แอพพลิเคชั่นและหนังสือ 

วงโคจรรอบโลก ดาวเทียมและยานอวกาศบินที่ระดับความสูงเท่าใด

วงโคจรค้างฟ้าคืออะไร? นี่คือสนามทรงกลมซึ่งตั้งอยู่เหนือเส้นศูนย์สูตรของโลก โดยมีดาวเทียมเทียมหมุนด้วยความเร็วเชิงมุมของการหมุนของดาวเคราะห์รอบแกนของมัน มันไม่เปลี่ยนทิศทางในระบบพิกัดแนวนอน แต่แขวนนิ่งอยู่บนท้องฟ้า วงโคจรโลกค้างฟ้า (GEO) เป็นสนาม geosynchronous ประเภทหนึ่ง และใช้เพื่อวางการสื่อสาร การแพร่ภาพกระจายเสียงโทรทัศน์ และดาวเทียมอื่นๆ

แนวความคิดในการใช้อุปกรณ์ประดิษฐ์

แนวคิดเรื่องวงโคจรค้างฟ้านั้นริเริ่มโดยนักประดิษฐ์ชาวรัสเซีย K. E. Tsiolkovsky ในงานของเขา เขาเสนอการเติมพื้นที่ด้วยความช่วยเหลือของสถานีโคจร นักวิทยาศาสตร์ต่างชาติยังบรรยายถึงงานของสนามจักรวาลด้วย เช่น G. Oberth ผู้ที่พัฒนาแนวคิดการใช้วงโคจรเพื่อการสื่อสารคือ อาเธอร์ ซี. คลาร์ก ในปี พ.ศ. 2488 เขาได้ตีพิมพ์บทความในนิตยสาร Wireless World ซึ่งเขาบรรยายถึงข้อดีของสนามค้างฟ้า สำหรับงานของเขาในสาขานี้เพื่อเป็นเกียรติแก่นักวิทยาศาสตร์ วงโคจรได้รับชื่อที่สอง - "แถบคลาร์ก" นักทฤษฎีหลายคนมีความคิดเกี่ยวกับปัญหาในการใช้การสื่อสารคุณภาพสูง ดังนั้น Herman Potochnik ในปี 1928 ได้แสดงแนวคิดว่าดาวเทียมค้างฟ้าจะถูกนำมาใช้ได้อย่างไร

ลักษณะของ “เข็มขัดคลาร์ก”

เพื่อให้วงโคจรถูกเรียกว่า geostationary จะต้องเป็นไปตามพารามิเตอร์จำนวนหนึ่ง:

1. จีโอซิงโครนี ลักษณะนี้รวมถึงสนามที่มีคาบที่สอดคล้องกับคาบการหมุนของโลก ดาวเทียม geosynchronous โคจรรอบโลกเสร็จสิ้นภายในหนึ่งวันดาวฤกษ์ ซึ่งก็คือ 23 ชั่วโมง 56 นาที และ 4 วินาที ในเวลาเดียวกันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับโลกที่จะเสร็จสิ้นการปฏิวัติหนึ่งครั้งในพื้นที่คงที่

2. เพื่อรักษาดาวเทียมไว้ที่จุดใดจุดหนึ่ง วงโคจรค้างฟ้าจะต้องเป็นวงกลมโดยไม่มีความเอียงเป็นศูนย์ สนามรูปไข่จะส่งผลให้เกิดการกระจัดไม่ว่าจะไปทางทิศตะวันออกหรือทิศตะวันตก เนื่องจากยานมีการเคลื่อนที่แตกต่างออกไป ณ จุดใดจุดหนึ่งในวงโคจรของมัน

3. “จุดโฮเวอร์” ของกลไกอวกาศต้องอยู่ที่เส้นศูนย์สูตร

4. ตำแหน่งของดาวเทียมในวงโคจรค้างฟ้าควรเป็นเช่นนั้นเพื่อให้ความถี่จำนวนน้อยที่มีไว้สำหรับการสื่อสารไม่ทำให้เกิดการทับซ้อนกันของความถี่ของอุปกรณ์ต่าง ๆ ระหว่างการรับและการส่งสัญญาณตลอดจนเพื่อหลีกเลี่ยงการชนกัน

5. ปริมาณเชื้อเพลิงที่เพียงพอเพื่อรักษาตำแหน่งกลไกของช่องว่างให้คงที่

วงโคจรค้างฟ้าของดาวเทียมมีลักษณะเฉพาะตรงที่เมื่อรวมพารามิเตอร์เข้าด้วยกันเท่านั้น อุปกรณ์จึงจะนิ่งได้ คุณสมบัติอีกประการหนึ่งคือความสามารถในการมองเห็นโลกในมุมสิบเจ็ดองศาจากดาวเทียมที่อยู่ในสนามอวกาศ อุปกรณ์แต่ละชิ้นจับได้ประมาณหนึ่งในสามของพื้นผิววงโคจร ดังนั้นกลไกทั้งสามจึงสามารถครอบคลุมเกือบทั้งดาวเคราะห์ได้

ดาวเทียมประดิษฐ์

เครื่องบินหมุนรอบโลกตามเส้นทางที่มีศูนย์กลางทางภูมิศาสตร์ ในการเปิดตัวจะใช้จรวดหลายขั้น เป็นกลไกอวกาศที่ขับเคลื่อนด้วยแรงปฏิกิริยาของเครื่องยนต์ หากต้องการเคลื่อนที่ในวงโคจร ดาวเทียมโลกเทียมจะต้องมีความเร็วเริ่มต้นที่สอดคล้องกับความเร็วจักรวาลแรก เที่ยวบินของพวกเขาเกิดขึ้นที่ระดับความสูงอย่างน้อยหลายร้อยกิโลเมตร ระยะเวลาการหมุนเวียนของอุปกรณ์อาจใช้เวลาหลายปี ดาวเทียมโลกประดิษฐ์สามารถปล่อยจากบอร์ดของอุปกรณ์อื่นๆ เช่น สถานีวงโคจรและเรือ โดรนมีน้ำหนักมากถึงสองโหลตันและมีขนาดสูงถึงหลายสิบเมตร ศตวรรษที่ 21 มีการกำเนิดอุปกรณ์ที่มีน้ำหนักเบาเป็นพิเศษ - มากถึงหลายกิโลกรัม

ดาวเทียมได้ถูกปล่อยออกไปโดยหลายประเทศและบริษัทต่างๆ อุปกรณ์ประดิษฐ์ชิ้นแรกของโลกถูกสร้างขึ้นในสหภาพโซเวียตและบินขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2500 มีชื่อว่าสปุตนิก 1 ในปี พ.ศ. 2501 สหรัฐอเมริกาได้เปิดตัวยานอวกาศลำที่สองชื่อ Explorer 1 ดาวเทียมดวงแรกที่ NASA เปิดตัวในปี 2507 มีชื่อว่า Syncom-3 อุปกรณ์ประดิษฐ์ส่วนใหญ่ไม่สามารถคืนได้ แต่ก็มีบางส่วนหรือทั้งหมดที่ถูกส่งคืน ใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และแก้ปัญหาต่างๆ มีทั้งดาวเทียมทางการทหาร ดาวเทียมวิจัย นำทาง และอื่นๆ อุปกรณ์ที่สร้างขึ้นโดยพนักงานมหาวิทยาลัยหรือนักวิทยุสมัครเล่นก็เปิดตัวเช่นกัน

“จุดยืน”

ดาวเทียมค้างอยู่ที่ระดับความสูง 35,786 กิโลเมตรเหนือระดับน้ำทะเล ระดับความสูงนี้ให้คาบการโคจรที่สอดคล้องกับคาบการหมุนของโลกสัมพันธ์กับดวงดาว ยานพาหนะเทียมนั้นไม่มีการเคลื่อนไหว ดังนั้นตำแหน่งในวงโคจรค้างฟ้าจึงเรียกว่า "จุดยืน" การโฮเวอร์ทำให้มั่นใจได้ว่าการสื่อสารในระยะยาวจะคงที่ เมื่อวางทิศทางแล้วเสาอากาศจะชี้ไปที่ดาวเทียมที่ต้องการเสมอ

