ดาวเทียม มนุษย์ต้องอยู่เหนือพื้นโลกขึ้นไปบนชั้นบรรยากาศ และไกลออกไป เพราะเขาเท่านั้นที่จะเข้าใจโลกที่เขาอาศัยอยู่ โสกราตีสทำการสังเกตนี้มาหลายศตวรรษ ก่อนที่มนุษย์จะวางวัตถุในวงโคจรของโลกได้สำเร็จ แต่ถึงกระนั้นนักปรัชญาชาวกรีกก็ดูเหมือนจะเข้าใจ ว่ามุมมองจากอวกาศนั้นมีค่าเพียงใด แม้ว่าเขาจะไม่รู้ว่าจะบรรลุมันได้อย่างไร
ความคิดเหล่านั้นเกี่ยวกับวิธีนำวัตถุ ขึ้นสู่จุดสูงสุดของชั้นบรรยากาศ และไกลออกไป ต้องรอจนกระทั่งไอแซก นิวตันซึ่งตีพิมพ์การทดลองทางความคิด เกี่ยวกับลูกกระสุนปืนใหญ่ที่โด่งดังในปัจจุบันของเขาในปี 1729 ความคิดของเขาเป็นดังนี้ ลองนึกภาพคุณวางปืนใหญ่บนยอดเขาแล้วยิงในแนวราบ ลูกกระสุนปืนใหญ่จะเคลื่อนที่ขนานกับพื้นผิวโลกชั่วขณะหนึ่ง แต่ในที่สุดจะยอมจำนนต่อแรงโน้มถ่วง และตกลงสู่พื้น
ตอนนี้ลองนึกภาพว่าคุณเติมดินปืนลงในปืนใหญ่ ด้วยระเบิดพิเศษ ลูกกระสุนปืนใหญ่จะเคลื่อนที่ได้ไกลขึ้นเรื่อยๆ ก่อนที่มันจะตก เติมผงแป้งในปริมาณที่เหมาะสม และป้อนความเร็วที่เหมาะสมให้กับลูกบอล แล้วมันจะเดินทางรอบโลกอย่างสมบูรณ์ ตกลงในสนามโน้มถ่วงเสมอแต่ไม่เคยถึงพื้น ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2500 โซเวียตได้พิสูจน์ว่าไอแซก นิวตันถูกต้องเมื่อพวกเขาปล่อยสปุตนิกหนึ่ง ซึ่งเป็นดาวเทียมประดิษฐ์ดวงแรกที่โคจรรอบโลก
สิ่งนี้ได้เริ่มการแข่งขันในอวกาศ และเริ่มความรักระยะยาวกับวัตถุที่ออกแบบมาเพื่อเดินทางเป็นวงกลมรอบโลกของเรา หรือดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะ นับตั้งแต่สปุตนิก หลายประเทศ ซึ่งนำโดยสหรัฐฯ รัสเซียและจีนได้ส่งดาวเทียมราว 2,500 ดวงขึ้นสู่อวกาศวัตถุบางอย่างที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น สถานีอวกาศนานาชาติมีขนาดใหญ่มาก อย่างอื่นอาจพอดีกับกล่องขนมปังในครัวของคุณ
เราเห็นและรับรู้การใช้งานในรายงานสภาพอากาศ การส่งโทรทัศน์โดยไดเร็คทีวี และดิชเน็ตเวิร์ค คอร์ปและโทรศัพท์ แม้แต่ผู้ที่หลบหนีจากประกาศของเราก็กลายเป็นเครื่องมือที่จำเป็นสำหรับกองทัพ แน่นอนการปล่อยและใช้งานดาวเทียมทำให้เกิดปัญหา ทุกวันนี้ด้วยดาวเทียมปฏิบัติการมากกว่า 1,000 ดวง ที่โคจรอยู่รอบโลก บริเวณใกล้เคียงของจักรวาลของเรา จึงยุ่งยากกว่าชั่วโมงเร่งด่วนในเมืองใหญ่
