Project Echo
ดาวเทียมสื่อสารดวงแรกของโลกนั้นไร้ความซับซ้อนอย่างน่าทึ่ง นี่คือบอลลูนพลาสติกสีเงินขนาดใหญ่ที่เคลือบด้วยอลูมิเนียมที่อยู่สูงถึง 1,000 ไมล์เหนือพื้นโลก มันไม่มีส่วนประกอบการสื่อสารที่ใช้งานอื่นใดนอกจากเครื่องส่งสัญญาณ FM เพียงสองเครื่อง สำหรับใช้ในการวัดระยะไกลโดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม ซึ่งถูกชาร์จโดยเซลล์แสงอาทิตย์
ดาวเทียมบรรลุเป้าหมายโดยการสะท้อนสัญญาณคลื่นวิทยุไปยังพื้นผิวที่มีขนาดใหญ่ แปดปีที่มันส่งสัญญาณวิทยุและโทรทัศน์ ที่ทำให้สามารถโทรศัพท์ข้ามทวีปได้ ส่วนที่ดีที่สุดของการนี้ก็คือ ทุกคนที่มีอุปกรณ์ที่เหมาะสมสามารถใช้ดาวเทียมได้โดยไม่มีค่าใช้จ่าย
โครงการ Echo พัฒนาจากแนวคิดโดยวิศวกรของ NACA (คณะกรรมการที่ปรึกษาแห่งชาติด้านการบิน) William J. O'Sullivan ซึ่งในปี 1956 ได้เสนอให้ใช้บอลลูนเป่าลมเพื่อวัดแรงลมในชั้นบรรยากาศ จุดประสงค์ของการทดลองคือเพื่อให้ข้อมูลเกี่ยวกับอากาศพลศาสตร์ซึ่งมีความสำคัญต่อการออกแบบเครื่องบินใหม่ขีปนาวุธดาวเทียมและยานอวกาศอื่น ๆ
ถึงแม้ว่า NACA จะเห็นด้วยกับข้อเสนอดังกล่าว แต่ก็บอกให้ O'Sullivan ทำการบรรจุดาวเทียมให้เล็กที่สุดเท่าที่จะทำได้เพราะการทดลองอื่น ๆ ได้ใช้พื้นที่เกือบทั้งหมดในการปล่อยจรวด สิ่งที่เหลืออยู่สำหรับบอลลูนพองลมของเขานั้นมีขนาดเล็กเท่ากับขนาดของโดนัท เขาจึงออกแบบดาวเทียมโดยมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเพียง 20 นิ้วเมื่อบอลลูนพองตัวจะมีน้ำหนักไม่เกินเจ็ดในสิบปอนด์
ต่อมา O'Sullivan ถูกสั่งให้ทำดาวเทียมที่ใหญ่ขึ้นโดยให้มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 30 นิ้ว เพราะแบบเดิมอาจจะเล็กเกินไปสำหรับกล้องติดตามออปติคัลที่มีความแม่นยำในการดูดาวเทียม แต่ก็ถูกเตือนว่าอย่าทำดาวเทียมที่ใช้พื้นที่มากเกินไป แม้จะมีคำสั่งต่างๆที่ขัดกันแต่ O'Sullivan ก็สามารถเพิ่มขนาดของดาวเทียมได้ 10 นิ้วโดยไม่ต้องเพิ่มแม้แต่เศษกรัมน้ำหนัก ซึ่งเขาก็อยากเห็นผลงานของเขาแต่จรวดที่ขึ้นไปส่งสัญญาณดาวเทียมผิดปกติและตกลงสู่มหาสมุทรแอตแลนติกเสียก่อน
ก่อนที่ดาวเทียมจะจมลงสู่มหาสมุทรในเดือนเมษายน 2502 O'Sullivan ก็เริ่มพิจารณาถึงประโยชน์ที่ใหญ่กว่าของดาวเทียมสะท้อนแสง โดยเมื่อสองปีก่อน เขาเสนอดาวเทียมขนาด 12 ฟุตที่สามารถมองเห็นและถ่ายภาพด้วยตาเปล่า
