Suan Sunandha Rajabhat University เทคโนโลยีอวกาศ https://www.spaceanswers.com/astronomy/stargazing-live-astronomy-week-part-three-understand-the-celestial-sphere/
ให้นักศึกษาชมวิดโี อ เทคโนโลยอี วกาศ
ยานอวกาศกบั ความก้าวหนา้ ทางดาราศาสตรใ์ นปจั จบุ นั • กลอ้ งโทรทัศน์ • จรวด • กระสวยอวกาศ • ดาวเทยี ม • ยานอวกาศ
กลอ้ งโทรทัศน์ • หลักการของกลอ้ งโทรทรรศน์ • ประเภทของกล้องโทรทรรศน์
กลอ่ งโทรทรรศน์ (Telescope) เป็นกล้องส่องทางไกลซึง่ นักดาราศาสตร์ใชศ้ ึกษาวัตถุท้องฟา้ มสี มบตั ทิ ีส่ าคัญ 2 ประการ : • ความสามารถในการรวมแสง - กล้องโทรทรรศน์สามารถรวมแสงได้ มากกว่าดวงตาของมนุษย์ ช่วยให้สามารถมองเห็นวัตถุซงึ่ มีความสว่าง น้อย เช่น เนบวิ ลา และกาแลก็ ซี • ความสามารถในการขยาย - กล้องโทรทรรศน์ช่วยขยายขนาดของ ภาพ ทาให้มองเห็นรายละเอียดของวัตถุได้มากข้ึน เช่น หลุมบนดวง จนั ทร์ ดาวเคราะห์ ดาวคู่ เปน็ ตน้
อปุ กรณท์ ่สี าคัญของกล้องโทรทรรศน์ คอื เลนส์นนู มีหน้าท่ีรวมแสงให้มาตกที่ จุดโฟกัส (Focus) เราเรียกระยะทางระหว่างจุดก่ึงกลางของเลนส์กับจุดโฟกัสว่า \"ความ ยาวโฟกัส\" (Focal length) หากใช้เลนส์นูนส่องมองวัตถุท่ีมีระยะใกล้ กว่าความยาวโฟกสั เลนส์นูนจะช่วยในการ ขยายภาพ หากใช้เลนส์นูนส่องมองวัตถุที่มีระยะไกล กวา่ ความยาวโฟกสั เลนส์นูนจะช่วยในการ รวมแสง แลว้ ให้ภาพหัวกลับ
ฮานส์ ลิเพอร์ฮี (Hans Lipperhey) ช่างทาแว่นชาวดัตซ์ ได้ประดิษฐ์กล้องส่องทางไกลตัวแรกของโลกข้ึนในปี พ.ศ.2153 โดยการนาเลนส์นูนและเลนส์เว้ามาเรียงต่อกัน โดยมรี ะยะหา่ งเทา่ กบั ความยาวโฟกสั ของเลนส์ทงั้ สอง ปีต่อมา กาลิเลโอ กาลิเลโอ (Galileo Galilei) นัก ดาราศาสตร์ชาวอิตาลีได้นากล้องส่องทางไกลแบบนี้ มาใช้ศึกษาวัตถุท้องฟ้า นักวิทยาศาสตร์ในยุคต่อมา ไดป้ รับปรงุ กลอ้ งโทรทรรศน์โดยใชเ้ ลนส์นนู 2 ชุด
เลนส์ชุดหน้ามีขนาดใหญ่หันไปยังวัตถุที่ต้องการจะดูเรียกว่า \"เลนส์ใกล้วัตถุ\" (Objective Lens) มหี นา้ ทร่ี วบรวมแสง เลนสช์ ุดหลังมีขนาดเล็กใช้สาหรับมอง เรียกว่า \"เลนส์ใกล้ตา\" (Eyepieces) มีหน้าท่ีเพ่ิมกาลังขยาย เลนส์ท้ังสองเรียงต่อกันโดยมี ระยะห่างเท่ากับความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุ (fo) และความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ ตา (fe) รวมกันหรือ fo + fe กลอ้ งโทรทรรศน์แบบนี้ให้ภาพจรงิ หัวกลบั