ความเคลื่อนไหว

ดาวเทียมสามารถถ่ายโอนจากวงโคจรระดับความสูงต่ำไปยังวงโคจรค้างฟ้าได้โดยใช้ฟิลด์การถ่ายโอนข้อมูลทางภูมิศาสตร์ อย่างหลังเป็นเส้นทางรูปไข่ที่มีจุดที่ระดับความสูงต่ำและจุดสูงสุดที่ระดับความสูงใกล้กับวงกลมค้างฟ้า ดาวเทียมที่ไม่เหมาะสมสำหรับการทำงานต่อไปจะถูกส่งไปยังวงโคจรกำจัดซึ่งอยู่เหนือ GEO 200-300 กิโลเมตร

ความสูงของวงโคจรค้างฟ้า

ดาวเทียมในสนามที่กำหนดจะรักษาระยะห่างจากโลกในระดับหนึ่ง โดยไม่เข้าใกล้หรือเคลื่อนตัวออกไป มันจะอยู่เหนือจุดใดจุดหนึ่งบนเส้นศูนย์สูตรเสมอ จากคุณสมบัติเหล่านี้ แรงโน้มถ่วงและแรงหนีศูนย์กลางจะสมดุลซึ่งกันและกัน ความสูงของวงโคจรค้างฟ้าคำนวณโดยใช้วิธีการตามกลศาสตร์คลาสสิก ในกรณีนี้จะคำนึงถึงความสอดคล้องของแรงโน้มถ่วงและแรงเหวี่ยงด้วย ค่าของปริมาณแรกถูกกำหนดโดยใช้กฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน ตัวบ่งชี้แรงหนีศูนย์กลางคำนวณโดยการคูณมวลของดาวเทียมด้วยความเร่งสู่ศูนย์กลาง ผลลัพธ์ของความเท่าเทียมกันของมวลความโน้มถ่วงและแรงเฉื่อยคือข้อสรุปว่าระดับความสูงของวงโคจรไม่ได้ขึ้นอยู่กับมวลของดาวเทียม ดังนั้น วงโคจรค้างฟ้าจึงถูกกำหนดโดยระดับความสูงที่แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางมีขนาดเท่ากันและตรงกันข้ามกับทิศทางของแรงโน้มถ่วงที่สร้างขึ้นโดยแรงโน้มถ่วงของโลกที่ระดับความสูงที่กำหนด

จากสูตรคำนวณความเร่งสู่ศูนย์กลาง คุณสามารถหาความเร็วเชิงมุมได้ รัศมีของวงโคจรค้างฟ้ายังถูกกำหนดโดยสูตรนี้หรือโดยการหารค่าคงที่แรงโน้มถ่วงศูนย์กลางโลกด้วยความเร็วเชิงมุมยกกำลังสอง มีความยาว 42,164 กิโลเมตร เมื่อคำนึงถึงรัศมีเส้นศูนย์สูตรของโลก เราจะได้ความสูงเท่ากับ 35,786 กิโลเมตร

การคำนวณสามารถทำได้อีกวิธีหนึ่งโดยยึดตามคำกล่าวที่ว่า ระดับความสูงของวงโคจรซึ่งเป็นระยะทางจากศูนย์กลางโลกด้วยความเร็วเชิงมุมของดาวเทียมที่สอดคล้องกับการเคลื่อนที่แบบหมุนของดาวเคราะห์ทำให้เกิดเส้นตรง ความเร็วที่เท่ากับความเร็วจักรวาลแรกที่ระดับความสูงที่กำหนด

ความเร็วในวงโคจรค้างฟ้า ความยาว

ตัวบ่งชี้นี้คำนวณโดยการคูณความเร็วเชิงมุมด้วยรัศมีสนาม ค่าของความเร็วในวงโคจรคือ 3.07 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งน้อยกว่าความเร็วจักรวาลแรกบนเส้นทางใกล้โลกมาก เพื่อลดอัตราจำเป็นต้องเพิ่มรัศมีวงโคจรมากกว่าหกเท่า ความยาวคำนวณโดยการคูณตัวเลข Pi และรัศมีคูณด้วยสอง เป็นระยะทาง 264924 กิโลเมตร ตัวบ่งชี้จะถูกนำมาพิจารณาเมื่อคำนวณ "จุดยืน" ของดาวเทียม

อิทธิพลของกำลัง

พารามิเตอร์ของวงโคจรที่กลไกเทียมหมุนสามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายใต้อิทธิพลของการรบกวนจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ - แสงอาทิตย์, ความไม่สอดคล้องกันของสนามโลก, และรูปไข่ของเส้นศูนย์สูตร การเปลี่ยนแปลงของสนามจะแสดงออกมาในปรากฏการณ์เช่น:

  1. การกระจัดของดาวเทียมจากตำแหน่งไปตามวงโคจรไปสู่จุดสมดุลที่มั่นคง ซึ่งเรียกว่ารูศักย์ในวงโคจรค้างฟ้า
  2. มุมเอียงของสนามกับเส้นศูนย์สูตรจะเพิ่มขึ้นด้วยความเร็วที่แน่นอนและถึง 15 องศาทุกๆ 26 ปี 5 เดือน

เพื่อให้ดาวเทียมอยู่ใน "จุดยืน" ที่ต้องการ จึงมีการติดตั้งระบบขับเคลื่อนซึ่งจะเปิดหลายครั้งทุกๆ 10-15 วัน ดังนั้น เพื่อชดเชยการเพิ่มขึ้นของความเอียงของวงโคจร จึงมีการใช้การแก้ไข "เหนือ-ใต้" และเพื่อชดเชยการเคลื่อนตัวไปตามสนาม จึงใช้การแก้ไข "ตะวันตก-ตะวันออก" เพื่อควบคุมเส้นทางของดาวเทียมตลอดอายุการใช้งาน จำเป็นต้องมีการจ่ายเชื้อเพลิงจำนวนมากบนเรือ

ระบบขับเคลื่อน

การเลือกอุปกรณ์จะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเทคนิคเฉพาะของดาวเทียม ตัวอย่างเช่น เครื่องยนต์จรวดเคมีมีการจ่ายเชื้อเพลิงแบบแทนที่และทำงานบนส่วนประกอบที่มีจุดเดือดสูงที่เก็บไว้เป็นเวลานาน (ไดอะไนโตรเจนเตตรอกไซด์, ไดเมทิลไฮดราซีนที่ไม่สมมาตร) อุปกรณ์พลาสมามีแรงขับน้อยกว่ามาก แต่เนื่องจากการทำงานเป็นเวลานานซึ่งวัดได้ภายในสิบนาทีสำหรับการเคลื่อนไหวครั้งเดียว อุปกรณ์จึงสามารถลดปริมาณเชื้อเพลิงที่ใช้บนเรือได้อย่างมาก ระบบขับเคลื่อนประเภทนี้ใช้เพื่อเคลื่อนย้ายดาวเทียมไปยังตำแหน่งอื่นในวงโคจร ปัจจัยจำกัดหลักในอายุการใช้งานของอุปกรณ์คือการจ่ายเชื้อเพลิงในวงโคจรค้างฟ้า

