บทที่8 เทคโนโลยีอวกาศ

บทที่ 8 เทคโนโลยีอวกาศ

เทคโนโลยีอวกาศ (Technology)

            เทคโนโลยีอวกาศ คือการสำรวจสิ่งต่างๆที่อยู่นอกโลกของเราและสำรวจโลกของเราเองด้วย ปัจจุบันเทคโนโลยีอวกาศได้มีการพัฒนาไปเป็นอย่างมากเมื่อเทียบกับสมัยก่อน ทำให้ได้ความรู้ใหม่ๆมากขึ้น โดยองค์การที่มีส่วนมากในการพัฒนาทางด้านนี้คือองค์การนาซ่าของสหรัฐอเมริกา ได้มีการจัดทำโครงการขึ้นมากมาย ทั้งเพื่อการสำรวจดาวที่ต้องการศึกษาโดยเฉพาะและที่ทำขึ้นเพื่อศึกษาสิ่งต่างๆในจักรวาล การใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีอวกาศนั้นมีทั้งด้านการสื่อสาร ทำให้การสื่อสารในปัจจุบันทำได้อย่างรวดเร็ว การสำรวจทรัพยากรโลก ทำให้ทราบว่าปัจจุบันนี้โลกมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรบ้าง และการพยากรณ์อากาศก็จะทำให้สามารถเตรียมพร้อมที่จะรับกับสถานการณ์ต่างๆที่อาจจะเกิดขึ้นต่อไปได้

กล้องโทรทรรศน์ชนิดสะท้อนแสง (Reflect telescope)

          เป็นอุปกรณ์ที่สามารถขยายวัตถุที่อยู่ในระยะไกล เซอร์ ไอเซค นิวตัน เป็นผู้ประดิษซ์กล้องชนิดนี้ เป็นบุคคลแรก บางที่เราก็เรียก กล้องแบบนี้ว่า กล้องแบบนิวโทเนียน ประกอบด้วยกระจกเว้า กระจกระนาบ และ เลนซ์นูน

          หลักการของกล้องโทรทัศน์ชนิดสะท้อนแสง
กล้องจะรับแสงที่เข้ามากระทบกับกระจกเว้าที่อยู่ท้ายกล้องที่เราเรียกว่า Primary Mirror แล้วรวมแสง สะท้อนกับกระจกระนาบหรือ ปริซึม เราเรียกว่า Secondary Mirror ที่อยู่กลางลำกล้อง เข้าสู่เลนซ์ตาขยายภาพอีกทีหนึ่ง 

อัตราขยายของกล้อง = ความยาวโฟกัสของกระจกเว้า / ความโฟกัสของเลนซ์ตา 

โครงสร้างภายในของกล้องแบบนิวโทเนียน หรือ กล้องแบบสะท้อนแสง
         ข้อดีของกล้องชนิดนี้ 
1. ใช้กระจกเว้าเป็นตัวรวมแสง ทำให้สามารถสร้างขนาดใหญ่มากๆได้ ซึ่งจะมีราคาถูกกว่าเลนซ์ที่มีขนาดเท่ากัน
2. โดยทั้วไปกล้องชนิดนี้จะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5-6 นิ้วขึ้นไป ทำให้มีการรวมแสงได้มากเหมาะที่จะใช้สังเกตวัตถุระยะไกลๆ เช่น กาแลกซี เนบิวล่า เพราะมีความเข้มแสงน้อยมาก
3. ภาพที่ได้จากกล้องแบบสะท้อนแสง จะไม่กลับภาพซ้ายขวาเหมือนกล้องแบบหักเหแสง แต่การมองภาพอาจจะ หัวกลับบ้าง ขึ้นอยู่กับลักษณะการมองจากกล้องเพราะเป็นการมองที่หัวกล้อง ไม่ใช่ที่ท้ายกล้อง เหมือนกล้องแบบหักเหแสง
ข้อเสียของกล้องชนิดนี้
1. การสร้างนั้นยุ่งยากซับซ้อนมาก
2. มีกระจกบานที่สองสะท้อนภาพอยู่กลางลำกล้อง ทำให้กีดขวางทางเดินของแสง หากเส้นผ่านศูนย์กลาง กล้องเล็กมากๆ ดังนั้นกล้องแบบสะท้อนแสงนี้จะมักมีขนาดใหญ่ ตั้งแต่ 4.5 นิ้วขึ้นไป 