กล้องโทรทรรศน์ช่วยให้นักดาราศาสตร์มองเห็นวัตถุในห้วงอวกาศท่ีอยู่ห่างไกล เช่น เนบิวลา กระจุกดาว และกาแล็กซีต่างๆ ซ่ึงไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เนื่องจากแสงเดินทางมาจากระยะทางที่ไกลมาก ความเข้มของแสงจึงลดลง เลนส์ของ กลอ้ งโทรทรรศนม์ ีพื้นทร่ี ับแสงได้มากกว่าดวงตาของมนุษย์ จงึ มีกาลังรวมแสงมากกวา่ ตัวอย่าง: เม่ือเปรียบเทียบเลนส์ของกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 500 มิลลิเมตร กับดวงตาของมนุษย์ (กระจกตาดา) ซ่ึงมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5 มิลลิเมตร จะเห็นว่า เลนส์ของกล้องโทรทรรศน์มีขนาดใหญ่กว่าดวงตาของมนุษย์ = 500/5 = 100 เทา่ และมกี าลงั รวมแสงมากกว่า 1002 = 10,000 เท่า
นักดาราศาสตร์ยังต้องการศึกษารายละเอียดของวัตถุท้องฟ้า เช่น ลักษณะของดาว เคราะห์ ระยะห่างระหว่างดาวคู่ ซ่ึงเราสามารถคานวณกาลังขยาย (Magnification) ของกลอ้ งโทรทรรศน์ด้วยสตู ร ตัวอยา่ ง: ถ้าเลนสใ์ กล้วตั ถุมีความยาวโฟกสั 1000 มลิ ลิเมตร เลนส์ใกล้ตามคี วามยาว โฟกสั 10 มลิ ลิเมตร กาลังขยายที่ไดค้ อื fo/fe = 1000/10 = 100 เท่า
ประเภทของกล้องโทรทรรศน์ • กลอ้ งโทรทรรศนแ์ บบหกั เหแสง (Refractor telescope) • กลอ้ งโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง (Reflector telescope) • กล้องโทรทรรศน์แบบผสม (Catadioptic telescope)
กลอ้ งโทรทรรศนแ์ บบหกั เหแสง (Refractor telescope) เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้เลนส์นูนในการรวม แสง มีใช้กันอย่างแพร่หลายสามารถพบเห็นได้ ทว่ั ไป มกั มีขนาดเล็กเน่ืองจากเลนส์นูนสว่ นใหญ่มี โฟกัสยาว (เลนส์โฟกัสสั้นสร้างยากและมีราคาสูง มาก) ดังน้ัน ถ้าเป็นกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ จะยาวเกะกะ ลากล้องมีน้าหนักมาก เปลืองพื้นที่ ในการติดตั้ง จึงไมเ่ ป็นทีน่ ยิ มใชใ้ นหอดูดาว กลอ้ งโทรทรรศน์แบบหักเหแสงเหมาะสาหรบั ใชศ้ กึ ษาวตั ถุท่สี ว่างมาก เช่น ดวงจนั ทร์และดาวเคราะห์ แตไ่ ม่เหมาะสาหรับการสงั เกตวตั ถุทม่ี ขี นาดใหญแ่ ตส่ ว่างน้อย เช่น เนบลิ าและกาแล็กซี
กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง ประกอบด้วยเลนส์ นูนอย่างน้อยสองชิ้น ประกอบดว้ ยกนั ชน้ิ หนึง่ เรียกวา่ เลนสว์ ตั ถุ อยู่ทางด้านหน้าของตัวกล้อง อีกช้ินหน่ึง เรยี กว่า เลนสต์ า อยู่ตาแหนง่ ใกล้ตา อตั ราขยายของกล้องชนิดนี้สามารถหาไดจ้ าก กาลงั ขยาย = ความยาวโฟกสั ของเลนสว์ ตั ถุ ความยาวโฟกสั ของเลนส์ตา
