เทคโนโลยีอวกาศ

การสารวจอวกาศ การสารวจอวกาศ การสารวจอวกาศ คอื การใชว้ ทิ ยาการดา้ นดาราศาสตร์และอวกาศเพือ่ สารวจและศึกษาหว้ งอวกาศ ภายนอก การศึกษาอวกาศในทางกายภาพสามารถทาไดท้ ้งั โดยยานอวกาศทคี่ วบคุมโดยมนุษยห์ รือโดย หุน่ ยนต์การเฝ้ าสังเกตการณว์ ตั ถุท้องฟ้ า หรือทีเ่ รียกวา่ วชิ าดาราศาสตร์ ไดก้ ระทากนั มานานดงั ปรากฏใน บนั ทกึ ประวตั ศิ าสตร์ ทวา่ การใชจ้ รวดเชื้อเพลิงขนาดเหลวขนาด ใหญท่ เ่ี ร่ิมข้นึ ในชว่ งตน้ คริสตศ์ ตวรรษท่ี 20 ทาให้การสารวจอวกาศในทางกายภาพมคี วามเป็นจริงเป็นจงั มากข้นึ ความกา้ วหน้าในการสารวจอวกาศ เป็นผลจากงานวจิ ยั ทางวทิ ยาศาสตร์ที่ล้ายุครวม ถึงการรว่ มมอื ระหวา่ งประเทศเพื่อความอยรู่ อดในอนาคต ของมนุษย์ชาติ ขณะเดยี วกนั กเ็ ป็นการสรา้ งประโยชน์ในทางทหารหรือทางกลยุทธ์ที่เหนือกวา่ ประเทศอื่นๆ ในบางคร้ังจึงมกี ารวพิ ากษ์วจิ ารณ์ถงึ ประโยชน์ของการสารวจอวกาศ โดยเฉพาะอยา่ งยง่ิ ในประเดน็ เร่ือง คา่ ใชจ้ า่ ยและความปลอดภยั เทคโนโลยีอวกาศ (Technology) เทคโนโลยอี วกาศ คอื การสารวจสิ่งตา่ งๆท่อี ยูน่ อกโลกของเราและสารวจโลกของเราเองดว้ ย ปัจจุบนั เทคโนโลยีอวกาศได้มกี ารพฒั นาไปเป็นอยา่ งมากเมอื่ เทียบกบั สมยั กอ่ น ทาใหไ้ ดค้ วามรู้ใหมๆ่ มากข้ึน โดย องค์การท่ีมสี ว่ นมากในการพฒั นาทางดา้ นน้ีคอื องคก์ ารนาซา่ ของสหรฐั อเมริกา ไดม้ ีการจดั ทาโครงการข้ึน มากมาย ทง้ั เพอ่ื การสารวจดาวท่ีตอ้ งการศึกษาโดยเฉพาะและที่ทาข้นึ เพ่อื ศึกษาส่ิงตา่ งๆในจกั รวาล การใช้ ประโยชน์จากเทคโนโลยีอวกาศน้นั มที ง้ั ดา้ นการสื่อสาร ทาใหก้ ารสื่อสารในปัจจบุ นั ทาไดอ้ ยา่ งรวดเร็ว การ สารวจทรัพยากรโลก ทาใหท้ ราบวา่ ปัจจบุ นั น้ีโลกมีการเปลยี่ นแปลงอยา่ งไรบา้ ง และการพยากรณ์อากาศก็ จะทาใหส้ ามารถเตรียมพร้อมที่จะรับกบั สถานการณต์ า่ งๆทอ่ี าจจะเกิดข้ึนตอ่ ไปได้ กล้องดดู าว (elescope) เป็นอปุ กรณ์ท่มี คี วามจาเป็นในการดูดาวเป็นอยา่ งย่งิ ทาใหเ้ รามองเห็น ดวงดาวทอ่ี ยไู่ กลเป็ นอยา่ งดี เเบง่ ออกเป็น 3 ชนิด ดงั น้ี 1. กล้องโทรทรรศน์ชนิดสะทอ้ นแสง (Reflect telescope) 2. กล้องโทรทรรศน์ชนิดหักเหแสง (Refract telescope) 3. กล้องโทรทรรศน์แบบผสม (Catadioptic telescope)