ข้อเสียของสนามเทียม

ข้อเสียเปรียบที่สำคัญในการโต้ตอบกับดาวเทียมค้างฟ้าคือความล่าช้าอย่างมากในการแพร่กระจายสัญญาณ ดังนั้นที่ความเร็วแสง 300,000 กิโลเมตรต่อวินาทีและระดับความสูงของวงโคจร 35,786 กิโลเมตร การเคลื่อนที่ของลำแสงโลก-ดาวเทียมใช้เวลาประมาณ 0.12 วินาที และลำแสงโลก-ดาวเทียม-โลกใช้เวลา 0.24 วินาที เมื่อคำนึงถึงความล่าช้าของสัญญาณในอุปกรณ์และระบบส่งสัญญาณเคเบิลของบริการภาคพื้นดิน ความล่าช้ารวมของสัญญาณ "ต้นทาง - เครื่องรับสัญญาณดาวเทียม" จะอยู่ที่ประมาณ 2-4 วินาที ตัวบ่งชี้นี้ทำให้การใช้อุปกรณ์ในวงโคจรสำหรับโทรศัพท์มีความซับซ้อนอย่างมากและทำให้ไม่สามารถใช้การสื่อสารผ่านดาวเทียมในระบบเรียลไทม์ได้

ข้อเสียอีกประการหนึ่งคือการมองไม่เห็นวงโคจรค้างฟ้าจากละติจูดสูง ซึ่งรบกวนการสื่อสารและการออกอากาศทางโทรทัศน์ในภูมิภาคอาร์กติกและแอนตาร์กติก ในสถานการณ์ที่ดวงอาทิตย์และดาวเทียมที่ส่งสัญญาณอยู่ในแนวเดียวกับเสาอากาศรับ สัญญาณจะลดลงและบางครั้งก็ไม่มีเลย ในวงโคจรค้างฟ้า เนื่องจากดาวเทียมไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ปรากฏการณ์นี้จึงแสดงออกมาอย่างชัดเจนเป็นพิเศษ

ผลกระทบดอปเปลอร์

ปรากฏการณ์นี้ประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงความถี่ของการสั่นสะเทือนของแม่เหล็กไฟฟ้าพร้อมกับการเคลื่อนที่ร่วมกันของตัวส่งและตัวรับ ปรากฏการณ์นี้แสดงได้จากการเปลี่ยนแปลงของระยะทางเมื่อเวลาผ่านไป เช่นเดียวกับการเคลื่อนที่ของยานพาหนะเทียมในวงโคจร ผลกระทบดังกล่าวแสดงให้เห็นว่ามีความเสถียรต่ำของความถี่พาหะของดาวเทียมซึ่งเพิ่มความไม่เสถียรของฮาร์ดแวร์ของความถี่ของตัวทวนสัญญาณออนบอร์ดและสถานีภาคพื้นดินซึ่งทำให้การรับสัญญาณยุ่งยาก เอฟเฟกต์ดอปเปลอร์ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของการปรับการสั่นสะเทือน ซึ่งไม่สามารถควบคุมได้ ในกรณีที่มีการใช้ดาวเทียมสื่อสารและการแพร่ภาพโทรทัศน์โดยตรงในวงโคจร ปรากฏการณ์นี้จะถูกกำจัดออกไปในทางปฏิบัติ กล่าวคือ ไม่มีการเปลี่ยนแปลงระดับสัญญาณที่จุดรับ

ทัศนคติต่อสนามค้างฟ้าในโลก

การกำเนิดของวงโคจรอวกาศทำให้เกิดคำถามมากมายและปัญหาทางกฎหมายระหว่างประเทศ คณะกรรมการจำนวนหนึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสหประชาชาติ มีส่วนร่วมในมติของพวกเขา บางประเทศที่ตั้งอยู่บนเส้นศูนย์สูตรได้อ้างสิทธิ์ในการขยายอำนาจอธิปไตยของตนไปยังส่วนของพื้นที่ว่างที่อยู่เหนืออาณาเขตของตน รัฐต่างๆ ระบุว่าวงโคจรค้างฟ้าเป็นปัจจัยทางกายภาพที่เกี่ยวข้องกับการดำรงอยู่ของดาวเคราะห์และขึ้นอยู่กับสนามโน้มถ่วงของโลก ดังนั้นส่วนของสนามจึงเป็นส่วนขยายของอาณาเขตของประเทศของตน แต่คำกล่าวอ้างดังกล่าวถูกปฏิเสธ เนื่องจากโลกมีหลักการไม่จัดสรรพื้นที่รอบนอก ปัญหาทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของวงโคจรและดาวเทียมได้รับการแก้ไขในระดับโลก

วงโคจรค้างฟ้าที่มีความเอียงเป็นศูนย์และระดับความสูง 35,756 กม. ยังคงเป็นวงโคจรที่สำคัญเชิงกลยุทธ์สำหรับดาวเทียมโลกเทียมจนถึงทุกวันนี้ ดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรนี้จะหมุนรอบศูนย์กลางโลกด้วยความเร็วเชิงมุมเดียวกันกับพื้นผิวโลก ด้วยเหตุนี้ จึงไม่จำเป็นต้องมีเสาอากาศรับสัญญาณดาวเทียมในการติดตามดาวเทียมค้างฟ้า - ดาวเทียมค้างฟ้าสำหรับตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งบนพื้นผิวโลกจะอยู่ที่จุดใดจุดหนึ่งบนท้องฟ้าเสมอ



ตัวอย่างของกลุ่มดาวดาวเทียมสื่อสารค้างฟ้าของรัสเซียในปี 2548:

แต่การตรวจสอบกราฟล่าสุดโดยใช้เว็บไซต์ของกุนเธอร์ พบว่ามีการปล่อยดาวเทียมค้างฟ้าไม่เกิน 40 ดวงในปี 2560 แม้ว่าจำนวนดังกล่าวจะรวมการปล่อยดาวเทียมด้วยก็ตาม GTO (วงโคจรการถ่ายโอนทางภูมิศาสตร์)และ วงโคจรประเภทมอลนิยา (คอสมอส-2518- ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับความคลาดเคลื่อนนี้ ฉันพยายามประเมินพลวัตของการปล่อยจรวดสู่วงโคจรค้างฟ้าประจำปีและพลวัตของการเปลี่ยนแปลงในมวลรวมของดาวเทียมค้างฟ้าที่ปล่อยโดยใช้เว็บไซต์ Gunter เดียวกัน

ดาวเทียมค้างฟ้าส่วนใหญ่ถูกปล่อยบน วงโคจรการถ่ายโอนทางภูมิศาสตร์ (GTO)จากนั้นพวกเขาก็ใช้เครื่องยนต์ของตัวเองเพื่อขึ้นสู่จุดใกล้ดวงอาทิตย์และเข้าสู่วงโคจรค้างฟ้า นี่เป็นเพราะความปรารถนาที่จะลดการปนเปื้อนของวงโคจรค้างฟ้าที่มีความสำคัญเชิงกลยุทธ์ให้เหลือน้อยที่สุด (ระยะบนของยานปล่อยที่ GPO จะเผาไหม้เร็วกว่าที่ GEO มาก เนื่องจากวงโคจรใกล้ดวงอาทิตย์น้อยที่สุด) ในเรื่องนี้ การปล่อยมวลของดาวเทียมค้างฟ้ามักถูกระบุในระหว่างการปล่อย GPO ครั้งแรก ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจนับมวลของดาวเทียมค้างฟ้าใน GPO และยังรวมไว้ในการคำนวณดาวเทียมที่เดิมตั้งใจจะทำงานใน GPO หรือวงโคจรทรงรีอื่น ๆ ที่ตั้งอยู่ระหว่างวงโคจรต่ำและวงโคจรค้างฟ้า (ส่วนใหญ่เป็นวงโคจร Molniya) ในทางกลับกัน ในบางกรณี การปล่อยดาวเทียมโดยตรงสู่วงโคจรค้างฟ้าจะดำเนินการ (ตัวอย่างเช่น ในกรณีของดาวเทียมทหารโซเวียต รัสเซีย และอเมริกา) นอกจากนี้ สำหรับดาวเทียมทางทหาร มักจะไม่ทราบมวล (ใน กรณีนี้จำเป็นต้องระบุขีดจำกัดสูงสุดของขีดความสามารถของยานปล่อยเมื่อทำการเปิดตัวที่ GPO) ทั้งนี้การคำนวณเป็นเพียงเบื้องต้นเท่านั้น ในขณะนี้ เราสามารถดำเนินการได้ 35 ปีจาก 60 ปีของยุคอวกาศ และสถานการณ์ต่อไปนี้เกิดขึ้นในแต่ละปี:

1) ในแง่ของการปล่อยมวลเข้าสู่วงโคจร GPO และ Molniya จริง ๆ แล้วได้สร้างสถิติใหม่ในปี 2560 (192 ตัน):

2) ไม่มีการเติบโตเป็นพิเศษในจำนวนยานพาหนะที่ปล่อยเข้าสู่วงโคจรประเภทนี้ (เส้นสีดำคือเส้นแนวโน้ม):

3) สังเกตสถานการณ์ที่คล้ายกันกับจำนวนการเริ่มต้น:

โดยทั่วไป มีแนวโน้มว่าปริมาณการขนส่งสินค้าจะเพิ่มขึ้นอย่างมั่นคงในวงโคจรทรงวงรีสูง ค่าเฉลี่ยตามทศวรรษ:

ขึ้นอยู่กับพื้นที่เฉลี่ยของวัตถุอวกาศ ( พื้นที่หน้าตัดสะสมวัดเป็นตารางเมตร) ดาวเทียมค้างฟ้ายังเหนือกว่ายานพาหนะในวงโคจรต่ำอีกด้วย (แม้ว่าเราจะคำนึงถึงระยะบนก็ตาม - อาร์.บี.):

นี่อาจเป็นเพราะโครงสร้างที่ปรับใช้ได้จำนวนมากในดาวเทียมค้างฟ้า (เสาอากาศ แผงโซลาร์เซลล์ และแบตเตอรี่ควบคุมความร้อน)

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา จำนวนดาวเทียมปฏิบัติการในวงโคจรค้างฟ้ามีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง ในทศวรรษนี้เพียงทศวรรษเดียว จำนวนของพวกเขาเพิ่มขึ้นจากสี่เป็นห้าร้อย:

ตามฐานข้อมูลของดาวเทียมปฏิบัติการ ปัจจุบันดาวเทียมปฏิบัติการที่เก่าแก่ที่สุดใน GEO คือดาวเทียมถ่ายทอด ทีดีอาร์เอส-3เปิดตัวในปี 1988 ปัจจุบันมีอุปกรณ์ 40 เครื่องที่ทำงานที่ GSO ซึ่งมีอายุเกิน 20 ปี:

จำนวนดาวเทียมค้างฟ้าทั้งหมดเมื่อพิจารณาถึงวงโคจรฝังศพมีมากกว่าหนึ่งพันเครื่องแล้ว (โดยมีจำนวนขั้นต่ำของขั้นบน ( อาร์.บี.) จรวดในวงโคจรเหล่านี้):

ตัวอย่างของกลุ่มดาวดาวเทียมค้างฟ้า:

ความแออัดยัดเยียดที่เพิ่มขึ้นในวงโคจรค้างฟ้าจะนำไปสู่แนวโน้มของดาวเทียมค้างฟ้าที่หนักกว่าต่อไป ถ้าเป็นอย่างแรก สกอดาวเทียมมีน้ำหนักเพียง 68 กก. จากนั้นในปี 2560 จีนพยายามเปิดตัวอุปกรณ์ขนาด 7.6 ตัน เห็นได้ชัดว่าความแออัดยัดเยียดที่เพิ่มขึ้นของวงโคจรค้างฟ้าจะนำไปสู่การสร้างแพลตฟอร์มค้างฟ้าขนาดใหญ่ที่มีองค์ประกอบที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ในอนาคต มีแนวโน้มว่าแพลตฟอร์มดังกล่าวจะแก้ปัญหาหลายอย่างพร้อมกัน เช่น การสื่อสารและการสังเกตพื้นผิวโลกเพื่ออุตุนิยมวิทยา ความต้องการด้านการป้องกัน และอื่นๆ


ดาวเทียมสื่อสารค้างฟ้าน้ำหนัก 7.6 ตันสร้างขึ้นบนพื้นฐานของแพลตฟอร์มจีนใหม่ ดีเอฟเอช-5

2550

แนวคิดหลัก

ไซต์นี้มีไว้เพื่อแก้ไขปัญหาการเฝ้าระวังโดยเฉพาะ ดาวเทียมโลกเทียม(ไกลออกไป ดาวเทียม - นับตั้งแต่เริ่มต้นยุคอวกาศ (4 ตุลาคม 2500 มีการปล่อยดาวเทียมดวงแรก Sputnik 1) มนุษยชาติได้สร้างดาวเทียมจำนวนมากที่โคจรรอบโลกในวงโคจรทุกประเภท ปัจจุบันจำนวนวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นดังกล่าวมีมากกว่าหมื่นชิ้น นี่คือ "เศษอวกาศ" เป็นหลัก - เศษของดาวเทียมเทียม, ระยะจรวดที่ใช้แล้ว ฯลฯ มีเพียงส่วนเล็ก ๆ เท่านั้นที่เป็นดาวเทียมที่ใช้งานได้
ในจำนวนนี้มีดาวเทียมวิจัยและอุตุนิยมวิทยา ดาวเทียมสื่อสารและโทรคมนาคม และดาวเทียมทางการทหาร พวกเขา "ประชากร" พื้นที่รอบโลกจากระดับความสูง 200-300 กม. และสูงถึง 40,000 กม. มีเพียงบางส่วนเท่านั้นที่สามารถสังเกตการณ์ได้โดยใช้เลนส์ราคาไม่แพง (กล้องส่องทางไกล กล้องโทรทรรศน์ กล้องโทรทรรศน์สมัครเล่น)

ด้วยการสร้างไซต์นี้ ผู้เขียนตั้งเป้าหมายในการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการสังเกตและถ่ายภาพดาวเทียม แสดงวิธีคำนวณเงื่อนไขในการบินเหนือพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง และอธิบายแง่มุมเชิงปฏิบัติของปัญหาการสังเกตและการถ่ายภาพ เว็บไซต์นี้นำเสนอเนื้อหาต้นฉบับส่วนใหญ่ที่ได้รับระหว่างการสังเกตการณ์โดยผู้เข้าร่วมในส่วน "อวกาศ" ของชมรมดาราศาสตร์ "hν" ที่ท้องฟ้าจำลองมินสค์ (มินสค์ เบลารุส)

