ดาวเทียมคืออะไร มีกี่ประเภท

เรามักได้ยินกันบ่อยๆ เมื่อมีคนพูดถึงดาวเทียมว่าเป็นแบบนั้นแบบนี้ ใช้เพื่อประโยชน์ต่างๆ ทว่าเมื่อมองให้ลึกลงไปเชื่อว่าความน่าสงสัยของหลายคนคงเหมือนๆ กัน ดาวเทียม คือ อะไรกันแน่ ทำไมเราถึงต้องส่งสิ่งนี้ออกไปนอกอวกาศ เราได้ประโยชน์อะไรจากการมีดาวเทียม เป็นเรื่องราวที่หลายคนอาจต้องการรู้คำตอบให้มากกว่าแค่ดาวเทียมคือสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้น ดังนั้นเราลองไปหาความหมายพร้อมกันว่าดาวเทียมคืออะไร จะได้ตอบคำถามตรงนี้ให้กระจ่างที่สุด

ดาวเทียม คืออะไร

ดาวเทียม คือสิ่งประดิษฐ์ชนิดหนึ่งที่มนุษย์เป็นผู้สร้างขึ้นมา สามารถโคจรไปรอบโลกได้ด้วยการอาศัยแรงดึงดูดของโลก นั่นทำให้ดาวเทียมสามารถโคจรได้ในลักษณะแบบเดียวกับดวงจันทร์ที่โคจรรอบโลก และโลกโคจรรอดวงอาทิตย์นั่นเอง

จุดประสงค์ของการใช้งานดาวเทียมคือเอาไว้เพื่อการทหาร, การสื่อสาร, อุตุนิยมวิทยา, การวิจัยด้านวิทยาศาสตร์ เช่น การสำรวจทางธรณีวิทยา, การสังเกตสภาพของอวกาศ โลก ดวงจันทร์ ดวงอาทิตย์ และดาวดวงอื่นๆ วัตถุแปลกปลอมในอวกาศ อุกกาบาต ฯลฯ โดยดาวเทียมได้ถูกส่งขึ้นไปบนอวกาศเป็นครั้งแรกเมื่อปี 2500 มีชื่อว่า สปุตนิก ประเทศที่ส่งขึ้นไปตอนนั้นคือสหภาพโซเวียตหรือรัสเซียในปัจจุบัน

หน้าที่หลักของสปุตนิกคือการตรวจสอบการแผ่รังสีของชั้นบรรยากาศโลกในชั้นไอโอโนสเฟีย อีก 1 ปีถัดมา สหรัฐฯ ได้ส่งดาวเทียมขึ้นไปสำรวจจากนอกโลกบ้างใช้ชื่อว่า Explorer นั่นจึงเป็นที่มาว่า 2 ประเทศผู้นำด้านวิวัฒนาการการสำรวจทางอวกาศได้มีการแข่งขันระหว่างกันว่าใครจะค้นพบหรือทำสิ่งต่างๆ ในโลกของอวกาศได้ดีกว่ากันนั่นเอง ต่อมาประเทศอื่นๆ ก็ได้ทยอยส่งดาวเทียมขึ้นไป เช่น ญี่ปุ่น ชื่อ ดาวเทียมโอซูมิ, จีน ชื่อดาวเทียม ตงฟังหง 1, ฝรั่งเศส ดาวเทียม Asterix 1 และอื่นๆ อีกมากมาย ส่วนของประเทศไทยดาวเทียมดวงแรกคือ ไทยคม 1

ส่วนประกอบของดาวเทียมคือ?

ดาวเทียมเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความซับซ้อนมาก ส่วนประกอบต่างๆ เยอะแต่เมื่อทุกอย่างเข้ากันได้จะทำงานแบบอัตโนมัติ โคจรรอบโลกด้วยความเร็วสูงเพียงพอกับการหนีแรงดึงดูดของโลก พื้นฐานการสร้างดาวเทียมมีความพยายามออกแบบเพื่อให้ชิ้นส่วนต่างๆ ทำงานเต็มความสามารถมากที่สุด งบประมาณที่ใช้ไม่แพงเกินไป แต่ละส่วนประกอบของดาวเทียมจะแยกระบบการทำงานต่างกันไป แต่มีอุปกรณ์สำหรับการควบคุมระบบต่างๆ ให้ทำงานร่วมกันได้ ดังนั้นส่วนประกอบของดาวเทียม คือสิ่งเหล่านี้ที่เป็นหัวใจหลัก