ดาวเทียมสปุกนิค (Spuknik) ดาวเทียมดวงแรกที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้ในการวัดความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศโลก
เป็นดาวเทียมรูปร่างกลม มีเส้นผ้าศูนย์กลาง 58 เซนติเมตร หนักประมาณ 83 กิโลกรัม มีเสารับ-ส่งสัญญาณอยู่ 2 เสา ภารกิจคือการสำรวจพื้นผิวของโลกและชั้นบรรยากาศ ปฏิบัติภารกิจบนอวกาศโดยโคจรอยู่ห่างจากพื้นผิวโลกประมาณ 250 กิโลเมตร ภารกิจมีระยะเวลา 3 เดือน เมื่อแบตเตอรีหมด ดาวเทียมจะเผาไหม้ตัวเองและชิ้นส่วนบางชิ้นตกลงมาบนผิวโลกเมื่อวันที่ 3 มกราคม 2501
ในปี 1957 โซเวียตสร้างความตกใจให้กับโลกด้วยการปล่อยดาวเทียมประดิษฐ์ดวงแรกของโลก สปุกนิค ต่อมาเจ้าหน้าที่ของรัฐตัดสินใจว่าดาวเทียมทรงกลม 12 ฟุตนั้นเป็นเครื่องมือที่เหมาะสมในการโฆษณาชวนเชื่อในสงครามเย็น ในช่วงเวลาที่สำคัญนั้น O'Sullivan กล่าวปราศรัยต่อหน้าสภาคองเกรสซึ่งเขาได้พูดคุยเกี่ยวกับทรงกลมสะท้อนแสงสูง 10 ชั้นซึ่งจะช่วยให้ความถี่วิทยุในการส่งสัญญาณระยะไกลสามารถใช้งานได้
อีกไม่นานโปรแกรมการทดลองขนาดเล็กได้รวมเข้าในโปรเจ็กดาวเทียมเต็มรูปแบบที่เรียกว่า Project Echo ขนาดของดาวเทียมบอลลูนจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณเป็นร้อยฟุต และมีชื่อเรียกอย่างไม่เป็นทางการว่า "satelloon"
สัญญาในการสร้างดาวเทียมตอนแรกโดยแผนกวิจัยการบินของ General Mills ซึ่งเป็นบริษัทเดียวกับที่ผลิตธัญพืชอาหารเช้า แต่พบข้อผิดพลาด
ดังนั้น Gilmore Schjeldahl ผู้ประดิษฐ์พลาสติกที่ทำถุง airsickness ได้เข้ามาช่วยแก้ไขข้อบกพร่องหลายอย่างของบอลลูนรวมถึงการปิดผนึกตะเข็บ
ซึ่งวิศวกรของ Schjeldahl ยังไม่สามารถหาวิธีพับเก็บบอลลูนในที่เก็บทรงกลมได้ แต่ปัญหานี้หมดไปเมื่อหนึ่งในวิศวกร Langley Ed Kilgore เห็นภรรยาของเขาพับหมวกคลุมฝนพลาสติกให้มีขนาดเล็กลง
การเปิดตัวครั้งแรกของดาวเทียมสะท้อนแสงเมื่อวันที่ 28 ตุลาคม 2502 ไม่ประสบความสำเร็จ แต่ในที่สุดเมื่อวันที่ 12 สิงหาคม 1960 จรวด Thor-Delta
ขึ้นสู่ท้องฟ้าจากท่าอากาศยาน Cape Canaveral พา Echo 1 ขึ้นสู่อวกาศ เมื่ออยู่ในวงโคจรบอลลูนก็พองตัว นาทีต่อมา Echo 1 ถ่ายทอดข้อความวิทยุแรกจากประธานาธิบดีไอเซนฮาวร์