ดาวเทียม คอื วตั ถุทีม่ นุษยส์ ร้างข้นึ ไปโคจรรอบโลก เพอื่ วตั ถปุ ระสงคท์ างดา้ นการวจิ ยั ทาง วทิ ยาศาสตร์ การรายงานสภาพอากาศ หรือเพ่ือการลาดตระเวนทางทหาร ดาวเทียมเพ่ือการวจิ ยั ทาง วทิ ยาศาสตร์ จะทาหนา้ ทใี่ นการ สังเกตการณ์สภาพของอวกาศ โลก ดวงอาทิตย์ ดวงจนั ทร์ และดาวอนื่ ๆ รวมถงึ วตั ถุประหลาดตา่ งๆ ในกาแลคซ่ี หรือระบบสุริยจกั รวาล ดาวเทียมประเภทตา่ งๆ แบง่ โดยอาศยั การทางาน 1. ดาวเทียมส่ือสาร 2. ดาวเทยี มอตุ นุ ิยมวิทยา 3. ดาวเทยี มเพอื่ การเดนิ เรือ 4. ดาวเทียมวทิ ยาศาสตร์ จรวดและยานอวกาศ อวกาศอยสู่ ูงเหนือศีรษะข้นึ ไปเพียงหน่ึงรอ้ ยกโิ ลเมตร แตก่ ารที่จะข้ึนไปถงึ มใิ ชเ่ร่ืองงา่ ย เซอร์ไอ แซค นิวตนั นกั คณิตศาสตร์ชาวองั กฤษ ผคู้ ิดคน้ ทฤษฎเี ร่ืองแรงโนม้ ถว่ งของโลกและการเดนิ ทางสูอ่ วกาศ เมอื่ สามรอ้ ยปีมาแลว้ ไดอ้ ธิบายไวว้ า่ หากเราข้ึนไปอยูบ่ นท่ีสูง และปลอ่ ยกอ้ นหินใหห้ ลน่ จากมอื กอ้ นหินก็ จะตกลงสูพ่ ืน้ ในแนวดิ่ง เมอ่ื ออกแรงขวา้ งกอ้ นหินออกไปใหข้ นานกบั พ้นื (ภาพที่ 3) กอ้ นหินจะเคลอื่ นท่ี เป็นเสน้ โคง้ (A) เน่ืองจากแรงลพั ธ์ซ่งึ เกดิ จากแรงท่เี ราขวา้ งและแรงโน้มถว่ งของโลกรวมกนั หากเราออก แรงมากข้นึ วถิ ีการเคล่อื นที่ของวตั ถุจะโคง้ มากข้นึ และกอ้ นหินจะยิ่งตกไกลข้ึน (B) และหากเราออกแรง มากจนวถิ ีของวตั ถุขนานกบั ความโคง้ ของโลก กอ้ นหินกจ็ ะไมต่ กสูพ่ ื้นโลกอีก แตจ่ ะโคจรรอบโลกเป็น วงกลม (C) เราเรียกการตกในลกั ษณะน้ีวา่ “การตกอยา่ งอสิ ระ” (free fall) และน่ีเองคือหลกั การสง่ ยาน อวกาศข้ึนสูว่ งโคจรรอบโลกหากเราเพ่ิมแรงให้กบั วตั ถุมากข้นึ ไปอีก เราจะไดว้ งโคจรเป็นรูปวงรี (D) และ ถา้ เราออกแรงขวา้ งวตั ถุไปดว้ ยความเร็ว 11.2 กโิ ลเมตรตอ่ วนิ าที วตั ถจุ ะไมห่ วนกลบั คืนอีกแล้ว แตจ่ ะ เดนิ ทางออกสูห่ ้วงอวกาศ (E) เราเรียกความเร็วน้ีวา่ “ความเร็วหลดุ พน้ ” (escape speed) และน่ีคือหลกั การสง่ ยานอวกาศไปยงั ดาวเคราะห์ดวงอื่น