• โครงสร้างของดาวเทียม
  นี่ถือเป็นส่วนประกอบสำคัญสุดๆ มีน้ำหนักราว 15-25% ของน้ำหนักรวม เมื่อเป็นเช่นนี้วัสดุที่เลือกมาทำต้องมีน้ำหนักเบา ไม่มีการสั่นเกินกำหนดเมื่อได้รับสัญญาณความถี่หรือความสูงคลื่นมากๆ
• ระบบของเครื่องยนต์
  เรียกกันว่า aerospike หลักการทำงานจะแบบเดียวกับเครื่องอัดอากาศแล้วปล่อยออกไปทางปลายท่อ ระบบนี้จะทำงานได้ดีมากกับสภาพสุญญากาศ แต่อย่าลืมพิจารณาน้ำหนักบรรทุกของตัวดาวเทียมด้วยเหมือนกัน
• ระบบของพลังงาน
  หน้าที่หลักคือการผลิตพลังงานพร้อมกักเก็บเอาไว้เพื่อจ่ายต่อไปยังระบบไฟฟ้าของตัวดาวเทียม มีแผงโซล่าเซลล์หรือแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์ไว้เพื่อรับพลังงานจากดวงอาทิตย์แล้วเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อใช้กับดาวเทียม แต่บางครั้งอาจมีการใช้พลังงานนิวเคลียร์แทน
• ระบบด้านการควบคุมและการบังคับ
  จะประกอบไปด้วยคอมพิวเตอร์ที่มีข้อมูลเก็บเอาไว้พร้อมประมวลผลในคำสั่งต่างๆ ที่ได้รับมาจากส่วนควบคุมบนพื้นโลก มีอุปกรณ์รับส่งสัญญาณ ใช้สำหรับการติดต่อสื่อสาร
• ระบบการสื่อสารและนำทาง
  จะมีอุปกรณ์การตรวจจับความร้อนทำงานผ่านแผงวงจรควบคุมอัตโนมัติ
• อุปกรณ์ควบคุมระดับความสูง
  เป็นการรักษาระดับความสูงเพื่อให้สัมพันธ์กันระหว่างพื้นโลกกับดวงอาทิตย์ เป็นการรักษาระดับให้ดาวเทียมยังคงโคจรอยู่ได้
• เครื่องมือช่วยบอกตำแหน่ง
  มีเอาไว้สำหรับกำหนดการเคลื่อนที่ มีส่วนย่อยบางชนิดที่ทำงานหลังจากได้รับการกระตุ้นอะไรบางอย่าง เช่น จะทำงานเมื่อได้รับสัญญาณสะท้อนจากวัตถุบางชนิด, ทำงานเมื่อได้รับลำแสงที่เป็นรังสี ฯลฯ

ทุกชิ้นส่วนของดาวเทียมจะต้องได้รับการทดสอบอย่างละเอียดก่อนใช้งานเสมอ อุปกรณ์ทุกชิ้นจะถูกสร้างพร้อมทดสอบการใช้งานอย่างอิสระแล้วจึงนำมาประกอบเข้าด้วยกันพร้อมทดสอบอย่างละเอียดภายใต้สภาวะที่เหมือนอยู่ในอวกาศก่อนถูกปล่อยขึ้นไปบนวงโคจร มีดาวเทียมจำนวนมากต้องปรับปรุงนิดๆ หน่อยๆ ก่อนใช้งานจริงเนื่องจากเมื่อปล่อยมันขึ้นไปบนวงโคจรแล้วจะแก้ไขอะไรไม่ได้อีกเลย ตัวดาวเทียมเองต้องทำงานไปอีกนาน ส่วนใหญ่แล้วการส่งดาวเทียมขึ้นไปจะส่งพร้อมจรวด ตัวจรวดจะตกลงมาในมหาสมุทรเมื่อเชื้อเพลิงหมดลง

