้น นอกจากนี้ทางการทหารยังอาจใช้ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาธรรมดาในการบอกสภาพอากาศที่เหมาะสมสำหรับปฏิบัติการ เช่น เสนาธิการจะต้องทราบข้อมูลจากดาวเทียมว่าพื้นที่ไหนจะแจ่มใสปราศจากเมฆ เพื่อจะได้สั่งดาวเทียมจารกรรมให้ไปทำการถ่ายภาพ ณ ที่นั้น
ดาวเทียมทหารล้วนๆมักจะเป็นความลับของทุกประเทศ และบางทีดาวเทียมพลเรือนก็อาจมีการติดตั้งอุปกรณ์พิเศษเสริมเข้าไปเพื่อใช้งานทางทหาร
การถ่ายภาพจารกรรม
ดาวเทียมสามารถสืบความลับของข้าศึกได้โดยไม่เป็นอันตราย ดาวเทียมบางดวงจะถ่ายภาพด้วยกล้องโทรทัศน์ แล้วส่งเป็นสัญญาณไฟฟ้าลงมา แต่ดาวเทียมบางดวงใช้ฟิล์มในการถ่ายภาพ เพราะจะได้ภาพที่มีรายละเอียดมากกว่า เสร็จแล้วดาวเทียมจะทิ้งฟิล์มลงมาในกล่องกันความร้อน เส้นทางเข้าสู่บรรยากาศของกล่องจะมีการคำนวณไว้อย่างละเอียด จนสามารถส่งเครื่องบินขึ้นไปดักเก็บลงมาได้ ดาวเทียมจารกรรมบางดวงก็อาจติดตั้งเครื่องรับรังสีใต้แดง ซึ่งจะถ่ายภาพและส่งภาพลงมาเป็นสัญญาณดิจิตอล ดาวเทียมจารกรรมที่มีชื่อว่าดาวเทียมบิกเบิร์ดมีกล้องถ่ายภาพที่ทรงอานุภาพมาก ขนาดสามารถเห็นคนบนพื้นดินได้จากความสูงถึง 161 กิโลเมตร ฟิล์มถ่ายภาพของดาวเทียมนี้จะถูกทิ้งลงมาในกล่องดังที่กล่าวแล้ว
ดาวเทียมจารกรรมที่ใช้เรดาร์
ดาวเทียมเรดาร์สามารถติดตามเป้าที่เคลื่อนที่อยู่เสมอได้ เช่น เรือรบ ดาวเทียมเรดาร์บางชนิดจะต้องใช้เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าให้แก่ระบบเรดาร์ หลังจากเลิกใช้งานแล้ว ดาวเทียมประเภทนี้จะต้องไม่ให้ตกเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ เพราะจะเกิดรังสีที่เป็นอันตรายมาก ดังนั้นจะต้องมีจรวดภายในตัว ยิงให้ดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรที่สูงขึ้น ซึ่งดาวเทียมจะโคจรอยู่ได้อีกหลายร้อยปี
ดาวเทียมจารกรรมอีกแบบหนึ่งจะติดตั้งเครื่องรับวิทยุ เพื่อดักฟังสัญญาณวิทยุและเรดาร์จากข้าศึก ดาวเทียมประเภทนี้มีชื่อว่าเฟร์เรท ซึ่งแปลว่านักสืบ
อาวุธเลเซอร์