ใหน้ ักศกึ ษาภาพเคล่อื นไหว กล้อง โทรทรรศนแ์ บบหักเหแสง
กลอ้ งโทรทรรศนแ์ บบสะท้อนแสง (Reflector telescope) ถกู คิดคน้ โดย เซอร์ ไอแซค นิวตัน บางคร้ังจึงถูก เรียกว่า \"กล้องโทรทรรศน์แบบนิวโทเนียน\" (Newtonian telescope) กล้องโทรทรรศน์แบบ น้ีใช้กระจกเวา้ ทาหน้าที่เลนส์ใกล้วัตถุแทนเลนส์ นูน รวบรวมแสงส่งไปยังกระจกทุติยภูมิซ่ึงเป็น กระจกเงาระนาบขนาดเล็กติดตั้งอยู่ในลากล้อง สะท้อนลาแสงให้ตั้งฉากออกมาที่เลนส์ตาท่ีติด ตงั้ อยู่ทด่ี ้านข้างของลากล้อง
กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงประกอบด้วยกระจกเว้าโค้งแบบ พาราโบลา เรียกวา่ กระจกหลัก (Primary mirror) กับเลนส์ตาอีกอันหนึ่ง กาลังขยาย ของกลอ้ งแบบสะทอ้ นแสงหาได้จาก กาลังขยาย = ความยาวโฟกสั ของกระจกหลกั ความยาวโฟกสั ของเลนส์ตา
ใหน้ กั ศกึ ษาภาพเคลื่อนไหว กล้องโทรทรรศนส์ ะทอ้ นแสง
กล้องโทรทรรศนช์ นิดผสม (Catadioptic) กล้องประเภทนี้เป็นกล้องโทรทรรศน์แบบ สะท้อนแสง ซึ่งใช้กระจก 2 ชุด สะท้อนแสง กลับไปกลับมา เพื่อช่วยลดความยาวและ น้าหนักของลากล้อง กล้องโทรทรรศน์แบบ ผสมบางชนิด อาจมีการนาเอาเลนส์มาใช้ใน ก า ร แ ก้ ไ ข ภ า พ ใ ห้ ค ม ชั ด แ ต่ มิ ใ ช่ เ พื่ อ จุดประสงค์ในการรวมแสง ดังเช่น เลนส์ของ กล้องแบบหักเหแสง เราจะพบว่า กล้อง โทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่อยู่ในหอดูดาว ส่วน ใหญ่ มกั จะเป็นกล้องโทรทรรศน์ แบบน้ี
ใหน้ ักศึกษาภาพเคลอื่ นไหว กลอ้ งโทรทรรศน์ชนดิ ผสม
จรวด • หลักการส่งยานอวกาศ • ประเภทของจรวด
ใหน้ ักศกึ ษาชมวิดีโอ ทาไมกระสวยอวกาศตอ้ งทะยานขนึ้ ฟ้าในแนวต้งั
หลักการส่งยานอวกาศ เซอร์ไอแซค นิวตัน (Sir Isaac Newton) นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ ผู้คิดค้น ทฤษฎีเร่ืองแรงโน้มถ่วงของโลก อธิบายว่า หากเราข้ึนไปอยู่บนท่ีสูงแล้วปล่อย วัตถใุ ห้หล่น วัตถจุ ะตกลงสพู่ น้ื ในแนวดง่ิ เ มื่ อ อ อ ก แ ร ง ข ว้ า ง วั ต ถุ อ อ ก ไ ป ใ น ทิศทางขนานกับพื้น วัตถุจะเคล่ือนท่ี เป็นเส้นโค้ง (A) แรงลัพธ์ซึ่งเกิดขึ้น จากแรงที่เราขว้างและแรงโน้มถ่วง ของโลกรวมกันทาให้วัตถุเคล่ือนท่ี เป็นวิถีโคง้
ถ้าเราออกแรงมากขึ้น วิถีการ เคล่อื นท่ีของวัตถุจะโค้งน้อยลง วัตถุ จะย่ิงตกไกลข้ึน (B) หากเราออกแรงมากจนวิถีของ วัตถุขนานกับความโค้งของโลก วัตถุจะไม่ตกสู่พื้นโลกแต่จะโคจร รอบโลกเป็นวงกลม (C) เราเรียก การตกในลักษณะเช่นนี้ว่า “การ ตกอยา่ งอิสระ” (Free fall) และ น่ีคือ หลกั การสง่ ยานอวกาศข้นึ สู่ วงโคจรรอบโลก
