เทคโนโลยอี วกาศ คอื การนาความรู ้ เครอ่ื งมอื และ ระเบยี บวธิ กี ารทางวทิ ยาศาสตรม์ า ประยกุ ตใ์ ช ้ เพอ่ื ศกึ ษาหาความรู ้ เกยี่ วกบั อวกาศ และเพอ่ื นามาใช ้ ประโยชนต์ อ่ มวลมนุษยชาติ
การสงั เกตภาพดวงจนั ทร์ • ภาพดวงจันทรท์ ี่ สงั เกตผา่ นกลอ้ ง โทรทรรศน์ จะมรี ายละเอยี ด มากกวา่ กลอ้ งสองตา และจากการมองดว้ ย ตาเปลา่
การสังเกตภาพกระจุกดาวลูกไก่ ถา้ มองดว้ ยตาเปลา่ จะเห็น ดาวประมาณ 6-7 ดวง ถา้ มองดว้ ยกลอ้ งสองตา กาลงั ขยาย10เทา่ จะมดี าว มากมายและมสี วา่ ง ประมาณ 7 ดวง แตถ่ า้ มองดว้ ยกลอ้ ง โทรทรรศนก์ าลงั ขยาย 50 เทา่ จะมดี าวมากมายและ มสี วา่ งประมาณ 20 ดวง
กลอ้ งสองตาหรอื กลอ้ งสอ่ งทางไกล ประกอบดว้ ยเลนสใ์ กลว้ ตั ถแุ ละเลนสใ์ กลต้ า ใสป่ รซิ มึ ไว ้ ขา้ งในเพอ่ื สะทอ้ นแสงทาใหล้ ากลอ้ งสนั้ ลง ใหภ้ าพหวั ตงั้ ประกอบดว้ ยตวั เลข สองจานวนคอื 8X 40 8X หมายถงึ มกี าลงั ขยาย 8 เทา่ 40 หมายถงึ เสน้ ผา่ นศนู ยก์ ลางเลนสใ์ กลว้ ตั ถุ 40 mm
กลอ้ งโทรทรรศน์ ( Telescope) เป็ นอปุ กรณท์ ใี่ ชส้ อ่ งดวู ตั ถใุ นระยะไกลมาก เชน่ ดดู าว ชว่ ยขยายภาพวตั ถบุ นทอ้ งฟ้า ใหม้ รี ายละเอยี ดมากขนึ้ แบง่ เป็ น 2 ประเภทคอื 1 ชนดิ แสง 1.1 กลอ้ งโทรทรรศนห์ กั เหแสง (Reflacting Telescope ) 1.2 กลอ้ งโทรทรรศนส์ ะทอ้ นแสง (Reflecting Telescope ) 2 ชนดิ วทิ ยุ เรยี กวา่ กลอ้ งโทรทรรศนช์ นดิ วทิ ยุ
กจิ กรรม การสรา้ งกลอ้ ง โทรทรรศนห์ ักเหแสงอยา่ งงา่ ย จดุ ประสงค์ นักเรยี น สามารถทดลองและสรปุ หลกั การของกลอ้ ง โทรทรรศนช์ นดิ หกั เหแสงอยา่ งงา่ ยได ้ สรปุ ผลการทดลอง 1 กลอ้ งโทรทรรศนป์ ระกอบดว้ ยเลนสน์ ูน 2 อนั เลนสเ์ ล็ก ความยาวโฟกสั สนั้ เป็ นเลนสใ์ กลต้ า เลนสใ์ หญ่ ความยาวโฟกสั ยาวเป็ นเลนสใ์ กลว้ ตั ถุ 2 ภาพทไี่ ดเ้ ป็ นภาพเสมอื นหวั กลบั กบั วัตถุ ขนาด ขยาย
กาลเิ ลโอ เป็ นคนแรกทส่ี รา้ ง กลอ้ งโทรทรรศนช์ นดิ หกั เหแสง