เราแบง่ ประเภทของจรวดตามชนิดของเชือ้ เพลงิ ออกเป็น 2 ประเภท คือ -จรวดเชื้อเพลงิ แขง็ มโี ครงสรา้ งไมส่ ลบั ซบั ซอ้ น แตเ่มอ่ื การเผาไหมเ้ชอ้ื เพลิงเกดิ ข้นึ แลว้ ไมส่ ามารถ หยดุ ได้ -จรวดเชอ้ื เพลิงเหลว มโี ครงสรา้ งสลบั ซบั ซอ้ น เพราะตอ้ งมถี งั เกบ็ เช้ือเพลิงเหลว และออกซเิ จนเหลว (เพอ่ื ชว่ ยให้เกดิ การสนั ดาป) ซ่งึ มอี ุณหภูมติ า่ กวา่ จดุ เยอื กแข็ง และยงั ตอ้ งมที อ่ และปั๊มเพื่อลาเลียงเช้ือเพลิง เขา้ สูห่ ้องเครื่องยนต์เพ่อื ทาการเผาไหม้ จรวดเชื้อเพลงิ เหลวมขี อ้ ดคี อื สามารถควบคมุ ปริมาณการเผาไหม้ และปรับทศิ ทางของกระแสกา๊ ซได้ ประโยชน์ของเทคโนโลยีอวกาศ ความกา้ วหนา้ ของการสารวจอวกาศอาจทาให้เกดิ ผลดี ดงั น้ี „ มนุษย์มคี วามรู้ความเขา้ ใจเกย่ี วกบั ปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ดีข้ึน และชว่ ยเปิดเผย ความล้ลี บั ของวตั ถทุ ้องฟ้ าในอดีต „ เทคโนโลยีอวกาศไดร้ บั การพฒั นาและนามาใชใ้ นชีวติ ประจาวนั เชน่ เซลล์เชือ้ เพลงิ (fuel cell) เซลลส์ ุริยะ (solar cell) เป็นตน้ „ มนุษยเ์ กดิ จินตนาการอนั กวา้ งไกล มคี วามคดิ สร้างสรรคเ์ ก่ียวกบั ความเป็นมาของ ปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ „ เกดิ แนวคิดในการคน้ ควา้ หาทรพั ยากรจากอวกาศ และหาแหลง่ ทอ่ี ยใู่ หมน่ อกโลกเมอ่ื เกดิ ปัญหาอตั ราการเพิ่มประชากรมนุษย์จนขาดแหลง่ ที่อยูอ่ าศยั ในขณะเดียวกนั ความกา้ วหนา้ ของการสารวจอวกาศอาจทาใหเ้ กดิ ผลเสีย ดงั น้ี คา่ ใชจ้ า่ ยในการสารวจ อวกาศสูงในการสง่ จรวดหรือยานอวกาศข้ึนสูอ่ วกาศมีผลกระทบกบั ชน้ั บรรยากาศของโลกปัญหาดาวเทียม หรือยานอวกาศทีห่ มดอายกุ ารใชง้ าน กลายเป็นขยะอวกาศการสง่ จรวดข้นึ สูอ่ วกาศบางคร้ังเกดิ ความ ผิดพลาด ทาใหส้ ูญเสียชวี ติ ของนักบินอวกาศ ความกา้ วหน้าทางดา้ นอวกาศอาจเป็นสาเหตใุ หเ้ กดิ การใช้ เทคโนโลยใี นดา้ นการทาลายปัจจบุ นั มนุษย์สง่ ดาวเทยี มข้ึนไปในอวกาศเพอ่ื ประโยชน์ในกจิ การตา่ งๆ ดงั น้ี 1. ดาวเทยี มอุตุนิยมวทิ ยา เป็นดาวเทยี มทีม่ อี ปุ กรณ์ถา่ ยภาพเมฆ และเกบ็ ขอ้ มลู ของบรรยากาศในระดบั สูง เพอ่ื ใหไ้ ดข้ อ้ มลู ทนี่ ามาใชใ้ นการพยากรณอ์ ากาศได้ถกู ตอ้ ง รวดเร็ว รวมท้งั เฝ้ าสังเกตการกอ่ ตวั การ เปลีย่ นแปลง และการเคลอ่ื นตวั ของพายุท่เี กดิ ข้ึนบนโลก เพอื่ ป้ องกนั หรือบรรเทาความเสียหายท่ีจะเกิดข้นึ 2. ดาวเทียมสารวจทรพั ยากรโลก เป็นดาวเทียมทม่ี อี ุปกรณส์ ารวจแหลง่ ทรัพยากรธรรมชาติ เฝ้ าสังเกต สภาวะแวดลอ้ มท่ีเกดิ บนโลก นอกจากน้ันยงั ให้ขอ้ มลู ทง้ั ดา้ นการเกษตร ป่าไม้ ธรณวี ทิ ยา สมทุ รศาสตร์

ประมง การทาแผนทใ่ี ชด้ ิน เชน่ ชว่ ยเตือนภยั เร่ืองอทุ กภยั และความแหง้ แลง้ เกดิ ข้ึน สารวจพน้ื ที่ท่มี กี ารตัด ไมท้ าลายป่า แหลง่ น้าเสีย แหลง่ ปลาชมุ เป็นตน้ 3. ดาวเทยี มส่ือสาร เป็นดาวเทียมทีม่ อี ปุ กรณ์ส่ือสารติดตง้ั อยู่ และอยปู่ ระจาตาแหนง่ เดิม เพอ่ื ใช้ ติดตอ่ ส่ือสารขา้ มทวีป ทง้ั ดา้ นการถา่ ยทอดโทรทศั น์ วทิ ยุ โทรศพั ท์ เป็นตน้ ความกา้ วหนา้ ของระบบส่ือสาร เป็นการผลกั ดนั ให้สงั คมโลกเขา้ สู่ยุคขอ้ มลู ขา่ วสาร 4. ดาวเทียมสังเกตการณด์ าราศาสตร์ เป็นดาวเทยี มที่มกี ลอ้ งโทรทรรศน์และอุปกรณ์ดาราศาสตร์สาหรับ ศึกษา สารวจ ตรวจวดั วตั ถทุ อ้ งฟ้ าและปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ ดาวเทียมสงั เกตการณ์ดาราศาสตร์มที ้งั ประเภททีโ่ คจรรอบโลก และประเภททโ่ี คจรผา่ นไปใกลด้ าวเคราะห์หรือลงสารวจดาวเคราะห์ ซ่งึ เรียก ดาวเทยี มประเภทหลงั น้ีวา่ ยานอวกาศ เชน่ ยานอวกาศวอยเอเจอร์ท่ีโคจรเฉียดดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาว ยูเรนสั และดาวเนปจนู เป็นตน้ 5. กลอ้ งโทรทรรศน์อวกาศฮบั เบิล เป็นกลอ้ งโทรทรรศน์ท่ีนาข้นึ สูอ่ วกาศเม่ือวนั ท่ี 25 เมษายน 2533 เป็น กลอ้ งโทรทรรศน์ชนิดสะทอ้ นแสง มมี วลประมาณ 11,360 กโิ ลกรัม ใชพ้ ลงั งานจากเซลลส์ ุริยะท่ปี ีก 2 ขา้ ง เพอ่ื เปลี่ยนพลงั งานแสงเป็นพลงั งานไฟฟ้ าเกบ็ ไวใ้ นแบตเตอร่ีนิกเกลิ 2ไฮโดรเจนขนาดใหญ่ 6 ตวั เพื่อใช้ งานเมอื่ กลอ้ งไมไ่ ดร้ บั แสงอาทิตยเ์ นื่องจากโคจรไปอยใู่ นเงาของโลก อปุ กรณ์ทน่ี าตดิ ไปกบั กลอ้ งฮบั เบิลคือ ระบบคอมพิวเตอร์ กลอ้ งถา่ ยภาพมมุ กวา้ ง เครื่องตรวจวดั สเปกตรัม เคร่ืองปรับทิศทางของกลอ้ ง เป็นต้น