เพื่อสื่อสารกับ Echo satelloon Bell Labs ได้สร้างเสาอากาศรูปแตรยาว 50 ฟุตในโฮล์มเดล ต่อมาในปีพ. ศ. 2507 ดร. Arno Penzias และ Robert Wilsonใช้เสาอากาศเดียวกันนี้ตรวจพบรังสีไมโครเวฟซึ่งเป็นหลักฐานที่เป็นรูปธรรมครั้งแรกของทฤษฎีบิกแบง และได้รับรางวัลโนเบลในปี 1978
(The Holmdel Horn Antenna ใน Holmdel Township, นิวเจอร์ซีย์, สหรัฐอเมริกา รูปถ่าย: Jeff Keyzer / Flickr)
ในปี 1964 มีการเปิดตัว Echo 2 รุ่น ความสูงอยู่ที่ 135 ฟุต ซึ่งมีความแตกต่างจาก Echo 1, Echo 2 โดยมีตัวถังที่ค่อนข้างแข็งทำให้สามารถอยู่ในรูปทรงได้โดยไม่ต้องใช้แรงดันภายใน เนื่องจาก Echo 2 มีขนาดที่ใหญ่ขึ้นจึงสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าทั่วทั้งโลก ต่อมา Echo 1 กลับเข้ามาในบรรยากาศอีกครั้งและเผาตัวเองไปในปี 1968 ส่วน Echo 2 เป็นแบบเดียวกันในปีถัดมา
นาซ่าเปิดตัว satelloon อีกตัวหนึ่งชื่อ PAGEOS ในปี 1964 เป็นดาวเทียมขนาด 100 ฟุต ไว้สำหรับการวิเคราะห์ตำแหน่ง และมันก็ทำงานได้ยอดเยี่ยมในการทำแผนที่คุณสมบัติบนพื้นผิวโลกด้วยความแม่นยำถึง 3- 5 เมตร อายุการทำงานยี่สิบปี ซึ่งดีที่สุดบนภาคพื้นดินในเวลานั้น
(ดาวเทียม PAGEOS ในโรงเก็บเรือเหาะที่ Weeksville, North Carolina รูปถ่าย: นาซ่า)
ในหลาย ๆโครงการ Echo เปลี่ยนแนวคิดของระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียมที่มีศักยภาพ ในขั้นต้นบริษัทโทรคมนาคมเอกชนไม่สนใจดาวเทียมเพราะพวกเขาลงทุนมากมายสำหรับเครือข่ายภาคพื้นดิน และวิศวกรคิดว่าไอโอโนสเฟียร์ของโลกจะลดความเข้มข้นของสัญญาณ ความสำเร็จของโครงการ Echo นั้นสนับสนุนการริเริ่มของภาคเอกชนในสาขานี้
การอ้างอิง:
# ดร. เจมส์แฮนเซน, การปฏิวัติอวกาศ,
https://history.nasa.gov/SP-4308/ch6.htm
# โครงการสะท้อน,
https://crgis.ndc.nasa.gov/historic/Project_Echo
# Greg, Satelloons ของโครงการ Echo: ต้อง หา. Satelloons ,
https://greg.org/archive/2007/10/07/the-satelloons-of-project-echo-must-find-satelloons.html
Cr.
https://www.amusingplanet.com/2020/07/the-balloon-satellites-of-project-echo.html / โดยKaushik Patowary
Cr.
http://telecomsate.blogspot.com/2012/05/blog-post_8646.html
Cr.