กล้องโทรทรรศน์หักเหแสงอย่างง่าย เลนสใ์ กลว้ ตั ถุ ทาหนา้ ทรี่ ับแสงวตั ถุ ทาใหเ้ กดิ ภาพจรงิ หวั กลบั หนา้ เลนสต์ า เลนสต์ า ทาหนา้ ทขี่ ยายภาพใหใ้ หญข่ นึ้ ภาพทไ่ี ดจ้ ากกลอ้ ง เป็ นภาพเสมอื นหวั กลบั กบั วตั ถุ ไมเ่ หมาะกบั งานสารวจ เนบวิ ลา และกาแล็กซี เนอ่ื งจากเทหว์ ตั ถุ ประเภทน้ี มคี วามสวา่ งนอ้ ย จาเป็ นตอ้ งใชก้ าลงั รวมแสงสงู เลนส์ ขนาดใหญท่ มี่ คี วามยาวโฟกสั สนั้ สรา้ งยาก และมรี าคาแพงมาก เลนสท์ มี่ ขี นาดใหญ่ ทาใหล้ ากลอ้ งยาวและมนี ้าหนักมาก และยังมี ปัญหาเรอื่ งความคลาดสี ไมส่ ะดวกตอ่ การใชง้ าน
ความคลาดสี (Chromatic orberation) • คอื ความผดิ เพยี้ นของสี เพราะการทแี่ สงแตล่ ะสี หกั เหดว้ ยมมุ ทไี่ มเ่ ทา่ กนั เมอ่ื แสงผา่ นเลนส์ จะเกดิ จดุ รววมแสงแตล่ ะสี ในระยะทต่ี า่ งกนั ทาให ้ ภาพทไี่ ดไ้ มค่ มชดั มสี รี งุ ้ อยตู่ ามขอบโดยรอบ
การแกป้ ัญหาความคลาดสี Chester Hall ไดพ้ ัฒนาระบบเลนสใ์ นกลอ้ งเป็ นระบบเลนสค์ ู่ เรยี กระบบเลนสช์ นดิ นวี้ า่ เลนสอ์ รงค์ (achromatic lens) เขาพบวา่ ดชั นหี กั เหของแสงในแกว้ แตล่ ะชนดิ ตา่ งกนั จงึ ใชแ้ กว้ คราวนม์ าทาเลนสน์ ูนทาหนา้ ทรี่ วมแสงและ ใชแ้ กว้ ฟลนิ ตท์ าเลนสเ์ วา้ ตอ่ จากแกว้ คราวน์ เพอื่ แกส้ กี นั
กล้องโทรทรรศน์ชนิดหกั เหแสง ประกอบด้วยเลนส์นนู 2 อนั คอื 1. เลนส์ใกล้วัตถุ (Object lens) มีความยาวโฟกสั ยาว ทาหน้าทีร่ ับแสงจากวตั ถมุ าทา ให้เกิดภาพจริงหวั กลบั ขนาดเลก็ กวา่ วตั ถุ 2. เลนส์ใกล้ตา (Eyepiece lens) มคี วามยาวโฟกสั สนั้ ทาหน้าท่ขี ยายภาพ ภาพจะได้ภาพเสมอื น หวั กลับกับวตั ถุ
หลกั การทางาน กลอ้ งโทรทรรศนช์ นดิ หกั เหแสง
สตู ร กาลงั ขยายของกลอ้ ง = f0 fe สตู ร ความยาวของกลอ้ ง = fo + fe เมอื่ fo = ความยาวโฟกสั ของเลนสใ์ กลว้ ตั ถุ fe = ความยาวโฟกสั ของเลนสใ์ กลต้ า
กลอ้ งโทรทรรศนห์ ักเหแสง ทใี่ หญท่ ส่ี ดุ ในโลก อยทู่ ห่ี อดดู าวเยอรค์ ส์ ในรัฐวสิ คอนซนิ สหรฐั อเมรกิ า มขี นาดเสน้ ผา่ นศนู ยก์ ลาง 1 เมตร หรอื 40 นว้ิ
กลอ้ งโทรทรรศนช์ นดิ สะทอ้ นแสง ( REFLECTOR )