ประเภทของดาวเทียม

• ดาวเทียมสื่อสาร
  วัตถุประสงค์หลักในการใช้งานเพื่อการศึกษาและด้านโทรคมนาคม ถูกส่งเข้าไปในช่วงของอวกาศเข้าสู่วงโคจรที่ห่างจากพื้นโลกราว 35.786. กม.
• ดาวเทียมสำรวจ
  ใช้เพื่อสำรวจทรัพยากร สำรวจสภาพแวดล้อมต่างๆ ของโลก ถูกผสมผสานกับเทคโนโลยีการถ่ายภาพและโทรคมนาคมเข้าด้วยกัน ใช้หลักการสำรวจข้อมูลจากระยะไกล
• ดาวเทียมพยากรณ์อากาศ
  วงโคจรต่ำแบบใกล้ขั้วโลกระยะสูงราว 800 กม. รายละเอียดจึงไม่สูงเหมือนดาวเทียมที่ถ่ายทำแผนที่
• ดาวเทียมทางทหาร
  ส่วนใหญ่แต่ละประเทศจะส่งขึ้นไปเพื่อเอาไว้สอดแนม
• ดาวเทียมทำแผนที่
  วงโคจรต่ำ ระดับความสูงไม่เกิน 800 กม. ภาพมีความละเอียดสูง
• ดาวเทียมอื่นๆ
  เช่น ใช้เพื่อการนำร่อง, วิทยาศาสตร์, ภารกิจพิเศษอื่นๆ

คงเข้าใจกันหมดแล้วว่าดาวเทียม คืออะไรกันแน่ ถือเป็นความรู้ใหม่ๆ ที่น่าสนใจ หากใครชอบก็นำเอาไปต่อยอดได้เลย

ดาวเทียม คือ สิ่งประดิษฐ์ที่มนุษย์คิดค้นขึ้น ที่สามารถโคจรรอบโลก โดยอาศัยแรงดึงดูดของโลก ส่งผลให้สามารถโคจรรอบโลกได้ในลักษณะเดียวกันกับที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลก และโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ วัตถุประสงค์ของสิ่งประดิษฐ์นี้เพื่อใช้ ทางการทหาร การสื่อสาร การรายงานสภาพอากาศ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์เช่นการสำรวจทางธรณีวิทยาสังเกตการณ์สภาพของอวกาศ โลก ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวอื่นๆ รวมถึงการสังเกตวัตถุ และดวงดาว กาแล็กซี ต่างๆ

ดาวเทียมได้ถูกส่งขึ้นไปโคจรรอบโลกครั้งแรกเมื่อปี พ.ศ. 2500 ดาวเทียมดังกล่าวมีชื่อว่า "สปุตนิก (Sputnik)" โดยรัสเซียเป็นผู้ส่งขึ้นไปโคจร สปุตนิกทำหน้าที่ตรวจสอบการแผ่รังสีของชั้นบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟีย ในปี พ.ศ. 2501 สหรัฐได้ส่งดาวเทียมขึ้นไปโคจรบ้างมีชื่อว่า "Explorer" ทำให้รัสเซียและสหรัฐเป็น 2 ประเทศผู้นำทางด้านการสำรวจทางอวกาศ และการแข่งขั้นกันระหว่างทั้งคู่ได้เริ่มขึ้นในเวลาต่อมา

ที่มา : http://chutamas.wordpress.com/ดาวเทียม-satellit/
Sputnik พ.ศ.2500

ที่มา : http://chutamas.wordpress.com/ดาวเทียม-satellit/
Explorer พ.ศ.2501

ส่วนประกอบดาวเทียม 

ที่มา :http://www.vcharkarn.com/varticle/43017

ดาวเทียมเป็นเครื่องมือทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน มีส่วนประกอบหลายๆ อย่างประกอบเข้าด้วยกันและสามารถทำงานได้โดยอัตโนมัติ สามารถโคจรรอบโลกด้วยความเร็วที่สูงพอที่จะหนีจากแรงดึงดูดของโลกได้ การสร้างดาวเทียมนั้นมีความพยายามออกแบบให้ชิ้นส่วนต่างๆ ทำงานได้อย่างประสิทธิภาพมากที่สุด และราคาไม่แพงมาก ดาวเทียมประกอบด้วยส่วนประกอบเป็นจำนวนมาก แต่ละส่วนจะมีระบบควบคุมการทำงานแยกย่อยกันไป และมีอุปกรณ์เพื่อควบคุมให้ระบบต่างๆ ทำงานร่วมกัน โดยองค์ประกอบส่วนใหญ่ของดาวเทียมประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังนี้