หากเราเพิ่มแรงให้กับวัตถุมากขึ้นไป อกี กจ็ ะได้วงโคจรเปน็ รูปวงรี (D) ถ้าเราส่งวัตถุด้วยความเร็ว 11.2 กิโลเมตรต่อวินาที วัตถุจะไม่หวน กลับคืนมาแต่จะเดินทางออกสู่ห้วง อวกาศ (E) เราเรียกความเร็วนี้ว่า “ความเร็วหลุดพ้น ” (Escape speed) และนี่คือหลักการส่งยาน อวกาศไปยงั ดาวเคราะหด์ วงอ่นื
ในทางปฏิบัติเราไมส่ ามารถยิงจรวดขึ้นสู่อวกาศในแนวราบได้ เพราะโลกมีบรรยากาศหอ่ หมุ้ อยู่ ความหนาแน่นของอากาศจะต้านทานให้จรวดเคล่ือนที่ช้าลงและตกลงเสียก่อน ดังนั้นเราจึงส่งจรวดข้ึนสู่ ทอ้ งฟา้ ในแนวดิ่ง แลว้ คอ่ ยปรบั วถิ ใี ห้โคง้ ขนานกับผิวโลก เมือ่ อยเู่ หนอื ชน้ั บรรยากาศในภายหลัง
จรวด (Rocket) จรวด หมายถึง อุปกรณ์สาหรับสร้างแรง ขบั ดนั เทา่ นนั้ หนา้ ทีข่ องจรวดคือ การนายานอวกาศ ดาวเทียม หรืออุปกรณ์ประเภทอื่นขึ้นสู่อวกาศ แรง โน้มถ่วง (Gravity) ของโลก ณ พ้ืนผิวโลกมีความเร่ง เท่ากับ 9.8 เมตร/วินาที2 ดังนั้นจรวดจะต้องมีแรง ขับเคลื่อนสูงมาก เพ่ือเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลก จรวดทางานตามกฎของนิวตนั
จรวดทางานตามกฎของนวิ ตนั 3 ขอ้ ดังน้ี • กฎข้อท่ี 3 “แรงกริยา = แรงปฏิกิริยา” จรวดปล่อยแก๊สร้อนออกทางท่อ ทา้ ยดา้ นลา่ ง (แรงกรยิ า) ทาใหจ้ รวดเคลือ่ นท่ขี นึ้ สอู่ ากาศ (แรงปฏิกริ ยิ า) • กฏข้อที่ 2 \"ความเร่งของจรวดแปรผันตามแรงขับของจรวด แต่ แปรผกผันกับมวลของจรวด\" (a = F/m) ดังน้ัน จรวดต้องเผาไหม้ เชื้อเพลิงอย่างต่อเนื่อง เพ่ือสร้างความเร่งเอาชนะแรงโน้มถ่วง และเพื่อให้ ได้ความเร่งสูงสุด นักวิทยาศาสตร์จะต้องออกแบบให้จรวดมีมวลน้อยท่ี สดุ แตม่ แี รงขบั ดันมากท่สี ุด • กฎข้อที่ 1 \"กฎของความเฉ่ือย\" เมื่อจรวดนาดาวเทียมหรือยานอวกาศเข้า สู่วงโคจรรอบโลกแล้ว จะดับเครื่องยนต์เพื่อเคลื่อนที่ด้วยแรงเฉ่ือย ให้ได้ ความเรว็ คงท่ี เพ่อื รกั ษาระดบั ความสูงของวงโคจรใหค้ งที่
ประเภทของจรวดตามชนดิ ของเชื้อเพลงิ ออกเป็น 2 ประเภท คอื จรวดเชื้อเพลงิ เหลว จรวดเชอื้ เพลิงแขง็ มีโครงสร้างสลับซับซ้อน เพราะต้องมีถัง มโี ครงสร้างไม่สลบั ซับซอ้ น เก็บเชื้อเพลิงเหลว และออกซิเจนเหลว แ ต่ เ ม่ื อ ก า ร เ ผ า ไ ห ม้ (เพื่อช่วยให้เกิดการสันดาป) ซ่ึงมีอุณหภูมิ เช้ือเพลิงเกิดข้ึนแล้ว ไม่ ต่ากว่าจุดเยือกแข็ง และยังต้องมีท่อและ สามารถหยุดได้ ป๊ัมเพื่อลาเลียงเช้ือเพลิงเข้ าสู่ห้อง เครื่องยนต์เพ่ือทาการเผาไหม้ จรวด เช้ือเพลิงเหลวมีข้อดีคือ สามารถควบคุม ปริมาณการเผาไหม้ และปรับทิศทางของ กระแสก๊าซได้
