สงครามแห่งดาวเทียม: หุ่นยนต์หลายพันตัวรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับทุกสิ่งในอวกาศได้อย่างไร

ดาวเทียมเทียมคืออะไร?

ดาวเทียมโลกเทียม (AIS) เป็นยานอวกาศ

โคจรรอบโลกในวงโคจรแบบ geocentric

ในการโคจรรอบโลกยานอวกาศจะต้องมีความเร็วเริ่มต้นเท่ากับหรือมากกว่าความเร็วในการหลบหนีครั้งแรกเที่ยวบินดาวเทียมจะดําเนินการที่ระดับความสูงหลายแสนกิโลเมตร

ขีด จํากัด ล่างของระดับความสูงของการบินผ่านดาวเทียมถูกกําหนดโดยความจําเป็นในการหลีกเลี่ยงกระบวนการชะลอตัวอย่างรวดเร็วในชั้นบรรยากาศระยะเวลาวงโคจรของดาวเทียมขึ้นอยู่กับระดับความสูงของเที่ยวบินโดยเฉลี่ยสามารถจากหนึ่งชั่วโมงครึ่งถึงหลายปี

ที่มีความสำคัญเป็นพิเศษคือดาวเทียมบน geostationaryวงโคจรซึ่งเป็นระยะเวลาการโคจรซึ่งเท่ากับวันอย่างเคร่งครัดดังนั้นสำหรับผู้สังเกตการณ์ภาคพื้นดินพวกมันจะ "แขวน" แบบไม่เคลื่อนไหวบนท้องฟ้าซึ่งทำให้สามารถกำจัดอุปกรณ์หมุนในเสาอากาศได้

สถานีระหว่างดาวเคราะห์อัตโนมัติ (AMS) และยานอวกาศระหว่างดาวเคราะห์สามารถปล่อยสู่ห้วงอวกาศได้ทั้งการข้ามระยะดาวเทียม (นั่นคือการขึ้นสู่อวกาศอย่างถูกต้อง) และหลังจากการส่งเข้าสู่วงโคจรอ้างอิงของดาวเทียมในเบื้องต้น

ในตอนต้นของยุคอวกาศดาวเทียมถูกปล่อยออกมาโดยใช้ยานพาหนะปล่อยเท่านั้นและในตอนท้ายของศตวรรษที่ 20 การปล่อยดาวเทียมจากดาวเทียมดวงอื่นเช่นสถานีวงโคจรและยานอวกาศ (ส่วนใหญ่มาจากเครื่องบินอวกาศกระสวยอวกาศ) ก็แพร่หลายเช่นกัน

ในฐานะที่เป็นวิธีการปล่อยดาวเทียมมันเป็นไปได้ในทางทฤษฎี แต่ยังไม่ได้ดําเนินการยานอวกาศปืนอวกาศลิฟต์อวกาศภายในระยะเวลาอันสั้นของการเริ่มต้นของยุคอวกาศเป็นเรื่องปกติที่จะปล่อยดาวเทียมมากกว่าหนึ่งดวงบนยานปล่อยเดี่ยวและภายในสิ้นปี 2556 จํานวนดาวเทียมที่ปล่อยพร้อมกันในการปล่อยยานปล่อยบางดวงเกินสามโหล

ในการเปิดตัวบางรุ่นขั้นตอนสุดท้ายของยานปล่อยยังขึ้นสู่วงโคจรและในระยะหนึ่งก็กลายเป็นดาวเทียม

ดาวเทียมไร้คนขับมีมวลหลายกิโลกรัมถึงสองโหลตันและขนาดของจากไม่กี่เซนติเมตรถึง (โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้แผงโซลาร์เซลล์และเสาอากาศแบบพับเก็บได้) หลายสิบเมตร

ยานอวกาศและยานอวกาศที่เป็นดาวเทียมมีความสูงหลายสิบตันและเมตรและสถานีวงโคจรประกอบมีหลายร้อยตันและเมตร

ในศตวรรษที่ 21 ด้วยการพัฒนา microminiaturization และนาโนเทคโนโลยีการสร้างดาวเทียมขนาดเล็กพิเศษในรูปแบบ CubeSat ได้กลายเป็นปรากฏการณ์มวล(จากหนึ่งถึงหลายกิโลกรัมและจากหลายถึงหลายสิบเซนติเมตร) และรูปแบบใหม่ก็ปรากฏขึ้นเช่นกันPocket Cube (ตามตัวอักษร,พ็อกเก็ตคิวบ์) ในไม่กี่ร้อยหรือหลายสิบกรัมและไม่กี่เซนติเมตร

