(นี่คือโมเดลทางวิศวกรรมของดาวเทียม Vanguard ที่อยู่บนโลก แต่ดาวเทียม Vanguard 1 ตัวจริงยังอยู่ในวงโคจร Cr.NASA)
เมื่อดาวเทียมถูกปล่อยสู่อวกาศ มันไม่ได้ถูกคาดว่าจะคงอยู่ตลอดไป ดาวเทียมนั้นมีเชื้อเพลิงจำนวนจำกัดซึ่งจะหมดลงในอีกไม่กี่เดือน สอง-สามปี หรือหลายสิบปี ขึ้นอยู่กับว่าดาวเทียมนั้นถูกออกแบบมาให้ใช้งานได้นานแค่ไหน จนในที่สุดแบตเตอรี่จะหมดและ solar cellsจะลดลง เมื่อดาวเทียมหยุดตอบสนองต่อสัญญาณจากผู้ให้บริการบนโลก หรือเมื่อเชื้อเพลิงหมดลง ดาวเทียมจะสูญเสียความสามารถในการแก้ไขวงโคจรของมัน
จากบรรยากาศที่เบาบางจะทำให้ดาวเทียมช้าลงและทำให้วงโคจรของมันลดลงด้วย และในอีกไม่กี่ปีหรือหลายทศวรรษ ดาวเทียมจะตกลงสู่พื้นโลก แต่ดาวเทียมบางดวงก็ถูกกำจัดลงอย่างมีจุดมุ่งหมายเช่น เมื่อภารกิจเสร็จสิ้นหรือเพื่อไม่ให้มีส่วนทำให้เกิดขยะในอวกาศ ที่ตอนนี้ มีวัตถุประดิษฐ์ 20,000 ชิ้นที่โคจรอยู่เหนือโลกแล้ว รวมถึงเศษซากอวกาศอีก 128 ล้านชิ้น ซึ่งเป็นผลมาจากการชนกันระหว่างดาวเทียมที่ไม่สมบูรณ์ แม้ว่าดาวเทียมส่วนใหญ่จะอยู่ในวงโคจรเพียงไม่กี่ปี แต่ก็มีดาวเทียมดวงหนึ่งที่โคจรรอบโลกมานาน 60 กว่าปีแล้ว
มันคือ Vanguard 1 ดาวเทียมดวงที่สี่ที่เปิดตัวได้สำเร็จ และถูกวางไว้ในวงโคจร 657x3,840 กม. ต่อจาก Sputnik 1, Sputnik 2 และ Explorer 1 มันเป็นทรงกลมโลหะมันเงาขนาดเล็ก ที่มีเสาอากาศยื่นออกมา โดยมีมวลน้อยกว่า 1.5 กก. และมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 16.5 ซม. ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับ
สปุตนิก 1 ที่มีน้ำหนัก 84 กก.และขนาดครึ่งตันของสปุตนิก 2 นายกรัฐมนตรีโซเวียต Nikita Khrushchev จึงเรียกมันว่า “ดาวเทียมส้มโอ” (the grapefruit satellite)
Vanguard 1 เป็นดาวเทียมของสหรัฐ และเป็นดาวเทียมดวงที่ 4 ของโลก และเป็นดาวเทียมดวงแรกที่ใช้ไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์
มันถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรปี 1958 แม้ว่ามันจะสูญเสียการติดต่อกับภาคพื้นดินไปนานแล้ว แต่มันก็ยังคงลอยอยู่ในวงโคจร
จึงได้ชื่อว่าเป็นดาวเทียมที่เก่าแก่ที่สุดในโลก โดยคาดกันว่ามันจะอยู่ในวงโคจรไปอีกประมาณ 250 ปี
Cr.ภาพ ภาพเก่าเล่าเรื่องโลก
แม้ว่าจะเล็กเมื่อเทียบกับรุ่นก่อน แต่ Vanguard 1 มีวัตถุประสงค์ในภารกิจค่อนข้างน้อย มันมีอุปกรณ์ของเครื่องมือที่สามารถวัดความหนาแน่นของบรรยากาศชั้นบน และปริมาณอิเล็กตรอนของบรรยากาศรอบนอก ซึ่งถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดผลกระทบของสภาพแวดล้อมบนดาวเทียมในอวกาศ
