ดาวเทียมวงโคจรคงที่คือดาวเทียมที่มีระดับความสูงและความเร็วที่สอดคล้องกับการหมุนของโลก ทำให้ดูเหมือนว่าดาวเทียมนั้นอยู่นิ่งเหนือพื้นโลก ดาวเทียมเหล่านี้สามารถครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่และให้บริการต่างๆ เช่น โทรทัศน์ผ่านดาวเทียม วิทยุ พยากรณ์อากาศ และอื่นๆ ดาวเทียมเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อมนุษยชาติ
ดังนั้น เราจะอุทิศบทความนี้เพื่อบอกคุณเกี่ยวกับคุณลักษณะ ตำแหน่ง เทคโนโลยี และอื่นๆ อีกมากมายของดาวเทียมค้างฟ้า
ดาวเทียมค้างฟ้าคืออะไร
หลายแง่มุมของยุคอวกาศได้ส่งผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อชีวิตประจำวันของเรา เช่น การประดิษฐ์ดาวเทียมสื่อสาร ในเวลาเพียงไม่กี่ทศวรรษ ดาวเทียมเหล่านี้ได้เข้าถึงแม้แต่พื้นที่ห่างไกลที่สุดของโลกในแบบที่แทบจะนึกไม่ถึงเมื่อไม่นานมานี้
อันที่จริง ปัจจุบันเราสามารถพูดคุยโดยตรงกับนักปีนเขาบนยอดเขาเอเวอเรสต์ หรือสื่อสารผ่านอินเทอร์เน็ตกับระบบคอมพิวเตอร์เกือบทุกระบบบนโลกได้แล้ว ทั้งหมดนี้เป็นผลมาจากดาวเทียมสื่อสาร สำหรับคำอธิบายโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการทำงานของดาวเทียม คุณสามารถอ่านบทความเกี่ยวกับดาวเทียมได้
ดาวเทียมสื่อสารทำงานในวงโคจรหลายประเภท ตั้งแต่กลุ่มดาวพื้นโลกต่ำ เช่น Globalstar ไปจนถึงวงโคจร Molniya ที่แปลกประหลาดและเอียงมากที่สหพันธรัฐรัสเซียใช้ อย่างไรก็ตาม ประเภทของวงโคจรที่สำคัญที่สุดสำหรับดาวเทียมเหล่านี้คือวงโคจรแบบ geostationary ซึ่งไม่เพียงเหมาะสำหรับการสื่อสารผ่านดาวเทียมเท่านั้น แต่ยังเหมาะสำหรับการสังเกตการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาและการใช้งานประเภทอื่นๆ อีกมากมาย
ดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าโคจรรอบเส้นศูนย์สูตรด้วยความเร็วเท่ากับการหมุนของโลก วันละหนึ่งรอบ และจัดตำแหน่งตัวเองให้ตรงกับวงโคจรค้างฟ้า พวกมันโคจรรอบจุดเกือบคงที่บนพื้นผิวโลกที่เส้นศูนย์สูตร ในระยะห่าง 35.900 กิโลเมตรตำแหน่งนี้ช่วยให้สามารถตรวจสอบพื้นที่เฉพาะได้อย่างต่อเนื่อง โดยมีขอบเขตการมองเห็นครอบคลุมประมาณหนึ่งในสามของพื้นผิวโลก
ดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าตั้งอยู่บนเส้นศูนย์สูตรของโลกพอดี และโคจรรอบโลกเป็นวงกลม โดยหมุนด้วยความเร็วและทิศทางเดียวกับโลก (จากตะวันตกไปตะวันออก) ทำให้ดูเหมือนอยู่กับที่เมื่อมองจากพื้นผิวโลก ดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าต้องอยู่ห่างจากโลกในระยะที่กำหนด มิฉะนั้นมันจะโคจรลง หากอยู่ห่างจากโลกมากเกินไปมันจะหลุดพ้นจากแรงโน้มถ่วงของโลกไปโดยสิ้นเชิง
ดาวเทียมค้างฟ้าได้ปรับปรุงและเปลี่ยนแปลงการสื่อสารทั่วโลกให้ทันสมัย ตั้งแต่การออกอากาศทางโทรทัศน์ไปจนถึงการพยากรณ์อากาศ พวกเขายังมีการใช้งานที่สำคัญหลายอย่างในด้านข่าวกรองและกลยุทธ์ทางทหาร
คุณสมบัติหลัก
คำว่าดาวเทียม geostationary มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าดาวเทียมดังกล่าวปรากฏเกือบนิ่งบนท้องฟ้าเมื่อมองจากพื้นผิวโลก เส้นทางการโคจรของดาวเทียมค้างฟ้าเรียกว่าแถบของคลาร์ก ซึ่งตั้งชื่อตามนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ชื่ออาร์เธอร์ คลาร์ก ซึ่งให้เครดิตกับแนวคิดนี้
เขาได้ตีพิมพ์บทความในปี 1945 โดยเสนอแนะว่าดาวเทียมเทียมสามารถใช้เป็นสถานีถ่ายทอดสัญญาณได้ หลังจากศึกษาการวิจัยจรวดที่ดำเนินการในเยอรมนีระหว่างสงครามโลกครั้งที่สองวงโคจรค้างฟ้าที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 1963 และวงโคจรคงที่ทางภูมิศาสตร์ครั้งแรกในปี 1964