ดาวเทียมถูกสร้างขึ้นเป็นส่วนใหญ่อย่างไรก็ตามไม่สามารถส่งคืนได้บางส่วน (ประการแรกคือยานอวกาศบรรจุคนและยานอวกาศบรรทุกสินค้าบางส่วน) สามารถกู้คืนได้บางส่วน (มียานพาหนะลงมา) หรือทั้งหมด (เครื่องบินอวกาศและดาวเทียมที่กลับมาบนเรือ)

ดาวเทียมดินประดิษฐ์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และปัญหาประยุกต์ตลอดจนการศึกษา (ดาวเทียมที่เรียกว่า "มหาวิทยาลัย" ได้กลายเป็นปรากฏการณ์ของมวลโลก) และงานอดิเรก - ดาวเทียมวิทยุสมัครเล่น

ตอนนี้มีดาวเทียมอยู่ในวงโคจรของโลกกี่ดวง?

นับตั้งแต่การเปิดตัวสปุตนิกเมื่อวันที่ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2500 ยานอวกาศมากกว่า 9,000 ลําถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศ แต่มีเพียง 2,000 ลําเท่านั้นที่ใช้งานได้ปัจจุบัน

ส่วนที่เหลือถูกเผาในชั้นบรรยากาศหรือแตกและกลายเป็น "ขยะอวกาศ" ในวงโคจร ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วการซ้อมรบส่วนใหญ่จะดำเนินการเพื่อหลบเลี่ยงวัตถุที่ไม่มีการควบคุมและไม่ใช่ดาวเทียมที่ทำงานได้

ประเภทของดาวเทียม

ดาวเทียมประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

• ดาวเทียมดาราศาสตร์เป็นดาวเทียมที่ออกแบบมาเพื่อสำรวจดาวเคราะห์กาแลคซีและวัตถุอวกาศอื่น ๆ
• Biosatellites เป็นดาวเทียมที่ออกแบบมาเพื่อทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตในอวกาศ
• ดาวเทียมสำรวจโลกระยะไกล
• ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาเป็นดาวเทียมที่ออกแบบมาเพื่อส่งข้อมูลเพื่อการทำนายสภาพอากาศเช่นเดียวกับการสังเกตสภาพอากาศของโลก
• ดาวเทียมขนาดเล็ก - ดาวเทียมน้ำหนักเบา (น้อยกว่า 1หรือ 0.5 ตัน) และขนาด ประกอบด้วย minisatellites (มากกว่า 100 กก.), microsatellites (มากกว่า 10 กก.) และ nanosatellites (เบากว่า 10 กก.) รวมทั้งก้อนและพ็อกเก็ตคิวบ์
• ดาวเทียมทหาร.
• ดาวเทียมสื่อสาร.
• ดาวเทียมนำทาง
• ยานอวกาศเป็นยานอวกาศที่มีคนขับ
• สถานีโคจรเป็นยานอวกาศระยะยาว
• วอยซ์วอล์คเกอร์ เป็นดาวเทียมใหม่ล่าสุดที่ออกแบบมาเพื่อสํารวจดาวเคราะห์ดวงอื่น

การเคลื่อนที่ของดาวเทียมในอวกาศมีการควบคุมอย่างไร?

ไม่มีกฎระเบียบเดียวสําหรับเรื่องนี้ ดังนั้นผู้เข้าร่วมกิจกรรมอวกาศจะได้รับคําแนะนําจากกฎหมายระดับชาติของตนเองเท่านั้นซึ่งจะต้องปฏิบัติตามข้อตกลงที่นํามาใช้ภายใต้กรอบการทํางานของคณะกรรมการสหประชาชาติว่าด้วยการใช้อวกาศอย่างสันติ

• ถูกต้องตามกฎหมาย

หลังจากการยอมรับในปีพ. ศ. 2517 ของอนุสัญญาว่าด้วยการลงทะเบียนของวัตถุในอวกาศที่เปิดตัวสู่อวกาศสำนักงานกิจการอวกาศแห่งสหประชาชาติจะเก็บรักษาทะเบียนของวัตถุที่ปล่อยสู่อวกาศ อย่างไรก็ตามการลงทะเบียนในนั้นมีการเปิดเผยและ UN ไม่มีความสามารถทางเทคนิคในการควบคุมวงโคจรจริงและเป้าหมายของยานอวกาศ