กล้องโทรทรรศน์ชนดิ นีถ้ กู คิดค้นโดย \"เซอร์ ไอแซค นวิ ตนั \" จงึ มีอีกชื่อหนง่ึ ว่า \"กล้องโทรทรรศน์นิวโทเนียน\" (Newtonian telescope) กล้องโทรทรรศน์ชนดิ นีใ้ ช้กระจกเว้าแทนเลนสน์ นู ทา ให้มรี าคาประหยดั กระจกขนาดใหญ่ให้กาลงั รวมแสง สงู จงึ เหมาะสาหรับใช้สงั เกตการณ์ เทห์วตั ถทุ ่ีอยไู่ กลมาก และไมส่ ว่าง เชน่ เนบิวลา และ กาแลก็ ซี ถ้า เปรียบเทยี บกบั กล้องแบบหกั เหแสง ซง่ึ มขี นาดเส้น ผา่ นศนู ย์กลางเท่ากนั แล้ว กล้องโทรทรรศน์แบบ สะท้อนแสง จะมรี าคาถกู กวา่ ประมาณสองเทา่
นวิ ตนั กบั กลอ้ งโทรทรรศนช์ นดิ สะทอ้ นแสง
กลอ้ งโทรทรรศนส์ ะทอ้ นแสง ประกอบด้วย 1. กระจกเว้า 1 อัน ทาหน้าทรี่ ับแสงจากวตั ถทุ า ให้เกิดภาพ 2. กระจกเงาระนาบ 1 อัน ทาหน้าทร่ี ับภาพจาก กระจกเว้าและสะท้อนภาพไปยงั เลนส์ตา 3. เลนส์ตา 1 อนั ทาด้วยเลนส์นนู ทาหน้าที่ ขยายภาพ
กล้องโทรทรรศน์ชนิด สะท้อนแสง ท่ีใหญ่ที่สดุ ในปัจจบุ นั คือ กล้องเค้ก เกาะฮาวาย อเมริกา กระจกเว้ามีเส้นผ่านศนู ย์กลาง 10 เมตร
3. กล้องโทรทรรศน์ชนิดวทิ ยุ (Radio Telescope)
ส่วนประกอบของกล้องโทรทรรศน์วทิ ยุ 1.หน่วยรับคลนื่ หรอื สายอากาศ (antenna) 2.เครอ่ื งรับ (receiver) 3.หน่วยบนั ทกึ ขอ้ มลู หน่วยรับคลน่ื ทาหนา้ ทร่ี วมพลงั งานคลนื่ วทิ ยแุ ลว้ สง่ มาตาม สายหรอื ทอ่ นาคลนื่ มาเขา้ เครอ่ื งรับ ซง่ึ จะขยายความเขม้ ขน้ึ เป็ น อยา่ งมาก และแปรเปลย่ี นเป็ นไฟฟ้ากระแสตรงสง่ ไปยงั หน่วย บนั ทกึ ขอ้ มลู ซง่ึ เป็ นเครอ่ื งวดั กระแสไฟฟ้าตรงสง่ ไปยงั หน่วย บนั ทกึ ขอ้ มลู ซงึ่ เป็ นเครอ่ื งวดั กระแสไฟฟ้าทมี่ ปี ากกาขดี เป็ น เสน้ กราฟซงึ่ เรยี กวา่ “เครอื่ งบนั ทกึ แผน่ ขอ้ มลู ” กลอ้ งทรรศนว์ ทิ ยสุ ามารถทางานไดท้ งั้ กลางวนั และ กลางคนื เมฆหมอกไมม่ ผี ลรบกวนการรับคลน่ื วทิ ยซุ ง่ึ ยาวกวา่ คลนื่ แสงมาก และสามารถทะลผุ า่ นเมฆหมอกในบรรยากาศของโลกและ ผา่ นฝ่ นุ ผงในทวี่ า่ งระหวา่ งดวงดาวไดด้ ว้ ย •
กล้องโทรทรรศน์ชนิดแสง กล้องโทรทรรศน์วทิ ยุ 1. ต้องใช้เลนส์นนู หรือ กระจกเว้ารวมแสงจากดาว 1. ใช้เสาอากาศรับคล่นื วทิ ยุ จาก 2. ใช้ได้ขณะท้องฟา้ แจ่มใส ดวงดาว 3. เป็นกล้องขนาดเลก็ 2.รับคล่ืนวทิ ยทุ ่ีมคี วามยาวคล่ืน กล้องท่ใี หญ่ทส่ี ดุ d= 236 นิว้ ตงั้ แต่ 0.01-35m แม้ทศั นวสิ ยั ไมด่ ีก็รับคล่ืนได้ 3. เป็นกล้องขนาดใหญ่ กล้องท่ี ใหญ่ที่สดุ d= 1000 ฟตุ 4. สอ่ งดดู าวท่ีอยไู่ กลๆ 4.สามารถรับคลน่ื วิทยจุ าก ไมไ่ ด้ ดาวท่ีอยไู่ กลมากๆ ได้