แล้วก็มีอุปกรณ์ที่ถูกทิ้ง ดาวเทียมที่ถูกละทิ้งชิ้นส่วนของฮาร์ดแวร์ และชิ้นส่วนจากการระเบิดหรือการชน ซึ่งใช้ท้องฟ้าร่วมกันกับอุปกรณ์ที่มีประโยชน์ เศษซากในวงโคจรนี้สะสมมานานหลายปี และเป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่อดาวเทียมที่กำลังโคจรรอบโลก และต่อการปล่อยยานทั้งที่มีคนควบคุม และไร้คนขับในอนาคต ในบทความนี้ เราจะดูความกล้าของดาวเทียมทั่วไป แล้วจ้องมองผ่านดวงตาของมัน เพื่อเพลิดเพลินกับทัศนียภาพของโลกของเราที่โสกราตีส
และไอแซก นิวตันแทบจะไม่สามารถจินตนาการได้ แต่ก่อนอื่นเรามาดูกันดีกว่าว่าอะไรที่ทำให้ดาวเทียมแตกต่างจากวัตถุท้องฟ้าอื่นๆ ดาวเทียม คือวัตถุที่เคลื่อนที่เป็นเส้นโค้งรอบดาวเคราะห์ ดวงจันทร์เป็นดาวเทียมตามธรรมชาติดั้งเดิมของโลก และมีดาวเทียมที่มนุษย์สร้างขึ้นจำนวนมาก ซึ่งมักจะอยู่ใกล้โลกมากกว่า เส้นทางที่ดาวเทียมติดตามคือวงโคจร
ซึ่งบางครั้งมีรูปร่างเป็นวงกลม เพื่อให้เข้าใจว่าเหตุใดดาวเทียมจึงเคลื่อนที่ในลักษณะนี้ เราต้องกลับไปหาไอแซก นิวตันเพื่อนของเราอีกครั้งไอแซก นิวตันเสนอว่าแรงโน้มถ่วงมีอยู่ระหว่างวัตถุสองชิ้นในจักรวาล ถ้าไม่ใช่เพราะแรงนี้ ดาวเทียมที่เคลื่อนที่ใกล้กับดาวเคราะห์ดวงหนึ่ง ก็จะเคลื่อนที่ต่อไปด้วยความเร็วเท่าเดิม และในทิศทางเดียวกันนั่นคือเส้นตรง อย่างไรก็ตาม เส้นทางเฉื่อยที่เป็นเส้นตรงของดาวเทียมนี้ มีความสมดุลโดยแรงดึงดูดอันแรงกล้า ที่มุ่งตรงไปยังศูนย์กลางของดาวเคราะห์
บางครั้งการโคจรของดาวเทียมอาจจะดูคล้ายกับวงรี ซึ่งเป็นวงกลมแบนๆที่เคลื่อนที่รอบจุดสองจุด ซึ่งเรียกว่าจุดโฟกัส ใช้กฎการเคลื่อนที่พื้นฐานเดียวกัน ยกเว้นว่าดาวเคราะห์จะอยู่ที่จุดโฟกัสจุดใดจุดหนึ่ง เป็นผลให้แรงลัพธ์ที่กระทำต่อดาวเทียมไม่สม่ำเสมอตลอดวงโคจร และความเร็วของดาวเทียมเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา มันเคลื่อนที่ได้เร็วที่สุดเมื่ออยู่ใกล้โลกมากที่สุด ซึ่งเป็นจุดที่เรียกว่า เปริจีและช้าที่สุดเมื่ออยู่ห่างจากโลกมากที่สุดซึ่งเป็นจุดที่เรียกว่าอาโปจี
ดาวเทียมมีรูปร่างและขนาดต่างๆ และมีบทบาทที่หลากหลาย คือ ดาวเทียมตรวจสภาพอากาศช่วยให้นักอุตุนิยมวิทยาทำนายสภาพอากาศ หรือดูสิ่งที่เกิดขึ้นในขณะนั้นได้ ดาวเทียมเพื่อสิ่งแวดล้อมในการดำเนินงานแบบค้างฟ้า เป็นตัวอย่างที่ดีดาวเทียมเหล่านี้โดยทั่วไปมีกล้องที่สามารถส่งคืนภาพถ่ายสภาพอากาศของโลก ไม่ว่าจะจากตำแหน่งวงโคจรค้างฟ้าคงที่หรือจากวงโคจรขั้วโลก
