1. ดาวเทียมที่อยู่ในวงค้างฟ้าส่งสัญญาณกลับมายังโลกก็ยังต้องใช้จานดาวเทียมรับแล้ว ยังได้สัญญาณไม่ 100% เลย
แล้วพวกดาวเทียมที่ส่งออกไปสำรวจดาวเคราะห์ไรงี้อะ ห่างจากโลกตั้งหลายหมื่นกิโลเมตร ส่งสัญญาณกลับมายังโลกยังไงอะครับ
- ยานที่ส่งไปสำรวจดาวเคราะห์นั้นเรียกว่า Space probe ครับ
  probe เหล่านี้สามารถสื่อสาร หรือ ส่งข้อมูลกลับมาที่โลกได้โดยอาศัยระบบ Deep Space Network บนโลก
  DSN คือระบบสื่อสารด้วยจานสายอากาศขนาดยักษ์ที่มีตำแหน่งจานรับสัญญาณ 3 จุดบนโลก
  ตามภาพนี้คือตำแหน่งของสถานี DSN  3 จุด  ที่ California ,USA  -  Madrid ,Spain  -  Canberra ,Australia


ในแต่ละสถานีจะครอบคลุมมุมต่าง ๆ ในอวกาศจนหมด ตามภาพนี้ครับ
  

จาน Parabola ที่รับสัญญาณจาก space probe แสนไกลเหล่านี้จะมีขนาดใหญ่มากครับ
เส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ถึง 70 - 90 เมตร ซึ่งจานใหญ่ระดับนี้จะมีเกณฑ์ขยายสัญญาณสูงมาก (ท้งรับ - ส่ง)
จึงสามารถรับสัญญาณอ่อน ๆ จาก space probe พวกนี้ได้ครับ
และกำลังส่งของสถานี DSN ทั้ง 3 ที่ก็จะสูงมากเฉลี่ย 20,000 - 50,000 วัตต์

ภาพจานรับสัญญาณขนาด 70 เมตร ที่  Goldstone Deep Space Communications Complex


2. ส่งมาถึงได้อย่างไร กำลังส่งคงเป็นหลายๆ เมกกะวัตต์เลยใช่ไหมครับ
- น้อยกว่านั้นมากครับ
  Space probe ที่เรารู้จักกันดีอย่าง Voyager 1 , 2  และ Cassini
  จะส่งสัญญาณด้วยกำลังเพียง 20 - 30 วัตต์เท่านั้น แต่ส่งด้วยจาน parabola
  ที่มีเกณฑ์ขยายสูง 30 - 40 dbi ซึ่งด้วยกำลังขยายขนาดนี้ทำให้กำลังส่ง 20 วัตต์
  สามารถไปได้ไกลเพียงพอครับ   จาน parabola ที่มีกำลังขยายระดับ 30 - 40 db นี้
  หมายถึง factor ตัวคูณมากถึง 40,000 - 50,000 เท่าทีเดียวครับ
  นั่นคือตัวส่งสามารถส่งแค่ 20 วัตต์  แต่พอส่งกำลังไปที่จาน parabola
  แล้ว กำลังส่งแบบ effective power จะสูงขึ้นเป็น "ล้านวัตต์" ได้เลย
  โดยมีการ beam จี้ทิศทางไปที่โลกเท่านั้น และรับสัญญาณด้วย DSN ตามข้อ 1. ครับ


สาเหตุที่ Probe เหล่านี้ส่งด้วยกำลังแค่ 20 วัตต์ เพราะว่าภาคจ่ายไฟของ Probe
สามารถจ่ายไฟได้จำกัดมาก โดยจะใช้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าความร้อนจากนิวเคลียร์
สามารถจ่ายไฟได้เพียงไม่กี่ร้อยวัตต์  และการส่งสัญญาณระยะไกลแบบนี้ จะส่งด้วย Bit rate ต่ำมากครับ
อย่าง Voyager นั้นส่งด้วย bit rate เพียง 1400 bps (บิทต่อวินาที) เท่านั้น
หรืออย่าง Cassini ก็ดีขึ้นมาหน่อยที่ 166Kbps (กิโลบิต ต่อ วินาที)
เทียบกับที่เราเล่น Net กันที่ 10 Mbps แล้วน้อยกว่าเป็นพัน ๆ เท่า

ตัวอย่างภาพดาวเสาร์ และ จุดน้ำเงินเล็ก ๆ ของโลก (ตามศรชี้) จาก Probe Cassini
ภาพนี้ส่งด้วย data rate 166Kbps จากดาวเสาร์ในระยะไกลจากโลกถึง 1,500 ล้าน กิโลเมตร


3. แล้วระยะเวลาในการติดต่อก็มากขึ้นตามระยะทาง ทำไมถึงยังสามารถควบคุมดาวเทียมได้อยู่อะครับ เช่นแบบ
มีเศษดาวจะมาพุ่งชนดาวเทียม (ใช้ระยะเวลาในการสื่อสาร 5 นาที) ทางภาคพื้นดินเห็นก็ปาเข้าไป 5 นาทีที่แล้ว
กว่าจะสั่งการให้ชุดขับเคลื่อนทำงานอีก ใช้เวลาอีก 5 นาที ทำไมดาวเทียมยังไม่ตู๊มอะครับ
- เรื่องการหลบสิ่งกีดขวางนี้ ใน Probe ทุกตัวจะไม่มีครับ
  จะมีเพียงการส่งสัญญาณตรวจสอบทั่วไปเท่านั้น หรือจะเป็นการ self test ตัว probe เอง
  เรื่องการควบคุมจะมีเพียงเท่านี้ครับ ไม่มีการควบคุมแบบอื่น

4. แต่ที่สงสัยจริงๆคือ สัญญาณมันมาถึงโลกได้ยังไง ถึงจะใช้สถานีอวกาศก็เถอะ มันก็ยังไกลอยู่ดีอะครับ
- หลัก ๆ ก็ตามข้อ 1. ครับ
  การรับสัญญาณด้วย DSN นั้นจะมีความไวสูงมาก และด้วยขนาดจาน Parabola ที่ใหญ่พอ
  จะทำให้มีเกณฑ์การรับสูง และมีการตัดการรบกวนอื่น ๆ ได้หมดเพราะเป็นการส่งแบบ Digital