ประโยชนข์ องกลอ้ งโทรทรรศน์วทิ ยุ 1.ทาให้ทราบอณุ หภมู ขิ องดวงดาว 2.บอกตาแหน่งดวงดาวท่ีกล้องชนิดแสงสอ่ งไม่เหน็ 3.บอกถึงการเคลื่อนท่ีของดาวทเ่ี คลอ่ื นที่ออกหรือเข้า ใกล้โลก 4.บอกขอบเขตของเอกภพ และเป็นหลกั ฐานในการ อธิบายการเกิดของเอกภพ 5.ค้นพบวตั ถใุ หม่ ๆ เชน่ ควอซาร์ และ พลั ซาร์
เน่ืองจากโลกมบี รรยากาศหอ่ ห้มุ ทาให้ ประการแรก ได้ภาพทพี่ ร่ามวั ประการท่สี อง คลน่ื แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ บางชนิด เช่น รังสเี อกซ์ และ รังสแี กมมา ทีแ่ ผม่ าจาก ดาวไม่สามารถทะลบุ รรยากาศโลกได้ ดงั นนั้ จงึ สร้างกล้องโทรทรรศน์ขนึ ้ ไปใน อวกาศ
กลอ้ งโทรทรรศนอ์ วกาศฮบั เบลิ รบั พลงั งานชว่ งคลน่ื แสง ศกึ ษาขอ้ มลู ดา้ นดาราศาสตร์
กลอ้ งโทรทรรศนอ์ วกาศจนั ทรา รบั พลงั งานชว่ งรงั สเี อกซ์ ศกึ ษาขอ้ มลู ดา้ นดาราศาสตร์
ชนดิ ของกลอ้ ง ขอ้ ดี ขอ้ เสยี กลอ้ งโทรทรรศน์ 1. ตน้ ทนุ ในการ 1 . ไมส่ ามารถเกบ็ บนโลก สรา้ งไม่ ขอ้ มลู ไดต้ ลอดเวลา กลอ้ งโทรทรรศน์ สน้ิ เปลอื ง เพราะมเี มฆหมอก อวกาศ 2. สอ่ งวตั ถทุ อ้ งฟ้า 2. ใชเ้ ทคโนโลยี ไดไ้ กลเพยี ง 2 ไมส่ งู เกนิ ไป พันลา้ นปีแสง เก็บขอ้ มลู และวจิ ัย ใชง้ บประมาณ เกย่ี วกบั มหาศาล ดวงดาวและเอกภพ ไดอ้ ยา่ งกวา้ งขวาง ตลอดเวลาและไกล ประมาณ 14,000 ลา้ นปีแสง
กลอ้ งโทรทรรศนอ์ วกาศฮบั เบลิ และ กลอ้ งโทรทรรศนอ์ วกาศจนั ทรา เป็ นกลอ้ ง ทถ่ี กู สง่ ไปโคจรรอบโลก เพอ่ื ศกึ ษาขอ้ มลู ดา้ นดาราศาสตร์ สง่ิ ทมี่ นษุ ยส์ รา้ งขน้ึ แลว้ สง่ ไปโคจรรอบโลก เพอื่ ประโยชน์ ดา้ นตา่ งๆ เรยี กวา่ ดาวเทยี ม (Artificial Satellite) ดงั นัน้ กลอ้ งทงั้ สองจัดเป็ น ดาวเทยี มชนดิ หนงึ่
ดาวเทยี มมปี ระโยชนห์ ลายดา้ น เชน่ การสอ่ื สาร การทหาร การสารวจทรัพยากรธรรมชาติ การสารวจสภาพอากาศและสงิ่ แวดลอ้ ม การวจิ ัยการสารวจโลก และมรี ปู รา่ งตา่ งกนั ตามวตั ถปุ ระสงค์