https://th-th.facebook.com/SCIENCEILLUSTRATEDThailand/posts/1454538981296291/
ดาวเทียมบอลลูนสื่อสารดวงแรกของโลก Project Echo
ดาวเทียมสื่อสารดวงแรกของโลกนั้นไร้ความซับซ้อนอย่างน่าทึ่ง นี่คือบอลลูนพลาสติกสีเงินขนาดใหญ่ที่เคลือบด้วยอลูมิเนียมที่อยู่สูงถึง 1,000 ไมล์เหนือพื้นโลก มันไม่มีส่วนประกอบการสื่อสารที่ใช้งานอื่นใดนอกจากเครื่องส่งสัญญาณ FM เพียงสองเครื่อง สำหรับใช้ในการวัดระยะไกลโดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม ซึ่งถูกชาร์จโดยเซลล์แสงอาทิตย์
ดาวเทียมบรรลุเป้าหมายโดยการสะท้อนสัญญาณคลื่นวิทยุไปยังพื้นผิวที่มีขนาดใหญ่ แปดปีที่มันส่งสัญญาณวิทยุและโทรทัศน์ ที่ทำให้สามารถโทรศัพท์ข้ามทวีปได้ ส่วนที่ดีที่สุดของการนี้ก็คือ ทุกคนที่มีอุปกรณ์ที่เหมาะสมสามารถใช้ดาวเทียมได้โดยไม่มีค่าใช้จ่าย
โครงการ Echo พัฒนาจากแนวคิดโดยวิศวกรของ NACA (คณะกรรมการที่ปรึกษาแห่งชาติด้านการบิน) William J. O'Sullivan ซึ่งในปี 1956 ได้เสนอให้ใช้บอลลูนเป่าลมเพื่อวัดแรงลมในชั้นบรรยากาศ จุดประสงค์ของการทดลองคือเพื่อให้ข้อมูลเกี่ยวกับอากาศพลศาสตร์ซึ่งมีความสำคัญต่อการออกแบบเครื่องบินใหม่ขีปนาวุธดาวเทียมและยานอวกาศอื่น ๆ
ถึงแม้ว่า NACA จะเห็นด้วยกับข้อเสนอดังกล่าว แต่ก็บอกให้ O'Sullivan ทำการบรรจุดาวเทียมให้เล็กที่สุดเท่าที่จะทำได้เพราะการทดลองอื่น ๆ ได้ใช้พื้นที่เกือบทั้งหมดในการปล่อยจรวด สิ่งที่เหลืออยู่สำหรับบอลลูนพองลมของเขานั้นมีขนาดเล็กเท่ากับขนาดของโดนัท เขาจึงออกแบบดาวเทียมโดยมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเพียง 20 นิ้วเมื่อบอลลูนพองตัวจะมีน้ำหนักไม่เกินเจ็ดในสิบปอนด์
ต่อมา O'Sullivan ถูกสั่งให้ทำดาวเทียมที่ใหญ่ขึ้นโดยให้มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 30 นิ้ว เพราะแบบเดิมอาจจะเล็กเกินไปสำหรับกล้องติดตามออปติคัลที่มีความแม่นยำในการดูดาวเทียม แต่ก็ถูกเตือนว่าอย่าทำดาวเทียมที่ใช้พื้นที่มากเกินไป แม้จะมีคำสั่งต่างๆที่ขัดกันแต่ O'Sullivan ก็สามารถเพิ่มขนาดของดาวเทียมได้ 10 นิ้วโดยไม่ต้องเพิ่มแม้แต่เศษกรัมน้ำหนัก ซึ่งเขาก็อยากเห็นผลงานของเขาแต่จรวดที่ขึ้นไปส่งสัญญาณดาวเทียมผิดปกติและตกลงสู่มหาสมุทรแอตแลนติกเสียก่อน
ก่อนที่ดาวเทียมจะจมลงสู่มหาสมุทรในเดือนเมษายน 2502 O'Sullivan ก็เริ่มพิจารณาถึงประโยชน์ที่ใหญ่กว่าของดาวเทียมสะท้อนแสง โดยเมื่อสองปีก่อน เขาเสนอดาวเทียมขนาด 12 ฟุตที่สามารถมองเห็นและถ่ายภาพด้วยตาเปล่า