เราอาจใช้ดาวเทียมเป็น “เพชฌฆาต” ในการทำลายอุปกรณ์ของข้าศึก โดยวิธีการต่างๆ เช่นตัวดาวเทียมอาจพุ่งเข้าใกล้เป้าหมาย แล้วระเบิดตัวเองพร้อมทั้งเป้า หรือดาวเทียมอาจใช้ลำแสงเลเซอร์ทำลายดาวเทียมอื่น หรือขีปนาวุธของข้าศึก ลำแสงเลเซอร์ที่ว่านี้คือลำแสงที่มีพลังงานเข้มข้นมาก นอกจากนี้เรายังอาจทำลายดาวเทียมข้าศึกได้โดยยิงขีปนาวุธจากเครื่องบิน ซึ่งเป็นขีปนาวุธที่สามารถแสวงหาแหล่งความร้อนในตัวดาวเทียมได้ ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์กำลังทำการทดลองเพื่อสร้าง “ดาวเทียมมืด” ที่ไม่แผ่แสงสว่างหรือความร้อนให้ข้าศึกจับได้เลย
ระบบเตือนภัย
ดาวเทียมบางดวงทำหน้าที่เตือนภัยล่วงหน้าของอาวุธนิวเคลียร์ โดยใช้อุปกรณ์ตรวจจับรังสีความร้อนที่สามารถจับไอร้อนของขีปนาวุธนิวเคลียร์ได้ ขณะเดียวกันดาวเทียมก็อาจถ่ายภาพของขีปนาวุธได้ด้วย เพื่อเป็นการป้องกันความผิดพลาดของระบบตรวจจับความร้อน ดาวเทียมชนิดนี้สามารถตรวจจับขีปนาวุธได้เกือบจะทันทีที่ขีปนาวุธเริ่มจุดติด นอกจากใช้ดาวเทียมเตือนภัยต่างหากแล้ว ระบบเตือนภัยทั้งระบบยังอาจติดตั้งไปกับดาวเทียมทางทหารดวงอื่น หรือดาวเทียมพลเรือนธรรมดาก็ได้
ดาวเทียมไทยคม 1A และดาวเทียมไทยคม 2
ดาวเทียมไทยคม 1A และดาวเทียมไทยคม 2 เป็นดาวเทียมรุ่นแรกของโครงการดาวเทียมไทยคม ดาวเทียมทั้ง 2 ดวงเป็นดาวเทียมรุ่น HS-376 ผลิตโดย บริษัท ฮิวจ์ แอร์คราฟท์ ประเทศสหรัฐอเมริกาหรือบริษัทโบอิ้งในปัจจุบัน พื้นที่การให้บริการย่านความถี่ C-Band ของดาวเทียมไทยคม 1A และดาวเทียมไทยคม 2 ครอบคลุมประเทศไทย ลาว กัมพูชา เมียนมาร์ เวียดนาม มาเลเซีย ฟิลิปปินส์ เกาหลี ญี่ปุ่น และชายฝั่งตะวันออกของประเทศจีน โดยมีความแรงของสัญญาณด้านขาลง (Down Link) ณ ประเทศไทย 36 dBW (เดซิเบลวัตต์) ส่วนพื้นที่การให้บริการในย่านความถี่ Ku-Band ของดาวเทียมไทยคม 1A และดาวเทียมไทยคม 2 ครอบคลุมประเทศไทยและประเทศในแถบอินโดจีน โดยมีความแรงของสัญญาณด้านขาลง (Down Link) 50 dBW (เดซิเบลวัตต์)
ดาวเทียมไทยคม 3
ดาวเทียมไทยคม 3 เป็นดาวเทียมรุ่น 3 แกน ผลิตโดย บริษัท อัลคาเทล สเปซ ซิสเต็ม ประกอบด้วยย่านความถี่ C-Band จำนวน 25 ทรานสพอนเดอร์ และย่านความถี่ Ku-Band จำนวน 14 ทรานสพอนเดอร์ โดยย่านความถี่ C-Band Global Beam ของไทยคม 3 ครอบคลุมพื้นที่ 4 ทวีป คือเอเชีย, ยุโรป, ออสเตรเลีย และแอฟริกา ส่วนพื้นที่การให้บริการของ Spot Beam ในย่านความถี่เคยู-แบนด์นั้นครอบคลุมประเทศไทย และประเทศในภูมิภาคอินโดจีน ส่วน Steerable Beam ในย่านความถี่ Ku-Band ของดาวเทียมไทยคม 3 สามารถให้บริการในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่งในสี่ทวีปได้อีกด้วย