และยังตอบคำถามหลัก - "ทำไม" จะต้องกล่าวสิ่งต่อไปนี้ ในบรรดางานอดิเรกต่างๆ ที่ผู้คนสนใจ ได้แก่ ดาราศาสตร์และอวกาศ ผู้ชื่นชอบดาราศาสตร์หลายพันคนสังเกตดาวเคราะห์ เนบิวลา กาแล็กซี ดาวแปรแสง อุกกาบาต และวัตถุทางดาราศาสตร์อื่นๆ ถ่ายภาพดาวเคราะห์เหล่านั้น และจัดการประชุมของตนเองและ "ชั้นเรียนปริญญาโท" เพื่ออะไร? มันเป็นเพียงงานอดิเรก หนึ่งในหลาย ๆ อย่าง วิธีหลีกหนีจากปัญหาในชีวิตประจำวัน แม้ว่ามือสมัครเล่นจะทำงานที่มีความสำคัญทางวิทยาศาสตร์ พวกเขายังคงเป็นมือสมัครเล่นที่ทำเพื่อความสุขของตนเอง ดาราศาสตร์และอวกาศเป็นงานอดิเรก "เทคโนโลยี" มาก ซึ่งคุณสามารถใช้ความรู้ด้านทัศนศาสตร์ อิเล็กทรอนิกส์ ฟิสิกส์ และสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติอื่นๆ ได้ หรือคุณไม่จำเป็นต้องใช้มัน - และเพียงแค่สนุกกับการไตร่ตรอง สถานการณ์ดาวเทียมก็คล้ายกัน เป็นเรื่องที่น่าสนใจอย่างยิ่งในการตรวจสอบดาวเทียมเหล่านั้นซึ่งข้อมูลที่ไม่ได้เผยแพร่ในโอเพ่นซอร์ส - สิ่งเหล่านี้คือดาวเทียมข่าวกรองทางทหารของประเทศต่างๆ ไม่ว่าในกรณีใด การสังเกตด้วยดาวเทียมก็กำลังตามล่าอยู่ บ่อยครั้งที่เราสามารถระบุล่วงหน้าได้ว่าดาวเทียมจะปรากฏที่ไหนและเมื่อใด แต่ก็ไม่เสมอไป และเขาจะ “ประพฤติตัว” อย่างไรนั้นยากยิ่งกว่าที่จะคาดเดาได้

ขอบคุณ:

วิธีการที่อธิบายไว้ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของการสังเกตและการวิจัยซึ่งสมาชิกของชมรมดาราศาสตร์ "hν" ของท้องฟ้าจำลองมินสค์ (เบลารุส) เข้าร่วม:

  • บอซบีย์ แม็กซิม.
  • ดรีมิน เกนนาดี.
  • เคนโกะ โซยะ.
  • เมชินสกี้ วิทาลี

สมาชิกของชมรมดาราศาสตร์ "hν" ก็ให้ความช่วยเหลือเป็นอย่างดีเช่นกัน เลเบเดวา ทัตยานา, โปวาลิเชฟ วลาดิมีร์และ ทาคาเชนโก อเล็กเซย์- ขอขอบคุณเป็นพิเศษ อเล็กซานเดอร์ แลปชิน(รัสเซีย), profi-s (ยูเครน), Daniil Shestakov (รัสเซีย) และ Anatoly Grigoriev (รัสเซีย) เพื่อขอความช่วยเหลือในการสร้างย่อหน้า II §1 “การวัดแสงดาวเทียม”, บทที่ 2 และบทที่ 5 และ เอเลนา (เตา รัสเซีย)เพื่อให้คำปรึกษาและเขียนโปรแกรมคำนวณต่างๆ ผู้เขียนก็ขอบคุณเช่นกัน มิคาอิล อับการ์ยาน (เบลารุส), ยูริ กอเรียชโก้ (เบลารุส), อนาโตลี กริโกริเยฟ (รัสเซีย), เลโอนิด เอเลนิน (รัสเซีย), วิคเตอร์ จูค (เบลารุส), อิกอร์ โมโลตอฟ (รัสเซีย), คอนสแตนติน โมโรซอฟ (เบลารุส), เซอร์เกย์ พลัคซา (ยูเครน), อีวาน โปรโคปิก (เบลารุส)เพื่อจัดทำภาพประกอบบางส่วนของเว็บไซต์

ได้รับวัสดุบางส่วนระหว่างการดำเนินการตามคำสั่งจากองค์กรรวมระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ของ National Academy of Sciences แห่งเบลารุส การนำเสนอสื่อต่างๆ ดำเนินการบนพื้นฐานที่ไม่ใช่เชิงพาณิชย์เพื่อเผยแพร่โครงการอวกาศเบลารุสในหมู่เด็กและเยาวชน

Vitaly Mechinsky ภัณฑารักษ์ของส่วน "Cosmonautics" ของ astroclub "hν"

ข่าวเว็บไซต์:

