ดาวเทียม GPS ดวงแรกที่ถูกปล่อยในปี 1978 คือ นาฟสตาร์ 1 มันถูกปล่อยเมื่อวันที่ 22 กุมภาพันธ์ 1978 จากฐานทัพอากาศแวนเดนเบิร์กในแคลิฟอร์เนีย ซึ่งเป็นก้าวสำคัญในเทคโนโลยีดาวเทียมและระบบนำทาง ตามข้อมูลจาก HISTORY.com ดาวเทียมทดลองขนาดเล็กนี้เริ่มต้นระบบที่เราใช้ทุกวัน
ดาวเทียม GPS ดวงแรกที่ถูกปล่อยในปี 1978: นาฟสตาร์ 1
ซีรีส์ Block I เริ่มต้นเป็นโปรแกรมทดสอบ วิศวกรได้ปล่อยนาฟสตาร์ 1 เพื่อพิสูจน์ว่าแนวคิดนี้สามารถทำงานได้ ในตอนแรกเป้าหมายคือการปรับปรุงตำแหน่ง การนำทาง และเวลาให้ดีขึ้นสำหรับเรือ เครื่องบิน และกองทัพสหรัฐ ซีรีส์นี้ประกอบด้วยดาวเทียมทั้งหมด 11 ดวงที่ถูกปล่อยระหว่างปี 1978 ถึง 1985 ทั้งหมดถูกออกแบบมาเพื่อแสดงถึงความเป็นไปได้ของระบบ GPS ตามที่ NASA ระบุ
ทำไมโปรแกรม GPS นาฟสตาร์ถึงเริ่มต้น
ในตอนแรก กองทัพต้องการข้อมูลตำแหน่งที่แม่นยำมาก จากนั้นดาวเทียม Block I ได้ทดสอบฮาร์ดแวร์ เวลา และสัญญาณ การทดสอบเหล่านี้เป็นก้าวเล็กๆ แต่ให้ความมั่นใจอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ดาวเทียม Block I แต่ละดวงมีการเอียงที่ 63 องศาไปยังเส้นศูนย์สูตร ซึ่งแตกต่างจากการเอียง 55 องศาที่ใช้ในดาวเทียมปฏิบัติการในภายหลัง ตามที่ NASA ระบุ เมื่อการทดสอบประสบความสำเร็จ โปรแกรมก็เติบโตเป็นกลุ่มดาวเต็มรูปแบบ
วิธีการทำงานของ GPS ในภาษาง่ายๆ
คิดว่าดาวเทียมเป็นนาฬิกาที่แม่นยำมากในท้องฟ้า ดาวเทียมแต่ละดวงส่งสัญญาณวิทยุที่มีการประทับเวลา เครื่องรับจะเปรียบเทียบเวลาที่สัญญาณออกจากดาวเทียมกับเวลาที่มาถึง โดยการวัดความล่าช้าจากดาวเทียมหลายดวง เครื่องรับจะหาตำแหน่งของมันได้ โดยสรุป:
- ดาวเทียมส่งสัญญาณเวลาที่แม่นยำ
- เครื่องรับวัดความล่าช้าเพื่อหาระยะทาง
- ระยะทางไปยังดาวเทียมหลายดวงให้ตำแหน่ง 3 มิติ
ดาวเทียม GPS มีนาฬิกาอะตอม ซึ่งมักจะเป็นชนิดรูบิเดียมหรือซีเซียม พวกมันโคจรในวงโคจรระดับกลางที่ประมาณ 20,200 กิโลเมตรเหนือโลก พวกมันโคจรรอบโลกประมาณทุกๆ 12 ชั่วโมง เพื่อให้ครอบคลุมอย่างต่อเนื่อง วิศวกรได้ออกแบบกลุ่มดาวที่มีดาวเทียมประมาณ 24 ดวง
ผู้คนและความก้าวหน้า
นักคณิตศาสตร์และวิศวกรได้สร้างคณิตศาสตร์และแบบจำลองที่ทำให้ GPS แม่นยำ ตัวอย่างเช่น ดร. แกลดิส เวสต์ ใช้ความรักในตัวเลขของเธอในการสร้างแบบจำลองรูปร่างของโลก งานด้านภูมิศาสตร์ของเธอปรับปรุงรูปทรงของโลกและปรับปรุงการนำทางด้วยดาวเทียม
โปรแกรม Block I ได้ปล่อยดาวเทียมทดสอบ 11 ดวงระหว่างปี 1978 ถึงกลางปี 1980 ดาวเทียมเหล่านี้ยืนยันแนวคิดการออกแบบก่อนที่ระบบจะเริ่มใช้งาน ดาวเทียม Block I แต่ละดวงมีอายุการใช้งานที่คาดไว้ 5 ปี แต่บางดวงเช่น นาฟสตาร์ 1 ทำงานเกินกว่า 7 ปี ตามที่ระบุใน Wikipedia ตลอดหลายปีที่ผ่านมา GPS ได้เปลี่ยนจากเครื่องมือทางทหารไปสู่ระบบที่มีประโยชน์ในชีวิตประจำวัน ในปี 1980 การเปลี่ยนแปลงนโยบายอนุญาตให้ใช้พลเรือนได้ จากนั้นในปี 2000 ข้อจำกัดที่เรียกว่า Selective Availability ถูกยกเลิก ทำให้ความแม่นยำของพลเรือนดีขึ้นอย่างมาก
ข้อเท็จจริงสนุกๆ ที่เด็กๆ ชอบ
- ดาวเทียม GPS โคจรสูงประมาณ 20,200 กม. เหนือโลก
- พวกมันโคจรรอบโลกในประมาณ 12 ชั่วโมง
- การปล่อยครั้งแรกเป็นการทดสอบที่นำไปสู่ระบบทั่วโลกที่ใช้โดยผู้คนนับล้าน
ความคิดสุดท้าย: การปล่อยทดสอบเพียงครั้งเดียวในปี 1978 รู้สึกว่าเล็กน้อยในตอนนั้น วันนี้ GPS ช่วยให้เราหาทาง ติดตามเวลา และสำรวจได้อย่างเงียบๆ มันเริ่มต้นด้วยคณิตศาสตร์ นาฬิกา ผู้คนที่อยากรู้ และจินตนาการ
อ่านหรือฟังเรื่องราวเกี่ยวกับ ดาวเทียม GPS ดวงแรกที่ถูกปล่อย (1978) ตอนนี้: สำหรับเด็กอายุ 3-5 ปี, สำหรับเด็กอายุ 3-5 ปี, สำหรับเด็กอายุ 6-8 ปี, สำหรับเด็กอายุ 8-10 ปี, และ สำหรับเด็กอายุ 10-12 ปี.
เคล็ดลับ: หลังจากฟังแล้ว ให้เด็กลองหาบ้านของคุณบนแผนที่กระดาษ จากนั้นเปิดแอปแผนที่และเปรียบเทียบ ถามว่ามีดาวเทียมกี่ดวงที่อุปกรณ์เห็นและทำไมนาฬิกาถึงสำคัญ ขั้นตอนง่ายๆ เหล่านี้เปลี่ยนประวัติศาสตร์ให้เป็นการคิดเชิงพื้นที่ที่สามารถสัมผัสได้
เรียนรู้เรื่องราวเพิ่มเติมได้ที่ Storypie.