ความเป็นมา
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานครได้มีความตั้งใจที่ จะพัฒนาการเรียนการสอนของมหาวิทยาลัยให้สอด คล้องกับการเปลี่ยน แปลงและพัฒนาของเทคโนโลยี ที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา ซึ่งใน ราวปลายปีพ.ศ.2538 ภาคธุรกิจมีความ ต้องการวิศวกรใน ทุกสาขาโดยเฉพาะ อย่างยิ่ง วิศวกรสาขาโทรคมนาคม ที่มี ความรู้ ความเข้าใจเรื่อง การสื่อสาร ผ่านดาวเทียมที่มีการขยายตัวออกไป ในภูมิภาคนี้เป็นอย่างมากรวมทั้งการใช้ ประโยชน์จากดาวเทียม ในด้านอื่นแต่ การผลิตบุคคลากรสาขาเหล่านี้จำเป็นต้อง มีการเรียนการสอนที่ถูกต้องมีห้องปฏิบัติ การให้นักศึกษา ได้ทดลองอย่างจริงจัง มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร จึงได้ ดำเนินโครงการถ่ายทอด เทคโนโลยี การออกแบบสร้างและทดสอบดาวเทียม ขนาดเล็กจาก The University of Surrey ประเทศอังกฤษ โดยได้เซ็นสัญญา ความ ร่วมมือเมื่อวันที่ 28 พฤศจิกายน 2538
มหาวิทยาลัยฯ ได้ส่งอาจารย์ของ มหาวิทยาลัยฯ 11 คน และวิศวกร ของบริษัท UCOM 1 คน ไปเริ่มโครงการที่ประเทศ อังกฤษเมื่อเดือน เมษายน 2539 ซึ่งคณะทำงานได้เรียนรู้พื้นฐานการ ออกแบบดาวเทียม การสร้างและการทดสอบดาวเทียมโดยได้ทำการสร้าง ดาวเทียม เพื่อใช้ งานจริงชื่อ TMSAT (Thai Micro-Satellite) เสร็จสิ้น เมื่อเดือน เมษายน 2540 รวมเวลาทั้งสิ้น 1 ปีเต็ม นับเป็นดาว เทียมดวงแรก ที่ออกแบบและสร้างโดยคนไทย อีกทั้งเป็นก้าวแรก ที่ประเทศไทย เข้าสู่กิจการอวกาศอย่างเช่นประเทศที่พัฒนาแล้ว
ดาวเทียมไทพัฒได้ถูกติดตั้งกับดาวเทียมหลักชื่อ Resure-4 ของรัสเซีย ร่วมกับดาวเทียมขนาดเล็กอีก 4 ดวง จากนั้น ดาวเทียมไทพัฒที่สร้างขึ้น ถูกปล่อยเข้าสู่วงโคจรเมื่อวันที่ 10 กรกฎาคม 2541 ด้วยจรวด Zenith-II จากฐานยิงเมือง Baikanur ประเทศ Kazakstan เมื่อเวลา 13.30 น. ตามเวลาในประเทศไทย ดาวเทียม TMSAT ต่อมาได้รับ พระมหากรุณาธิคุณจากพระบาทสมเด็จพระเจ้า อยู่หัวฯ พระราชทาน ชื่อว่าดาวเทียม 'ไทพัฒ' เมื่อเดือนตุลาคม 2541
คุณสมบัติ