• ดาวเทียมทหาร

อุปสรรคสำคัญที่ขวางทางสร้างฐานข้อมูลดาวเทียมที่ครอบคลุมและความสามารถในการตรวจสอบพื้นที่ใกล้โลกโดยอัตโนมัติซึ่งเป็นดาวเทียมทางทหาร ระบบ NORAD ของอเมริกาไม่ได้เผยแพร่ข้อมูลบนดาวเทียมข่าวกรองของสหรัฐฯในขณะที่เผยแพร่ข้อมูลเกี่ยวกับวงโคจรของยานพาหนะทางทหารของรัสเซียและจีน กองกำลังการบินและอวกาศของรัสเซียไม่ได้เผยแพร่อะไรเลยแม้ว่าพวกเขาจะตรวจสอบดาวเทียมของกองทัพอเมริกันด้วยเรดาร์และวิธีการทางแสง

ผู้ประกอบการดาวเทียมเชิงพาณิชย์ในขณะนี้เราต้องทำอย่างสุ่มสี่สุ่มห้าโดยหวังว่าทหารจะไม่ยอมให้มีการปะทะกัน ยิ่งไปกว่านั้นมันเป็นยานพาหนะทางทหารที่ส่วนใหญ่มักจะซ้อมรบในวงโคจรทำให้ระดับความสูงเปลี่ยนไป แม้จะมี "ดาวเทียมตรวจสอบ" ระดับธรรมดาที่เข้าใกล้ยานพาหนะของคนอื่นโดยมีจุดประสงค์เพื่อถ่ายภาพ

• ความเสี่ยงจากการชนกัน

ในช่วงต้นเดือนเมษายนดาวเทียมของ OneWeb และ SpaceXหลีกเลี่ยงแนวทางที่เป็นอันตรายซึ่งกันและกันในวงโคจรตัวแทนของ US Space Force และ OneWeb กล่าว นี่เป็นสถานการณ์อันตรายครั้งแรกของ บริษัท คู่แข่งสองแห่งที่กำลังขยายเครือข่ายบรอดแบนด์ในอวกาศ

นักวิจัยประเมินโอกาสที่จะเกิดการปะทะกัน1.3% ในขณะที่ดาวเทียมสองดวงเข้าใกล้ 57 เมตร - นี่เป็นความใกล้ที่อันตรายสำหรับดาวเทียมในวงโคจร หากดาวเทียมชนกันในวงโคจรอาจทำให้เกิดภัยพิบัติที่จะนำไปสู่การก่อตัวของเศษซากหลายร้อยชิ้นและวิถีของพวกมันจะเปลี่ยนไปทำให้เป็นอันตรายต่ออุปกรณ์อื่น ๆ

ผู้เชี่ยวชาญยังตั้งข้อสังเกตว่าตอนนี้ไม่มีไม่มีองค์กรอวกาศระดับประเทศหรือระดับโลกที่ควบคุมผู้ให้บริการดาวเทียมเพื่อตอบสนองต่อการชนที่อาจเกิดขึ้น บริษัท ต่างๆมีเพียงการแจ้งเตือนด่วน Space Force ไปยัง บริษัท ที่ต้องการอุปกรณ์เพื่อรักษาระยะห่างที่ปลอดภัยจากกันและกัน

ดาวเทียมเปลี่ยนท้องฟ้าได้อย่างไร?

กลุ่มดาวดาวเทียมและเศษซากอวกาศโคจรรอบโลกและสะท้อนแสงอาทิตย์ทำให้ท้องฟ้ายามค่ำคืนสว่างขึ้น 10% สิ่งนี้ระบุไว้ในการศึกษาร่วมกันโดยทีมนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์นานาชาติ

“ เราคาดว่าความสว่างของท้องฟ้าจะเพิ่มขึ้นไม่มีนัยสำคัญ แต่การประเมินทางทฤษฎีครั้งแรกของเรานั้นน่าประหลาดใจและทำให้เราต้องรายงานผลทันที” มิโรสลาฟโคซิไฟนักวิจัยอาวุโสจากสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสโลวาเกียและผู้เขียนนำการศึกษามลพิษทางแสงกล่าว

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าปัญหาจะเป็นเท่านั้นรุนแรงขึ้นเมื่อมีการส่งดาวเทียมขึ้นไปบนท้องฟ้ามากขึ้น ผู้ร้ายอื่น ๆ สำหรับการเปลี่ยนแปลงนี้ยังรวมถึงส่วนประกอบจรวดที่ใช้แล้วและเศษซากอื่น ๆ ที่สะท้อนและกระจายแสงจากดวงอาทิตย์