โครงสร้างดาวเทียม เป็นส่วนประกอบที่สำคัญมาก โครงจะมีน้ำหนักประมาณ 15 - 25% ของน้ำหนักรวม ดังนั้น จึงจำเป็นต้องเลือกวัสดุที่มีน้ำหนักเบา และต้องไม่เกิดการสั่นมากเกินที่กำหนด หากได้รับสัญญาณที่มีความถี่ หรือความสูงของคลื่นมากๆ (amptitude) ระบบเครื่องยนต์ ซึ่งเรียกว่า "aerospike" อาศัยหลักการทำงานคล้ายกับเครื่องอัดอากาศ และปล่อยออกทางปลายท่อ ซึ่งระบบดังกล่าวจะทำงานได้ดีในสภาพสุญญากาศ ซึ่งต้องพิจารณาถึงน้ำหนักบรรทุกของดาวเทียมด้วย ระบบพลังงาน ทำหน้าที่ผลิตพลังงาน และกักเก็บไว้เพื่อแจกจ่ายไปยังระบบไฟฟ้าของดาวเทียม โดยมีแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Cell) ไว้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์เพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า ให้ดาวเทียม แต่ในบางกรณีอาจใช้พลังงานนิวเคลียร์แทน ระบบควบคุมและบังคับ ประกอบด้วย คอมพิวเตอร์ที่เก็บรวมรวมข้อมูล และประมวลผลคำสั่งต่างๆ ที่ได้รับจากส่วนควบคุมบนโลก โดยมีอุปกรณ์รับส่งสัญญาณ (Radar System) เพื่อใช้ในการติดต่อสื่อสาร ระบบสื่อสารและนำทาง มีอุปกรณ์ตรวจจับความร้อน ซึ่งจะทำงาน โดยแผงวงจรควบคุมอัตโนมัติ อุปกรณ์ควบคุมระดับความสูง เพื่อรักษาระดับความสูงให้สัมพันธ์กันระหว่างพื้นโลก และดวงอาทิตย์ หรือเพื่อรักษาระดับให้ดาวเทียมสามารถโคจรอยู่ได้ เครื่องมือบอกตำแหน่ง เพื่อกำหนดการเคลื่อนที่ นอกจากนี้ยังมีส่วนย่อยๆ อีกบางส่วนที่จะทำงานหลังจาก ได้รับการกระตุ้นบางอย่าง เช่น ทำงานเมื่อได้รับสัญญาณ สะท้อนจากวัตถุบางชนิด หรือทำงานเมื่อได้รับลำแสงรังสี ฯลฯ ชิ้นส่วนต่างๆ ของดาวเทียมได้ถูกทดสอบอย่างละเอียด ส่วนประกอบต่างๆ ถูกออกแบบสร้าง และทดสอบใช้งานอย่างอิสระ ส่วนต่างๆ ได้ถูกนำมาประกอบเข้าด้วยกัน และทดสอบอย่างละเอียดครั้งภายใต้สภาวะที่เสมือนอยู่ในอวกาศก่อนที่มัน จะถูกปล่อยขึ้นไปในวงโคจร ดาวเทียมจำนวนไม่น้อยที่ต้องนำมาปรับปรุงอีกเล็กน้อย ก่อนที่พวกมันจะสามารถทำงานได้ เพราะว่าหากปล่อยดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรแล้ว เราจะไม่สามารถปรับปรุงอะไรได้ และดาวเทียมต้องทำงานอีกเป็นระยะเวลานาน ดาวเทียมส่วนมากจะถูกนำขึ้นไปพร้อมกันกับจรวด ซึ่งตัวจรวดจะตกลงสู่มหาสมุทรหลังจากที่เชื้อเพลิงหมด

ดาวเทียมทำงานอย่างไร 
ดาวเทียมจะถูกส่งขึ้นไปลอยอยู่ในตำแหน่ง วงโคจรค้างฟ้า ซึ่งมีระยะห่างจากพื้นโลกประมาณ 36000 - 38000 กิโลเมตร และโคจรตามการหมุนของโลก เมื่อเมื่อเปรียบเทียบกับพื้นโลกจะเสมือนว่าดาวเทียมลอยนิ่งอยู่บนท้องฟ้า และดาวเทียมจะมีระบบเชื้อเพลิงเพื่อควบคุมตำแหน่งให้อยู่ในตำแหน่งองศาที่ได้สัปทานเอาไว้ กับหน่วยงานที่ดูแลเรื่องตำแหน่งวงโคจรของดาวเทียมคือ IFRB ( International Frequency Registration Board )  ดาวเทียมที่ลอยอยู่บนท้องฟ้า จะทำหน้าที่เหมือนสถานีทวนสัญญาณ คือจะรับสัญญาณที่ยิงขึ้นมาจากสถานีภาคพื้นดิน เรียกสัญญาณนี้ว่าสัญญาณขาขึ้นหรือ ( Uplink ) รับและขยายสัญญาณพร้อมทั้งแปลงสัญญาณให้มีความถี่ต่ำลงเพื่อป้องกันการรบกวนกันระหว่างสัญญาณขาขึ้นและส่งลงมา โดยมีจานสายอากาศทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณ ส่วนสัญญาณในขาลงเรียกว่า ( Downlink ) วงโคจรดาวเทียม (Satellite Orbit)
เมื่อแบ่งตามระยะความสูง (Altitude) จากพื้นโลกแบ่งเป็น 3 ระยะคือ