ดาวเทียมไทพัฒมีขนาด 35 x 35 x 60 ซม3 น้ำหนักประมาณ 50 กิโลกรัม ภาพทางด้านซ้ายเป็นโครงสร้างของดาวเทียม ที่มีแผงโซลาเซลแบบแกเลี่ยม อะเซไนด์ติดอยู่โดยรอบ ภายในมีระบบคอมพิวเตอร์ 4 ชุด ชุดสื่อสารย่านความถี่วิทยุสมัครเล่น 1 ชุด การรักษาเสถียรภาพดาว เทียมให้กล้องถายภาพชี้มายังโลกตลอดเวลาใช้ Gravity gradient boom ที่มีน้ำหนักของ Tip mass 2 กิโลกรัมติดอยู่ที่ปลายยาว 6.28 เมตร Gravity gradient boom นี้ติดอยู่ด้านบนของดาวเทียม นอก จากนี้ยังมี 3-axis wheel และ Magnetorquer
ดาวเทียมไทพัฒโคจรรอบโลกเป็นแบบวงโคจรต่ำ (Low earth orbit) มีความสูงเฉลี่ยจากผิวโลก 815 กิโลเมตร ในแนวที่ผ่านขั้วโลกเหนือและ ใต้ การโคจรแต่ละรอบใช้เวลา 101.2 นาที ทำให้โคจรรอบโลกวันละ 14.2 ครั้ง แต่ละครั้งของการโคจรจะผ่านเส้นแวงที่เลื่อนออกไปประมาณ 25 องศา ทำให้ดาวเทียมไทพัฒมีการโคจรผ่านทุกพื้นที่ในโลก และจะ ผ่านประเทศไทยทุกวันเวลาประมาณ 8.30-12.30 น. 2-3 ครั้ง และเวลา 20.30-00.30 น. 2-3 ครั้ง แต่ละครั้งมีเวลาให้สถานีภาคพื้นดินติดต่อ กับดาวเทียมประมาณ 17 นาที เส้นประในภาพข้างบนแสดงแนวทางโคจร ของดาวเทียมไทพัฒใน 1 วัน
การสื่อสารกับดาวเทียมไทพัฒเป็นแบบดิจิตอล ในย่านความถี่นัก วิทยุสมัครเล่น ความถี่สัญญาณขาขึ้น 145.25 MHz และความถี่ สัญญาณขาลง 436.25 MHz ซึ่งนักวิทยุสมัครเล่นทั่วโลกที่อยู่ ในรัศมี 3,000 กิโลเมตรจากตำแหน่งที่ดาวเทียมไทพัฒโคจรอยู่ สามารถสื่อสารกับดาวเทียมได้โดยตรง โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่าย ดังตัวอย่างในรูปข้างบนเมื่อดาวเทียมอยู่บริเวณประเทศไทยจะ ทำให้ผู้ที่อยู่ในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ เกือบทั้งหมดสามา รถติดต่อกับดาวเทียมไทพัฒได้ อันจะก่อให้เกิดประโยชน์ต่อการ ศึกษาค้นคว้าของประชาชนได้โดยตรง
ภาพถ่ายมุมกว้างภาพแรกจากดาวเทียมไทพัฒบริเวณทะเลแดง ถ่ายเมื่อ 12 สิงหาคม 2540คุณสมบัติของดาวเทียมไทพัฒอีก อย่างหนึ่งคือความสามารถในการถ่ายภาพ ในการใช้ดาวเทียมไท พัฒเพื่อการถ่ายภาพระยะไกลนั้น ดาวเทียมไทพัฒมีกล้องถ่าย ภาพมุมกว้างซึ่งสามารถถ่ายภาพในย่านแสงใกล้อินฟาเรดขนาด 578x576 จุดได้ด้วยการถ่ายเพียงครั้งเดียว ซึ่งแตกต่างจาก ดาวเทียมถ่ายภาพอื่นที่ถ่ายภาพทีละเส้นทำให้ภาพที่ได้จากดาว เทียมไทพัฒไม่ต้องไปผ่านกระบวนการแก้ไขการเอียงของภาพ ดังนั้นที่ความละเอียดของการถ่ายภาพที่เท่ากันแล้ว ภาพจากดาว เทียมไทพัฒจะชัดเจนกว่า ภาพที่ได้จากกล้องมุมกว้างนั้นครอบ คลุมพื้นที่ประมาณ 1156x1152 ตารางกิโลเมตร ภาพที่ได้มี ประโยชน์ในการดูสภาพภูมิอากาศ การเกิดของเมฆและพายุ รวมทั้งการตรวจสอบพื้นที่มุมกว้าง