ดาวเทียมสื่อสารช่วยให้สามารถถ่ายทอดการสนทนาทางโทรศัพท์ และข้อมูลผ่านดาวเทียมได้ ดาวเทียมสื่อสารทั่วไป ได้แก่ เทลสตาร์และอินเทลแซท คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของดาวเทียมสื่อสาร คือทรานสปอนเดอร์ ซึ่งเป็นวิทยุที่รับการสนทนาที่ความถี่ จากนั้นขยายสัญญาณ และส่งกลับมายังโลกอีกครั้งด้วยความถี่อื่น โดยปกติดาวเทียมจะมีช่องสัญญาณเป็นร้อยหรือเป็นพัน ดาวเทียมสื่อสารมักจะเป็นแบบจีโอซิงโครนัสเพิ่มเติมในภายหลัง
ดาวเทียมกระจายเสียง ถ่ายทอดสัญญาณโทรทัศน์จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง คล้ายกับดาวเทียมสื่อสาร ดาวเทียมวิทยาศาสตร์ เช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ปฏิบัติภารกิจทางวิทยาศาสตร์ทุกประเภท พวกเขามองดูทุกสิ่งตั้งแต่จุดบนดวงอาทิตย์ไปจนถึงรังสีแกมมา ดาวเทียมนำทางช่วยนำทางเรือ และเครื่องบิน ที่มีชื่อเสียงที่สุดคือดาวเทียมระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก ดาวเทียมกู้ภัยตอบสนองต่อสัญญาณขอความช่วยเหลือทางวิทยุ
โดยดาวเทียมสังเกตการณ์โลก ตรวจสอบดาวเคราะห์สำหรับการเปลี่ยนแปลงทุกอย่างตั้งแต่อุณหภูมิ ป่าไม้ไปจนถึงการปกคลุมของแผ่นน้ำแข็ง ที่มีชื่อเสียงที่สุดคือซีรีส์แลนด์แซท ดาวเทียมทางทหารอยู่ที่นั่น แต่ข้อมูลการใช้งานจริงส่วนใหญ่ยังคงเป็นความลับ แอปพลิเคชันอาจรวมถึงการถ่ายทอดการสื่อสารที่เข้ารหัส การเฝ้าติดตาม นิวเคลียร์การสังเกตการเคลื่อนไหวของศัตรู การเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับการยิงขีปนาวุธ การดักฟัง การเชื่อมโยงวิทยุภาคพื้นดิน การถ่ายภาพด้วยเรดาร์
และการถ่ายภาพโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่เป็นหลัก ที่ถ่ายภาพพื้นที่ที่น่าสนใจทางทหารไอแซก นิวตันอาจทำงานผ่านการฝึกจิตในการส่งดาวเทียม แต่คงต้องใช้เวลาสักระยะหนึ่งก่อนที่เราจะทำสำเร็จ หนึ่งในผู้มีวิสัยทัศน์ในยุคแรกคือ อาร์เธอร์ซีคลาร์กนักเขียนไซไฟในปี พ.ศ. 2488 คลาร์กเสนอว่าควรส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจร เพื่อให้พวกมันเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกัน และในอัตราเดียวกับการหมุนของโลก เขาเสนอสิ่งที่เรียกว่าดาวเทียมค้างฟ้าสามารถใช้ในการสื่อสารได้
บทความที่น่าสนใจ การดูแลเด็ก การอธิบายเกี่ยวกับวิธีพัฒนาความยืดหยุ่นทางอารมณ์