สามารถสงั เกตดาวเทยี มในชว่ งเวลาใด • ในเวลาหวั คา่ และ เชา้ มดื เหตผุ ลเพราะ • ดาวเทยี มไมม่ แี สงสวา่ งในตวั เองตอ้ งไดร้ ับ แสงอาทติ ยต์ กกระทบดาวเทยี ม แลว้ สะทอ้ นแสง จากดาวเทยี มมาเขา้ ตา จงึ จะสามารถเห็นได ้
ดาวเทยี มขน้ึ ไปโคจรรอบโลกไดอ้ ยา่ งไร ดาวเทยี มถกู สง่ ขนึ้ ไปโดยจรวดหรอื ยานขนสง่ อวกาศ ดาวเทยี มสามารถโคจรรอบโลกได ้ โดยอาศยั หลักการเดยี วกนั กบั ดวงจันทรโ์ คจรรอบโลก คอื ณ ระดบั ความสงู จากผวิ โลกระดบั หนงึ่ ดาวเทยี มจะมอี ตั ราเร็วในการโคจรรอบโลกท่ี เหมาะสมคา่ หนงึ่ และมแี รงโนม้ ถว่ งของโลก ดงึ ดดู ดาวเทยี มเป็ นแรงสศู่ นู ยก์ ลาง
หลกั การสง่ ยานอวกาศ 1. จรวดเคล่อื นท่ีด้วยความเร็วมากกวา่ ความเร็วหลดุ พ้น = 11.2km/s 2. ปรับทศิ ให้ขนานกบั ผิวโลก และ เคลือ่ นท่ีด้วย ความเร็วโคจรรอบโลก จรวดอารอี านนาดาวเทยี มไทยคมสวู่ งโคจร
อตั ราเร็วในโคจรรอบโลก ของดาวเทยี มทค่ี วามสงู ตา่ งๆจากผวิ โลก ความสงู อตั ราเร็ว คาบในการโคจร จากผวิ โลก (km/hr) รอบโลก1 รอบ (km) 160 28,102 1 ชม 27.7 นาที 10,000 15,818 6 ชม 30.6นาที 35,880 11,052 24 ชม
1ดาวเทยี มดวงแรกของโลก สปกุ นกิ
วงโคจรดาวเทยี ม ดาวเทยี มทใี่ ชใ้ นปัจจบุ นั มวี งโคจร ทแี่ ตกตา่ งกนั ไป แลว้ แตป่ ระเภทและ วตั ถปุ ระสงคก์ ารใชง้ าน การโคจรของดาวเทยี มรอบโลก อยภู่ ายใตก้ ฎเกณฑเ์ ดยี วกบั บรวิ าร ของดาวเคราะห์
วงโคจรดาวเทยี ม แบง่ ตามระดบั ความสงู ได้ 3 ระดบั 1. วงโคจรระดบั ตา่ สงู จากผวิ โลก ประมาณ 800 – 1,500 km 2. วงโคจรระดบั กลาง สงู จากผวิ โลก ประมาณ 9,900 – 19,800 km 3. วงโคจรระดบั สงู สงู จากผวิ โลก ประมาณ 35,000 km ทรี่ ะดบั นี้ ดาวเทยี มจะโคจรรอบโลกไปทางเดยี ว และเร็วเทา่ กบั อตั ราการหมนุ รอบตวั เอง ของโลก
เหตใุ ดจงึ เรยี กวา่ วงโคจรคา้ งฟ้า 1. ดาวเทยี มทโ่ี คจรอยรู่ อบโลก จากทศิ ตะวนั ตกไป ตะวนั ออก 2. อยเู่ หนอื ศนู ยส์ ตู รทร่ี ะดบั ความสงู 35,000 km ใช ้ เวลาโคจรรอบละ 24 ชว่ั โมงซง่ึ เทา่ กบั เวลาทโี่ ลก หมนุ รอบตวั เอง ดาวเทยี มจงึ เคลอื่ นทไ่ี ปพรอ้ ม ๆ กบั โลก และเมอ่ื เปรยี บเทยี บตาแหน่งบนโลก จะเห็นดาวเทยี ม ไมเ่ คลอ่ื นท่ี เรยี กวา่ ดาวเทยี มคา้ งฟ้ า สถานี ตดิ ตอ่ กบั ดาวเทยี มบนโลกเล็งเสาอากาศไปทศิ ทาง เดมิ ตลอดเวลา ทาใหส้ ะดวกในการใชง้ าน