ดาวเทียมไทพัฒยังมี กล้องถ่ายภาพมุมแคบอีก 3 กล้องเพื่อ ถ่ายภาพในย่านแสงสีแดง (0.61-0.69 nm.) เขียว (0.50-0.59 nm.) และใกล้อินฟาเรด (0.81-0.89 nm.) แต่ละภาพที่ได้มีขนาด 1024x1024 จุด ทำให้ถ่ายภาพได้พื้นที่ประมาณ 90x90 ตารางกิโลเมตร ภาพถ่ายนี้สามารถนำไปใช้ในการสำรวจ ทรัพยากรธรรมชาติ เช่น ป่าไม้ แหล่งน้ำ เมือง เป็นต้น เมื่อต้องการที่จะให้ดาวเทียมถ่ายภาพที่ใดในโลกก็กำหนด พิกัดที่ต้องการให้กับดาวเทียม เมื่อดาวเทียมโคจรผ่านไป ก็จะทำการถ่ายภาพแล้วเก็บภาพไว้ในหน่วยความจำของดาว เทียม ซึ่งหน่วยความจำของดาวเทียมมีขนาด 128 เมกะไบต์ (128 ล้านไบต์) ทำให้สามารถเก็บจำนวนภาพได้สูงสุดประมาณ 128 ภาพ เมื่อดาวเทียมโคจรมาในรัศมีที่สถานีภาคพื้นดินซึ่งตั้ง อยู่ที่บริเวณภายในมหาวิทยาลัยฯ สามารถติดต่อได้ก็จะเริ่มการ ส่งข้อมูลภาพลงมา
ภาพที่ถ่ายจากดาวเทียมทั้ง 3 กล้องใน 3 ย่านแสงที่ถูกส่ง ลงมายังสถานีภาคพื้นดินจะถูกนำมารวมกันเป็นภาพ สามารถทำความเข้าใจได้โดยง่าย
การดูดาวเทียม
ดาวเทียมอาจปรากฏให้เห็นได้ในเวลากลางคืน โดยเราไม่ต้องใช้อุปกรณ์ในการดูแต่อย่างใด อย่างไรก็ตามกล้องสองตาอาจช่วยให้เห็นดาวเทียมได้ดีขึ้น นักวิทยาศาสตร์จะใช้ตำแหน่งและความเร็วของดาวเทียมที่มองเห็นนี้ ในการศึกษาแรงดึงดูดของโลก ทั้งนี้เพราะว่าทางเดินของดาวเทียมจะเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดึงดูดของโลก
ดาวเทียมปรากฏอย่างไร
ดาวเทียมและสถานีอวกาศจะสะท้อนแสงอาทิตย์เช่นเดียวกับดวงจันทร์ ทำให้เรามองเห็นได้ในเวลากลางคืน ความสว่างของดาวเทียมจะขึ้นกับขนาดของดาวเทียมวัสดุที่เคลือบผิวและระยะไกลของวงโคจรเช่นสถานีอวกาศขนาดใหญ่ที่โคจรอยู่ต่ำ จะเป็นที่เห็นได้ง่ายที่สุด เราจะเห็นว่าสถานีประเภทนี้วิ่งไปบนท้องฟ้าด้วยความเร็วประมาณเท่ากับเครื่องบินที่บินในระดับสูง ดาวเทียมจะปรากฏเหมือนดาวจริงที่วิ่งไปบนท้องฟ้า แต่เมื่อวิ่งเข้าไปในเงาโลก ดาวเทียมนั้นก็จะมองไม่เห็น
วิธีมองหาดาวเทียม