นอกจากนี้ ยังสามารถใช้ในการวัดเกี่ยวกับรูปร่างและเนื้อที่ของโลก (geodetic) ผ่านการวิเคราะห์วงโคจร โดยสิ่งเหล่านี้พิสูจน์ได้ว่า แท้จริงแล้วโลกมีรูปร่างเหมือนลูกแพร์โดยมีก้านอยู่ที่ขั้วโลกเหนือ
การเปิดตัวนั้นเป็นการทดสอบเพื่อกำหนดความสามารถในการเปิดตัวของยานยิงสามขั้นตอน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ Project Vanguard โดยเป็นดาวเทียมดวงที่สองที่เปิดตัวโดยสหรัฐฯ แต่เป็นดาวเทียมดวงแรกที่ประสบความสำเร็จของ Vanguard series และเป็นดาวเทียมดวงแรกที่ใช้พลังงานเซลล์แสงอาทิตย์ที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังคงโคจรอยู่รอบโลก
Vanguard 1 เปิดตัวเมื่อวันที่ 17 มีนาคม1958 จากแนวขีปนาวุธแอตแลนติกใน Cape Canaveral Florida ซึ่งถือเป็นงานสาธารณะที่สำคัญที่นักการเมือง และบุคคลทางทหารระดับสูงเข้าร่วม รวมทั้งฝูงชนจำนวนมากและสื่อของโลก ต่างจากเหตุการณ์ที่เงียบๆ ของการปล่อยสปุตนิกของสหภาพโซเวียต
อย่างไรก็ตาม ความพยายามครั้งแรกเมื่อวันที่ 6 ธันวาคม 1957 สิ้นสุดลงด้วยความหายนะ เมื่อจรวดพุ่งสูงขึ้นเพียง 4 ฟุตแล้วตกลงบนฐานยิงจรวดและระเบิด จากนั้นดาวเทียม Vanguard 1A ก็ถูกเคลียร์เส้นทางให้ตกลงบนพื้นดินในระยะทางสั้นๆ โดยที่เครื่องส่งยังคงส่งสัญญาณบีคอน ส่งผลให้ดาวเทียมได้รับความเสียหายและไม่สามารถใช้ซ้ำได้ ปัจจุบัน มันถูกจัดแสดงอยู่ที่พิพิธภัณฑ์ National Air and Space Museum ของสถาบันสมิธโซเนียน
ภาพการทดสอบปล่อยหัวจรวด
ความล้มเหลวถูกเย้ยหยันอย่างกว้างขวางในสื่อ มันถูกเรียกต่างๆนาๆ ว่า kaputnik, flopnik, puffnik และ stayputnik โชคดีที่สหรัฐอเมริกาสามารถกอบกู้ความภาคภูมิใจบางส่วนได้ เมื่อพวกเขาเปิดตัว Explorer 1 ได้สำเร็จในอีกไม่กี่สัปดาห์ต่อมา ซึ่งเป็นดาวเทียมดวงแรกของสหรัฐฯ แต่ในขณะที่ Explorer 1 ยังคงอยู่ในวงโคจรเพียง 12 ปี แต่ Vanguard 1 ยังคงอยู่ในวงโคจรรอบโลก ทั้งนี้ ดาวเทียมโซเวียตในสมัยนั้นส่วนใหญ่มีระยะเวลาปฏิบัติการสั้นๆ เท่านั้น เช่น สปุตนิก 1 ตกลงสู่พื้นโลกหลังจากผ่านไปเพียง 3 เดือนและสปุตนิก 2 อยู่ในวงโคจรเป็นเวลา 5 เดือน
สำหรับ Vanguard 1 มันโคจรรอบโลกในวงโคจรวงรีด้วยรัศมี 654 กม. และมีจุดไกลสุด 3,969 กม. ซึ่งเพราะว่ามันมีวงโคจรสูง ทำให้มีแรงต้านในชั้นบรรยากาศน้อยกว่า จึงเป็นที่คาดว่า Vanguard 1 จะคงอยู่ได้ถึง 2,000 ปี แต่ในระหว่างกิจกรรมสุริยะระดับสูง นักวิทยาศาสตร์ได้ประเมินผลกระทบของความดันรังสีของดวงอาทิตย์ และแรงเสียดทานจากชั้นบรรยากาศ (atmospheric drag) ที่ต่ำเกินไป เมื่อพิจารณาสิ่งเหล่านี้แล้ว พวกเขาพบว่าดาวเทียมน่าจะมีอายุเพียงสองศตวรรษเท่านั้น แต่ยังคงมากกว่าดาวเทียมบางรุ่นในปัจจุบันอย่างมีนัยสำคัญ