การนาจรวดข้ึนสู่อวกาศน้ันจะต้องทาการเผาไหม้เช้ือเพลิงจานวนมาก เพ่ือให้ เกิดความเร่งมากกว่า 9.8 เมตร/วินาที2 หลายเท่า ดังนั้นจึงมีการออกแบบถังเช้ือเพลิง เป็นตอนๆ เราเรียกจรวดประเภทนี้ว่า “จรวดหลายตอน” (Multistage rocket) เมื่อ เชื้อเพลิงตอนใดหมด ก็จะปลดตอนน้ันท้ิง เพื่อเพิ่มแรงขับดัน (Force) โดยการลดมวล (mass) เพอ่ื ใหจ้ รวดมคี วามเร่งมากขึ้น (กฎของนวิ ตันขอ้ ที่ 2: ความเร่ง = แรง / มวล)
อปุ กรณ์ท่จี รวดนาขึ้นไป (Payload) ขีปนาวุธ (Missile) เปน็ คาท่ีเรียกรวมของจรวดและหัวรบ เนอ่ื งจากจรวดมรี าคาสูง และมพี กิ ดั บรรทุกไม่ มาก หัวรบท่ีบรรทุกขึน้ ไปจึงมขี นาดเลก็ แตม่ ี อานาจการทาลายสงู มาก เช่น หวั รบนิวเคลียร์ ดาวเทียม (Satellite) อปุ กรณท์ ี่ส่งข้ึนไปโคจรรอบโลก เพอ่ื ใชป้ ระโยชน์ ในด้านต่าง ๆ เช่น ถา่ ยภาพ โทรคมนาคม ตรวจ สภาพอากาศ หรอื งานวิจยั ทางวทิ ยาศาสตร์
ยานอวกาศ (Spacecraft) ยานพาหนะทโ่ี คจรรอบโลก หรอื เดนิ ทางไปยงั ดาวดวงอ่นื อาจจะมหี รือไมม่ มี นษุ ยเ์ ดนิ ทางไป ด้วยก็ได้ เช่น ยานอะพอลโล ซึง่ นามนษุ ย์ เดินทางไปดวงจันทร์ สถานอี วกาศ (Space Station) ห้องปฏิบัติการในอวกาศ ซ่ึงมีปัจจัยสนับสนุนให้มนุษย์สามารถ อาศัยอยู่ในอวกาศได้นานนับเดือน หรือเป็นปี สถานีอวกาศ ส่วนมากถูกใช้เป็นห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ เพ่ือ ประโยชน์ในการวิจัย ทดลอง และประดิษฐ์คิดค้นในสภาวะไร้ แรงโน้มถ่วง สถานีอวกาศท่ีใช้งานอยู่ในปัจจุบัน ได้แก่ สถานี อวกาศนานาชาติ ISS (International Space Station)
กระสวยอวกาศ • องคป์ ระกอบของกระสวยอวกาศ • ขั้นตอนการทางานของกระสวยอวกาศ
กระสวยอวกาศ (Space Shuttle) จรวดเป็นอุปกรณ์ราคาแพง เม่ือถูกส่ง ข้ึนสู่อวกาศแล้วไม่สามารถนามาใช้ใหม่ได้ การส่ง จรวดแต่ละคร้ังจึงสิ้นเปลืองมาก นักวิทยาศาสตร์ จงึ พัฒนาแนวคิดในการสร้างยานขนส่งขนาดใหญ่ ที่สามารถเดินทางขึ้นสู่อวกาศแล้วเดินทางกลับสู่ โลกให้นามาใชใ้ หม่ได้หลายครง้ั เรยี กวา่ \"กระสวย อวกาศ\" (Space Shuttle)
จรวดเชื้อเพลิงแขง็ ถงั เชอ้ื เพลงิ ภายนอก (Solid Rocket Booster) (External Tank) จานวน 2 ชุด ติดต้ังขนาบกับ จานวน 1 ถัง ติดตั้งอยู่ตรงกลาง ถังเชื้อเพลิงภายนอกท้ังสอง ระหว่างจรวดเช้ือเพลิงแข็งทั้งสองด้าน ข้าง มีหน้าที่ขับดันให้ยาน มีหน้าท่ีบรรทุกเช้ือเพลิงเหลว ซึ่งมีท่อ ขนส่งอวกาศท้ังระบบทะยาน ลาเลียงเชื้อเพลิงไปทาการสันดาปใน ข้ึนสูอ่ วกาศ เครอ่ื งยนต์ซึง่ ติดต้งั อย่ทู างด้านท้ายของ กระสวยอวกาศ ยานขนสง่ อวกาศ (Orbiter) ทาหน้าที่เป็นยานอวกาศ ห้องทางาน ข อ ง นั ก บิ น ห้ อ ง ป ฏิ บั ติ ก า ร ข อ ง นักวิทยาศาสตร์ และบรรทุกสัมภาระที่ จะไปปล่อยในวงโคจรในอวกาศ เช่น ดาวเทยี ม หรือชิ้นสว่ นของสถานอี วกาศ เป็นต้น เม่ือปฏิบัติภารกิจสาเร็จแล้ว ยานขนส่งอวกาศจะทาหนา้ ที่เปน็ เคร่ือง ร่ อ น น า นั ก บิ น อ ว ก า ศ แ ล ะ นักวิทยาศาสตร์กลับสู่โลกโดยร่อนลง สนามบิน
ขั้นตอนการทางานของกระสวยอวกาศ 1. กระสวยอวกาศยกตัวขึ้นจากพื้นโลก โดยใช้กาลังขับดันหลักจากจรวด เชื้อเพลิงแข็ง 2 ชุด และใช้แรงดันจากเครื่องยนต์เชื้อเพลิงเหลวซ่ีงติดต้ังอยู่ ทางด้านทา้ ยของยานขนสง่ อวกาศเป็นตัวควบคมุ วิถขี องกระสวยอวกาศ 2.หลังจากทะยานขึ้นสู่ท้องฟ้าได้ 2 นาที ได้ระยะสูงประมาณ 46 กิโลเมตร เช้ือเพลิงแข็งถูก สันดาปหมด จรวดเชื้อเพลิงแข็งถูกปลดออกให้ตกลงสู่พื้นผิวมหาสมุทร โดยกางร่มชูชีพเพื่อ ชะลออัตราการร่วงหล่น และมีเรือมารอลากกลับ เพ่ือนามาทาความสะอาดและบรรจุ เช้อื เพลิงเพอื่ ใชใ้ นภารกิจครั้งตอ่ ไป 3.กระสวยอวกาศยังคงทะยานข้ึนสู่อวกาศต่อไปยังระดับความสูงของวงโคจรที่ต้องการ โดย เคร่ืองยนต์หลักท่ีอยู่ด้านท้ายของยานขนส่งอวกาศจะดูดเช้ือเพลิงเหลวจากถังเชื้อเพลิง ภายนอก มาสันดาปจนหมดภายในเวลา 5 นาที แล้วสลัดถังเช้ือเพลิงภายนอกท้ิงให้เสียดสี กับชนั้ บรรยากาศจนลกุ ไหมห้ มดกอ่ นตกถงึ พนื้ โลก ณ เวลาน้ันยานขนส่งอวกาศจะอยู่ในระดับ ความสูงของวงโคจรทต่ี อ้ งการเป็นทเี่ รยี บร้อยแลว้
4. ยานขนส่งอวกาศเข้าสู่วงโคจรอบโลกด้วยแรงเฉื่อย โดยมีเช้ือเพลิงสารองภายในยาน เพียงเล็กน้อยเพ่ือใช้ในการปรับทิศทาง เมื่อถึงตาแหน่ง ความเร็ว และทิศทางที่ต้องการ จากน้ัน นาดาวเทียมท่ีเก็บไว้ในห้องเก็บสัมภาระออกมาปล่อยเข้าสู่วงโคจร ซ่ึงจะ เคลือ่ นทโี่ ดยอาศยั แรงเฉ่ือยจากยานขนสง่ อวกาศนนั่ เอง
5. จากน้ันยานขนส่งอวกาศจะเคลื่อนที่จากออกมา โดยยานขนส่งอวกาศสามารถปรับ ท่าทางการบินโดยใช้เครื่องยนต์จรวดเชื้อเพลิงเหลวขนาดเล็ก ซึ่งเรียกว่า \"ทรัสเตอร์\" (Thrusters) หลายชดุ ซ่ึงติดต้งั อยู่รอบยาน เช่น หากต้องการให้ยานก้มหัวลง ก็จะจุดทรัส เตอรห์ ัวยานด้านบนและทรสั เตอร์ทา้ ยยานด้านล่างพร้อมๆ กัน เมื่อได้ทิศทางที่ต้องการก็ จะจดุ ทรัสเตอร์ในทิศตรงการข้ามเพอื่ หยุดการเคลอื่ นไหว