ให้มองหาดาวเทียมในเวลากลางคืนที่ท้องฟ้าแจ่มใส โดยยืนในบริเวณที่มืดปราศจากแสงรบกวน และปิดแสงไฟฟ้าในบริเวณใกล้เคียงด้วย เวลาที่เหมาะคือเวลาหลังจากดวงอาทิตย์ตกแล้ว 1 ถึง 2 ชั่วโมง เพราะขณะนั้นเงาของโลกยังไม่ขึ้นสูงพอที่จะบดบังดาวเทียมในวงโคจรระดับต่ำได้ คำแนะนำสุดท้ายคือ ให้มองไปในแนวของเส้นศูนย์สูตร ซึ่งจะมีโอกาสเห็นดาวเทียมได้มาก
ข่าวของดาวเทียมที่จะมาปรากฏ
การมองหาดาวเทียมไม่ใช่เรื่องง่าย ดังนั้นหนังสือพิมพ์ในท้องถิ่นมักจะตีพิมพ์ตำแหน่งของดาวเทียมที่จะเป็นได้ในอาณาบริเวณ 100 กม. จากเมืองที่บอกไว้ในคำตีพิมพ์นั้นสมาคมทางดาราศาสตร์ก็อาจให้ข้อมูลเกี่ยวกับ ตำแหน่งของดาวเทียมได้
การถ่ายภาพดาวเทียม
ท่านอาจถ่ายภาพดาวเทียมได้ตามขั้นตอนรายละเอียดข้างล่างนี้ โดยท่านจะต้องหันกล้องไปในทิศทางที่ท่านทราบว่าดาวเทียมจะปรากฏ
1. ตั้งขากล้องให้อยู่นิ่งบนสามขาหรือพื้นที่มั่นคง
2. ตั้งหน้ากล้องที่ B ซึ่งจะทำให้หน้ากล้องเปิดอยู่ตลอดเวลา
3. หันกล้องไปในทิศที่เห็นดาวเทียมและเดหน้ากล้องไว้นานประมาณ 5 นาที
ดาวเทียมลุกไหม้
ดาวเทียมจะลุกไหม้สว่างมาก เมื่อตกลงมาในชั้นบรรยากาศ โดยเฉลี่ยจะมีดาวเทียมลุกไหม้ประมาณสัปดาห์ละ 2 ดวง แต่การลุกไหม้อาจเกิดในตอนกลางวัน ซึ่งมองไม่เห็น อย่างไรก็ตามเราไม่อาจทราบล่วงหน้าได้ว่าจะมีดาวเทียมลุกไหม้ที่ไหนและเมื่อไรบ้าง
การสร้างดาวเทียม
ดาวเทียมทุกดวงได้รับการสร้างให้สามารถทำงานได้อย่างถูกต้อง คลอดชั่วอายุการทำงานของดาวเทียมนั้น ซึ่งอาจจะนานถึง 10 ปี แต่ดาวเทียมกาจเสียได้บ่อยๆ เช่น ดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรต่ำบางดวง ซึ่งจะต้องได้รับการซ่อมแซมจากนักบินในยานขนส่งอวกาศ ชิ้นส่วนทุกชิ้นของดาวเทียมจะต้องสร้างให้ทนทานต่อความเร่ง และการสั่นสะเทือนในขณะที่ส่งขึ้นไป และเมื่อเข้าสู่วงโคจรแล้ว ชิ้นส่วนบางชิ้นก็จะต้องได้รับการปกป้องอย่างดีจากการชนโดยเศษวัสดุในอวกาศและจากรังสีของดวงอาทิตย์
ผู้ออกแบบดาวเทียมจำเป็นต้องคำนึงถึงปัญหาต่างๆข้างต้น และจะต้องทำให้ชิ้นส่วนทุกชิ้นต่อกันจนเป็นดาวเทียมที่มีน้ำหนักและขนาดพอเหมาะ มีสมดุลพอดี ชี้หันไปในทางที่ถูก และมีการรักษาอุณหภูมิอย่างถูกต้อง
รูปร่างและน้ำหนัก
ดาวเทียมต้องมีน้ำหนักเบารวมทั้งเชื้อเพลิงในดาวเทียมก็ต้องเบา ยานที่จะนำดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรจึงจะทำงานได้สะดวก ดาวเทียมยังต้องสามารถพับได้ เพื่อให้ใส่เข้าไปพอดีในปลายจรวด หรือในห้องบรรทุกสัมภาระของยานขนส่งอวกาศ