ตอนนี้ดาวเทียมทำงานที่ไหนและอะไร

วงโคจรที่มีประชากรหนาแน่นที่สุดคือ geostationary (GSO) ตอนนี้มีดาวเทียมอยู่ประมาณ 400 ดวงนั่นคือยานอวกาศปฏิบัติการทุกๆห้าโดยประมาณ

โดยทั่วไปวงโคจรของดาวเทียมจะแบ่งออกเป็นระดับต่ำ (มากถึง 2000 กิโลเมตรจากโลก) ปานกลางและสูงและ geostationary อยู่ในกลุ่มหลัง ดาวเทียมสำรวจระยะไกลของโลกบินในวงโคจรต่ำดาวเทียมสื่อสารเช่น Iridium, Globalstar, Orbcomm, ระบบ "Gonets" ของรัสเซีย ระบบนำทาง - GLONASS (รัสเซีย), GPS (สหรัฐอเมริกา), กาลิเลโอ (ยุโรป) และเป่ยโถว (จีน)

ความนิยมของวงโคจร geostationary เป็นผลที่ตามมาความจริงที่ว่ามีเพียงดาวเทียมเท่านั้นที่ไม่เปลี่ยนตำแหน่งบนท้องฟ้าราวกับว่าลอยอยู่เหนือจุดที่เลือกของเส้นศูนย์สูตรที่ระดับความสูง 35,786 กิโลเมตร วิธีนี้ช่วยให้คุณสามารถสื่อสารกับเขาโดยใช้เสาอากาศภาคพื้นดินที่อยู่กับที่และทุกครั้งจะพุ่งไปที่จุดเดียว

• สตาร์ลิงค์

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2021 SpaceX ได้ดําเนินการเปิดตัวดาวเทียม Starlink ที่ประสบความสําเร็จหลายครั้ง โดยนําจํานวนดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรเป็น 1,300 ดวง หรือประมาณ 8% ของแผนสําหรับปี 2027 

SpaceX ปล่อยดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรเป็นกลุ่ม60 ยูนิตตั้งแต่เดือนพฤษภาคม 2019 และในเดือนมีนาคม 2021 มีการเปิดตัวสี่ครั้ง ดาวเทียมแต่ละดวงมีน้ำหนัก 260 กก. และเวทีสำหรับการปล่อยได้รับการออกแบบมาสำหรับ 100 ภารกิจ: ทุกครั้งที่ส่งกลับไปที่แท่นลอยน้ำของ Course I Still Love You ("แน่นอนฉันยังรักคุณ") ในมหาสมุทรแอตแลนติก 630 กม. จาก Cape Canaveral ...

แนวคิดคือการห่อหุ้มด้วยตาข่ายดาวเทียมโทรคมนาคมขนาดเล็กทั่วโลกในวงโคจรต่ำ - 500-2000 กม. จากพื้นผิว ดาวเทียมดวงหนึ่งครอบคลุมพื้นที่ขนาดเล็กตัวอย่างเช่นขนาดของอลาสก้า ดังนั้นจึงมีการเปิดตัวเป็นกลุ่มเพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่เฉพาะ ความสำเร็จของโครงการ LEO ใด ๆ จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพื้นฐานโทรคมนาคมทั่วโลกอย่างสิ้นเชิง

• มาร์สเอ็กซ์เพรส

ต้องขอบคุณการติดตาม Mars Express อย่างต่อเนื่องนักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์พายุฝุ่นระดับโลก 2 ครั้งล่าสุดในปี 2550 และ 2561 พวกเขาเปรียบเทียบประสิทธิภาพของปีที่ผ่านมากับปีที่ไม่มีพายุเพื่อทำความเข้าใจว่าพายุมีผลต่อการรั่วไหลของน้ำจากดาวอังคารอย่างไร

เมื่อการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลความชื้นในชั้นบรรยากาศจะแข็งตัวดาวอังคาร อย่างไรก็ตามแทนที่จะกลับสู่พื้นผิวดาวเคราะห์ในรูปแบบของการตกตะกอนกลับมีสิ่งอื่นเกิดขึ้น พายุฝุ่นรบกวนกระบวนการ พวกมันให้ความร้อนและทำลายชั้นบรรยากาศของดาวอังคารและยังส่งน้ำไปยังที่สูงกว่าเดิมอีกด้วย

การศึกษาทั้งสองใช้ชุดข้อมูลที่ครอบคลุมหลายปีจากเครื่องมือ SPICAM ของ Mars Express