  • 09/01/2013: ปรับปรุงอนุวรรค 2 อย่างมีนัยสำคัญ “ภาพถ่ายดาวเทียมระหว่างการบิน” p. II §1 - ​​​​เพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการวัดแสงของแทร็กดาวเทียมสองวิธี (วิธีโปรไฟล์แทร็กการวัดแสงและวิธีการวัดแสงไอโซโฟต)
  • 09/01/2013: Subclause II §1 ได้รับการอัปเดต - เพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับการทำงานกับโปรแกรม "Highecl" สำหรับการคำนวณการระบาดที่อาจเกิดขึ้นจาก GSS
  • 30/01/2013: อัปเดตแล้ว "บทที่ 3"-- เพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับการทำงานกับโปรแกรม "MagVision" เพื่อคำนวณการลดลงของการเจาะทะลุจากการส่องสว่างจากดวงอาทิตย์และดวงจันทร์
  • 22/01/2013: อัปเดตบทที่ 2 เพิ่มภาพเคลื่อนไหวของดาวเทียมที่เคลื่อนที่ข้ามท้องฟ้าในหนึ่งนาที
  • 19/01/2013: อัปเดตส่วนย่อยแล้ว “การสังเกตด้วยสายตาของดาวเทียม”ย่อหน้าที่ 1 "การกำหนดวงโคจรดาวเทียม" §1ของบทที่ 5 เพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับอุปกรณ์ทำความร้อนสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเลนส์เพื่อป้องกันน้ำค้าง น้ำค้างแข็ง และการระบายความร้อนที่มากเกินไป
  • 19/01/2013: เพิ่มใน "บทที่ 3"ข้อมูลเกี่ยวกับการเจาะที่ลดลงเมื่อได้รับแสงสว่างจากดวงจันทร์และพลบค่ำ
  • 01/09/2013: เพิ่มรายการย่อย “แสงวาบจากดาวเทียมลิดาร์ “CALIPSO”ข้อย่อย “การถ่ายภาพแสงวาบ” ย่อหน้าที่ II “การวัดแสงของดาวเทียม” §1 ของบทที่ 5 มีการอธิบายข้อมูลเกี่ยวกับคุณลักษณะของการสังเกตแสงวาบจากเลเซอร์ไลดาร์ของดาวเทียม “CALIPSO” และขั้นตอนการเตรียมการสำหรับสิ่งเหล่านั้น
  • 11/05/2012: ส่วนเบื้องต้นของ §2 ของบทที่ 5 ได้รับการอัปเดตแล้ว ข้อมูลเกี่ยวกับอุปกรณ์ขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการสังเกตการณ์ทางวิทยุของดาวเทียม และแผนภาพของตัวบ่งชี้ระดับสัญญาณ LED ซึ่งใช้ในการตั้งค่า มีระดับสัญญาณเสียงอินพุตที่ปลอดภัยสำหรับเครื่องบันทึกเสียงให้มาด้วย
  • 11/04/2012: อัปเดตข้อย่อยแล้ว “การสังเกตด้วยสายตาของดาวเทียม”ย่อหน้าที่ 1 "การกำหนดวงโคจรของดาวเทียม" §1 ของบทที่ 5 มีการเพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับแผนที่ดาวเบอร์โน รวมถึงฟิล์มสีแดงบนหน้าจอ LCD ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการสังเกตการณ์
  • 14/04/2012: อัปเดตรายการย่อยของรายการย่อย "การถ่ายภาพ/วิดีโอของดาวเทียม" ข้อ 1 "การกำหนดวงโคจรดาวเทียม" §1ของบทที่ 5 เพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับการทำงานกับโปรแกรม "SatIR" เพื่อระบุดาวเทียม ในภาพถ่ายที่มีมุมมองที่กว้างตลอดจนการกำหนดพิกัดจุดสิ้นสุดของรอยทางดาวเทียมบนภาพถ่ายเหล่านั้น
  • 04/13/2012: อัปเดตส่วนย่อยแล้ว "การตรวจวัดดาราศาสตร์ของดาวเทียมบนภาพที่ได้รับ: ภาพถ่ายและวิดีโอ"ส่วนย่อย "การถ่ายภาพ/วิดีโอของดาวเทียม" ข้อ 1 "การกำหนดวงโคจรดาวเทียม" §1 ของบทที่ 5 เพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับการทำงานกับโปรแกรม "AstroTortilla" เพื่อกำหนดพิกัดของจุดศูนย์กลางมุมมองของภาพของพื้นที่ ท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาว
  • 20/03/2012: ข้อย่อย 2 “การจำแนกวงโคจรดาวเทียมตามกึ่งแกนเอก” §1 ของบทที่ 2 ได้รับการอัปเดตแล้ว มีการเพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับขนาดของการเคลื่อนตัวของ GSS และการรบกวนของวงโคจร
  • 03/02/2012: เพิ่มรายการย่อย “สังเกตและบันทึกภาพการปล่อยจรวดจากระยะไกล”ย่อหน้าย่อย “การถ่ายภาพ/วิดีโอของดาวเทียม” ย่อหน้าที่ 1 “การกำหนดวงโคจรดาวเทียม” §1 ของบทที่ 5 มีการอธิบายข้อมูลเกี่ยวกับคุณลักษณะของการสังเกตการบินของยานพาหนะที่ปล่อยในขั้นตอนการปล่อย
  • "การแปลงโหราศาสตร์เป็นรูปแบบ IOD"ส่วนย่อย "การถ่ายภาพ / วิดีโอของดาวเทียม" ย่อหน้า I "การกำหนดวงโคจรของดาวเทียม" §1ของบทที่ 5 เพิ่มคำอธิบายของการทำงานกับโปรแกรม "ObsEntry for Window" สำหรับการแปลง astrometry ดาวเทียมเป็นรูปแบบ IOD - อะนาล็อกของ "OBSENTRY" โปรแกรมแต่สำหรับระบบปฏิบัติการ Windows
  • 25/02/2012: อัปเดตส่วนย่อยแล้ว "วงโคจรซิงโครนัสดวงอาทิตย์"ย่อหน้า 1 "การจำแนกวงโคจรดาวเทียมตามความเอียง" §1 ของบทที่ 2 เพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับการคำนวณค่าความเอียง i ss ของวงโคจรดาวเทียมซิงโครนัสดวงอาทิตย์ ขึ้นอยู่กับความเยื้องศูนย์และกึ่งแกนเอกของวงโคจร
  • 09.21.2011: ข้อย่อย 2 “การวัดแสงของดาวเทียมระหว่างการบิน” ได้รับการอัปเดต ข้อ II “การวัดแสงของดาวเทียม” §1 ของบทที่ 5 มีการเพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับเอฟเฟกต์ซินโนดิก ซึ่งบิดเบือนการกำหนดระยะเวลาการหมุนของดาวเทียม .
  • 09.14.2011: อัปเดตส่วนย่อยแล้ว “การคำนวณองค์ประกอบวงโคจร (เคปเลอร์) ของวงโคจรของดาวเทียมโดยอาศัยข้อมูลทางดาราศาสตร์ บินผ่านหนึ่งครั้ง”ข้อย่อย "การถ่ายภาพ/วิดีโอของดาวเทียม" ของย่อหน้า I "การกำหนดวงโคจรของดาวเทียม" §1 ของบทที่ 5 มีการเพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับโปรแกรม "SatID" เพื่อระบุดาวเทียม (โดยใช้ TLE ที่ได้รับ) ระหว่างดาวเทียมจากบุคคลที่สาม ฐานข้อมูล TLE และวิธีการระบุดาวเทียมในโปรแกรม "Heavensat" โดยอาศัยการบินผ่านที่สังเกตได้ใกล้กับดาวนำทาง
  • 12.09.2011: อัปเดตรายการย่อย "การคำนวณองค์ประกอบวงโคจร (เคปเลอร์) ของวงโคจรของดาวเทียมตามข้อมูลทางดาราศาสตร์ เที่ยวบินหลายเที่ยว" ของรายการย่อย "การถ่ายภาพ/วิดีโอของดาวเทียม" ของย่อหน้า I "การกำหนดวงโคจรของดาวเทียม" §1 ของบทที่ 5 เพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับโปรแกรมการคำนวณใหม่ TLE -องค์ประกอบสำหรับวันที่ที่ต้องการ
  • 09/12/2011: เพิ่มรายการย่อย "การเข้ามาของดาวเทียมเทียมสู่ชั้นบรรยากาศโลก"ส่วนย่อย “การถ่ายภาพ/วิดีโอของดาวเทียม” ย่อหน้า I “การกำหนดวงโคจรดาวเทียม” §1 ของบทที่ 5 ข้อมูลการทำงานกับโปรแกรม “SatEvo” เพื่อทำนายวันที่ดาวเทียมเข้าสู่ชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นของโลกคือ อธิบายไว้
  • "แสงวาบจากดาวเทียมค้างฟ้า"ข้อย่อย “การถ่ายภาพแสงแฟลช” หน้า II “การวัดแสงของดาวเทียม” §1 ของบทที่ 5 มีการเพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับระยะเวลาการมองเห็นของแสงแฟลช GSS
  • 09/08/2011: อัปเดตส่วนย่อยแล้ว "การเปลี่ยนแปลงความสว่างของดาวเทียมระหว่างการบิน"ย่อหน้าย่อย 2 "การวัดแสงของดาวเทียมในระหว่างการบิน" ย่อหน้าที่ II "การวัดแสงของดาวเทียม" §1 ของบทที่ 5 เพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับรูปแบบของฟังก์ชันเฟสสำหรับตัวอย่างพื้นผิวสะท้อนแสงหลายตัวอย่าง
  • ย่อหน้าย่อย 1 "การสังเกตแสงแฟลร์ดาวเทียมเทียม" ย่อหน้าที่ II "การวัดแสงด้วยดาวเทียม" §1 ของบทที่ 5 เพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับความไม่สม่ำเสมอของมาตราส่วนเวลาตามภาพของแทร็กดาวเทียมบนเมทริกซ์ตัวตรวจจับแสง
  • 09/07/2011: อัปเดตส่วนย่อยแล้ว “ภาพถ่ายดาวเทียมระหว่างการบิน”หน้า II "การวัดแสงของดาวเทียม" §1 ของบทที่ 5 เพิ่มตัวอย่างเส้นโค้งแสงที่ซับซ้อนของดาวเทียม "NanoSail-D" (SCN:37361) และการสร้างแบบจำลองการหมุน
  • “แสงวาบจากดาวเทียมวงโคจรต่ำ”ย่อหน้าย่อย 1 “การสังเกตแสงแฟลร์ดาวเทียม” ย่อหน้าที่ II “การวัดแสงของดาวเทียม” §1 ของบทที่ 5 มีการเพิ่มภาพถ่ายและโปรไฟล์การวัดแสงของแสงแฟลร์จากดาวเทียม LEO “METEOR 1-29”
  • 09/06/2011: อัปเดตส่วนย่อยแล้ว "วงโคจรดาวเทียมธรณีพิสัยและจีโอซิงโครนัส"§1 ของบทที่ 2 เพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับการจำแนกประเภทของดาวเทียมค้างฟ้า ข้อมูลเกี่ยวกับรูปร่างของวิถี GSS
  • 09/06/2011: อัปเดตส่วนย่อยแล้ว “การถ่ายภาพผ่านดาวเทียม: อุปกรณ์ในการถ่ายภาพ องค์ประกอบทางแสง”ข้อย่อย “การถ่ายภาพ/วิดีโอของดาวเทียม” ย่อหน้าที่ 1 “การกำหนดวงโคจรดาวเทียม” §1 ของบทที่ 5 เพิ่มลิงก์ไปยังบทวิจารณ์เลนส์ในประเทศที่ใช้กับการถ่ายภาพดาวเทียม
  • 09/06/2011: อัปเดตส่วนย่อยแล้ว "มุมเฟส"ส่วนที่ II "การวัดแสงดาวเทียม" §1บทที่ 5 เพิ่มภาพเคลื่อนไหวของการเปลี่ยนแปลงเฟสของดาวเทียมขึ้นอยู่กับมุมของเฟส
  • 13.07.2011: เสร็จสิ้นทุกบทและส่วนของเว็บไซต์
  • 07/09/2011: เขียนส่วนเกริ่นนำของย่อหน้า II เสร็จแล้ว "การวัดแสงดาวเทียม"§1 บทที่ 5
  • 07/05/2011: เขียนส่วนเกริ่นนำถึง§2เสร็จแล้ว "การสังเกตการณ์ทางวิทยุของดาวเทียม"บทที่ 5
  • 07/04/2011: อัปเดตส่วนย่อยแล้ว “การประมวลผลข้อสังเกต”หน้า 1 "การรับส่งข้อมูลทางไกลผ่านดาวเทียม" §2ของบทที่ 5
  • 07/04/2011: เขียนเสร็จแล้ว ส่วนที่ II "การรับภาพเมฆ"§2 บทที่ 5
  • 07/02/2011: เขียนเสร็จแล้ว ส่วนที่ 1 "การรับส่งข้อมูลทางไกลผ่านดาวเทียม"§2 บทที่ 5
  • 07/01/2011: เขียนย่อหน้าย่อยเสร็จแล้ว "การถ่ายภาพ/วิดีโอดาวเทียม"ข้อ I §1บทที่ 5
  • 25/06/2011: เขียนเสร็จแล้ว การใช้งาน.
  • 25/06/2011: เขียนส่วนเบื้องต้นของบทที่ 5 เสร็จแล้ว: “จะสังเกตอะไรและอย่างไร”
  • 25/06/2011: เขียนส่วนเกริ่นนำถึง§1เสร็จแล้ว “การสังเกตด้วยแสง”บทที่ 5
  • 25/06/2011: เขียนส่วนเกริ่นนำของย่อหน้า I เสร็จแล้ว "การกำหนดวงโคจรของดาวเทียม"§1 บทที่ 5
  • 25/06/2011: เขียนเสร็จแล้ว บทที่ 4: “ถึงเวลาแล้ว”.
  • 25/01/2011: เขียนเสร็จแล้ว บทที่ 2: "มีวงโคจรและดาวเทียมประเภทใด".
  • 01/07/2011: เขียนเสร็จแล้ว บทที่ 3: “เตรียมการสังเกตการณ์”.
  • 01/07/2011: เขียนเสร็จแล้ว บทที่ 1: “ดาวเทียมเคลื่อนที่อย่างไร”