6. เม่ือเสร็จสิ้นภารกิจในวงโคจร ยานขนส่งอวกาศจะใช้ปีกในการต้านทานอากาศเพ่ือ ชะลอความเร็ว และสร้างแรงยกเพอ่ื ร่อนลงสสู่ นามบินในลักษณะคล้ายเครื่องร่อน ซ่ึงไม่มี แรงขับเคลื่อนใดๆ นอกจากแรงโน้มถ่วงของโลกที่กระทาต่อตัวยาน ดังน้ัน เมื่อตัดสินใจ จะทาการลงแล้วต้องลงให้สาเร็จ ยานขนส่งอวกาศจะไม่สามารถเพ่ิมระยะสูงได้อีก หลังจากที่ลอ้ หลกั แตะพื้นสนามบินก็จะปลอ่ ยรม่ ชูชพี เพื่อชะลอความเร็ว
ดาวเทียม • ประเภทของดาวเทยี ม • วงโคจรของดาวเทยี ม • ดาวเทยี มที่ใชใ้ นประเทศไทย
ใหน้ กั ศกึ ษาชมวดิ ีโอ 10 เรอื่ งน่าร้เู กยี่ วกับดาวเทยี ม
ดาวเทยี ม (Satellite) ดาวเทียม คือ อุปกรณ์ที่มนุษย์สร้างข้ึนแล้วปล่อยไว้ในวงโคจรรอบโลก เพื่อใช้ ประโยชน์ในด้านต่างๆ เช่น ถ่ายภาพ ตรวจอากาศ โทรคมนาคม และปฏิบัติการทาง วิทยาศาสตร์ เป็นต้น ดาวเทียมถกู สง่ ขนึ้ สู่อวกาศโดยติดตัง้ บนจรวดหรือยานขนส่งอวกาศ ดาวเทียมดวงแรกของโลกเปน็ ของสหภาพโซ เวียตชือ่ สปุตนิก 1 (Sputnik 1) ถูกสง่ ขน้ึ สู่อวกาศ เม่ือวันที่ 4 ตลุ าคม 2500
สว่ นประกอบของดาวเทยี มธีออส
ประเภทของวงโคจร วงโคจรระยะต่า (Low Earth Orbit \"LEO\") • อย่สู ูงจากพื้นโลกไม่เกิน 1,000 กม. • เหมาะสาหรับการถ่ายภาพรายละเอยี ดสูง ติดตามสงั เกตการณ์อยา่ งใกลช้ ิด • วงโคจรใกล้พนื้ ผิวโลกมาก ภาพถา่ ยที่ได้จงึ ครอบคลมุ พื้นทีเ่ ปน็ บริเวณแคบ และ ไม่สามารถครอบคลุมบริเวณใดบริเวณหน่ึงได้นาน เน่อื งจากดาวเทยี มต้อง เคลือ่ นทีด่ ว้ ยความเร็วสงู มาก • ดาวเทียมวงโคจรต่าจึงนยิ มใชว้ งโคจรขว้ั โลก (Polar Orbit) หรือใกลข้ ว้ั โลก (Near Polar Orbit) ดาวเทียมจะโคจรในแนวเหนือ-ใต้ ขณะท่โี ลกหมุนรอบ ตัวเอง ดาวเทียมจงึ เคลอ่ื นทผี่ ่านเกอื บทุกส่วนของพืน้ ผวิ โลก
วงโคจรระยะปานกลาง (Medium Earth Orbit \"MEO\") • ตัง้ แต่ 1,000 กิโลเมตร จนถงึ 35,000 กโิ ลเมตร • สามารถถ่ายภาพและส่งสญั ญาณวทิ ยไุ ด้ครอบคลมุ พืน้ ที่ได้เปน็ บรเิ วณกว้างกวา่ ดาวเทยี มวงโคจรต่า • หากตอ้ งการสญั ญาณใหค้ รอบคลุมทงั้ โลกจะต้องใชด้ าวเทยี มหลายดวงทางาน ร่วมกันเป็นเครือขา่ ยและมที ศิ ทางของวงโคจรรอบโลกทามุมเฉยี งหลายๆ ทศิ ทาง • ดาวเทยี มที่มวี งโคจรระยะปานกลางสว่ นมากเป็นดาวเทยี มนารอ่ ง เชน่ เครือข่าย ดาวเทยี ม GPS ประกอบด้วยดาวเทยี มจานวน 24 ดวง ทางานร่วมกนั