อีกไม่นานโปรแกรมการทดลองขนาดเล็กได้รวมเข้าในโปรเจ็กดาวเทียมเต็มรูปแบบที่เรียกว่า Project Echo ขนาดของดาวเทียมบอลลูนจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณเป็นร้อยฟุต และมีชื่อเรียกอย่างไม่เป็นทางการว่า "satelloon"
สัญญาในการสร้างดาวเทียมตอนแรกโดยแผนกวิจัยการบินของ General Mills ซึ่งเป็นบริษัทเดียวกับที่ผลิตธัญพืชอาหารเช้า แต่พบข้อผิดพลาด
ดังนั้น Gilmore Schjeldahl ผู้ประดิษฐ์พลาสติกที่ทำถุง airsickness ได้เข้ามาช่วยแก้ไขข้อบกพร่องหลายอย่างของบอลลูนรวมถึงการปิดผนึกตะเข็บ
ซึ่งวิศวกรของ Schjeldahl ยังไม่สามารถหาวิธีพับเก็บบอลลูนในที่เก็บทรงกลมได้ แต่ปัญหานี้หมดไปเมื่อหนึ่งในวิศวกร Langley Ed Kilgore เห็นภรรยาของเขาพับหมวกคลุมฝนพลาสติกให้มีขนาดเล็กลง
การเปิดตัวครั้งแรกของดาวเทียมสะท้อนแสงเมื่อวันที่ 28 ตุลาคม 2502 ไม่ประสบความสำเร็จ แต่ในที่สุดเมื่อวันที่ 12 สิงหาคม 1960 จรวด Thor-Delta
ขึ้นสู่ท้องฟ้าจากท่าอากาศยาน Cape Canaveral พา Echo 1 ขึ้นสู่อวกาศ เมื่ออยู่ในวงโคจรบอลลูนก็พองตัว นาทีต่อมา Echo 1 ถ่ายทอดข้อความวิทยุแรกจากประธานาธิบดีไอเซนฮาวร์
เพื่อสื่อสารกับ Echo satelloon Bell Labs ได้สร้างเสาอากาศรูปแตรยาว 50 ฟุตในโฮล์มเดล ต่อมาในปีพ. ศ. 2507 ดร. Arno Penzias และ Robert Wilsonใช้เสาอากาศเดียวกันนี้ตรวจพบรังสีไมโครเวฟซึ่งเป็นหลักฐานที่เป็นรูปธรรมครั้งแรกของทฤษฎีบิกแบง และได้รับรางวัลโนเบลในปี 1978
นาซ่าเปิดตัว satelloon อีกตัวหนึ่งชื่อ PAGEOS ในปี 1964 เป็นดาวเทียมขนาด 100 ฟุต ไว้สำหรับการวิเคราะห์ตำแหน่ง และมันก็ทำงานได้ยอดเยี่ยมในการทำแผนที่คุณสมบัติบนพื้นผิวโลกด้วยความแม่นยำถึง 3- 5 เมตร อายุการทำงานยี่สิบปี ซึ่งดีที่สุดบนภาคพื้นดินในเวลานั้น
การอ้างอิง:
# ดร. เจมส์แฮนเซน, การปฏิวัติอวกาศ, https://history.nasa.gov/SP-4308/ch6.htm
# โครงการสะท้อน, https://crgis.ndc.nasa.gov/historic/Project_Echo
# Greg, Satelloons ของโครงการ Echo: ต้อง หา. Satelloons , https://greg.org/archive/2007/10/07/the-satelloons-of-project-echo-must-find-satelloons.html
Cr.https://www.amusingplanet.com/2020/07/the-balloon-satellites-of-project-echo.html / โดยKaushik Patowary
Cr.http://telecomsate.blogspot.com/2012/05/blog-post_8646.html
Cr.https://th-th.facebook.com/SCIENCEILLUSTRATEDThailand/posts/1454538981296291/