ประเภทของดาวเทียม
                1.ดาวเทียมสื่อสาร

ที่มา : http://groupbgirl.myreadyweb.com/article/category-22454.html

ดาวเทียมสื่อสารเป็นดาวเทียมที่ต้องทำงานอยู่ตลอดเวลา เรียกได้ว่าทำงานตลอด 24 ชม. ไม่มีวันหยุด เพื่อที่จะเชื่อมโยงเครือข่ายการสื่อสารของโลกเข้าไว้ด้วยกัน ดาวเทียมสื่อสารเมื่อถูกส่งเข้าสู่วงโคจร มันก็พร้อมที่จะทำงานได้ทันที มันจุส่งสัญญาณไปยังสถานีภาคพื้นดิน สถานีภาคพื้นดินจะรับสัญญาณโดยใช้อุปกรณ์ ที่เรียกว่า "Transponder" ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่พักสัญญาณ แล้วกระจายสัญญาณไปยังจุดรับสัญญาณต่างๆ บนพื้นโลก ดาวเทียมสื่สารสามารถส่งผ่านสัญญาณโทรศัพท์ ข้อมูลต่างๆ รวมถึงสัญญาณภาพโทรทัศน์ได้ไปยังทุกหนทุกแห่ง

                2.ดาวเทียมสำรวจทรัพยากร

ที่มา : http://www.learners.in.th/blogs/posts/517215

                3.ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา

ที่มา : http://www.instrument.tmd.go.th/?p=608

ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาเป็นดาวเทียมที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศด้วยภาพถ่ายเรดาร์ (Radar) และภาพถ่ายอินฟาเรด(Infared) เนื่องจากดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาเป็นดาวเทียมสำรวจประเภทหนึ่งจึงมีอุปกรณ์บนดาวเทียมคล้ายกับดาวเทียมสำรวจทรัพยากร จะแตกต่างก็เพียงหน้าที่ การใช้งาน ดังนั้นดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาจึงมีหลักการทำงานเช่นเดียวกับดาวเทียมสำรวจทรัพยากร กล่าวคือ อุปกรณ์สำรวจอุตุนิยมวิทยาบนดาวเทียมจะส่ง สัญญาณมายังเครื่องรับที่สถานีภาคพื้นดิน ซึ่งที่สถานีภาคพื้นดินนี้จะมีระบบรับสัญญาณแตกต่างกันไปตามดาวเทียมแต่ละดวง

                4.ดาวเทียมบอกตำแหน่ง

ที่มา : http://www.pdamobiz.com/forum/forum_posts.asp?TID=63949&PN=1

ระบบหาตำแหน่งโดยใช้ดาวเทียม (Global Positioning Satellite System - GPS) ถูกพัฒนาโดยทหารสำหรับการใช้งานในกระทรวงกลาโหม ของสหรัฐอเมริกา ซึ่งในปัจจุบันได้มีการนำมาใช้งานในเชิงพาณิชย์ โดยใช้เป็นระบบนำร่องให้กับเครื่องบิน เมื่อดาวเทียมที่ใช้กับระบบ GPS ขยายตัวมากขึ้น จึงมีพื้นที่การครอบคลุมมากขึ้น และได้มีการนำมาประยุกต์ใช้งานอย่างกว้างขวาง เช่น การนำร่องให้เรือเดินสมุทรพาณิชย์ในบริเวณที่ระบบนำร่องภาคพื้นดิน ไม่สามารถใช้ได้

ดาวเทียมสื่อสารมีกี่ประเภท

ดาวเทียมเป็นแบบไหน

ดาวเทียมมีกี่ระดับ

ดาวเทียมประดิษฐ์มีกี่ประเภท?