การส่งยานอวกาศและดาวเทยี ม จะอาศยั จรวดเพ่อื ใช้ในการขับเคล่ือน การออกแบบจรวดนิยม สร้างให้มีหลายท่อน เพ่อื บรรทุกเชือ้ เพลิงได้มาก และ ลดมวล ให้น้อยลง โดยการสลดั ทอ่ นที่เชือ้ เพลงิ หมดทิง้ ไป
จรวดแซตเทอร์ น5 เป็นจรวดสาหรับขนสง่ ยานอพอลโล ไปยงั ดวงจนั ทร์
จรวด เป็ นยานพาหนะ หรอื อปุ กรณ์ทใ่ี ชเ้ ชอ้ื เพลงิ ใน ตนเอง เผาไหมเ้ ป็ นแกส๊ พงุ่ ออกมาสว่ นทา้ ย เคลอื่ นทตี่ ามกฎขอ้ 3 ของนวิ ตนั action = reaction
เหตใุ ดจรวดตอ้ งบรรทกุ ออกซเิ จนไปดว้ ย นาออกซเิ จนไปดว้ ยเพอ่ื ใชเ้ ป็ นเชอ้ื เพลงิ ในการนา จรวดขน้ึ สอู่ วกาศ เนอ่ื งจากการเผาไหมข้ อง เชอ้ื เพลงิ ตอ้ งมอี อกซเิ จนเป็ นองคป์ ระกอบ เราเรยี กเชอ้ื เพลงิ จรวดและแกส๊ ออกซเิ จนรวมกนั วา่ เชอ้ื เพลงิ ขบั ดนั (Propellant)
วงโคจรคา้ งฟ้ า Geostationary Orbit อย่สู งู จากผิวโลกประมาณ 35,000 km ท่รี ะดบั นี ้ ดาวเทียมจะโคจรรอบโลกไปทาง เดยี วกบั โลกและมคี วามเร็วเทา่ กบั อตั ราการ หมนุ รอบตวั เองของโลก เราจงึ เหมอื นวา่ เห็นดาวเทียมอยตู่ าแหน่งเดิม หรือ เรียกวา่ ดาวเทยี มค้างฟ้า
• ดาวเทยี มตอ้ งโคจรอยรู่ ะดบั ใด จงึ จะสามารถสง่ สญั ญานไดค้ รอบคลมุ พน้ื ทไี่ ดม้ ากทสี่ ดุ ในวงโคจรคา้ งฟ้า ดาวเทยี มสามารถสง่ สญั ญา นครอบคลมุ พนื้ ทใ่ี นการตดิ ตอ่ 1/3 ของผวิ โลก
ถา้ จะใหค้ รอบคลมุ พน้ื ทท่ี ัว่ โลก ตอ้ งใชด้ าวเทยี มอยา่ ง นอ้ ยกด่ี วง ถา้ จะใหค้ รอบคลมุ พน้ื ทท่ี วั่ โลก ตอ้ งใชด้ าวเทยี มในวง โคจรนอ้ี ยา่ งนอ้ ย 3 ดวง
ดาวเทยี มแบบวงโคจรคา้ งฟ้า มกี ารเคลอื่ นทห่ี รอื ไม่ อยา่ งไร มกี ารเคลอื่ นท่ี โดยที่ 1. ทศิ ทางการเคลอื่ นทไี่ ปทศิ เดยี วกบั ทโ่ี ลก หมนุ รอบตวั เอง 2. ดาวเทยี มใชเ้ วลาในการโคจรรอบตวั เอง 1 รอบเทา่ กบั เวลาทห่ี มนุ รอบโลก 1 รอบ จงึ ทาใหผ้ สู้ งั เกตบนพนื้ โลก เห็นดาวเทยี ม อยกู่ บั ที่
ดาวเทียมไทยคม
Search