“ดาวเทียมถูกปล่อยสู่วงโคจรค้างฟ้า”... กี่ครั้งแล้วที่เราได้ยินวลีนี้ในข่าวโทรทัศน์! สิ่งนี้ควรเข้าใจอย่างไร - อยู่ที่ไหนหรือแม่นยำกว่านั้นดาวเทียมโคจรรอบที่ไหน?

เริ่มจากข้อเท็จจริงที่ว่าดาวเทียมไม่ว่าจะเป็นอะไรก็ตาม จะต้องรักษาการติดต่อกับโลกไว้ (ไม่เช่นนั้นก็ไม่จำเป็นต้องเปิดตัว) แต่ดาวเทียมเคลื่อนที่สัมพันธ์กับโลก โดยหมุนไปรอบ ๆ และเสาอากาศที่ต้องปรับให้เข้ากับดาวเทียมนั้นไม่มีการเคลื่อนที่เมื่อเทียบกับโลก... จะแก้ไขความขัดแย้งนี้ได้อย่างไร? ใช่ มันง่ายมาก: ดาวเทียมจะต้องหยุดนิ่งโดยสัมพันธ์กับจุดที่เสาอากาศตั้งอยู่... เป็นไปได้อย่างไร?

เมื่อเราบอกว่าวัตถุยังคงไม่เคลื่อนที่เมื่อเทียบกับวัตถุอื่นที่กำลังเคลื่อนที่ในเวลาเดียวกัน สิ่งที่เราหมายถึงจริงๆ ก็คือวัตถุเหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากันเมื่อเทียบกับวัตถุที่สาม ที่นี่คุณไม่เคลื่อนไหวเมื่อเทียบกับรถ แต่ถ้าคุณแยกการเคลื่อนไหวของคุณและการเคลื่อนที่ของรถโดยสัมพันธ์กับถนน ปรากฎว่าคุณกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากัน และไม่สำคัญว่าคุณจะอยู่ในรถหรือไม่ก็ตาม หากคุณบินอยู่เหนือรถด้วยความเร็วเท่ากับรถยนต์ (ลองจินตนาการถึงสถานการณ์ที่น่าอัศจรรย์เช่นนี้สักครู่) คุณก็จะนิ่งเฉยเมื่อเทียบกับ รถยนต์.

ดังนั้น เพื่อให้ดาวเทียมอยู่กับที่โดยสัมพันธ์กับเสาอากาศที่อยู่บนโลก ดาวเทียมนั้นจะต้องหมุนรอบโลกของเราด้วยความเร็วเดียวกันกับที่มันหมุนรอบแกนของมัน นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นในวงโคจรค้างฟ้า! ตำแหน่งในวงโคจรเรียกว่า "จุดยืน" เนื่องจากจากมุมมองของผู้สังเกตการณ์บนโลกดาวเทียมดังกล่าวไม่ได้ "บิน" แต่ "ค้าง" โดยไม่เคลื่อนไหวบนท้องฟ้า

ในวงโคจรค้างฟ้า ในด้านหนึ่งดาวเทียมไม่ได้เข้าใกล้โลก และอีกด้านหนึ่งจะไม่เคลื่อนที่ออกไปจากโลก เพื่อให้เป็นไปได้ แรงเหวี่ยงที่ "แบก" ดาวเทียมออกจากโลกจะต้องรักษาสมดุลของแรงโน้มถ่วงที่ "ดึงดูด" ดาวเทียมมายังโลก สิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้เมื่อดาวเทียมหมุนในวงโคจรที่อยู่ตามแนวเส้นศูนย์สูตร และระดับความสูงของวงโคจรเหนือพื้นผิวโลกอยู่ที่ 35,786 กิโลเมตร

อย่างไรก็ตาม การทำให้ดาวเทียมอยู่ในวงโคจรค้างฟ้านั้นไม่ใช่เรื่องง่าย ท้ายที่สุดแล้ว มันไม่เพียงได้รับอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงของโลกเท่านั้น - แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์จะไม่หายไปเช่นกัน สนามโน้มถ่วงของโลกไม่ได้ สม่ำเสมอกันอย่างสมบูรณ์ และเส้นศูนย์สูตรของเราไม่ได้กลมอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากสภาวะทั้งหมดนี้จึงเรียกว่า “หลุมศักย์วงโคจรธรณีพิสัย” คือจุดที่อยู่เหนือเส้นศูนย์สูตรในพื้นที่ลองจิจูด 75.3 และ 165.3 องศาตะวันออก และลองจิจูด 14.7 และ 104.7 องศาตะวันตก ซึ่งดาวเทียมจะเลื่อนสัมพันธ์กับวงโคจรเดิม โดยรวมแล้ววงโคจรเบี่ยงเบนไป 0.85 องศาต่อปี และหลังจากผ่านไป 26 ปีครึ่ง วงโคจรก็เอียง 15 องศาเมื่อเทียบกับระนาบเส้นศูนย์สูตรแล้ว! เพื่อเอาชนะสิ่งรบกวนดังกล่าว ดาวเทียมจึงติดตั้งระบบขับเคลื่อนซึ่งจำเป็นต้องบรรทุกเชื้อเพลิงหลายร้อยกิโลกรัม - และเป็นแหล่งจ่ายนี้ที่จำกัดอายุการใช้งานของดาวเทียม (เช่น โทรทัศน์ดาวเทียมสมัยใหม่ทำงานจาก 12 ถึง 15 ปี)