Vanguard 1 นั้น ส่งสัญญาณของมันมานานกว่า 6 ปีในขณะที่มันโคจรรอบโลก ในช่วงอายุขัยที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก (ดาวเทียมได้รับการออกแบบให้ใช้งานได้เพียง 90 วัน) Vanguard แสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์ของเรายื่นออกมารอบเส้นศูนย์สูตรอย่างไร นอกจากนี้ ยังให้การวัดชั้นบรรยากาศชั้นนอกที่บางที่สุดในโลกเป็นครั้งแรก และการประเมินจำนวนไมโครอุกกาบาตรอบโลกด้วย มันแสดงให้เห็นว่าความกดอากาศ แรงต้าน และการสลายตัวของวงโคจร สูงกว่าที่คาดการณ์ไว้ก่อนหน้านี้ ซึ่งข้อมูลเหล่านี้มีความสำคัญต่อการพัฒนายานอวกาศในอนาคต
แม้ว่า Vanguard 1 จะไม่สามารถใช้งานได้อีกต่อไป และกลายเป็นเศษซากอวกาศ แต่ก็ยังคงช่วยการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ โดยยอมให้ระบบติดตามบนพื้นดินกำหนดวงโคจร ในขณะที่มันสลายไปตามกาลเวลา สิ่งนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจถึงอิทธิพลของชั้นบรรยากาศของโลกที่มีต่อดาวเทียม
แม้ว่า Vanguard-1 จะไม่ใช่ดาวเทียมดวงแรกที่ออกสู่นอกโลก แต่โครงการนี้ก็ถูกจดจำในฐานะความสำเร็จหนึ่งในการพัฒนาการปล่อยหัวจรวด
การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ และการพัฒนาเครือข่ายสถานีภาคพื้นดิน
(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)
Vanguard 1: ดาวเทียมโคจรที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังอยู่ในอวกาศ
สปุตนิก 1 ที่มีน้ำหนัก 84 กก.และขนาดครึ่งตันของสปุตนิก 2 นายกรัฐมนตรีโซเวียต Nikita Khrushchev จึงเรียกมันว่า “ดาวเทียมส้มโอ” (the grapefruit satellite)
นอกจากนี้ ยังสามารถใช้ในการวัดเกี่ยวกับรูปร่างและเนื้อที่ของโลก (geodetic) ผ่านการวิเคราะห์วงโคจร โดยสิ่งเหล่านี้พิสูจน์ได้ว่า แท้จริงแล้วโลกมีรูปร่างเหมือนลูกแพร์โดยมีก้านอยู่ที่ขั้วโลกเหนือ
การเปิดตัวนั้นเป็นการทดสอบเพื่อกำหนดความสามารถในการเปิดตัวของยานยิงสามขั้นตอน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ Project Vanguard โดยเป็นดาวเทียมดวงที่สองที่เปิดตัวโดยสหรัฐฯ แต่เป็นดาวเทียมดวงแรกที่ประสบความสำเร็จของ Vanguard series และเป็นดาวเทียมดวงแรกที่ใช้พลังงานเซลล์แสงอาทิตย์ที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังคงโคจรอยู่รอบโลก