เมื่อดาวเทียมหรือยานอวกาศอยู่ในวงโคจรแบบจีโอซิงโครนัส มันจะถูกซิงโครไนซ์กับการหมุนของโลก แต่วงโคจรจะเอียงไปทางระนาบเส้นศูนย์สูตร ดาวเทียมในวงโคจรเหล่านี้เปลี่ยนละติจูดแต่อยู่ที่ลองจิจูดเดิม สิ่งนี้แตกต่างจากวงโคจรค้างฟ้าเนื่องจากดาวเทียมเคลื่อนที่อยู่กับที่และไม่ได้ล็อคอยู่ในตำแหน่งเดียวบนท้องฟ้า
ดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าจะคงอยู่ที่ตำแหน่งเดิมขณะครอบคลุมพื้นที่เดียวกันบนพื้นผิวโลก และสามารถให้บริการต่างๆ เช่น โทรทัศน์ โทรคมนาคม และการถ่ายภาพ ในพื้นที่เฉพาะบนพื้นผิวโลกได้อย่างคาดการณ์ได้และสม่ำเสมอ ซึ่งแตกต่างจากดาวเทียมที่ต้องได้รับการควบคุมให้คงอยู่ในตำแหน่งที่กำหนดอยู่ตลอดเวลา
ตำแหน่งดาวเทียมค้างฟ้า
ดาวเทียมเหล่านี้โคจรอยู่ในระดับความสูงมาก ทำให้สามารถวัดพื้นที่ผิวโลกทั้งหมดได้ ยกเว้นพื้นที่เล็กๆ บริเวณขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ ซึ่งมีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับการวิจัยด้านอุตุนิยมวิทยา เสาอากาศพาราโบลาที่มีทิศทางสูงช่วยลดการรบกวนของสัญญาณจากแหล่งกำเนิดบนพื้นดินและดาวเทียมอื่นๆ หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับความสำคัญของดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาขอแนะนำให้ศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานและการใช้งานของดาวเทียมเหล่านี้
วงโคจรของดาวเทียมเป็นวงแหวนบางมากในระนาบเส้นศูนย์สูตรดังนั้นจึงมีดาวเทียมเพียงจำนวนน้อยมากเท่านั้นที่สามารถอยู่ในวงโคจรนั้นได้โดยไม่เกิดการชนกันตำแหน่งที่แน่นอนของดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าจะผันผวนเล็กน้อยทุก 24 ชั่วโมง ความผันผวนเหล่านี้เกิดขึ้นเนื่องจากการรบกวนของแรงโน้มถ่วงระหว่างดาวเทียม โลก ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ
สัญญาณวิทยุจะใช้เวลาประมาณ 1/4 วินาทีในการเดินทางไปและกลับจากดาวเทียม ทำให้มีเวลาแฝงสัญญาณน้อยแต่มีนัยสำคัญ การรอนี้เป็นปัญหาสำหรับการสื่อสารแบบโต้ตอบ เช่น การสนทนาทางโทรศัพท์
วงโคจรค้างฟ้า
วงโคจรคงที่ทางภูมิศาสตร์เป็นวงโคจรพิเศษที่ทำให้ดาวเทียมใดๆ ก็ตามปรากฏอยู่เหนือจุดใดจุดหนึ่งบนพื้นผิวโลกอย่างนิ่งสนิท อย่างไรก็ตามต่างจากวงโคจรประเภทอื่นๆ ที่สามารถมีวงโคจรได้หลายวง วงโคจรคงที่ทางภูมิศาสตร์มีเพียงวงโคจรเดียวเท่านั้น
สำหรับวงโคจรที่อยู่นิ่งใดๆ จะต้องเป็นวงโคจรแบบจีโอซิงโครนัสก่อน วงโคจรจีโอซิงโครนัสคือวงโคจรใดๆ ที่มีคาบเท่ากับรอบการหมุนของโลก
อย่างไรก็ตาม ข้อกำหนดนี้ยังไม่เพียงพอที่จะรับประกันตำแหน่งที่แน่นอนเมื่อเทียบกับโลก แม้ว่าวงโคจรคงที่ทั้งหมดจะต้องเป็นวงโคจรคงที่ แต่ไม่ใช่ว่าวงโคจรคงที่ทั้งหมดจะเป็นวงโคจรคงที่จริงๆ น่าเสียดายที่คำศัพท์เหล่านี้มักถูกใช้สลับกันไปมา
ส่วนใหญ่เราคิดว่าการหมุนของโลกวัดโดยเทียบกับตำแหน่งเฉลี่ยของดวงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากดวงอาทิตย์เคลื่อนที่สัมพันธ์กับดวงดาว (อวกาศเฉื่อย) เนื่องจากวงโคจรของโลก .
ดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าโคจรรอบโลกในระยะเวลาเท่ากับที่โลกหมุนรอบตัวเองหนึ่งรอบในอวกาศเฉื่อย (หรืออวกาศคงที่) ระยะเวลานี้เรียกว่าวันดาราศาสตร์ และเทียบเท่ากับ 23:56:04 ตามเวลาสุริยะเฉลี่ยหากไม่มีผลกระทบอื่นใด เมื่อใดก็ตามที่ดาวเทียมที่มีระยะเวลาการโคจรนี้กลับมายังจุดใดจุดหนึ่งในวงโคจร โลกจะอยู่ในตำแหน่งเดียวกันในอวกาศเฉื่อย
ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับดาวเทียมค้างฟ้าและลักษณะของดาวเทียมได้