• การระเบิดของดาวเทียม NOAA 17

ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาของสหรัฐฯ NOAA 17 ซึ่งไม่ใช่มีส่วนร่วมในการทำงานระเบิดในอวกาศเป็น 16 ชิ้น ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังตรวจสอบเศษซาก 16 ชิ้นที่เกี่ยวข้องกับการระเบิดเพื่อไม่ให้รบกวนการทำงานของวัตถุอื่น ๆ ไม่ได้ระบุว่าเศษขยะเป็นภัยคุกคามต่อดาวเทียมปฏิบัติการหรือไม่

ฝูงบินรายงานว่าจนถึงขณะนี้ยังไม่มีข้อบ่งชี้ว่าเหตุการณ์เกิดจากการชนกับวัตถุอื่นจากข้อมูลของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ก่อนการระเบิดดาวเทียมอยู่ในวงโคจรที่มีระดับความสูงต่ําสุด 800 กม. และสูงสุด 817 กม.

ดาวเทียม NOAA 17 เปิดตัวขึ้นสู่อวกาศในเดือนมิถุนายน 2545 และปลดประจำการในปี 2556 มีข้อสังเกตว่าก่อนหน้านี้ดาวเทียมดังกล่าวได้ถูกทำลายไปแล้วในอวกาศเนื่องจากการระเบิดของแบตเตอรี่บนเครื่องบิน

• ICESat-2

นักวิทยาศาสตร์ศึกษาข้อมูลความละเอียดสูงที่รวบรวมโดยดาวเทียม ICESat-2 เหนือชั้นวางน้ําแข็ง Amery ระหว่างเดือนตุลาคม 2018 ถึงพฤศจิกายน 2019

เลเซอร์พัลส์จากดาวเทียมจะถูกส่งไปยังพื้นผิวโลกและใช้โฟตอนสะท้อนเพื่อกำหนดความสูงของพื้นผิว ICESat-2 แตกต่างจากดาวเทียมอื่น ๆ ความละเอียด ICESat-2 ช่วยให้สามารถมองเห็นรอยแตกละเอียดและสัณฐานวิทยาของพวกมันได้

นักวิทยาศาสตร์ได้ประมวลผลข้อมูลของดาวเทียมโดยใช้อัลกอริธึมที่ระบุความหดหู่ของน้ําแข็งบนพื้นผิวเพื่อค้นหาและระบุลักษณะรอยแตกจําได้ว่าภาวะซึมเศร้าของเส้นหิมะลดลงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ดีสําหรับการรักษาสมดุลของมวลของธารน้ําแข็ง

เนื่องจากความสมดุลของมวลเป็นหน้าที่โดยตรงของการสะสมและการระเหยความผันผวนของความสูงของแนวหิมะจึงสะท้อนถึงผลสะสมของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและการตกตะกอน

• OneWeb

ในปี 2012 American Technicalผู้ประกอบการวิศวกรและนักประดิษฐ์ Greg Wyler ก่อตั้ง WorldVu Satellites ซึ่งเป็น บริษัท โทรคมนาคมที่มีเป้าหมายเพื่อให้ผู้คนหลายร้อยล้านคนสามารถเข้าถึงอินเทอร์เน็ตได้ ต่อมาองค์กรได้เปลี่ยนชื่อเป็น OneWeb เพื่อเป็นเกียรติแก่โครงการที่มีชื่อเดียวกันเพื่อกระจายเครือข่ายไปยังสถานที่ที่เข้าถึงได้ยาก

รัสเซียเป็นผู้จัดหาโครงการที่ยิ่งใหญ่ที่สุดความต้านทาน ในปี 2018 FSB และ Roskomnadzor ไม่เห็นด้วยกับการกำหนดความถี่ที่ OneWeb ร้องขอให้กับดาวเทียม หน่วยข่าวกรองกล่าวว่ามีความเสี่ยงในการจารกรรม - พวกเขากล่าวว่า บริษัท อังกฤษจะตรวจสอบชาวรัสเซีย ในปี 2019 OneWeb ได้ถอนแอปพลิเคชันและสัญญาว่าจะแก้ไขให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความมั่นคงแห่งชาติของรัสเซีย

อ่านเพิ่มเติม

เฮลิคอปเตอร์อัจฉริยะบินขึ้นบนดาวอังคารได้สำเร็จ

แผนที่แรกที่แม่นยำของโลกถูกสร้างขึ้น คนอื่นผิดอะไร

NASA บอกว่าพวกเขาจะส่งตัวอย่างของดาวอังคารมายังโลกได้อย่างไร