สำหรับข้อดีทั้งหมดนั้น วงโคจรค้างฟ้านั้นไม่สามารถใช้ได้เสมอไป: มันเชื่อมต่อกับเส้นศูนย์สูตร ดังนั้น ยิ่งอยู่ห่างจากเส้นศูนย์สูตรมากเท่าไหร่ การ "รับ" ดาวเทียมดังกล่าวก็จะยิ่งยากมากขึ้นเท่านั้น - ตัวอย่างเช่น เป็นไปไม่ได้อีกต่อไป ให้บริการการสื่อสารใน Far North ด้วยความช่วยเหลือจากดาวเทียมดังกล่าว นอกจากนี้ สัญญาณอาจอ่อนลงและหายไปเมื่อดวงอาทิตย์ ดาวเทียม และเสาอากาศอยู่ในแนวเดียวกัน ปรากฏการณ์นี้ (ที่เรียกว่าการรบกวนจากแสงอาทิตย์) เกิดขึ้นในซีกโลกเหนือ (หรือแม่นยำกว่านั้นคือในละติจูดกลาง) ในวันที่ 22 กุมภาพันธ์-11 มีนาคม และ 3-21 ตุลาคม ในช่วงเวลาสูงสุด 10 นาที ดังนั้นวงโคจรค้างฟ้าจึงไม่สามารถใช้ได้เสมอไป มีดาวเทียมหลายดวงที่ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรอื่น

แง่มุมบางประการของยุคของการสำรวจอวกาศแบบแอคทีฟมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อชีวิตประจำวันของมนุษยชาติ เช่นเดียวกับแนวคิดเรื่องวงโคจรค้างฟ้า ซึ่งเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการประดิษฐ์ดาวเทียมสื่อสาร ปัจจัยทั้งสองนี้กลายเป็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง ซึ่งก่อให้เกิดแรงผลักดันอย่างมากต่อการพัฒนาไม่เพียงแต่เทคโนโลยีโทรคมนาคมเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงวิทยาศาสตร์ทั้งหมดโดยทั่วไปด้วย ซึ่งทำให้ชีวิตของผู้คนก้าวไปสู่ระดับใหม่เชิงคุณภาพได้

สิ่งนี้ทำให้สามารถครอบคลุมทั้งโลกด้วยเว็บสัญญาณวิทยุที่เสถียรและเชื่อมต่อแม้แต่จุดที่ห่างไกลที่สุดของโลกในลักษณะที่จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้เป็นเรื่องของความฝันของนักวิทยาศาสตร์และเป็นธีมสำหรับนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ วันนี้คุณสามารถพูดคุยทางโทรศัพท์ได้อย่างอิสระกับนักสำรวจขั้วโลกแอนตาร์กติกหรือผ่านทางอินเทอร์เน็ตในการติดต่อคอมพิวเตอร์เครื่องใดก็ได้บนพื้นผิว และทั้งหมดนี้ต้องขอบคุณวงโคจรค้างฟ้าและดาวเทียมสื่อสาร

วงโคจรค้างฟ้าคือวงโคจรทรงกลมที่อยู่เหนือเส้นศูนย์สูตรของดาวเคราะห์พอดี วงโคจรค้างฟ้ามีความโดดเด่นตรงที่ดาวเทียมที่อยู่บนนั้นมีการหมุนรอบโลกเท่ากับความเร็วการหมุนของดาวเคราะห์รอบแกนของมันเองซึ่งทำให้พวกเขามีโอกาสที่จะ "โฮเวอร์" อย่างต่อเนื่องเหนือจุดเดียวกันบนพื้นผิว ช่วยให้มั่นใจได้ถึงเสถียรภาพและคุณภาพสัญญาณวิทยุที่ยอดเยี่ยม

วงโคจรค้างฟ้าเป็นประเภทของวงโคจรจีโอซิงโครนัสและมีลักษณะเฉพาะ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อรองรับโทรคมนาคม การแพร่ภาพโทรทัศน์ อุตุนิยมวิทยา การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และดาวเทียมอื่นๆ ความสูงของวงโคจรค้างฟ้าอยู่ที่ 35,785 กิโลเมตรเหนือระดับน้ำทะเล ความสูงที่คำนวณได้อย่างแม่นยำนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการหมุนแบบซิงโครนัสกับดาวเคราะห์ ดาวเทียมประดิษฐ์ที่อยู่บน GEO หมุนไปในทิศทางเดียวกับลูกโลก นี่เป็นเพียงการรวมพารามิเตอร์ที่เป็นไปได้เพียงอย่างเดียวซึ่งบรรลุผลของการเคลื่อนที่แบบซิงโครนัสของดาวเทียมและดาวเคราะห์

วงโคจรค้างฟ้ายังมีชื่ออีกชื่อหนึ่งคือ แถบคลาร์ก ซึ่งตั้งชื่อตามบุคคลที่มีส่วนแบ่งสูงในการพัฒนาแนวคิดนี้และพัฒนาแนวความคิดเกี่ยวกับวงโคจรค้างฟ้าและธรณีซิงโครนัส ในปีพ.ศ. 2488 ในการตีพิมพ์ของเขาใน Wireless World เขาได้กำหนดลักษณะการโคจรของพื้นที่แคบ ๆ ของอวกาศใกล้โลก และเสนอการอภิปรายเกี่ยวกับพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่จำเป็นสำหรับระบบสื่อสารระหว่างโลกและดาวเทียม

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของการสื่อสารโทรคมนาคม วงโคจรค้างฟ้าได้กลายเป็นแถบพื้นที่รอบนอกที่มีเอกลักษณ์โดยไม่สามารถถูกแทนที่ได้และมีความแออัดอย่างรุนแรงโดยพื้นฐานในพื้นที่นี้ด้วยดาวเทียมหลายดวงกลายเป็นปัญหาร้ายแรง ตามที่ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าในศตวรรษที่ 21 คาดว่าจะมีการเผชิญหน้าทางเศรษฐกิจและการเมืองที่มีการแข่งขันอย่างดุเดือดสำหรับสถานที่ในวงโคจรค้างฟ้า ข้อตกลงทางการเมืองระหว่างประเทศไม่สามารถแก้ไขปัญหานี้ได้ สถานการณ์ทางตันอย่างสมบูรณ์จะเกิดขึ้น และในอีกสองทศวรรษข้างหน้า ตามการคาดการณ์ที่มีความสามารถ วงโคจรค้างฟ้าซึ่งเป็นสถานที่ที่ได้เปรียบที่สุดจะทำให้ทรัพยากรหมดไปโดยสิ้นเชิง

หนึ่งในวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้มากที่สุดคือการสร้างสถานีชานชาลาอเนกประสงค์ขนาดใหญ่ในวงโคจร ด้วยเทคโนโลยีที่ทันสมัย ​​สถานีหนึ่งดังกล่าวสามารถแทนที่ดาวเทียมหลายสิบดวงได้สำเร็จ แพลตฟอร์มเหล่านี้จะคุ้มค่ากว่าดาวเทียม และจะทำหน้าที่นำข้อมูลของประเทศต่างๆ เข้ามาใกล้กันมากขึ้น



มีคำถามหรือไม่?

แจ้งการพิมพ์ผิด

ข้อความที่จะส่งถึงบรรณาธิการของเรา:

ส่ง