Vanguard 1 เปิดตัวเมื่อวันที่ 17 มีนาคม1958 จากแนวขีปนาวุธแอตแลนติกใน Cape Canaveral Florida ซึ่งถือเป็นงานสาธารณะที่สำคัญที่นักการเมือง และบุคคลทางทหารระดับสูงเข้าร่วม รวมทั้งฝูงชนจำนวนมากและสื่อของโลก ต่างจากเหตุการณ์ที่เงียบๆ ของการปล่อยสปุตนิกของสหภาพโซเวียต
อย่างไรก็ตาม ความพยายามครั้งแรกเมื่อวันที่ 6 ธันวาคม 1957 สิ้นสุดลงด้วยความหายนะ เมื่อจรวดพุ่งสูงขึ้นเพียง 4 ฟุตแล้วตกลงบนฐานยิงจรวดและระเบิด จากนั้นดาวเทียม Vanguard 1A ก็ถูกเคลียร์เส้นทางให้ตกลงบนพื้นดินในระยะทางสั้นๆ โดยที่เครื่องส่งยังคงส่งสัญญาณบีคอน ส่งผลให้ดาวเทียมได้รับความเสียหายและไม่สามารถใช้ซ้ำได้ ปัจจุบัน มันถูกจัดแสดงอยู่ที่พิพิธภัณฑ์ National Air and Space Museum ของสถาบันสมิธโซเนียน
สำหรับ Vanguard 1 มันโคจรรอบโลกในวงโคจรวงรีด้วยรัศมี 654 กม. และมีจุดไกลสุด 3,969 กม. ซึ่งเพราะว่ามันมีวงโคจรสูง ทำให้มีแรงต้านในชั้นบรรยากาศน้อยกว่า จึงเป็นที่คาดว่า Vanguard 1 จะคงอยู่ได้ถึง 2,000 ปี แต่ในระหว่างกิจกรรมสุริยะระดับสูง นักวิทยาศาสตร์ได้ประเมินผลกระทบของความดันรังสีของดวงอาทิตย์ และแรงเสียดทานจากชั้นบรรยากาศ (atmospheric drag) ที่ต่ำเกินไป เมื่อพิจารณาสิ่งเหล่านี้แล้ว พวกเขาพบว่าดาวเทียมน่าจะมีอายุเพียงสองศตวรรษเท่านั้น แต่ยังคงมากกว่าดาวเทียมบางรุ่นในปัจจุบันอย่างมีนัยสำคัญ
Vanguard 1 นั้น ส่งสัญญาณของมันมานานกว่า 6 ปีในขณะที่มันโคจรรอบโลก ในช่วงอายุขัยที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก (ดาวเทียมได้รับการออกแบบให้ใช้งานได้เพียง 90 วัน) Vanguard แสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์ของเรายื่นออกมารอบเส้นศูนย์สูตรอย่างไร นอกจากนี้ ยังให้การวัดชั้นบรรยากาศชั้นนอกที่บางที่สุดในโลกเป็นครั้งแรก และการประเมินจำนวนไมโครอุกกาบาตรอบโลกด้วย มันแสดงให้เห็นว่าความกดอากาศ แรงต้าน และการสลายตัวของวงโคจร สูงกว่าที่คาดการณ์ไว้ก่อนหน้านี้ ซึ่งข้อมูลเหล่านี้มีความสำคัญต่อการพัฒนายานอวกาศในอนาคต
แม้ว่า Vanguard 1 จะไม่สามารถใช้งานได้อีกต่อไป และกลายเป็นเศษซากอวกาศ แต่ก็ยังคงช่วยการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ โดยยอมให้ระบบติดตามบนพื้นดินกำหนดวงโคจร ในขณะที่มันสลายไปตามกาลเวลา สิ่งนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจถึงอิทธิพลของชั้นบรรยากาศของโลกที่มีต่อดาวเทียม