วงโคจรประจาที่ (Geostationary Earth Orbit \"GEO\") • อยสู่ ูงจากพนื้ โลกประมาณ 35,786 กม. • มเี สน้ ทางโคจรอย่ใู นแนวเสน้ ศูนย์สตู ร (Equatorial Orbit) • ดาวเทยี มจะหมุนรอบโลกด้วยความเร็วเชงิ มุมเทา่ กับโลกหมุนรอบตัวเองทาใหด้ ู เหมือนลอยน่ิงอยเู่ หนอื พ้ืนผวิ โลกตาแหนง่ เดิมอยู่ตลอดเวลา จงึ ถกู เรียกวา่ \"ดาวเทียมวงโคจรสถติ หรือ วงโคจรค้างฟา้ \" • จงึ นยิ มใชส้ าหรบั การถ่ายภาพโลกท้งั ดวง เฝา้ สงั เกตการณเ์ ปลยี่ นแปลงของ บรรยากาศ และใชใ้ นการโทรคมนาคมขา้ มทวีป • ดาวเทยี มวงโคจรคา้ งฟา้ จะตอ้ งลอยอยทู่ ีร่ ะดบั สงู 35,786 กโิ ลเมตรเท่านนั้ วง โคจรแบบนจี้ ึงมดี าวเทยี มอยู่หนาแน่น และกาลงั จะมีปญั หาการแย่งพนื้ ทใ่ี น อวกาศ
วงโคจรูปวงรี (Highly Elliptical Orbit \"HEO“) • เป็นวงโคจรออกแบบสาหรบั ดาวเทียมทป่ี ฏบิ ตั ภิ ารกจิ พเิ ศษเฉพาะกจิ เนื่องจาก ดาวเทยี มความเรว็ ในวงโคจรไม่คงท่ี เม่ืออยู่ใกล้โลกดาวเทยี มจะเคล่อื นทีใ่ กล้โลก มาก และเคลอ่ื นที่ชา้ ลงเมื่อออกห่างจากโลกตามกฎข้อที่ 2 ของเคปเลอร์ • ดาวเทียมวงโคจรรูปวงรี ส่วนมากเปน็ ดาวเทียมที่ปฏบิ ตั ิงานด้านวิทยาศาสตร์ เชน่ ศึกษาสนามแม่เหล็กโลก เน่ืองจากสามารถมรี ะยะห่างจากโลกได้หลายระยะ • หรือเปน็ ดาวเทยี มจารกรรมซง่ึ สามารถบินโฉบเข้ามาถ่ายภาพพ้นื ผิวโลกด้วยระยะ ตา่ มากและปรบั วงโคจรได้
ประเภทของดาวเทยี ม ดาวเทียมทาแผนที่ • เปน็ ดาวเทียมทีม่ ีวงโคจรต่า (LEO) ทร่ี ะดบั ความสงู ไมเ่ กิน 800 กิโลเมตร เพือ่ ให้ ไดภ้ าพทีม่ รี ายละเอยี ดสงู • เปน็ ดาวเทียมทีม่ วี งโคจรใกล้ขั้วโลก (Polar orbit) เพอื่ ให้สแกนพน้ื ผิวถา่ ยภาพได้ ครอบคลมุ ทกุ พ้ืนที่ของโลก • ภาพถ่ายดาวเทยี มทีไ่ ด้สามารถนาไปใช้ในการทาแผนท่ี ผงั เมอื ง และการทาจาร กรรมสอดแนมทางการทหาร • ดาวเทยี มทาแผนทที่ ี่มีชื่อเสียงได้แก่ Ikonos, QuickBird ซงึ่ สามารถดูภาพแผนท่ี ใน Google Maps
ภาพถ่ายรายละเอยี ดสงู ของพระบรมมหาราชวัง ซง่ึ ถา่ ยโดย ดาวเทยี ม GeoEye-1 ทีค่ วามสูง 680 กิโลเมตร ความเร็วในวงโคจร 27,359 กโิ ลเมตรตอ่ ชัว่ โมง
ดาวเทียมสารวจทรพั ยากร • เป็นดาวเทยี มวงโคจรต่า ทีม่ ีวงโคจรแบบใกลข้ วั้ โลก (Near Polar Orbit) ท่รี ะยะ สูงประมาณ 800 กโิ ลเมตร จึงไมม่ รี ายละเอียดสูงเทา่ ภาพถ่ายที่ไดจ้ ากดาวเทียม ทาแผนท่ี เพราะเนน้ การครอบคลุมพืน้ ท่เี ปน็ บริเวณกวา้ ง และทาการบันทกึ ภาพ ไดท้ ง้ั ในช่วงแสงทต่ี ามองเหน็ และรังสอี ินฟราเรด เน่ืองจากโลกแผร่ ังสอี ินฟราเรด ออกมา จงึ สามารถบันทกึ ภาพได้แมใ้ นเวลากลางคืน • ดาวเทยี มสารวจทรัพยากรทม่ี ีชื่อเสยี งมากไดแ้ ก่ LandSat, Terra และ Aqua (MODIS Instruments) • ดาวเทยี มสารวจทรัพยากรของไทยมชี ่ือวา่ ธอี อส (Theos)
Search