วัสดุสำหรับก่อสร้างดาวทียม
วัสดุที่ใช้สร้างดาวเทียมจะต้องเบา แต่มีความแข็งแรงพอที่จะทนต่อความเร่งในขณะที่ส่งขึ้นได้ วัสดุที่ใช้ในดาวเทียมจึงมักจะทำด้วยเส้นใยคาร์บอนและอะลูมิเนียมซึ่งอะลูมิเนียมจะต้องประกอบแบบเสริมกำลังเป็นพิเศษโดยทำเป็นแผ่นโครงสร้างรังผึ้ง แผ่นรังผึ้งนี้จะใช้เป็นโครงสร้างของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ไทเทเนียมก็เป็นวัสดุอีกชนิดหนึ่งที่ใช้ในดาวเทียม เพราเป็นโลหะที่มีความแข็งแรงมากถึงแม้จะอยู่ในที่ซึ่งร้อนจัด ไทเทเนียมมักใช้เป็นหมุดย้ำที่สามารถรับน้ำหนักได้มาก
อุณหภูมิ
ดาวเทียมด้านที่รับแสงแดดจะร้อนมาก แต่ก้านที่อยู่ในเงาจะเย็นมาก ดังนั้นเราต้องติดตั้งฉนวนกันความร้อนรั่วไหลในด้านเย็น และติดตั้งกระจกเงาสะท้อนแสงในด้านร้อนอุปกรณ์บางชิ้น เช่น แบตเตอรี่ จะร้อนมากขณะใช้งาน ดังนั้นต้องมีการออกแบบให้อุปกรณ์เหล่านี้มีการระบายความร้อนออกสู่อวกาศ วิธีหนึ่งที่จะควบคุมอุณหภูมิคือ การแต่งผิวของอุปกรณ์ด้วยวิธีต่างๆ เช่น ทาสี ทาวัสดุเคลือบผิว ขัดผิวให้มัน แต่งผิวให้หยาบ หรือใช้โลหะเป็นผิวเช่น ใช้แผ่นทองคำ หรืออาจแต่งผิวของอุปกรณ์เดียวด้วยหลายๆวิธีผสมกัน เพราว่าสีวัสดุเคลือบผิวและอื่นๆดังกล่าว จะดูดกลืนและแผ่ความร้อนออกมาไม่เท่ากันการแต่งผิที่เหมาะสมจะสามารถควบคุมอุณหภูมิได้
การทดสอบ
ชิ้นส่วนของดาวเทียมทุกชิ้นต้องได้รับการทดสอบในสภาพจำลอง เหมือนอยู่ในอวกาศจริงทั้งก่อนและหลังการติดตั้งกับดาวเทียม ชิ้นส่วนต่างๆจะทดสอบในสุญญากาศ ให้ถูกรังสี ถูกความร้อน ถูกแรงสั่น ถูกความเร่งและถูกแรงกระแทก ส่วนดาวเทียมทั้งดวงจะต้องประกอบในห้องสะอาดที่มีการกรองอากาศ และช่างเทคนิคต้องแต่งชุดอนามัย เช่น เดียวกับแพทย์ที่ทำการผ่าตัดในรงพยาบาล ทั้งนี้เพราะว่าเราจะต้องป้องกันฝุ่น เนื่องจากฝุ่นแม้เพียงเม็ดเดียว เมื่อหลงเข้าไปติดในอุปกรณ์ใดแล้ว ก็อาจยุติการทำงานของอุปกรณ์นั้นได้
อุปกรณ์บางชิ้นสำคัญจะต้องทำเผื่อไว้เป็นสองชิ้น เมื่ออุปกรณ์หนึ่งเสีย อุปกรณ์อีกชิ้นหนึ่งจะต้องรับงานต่อไปได้อย่างอัตโนมัติ อนึ่งในการสร้างดาวเทียมทุกขั้นตอน เราจะต้องทำการคำนวณและวาดภาพออกแบบต่างๆโดยใช้คอมพิวเตอร์
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น