กล้องโทรทรรศน์ชนิดหักเหแสง (Refract telescope)

          เป็นอุปกรณ์ที่สามารถขยายวัตถุที่อยู่ในระยะไกล กาลิเลโอ เป็นบุคคลแรกที่ประดิษฐกล้องชนิดนี้ขึ้น ประกอบด้วยเลนซ์นูนอย่างน้อยสองชิ้น คือ เลนซ์วัตถุ (Object Lens)เป็นเลนซ์ด้านรับแสงจากวัตถุ ซึ่งจะมีความยาวโฟกัสยาว (Fo) และเลนซ์ตา (Eyepieces) เป็นเลนซ์ที่ติดตาเราเวลามอง ซึ่งมีความยาวโฟกัสสั้น (Fe) กว่าเลนซ์วัตถุมากๆ 

อัตราการขยายของกล้อง = ความยาวโฟกัสเลนซ์วัตถุ Fo /ความยาวโฟกัสเลนซ์ตา Fe 

         หลักการของกล้องโทรทัศน์ชนิดหักเหแสง
เลนซ์วัตถุจะรับแสงจากวัตถุที่ระยะไกลๆแล้วจะเกิดภาพที่ตำแหน่งโฟกัส(Fo) เสมอ แล้ว เลนซ์ตัวที่สอง หรือ เลนซ์ตา (Fe) จะขยายภาพจากเลนซ์วัตถุอีกครั้ง ซึ่งต้องปรับระยะของเลนซ์ตา เพื่อให้ภาพจากเลนซ์วัตถุที่ตำแหน่ง Fo อยู่ใกล้กับ โฟกัสของเลนซ์ตา Fe และทำให้เกิดภาพชัดที่สุด

          โครงสร้างภายในของกล้องแบบหักเหแสง ที่เลนซ์วัตถุมักจะให้เลนซ์สองแบบที่ทำมาจากวัสดุคนละประเภท เพื่อลดอาการคลาดสี

          ข้อดีของกล้องแบบหักเหแสง
1. เป็นกล้องพื้นฐานที่สร้างได้ไม่ยากนัก
2. โดยทั่วไปจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยๆจึงมีน้ำหนักเบา
ข้อเสียของกล้องแบบหักเหแสง
1. เนื่องจากมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อย ทำให้ปริมาณการรับแสงน้อยไม่เหมาะใช้ดูวัตถุไกลๆอย่าง กาแลกซีและเนบิวล่า
2. ใช้เลนซ์เป็นตัวหักเหแสง ทำให้เกิดการคลาดสีได้หากใช้เลนซ์คุณภาพไม่ดีพอ จึงต้องมีการใช้เลนซ์ หลายชิ้นประกอบกันทำให้มีราคาสูง
3. ภาพที่ได้จากกล้องแบบหักเหแสงจะให้ภาพหัวกลับและกลับซ้ายขวา คืออ่านตัวหนังสือไม่ได้นั่นเอง ดังนั้นกล้องแบบนี้จะต้องมี diagonal prism เพื่อช่วยแก้ไขภาพ (ดูเรื่องอุปกรณ์กล้องโทรทรรศน์

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

- ติดตั้งนอกโลกเพื่อป้องกันการรบกวนของอากาศที่หุ้ทห่อโลก
- เป็นกล้องชนิดสะท้องเเสง
- ใช้พลังงานจากแผงเซลล์สุริยะ
- สามารถส่องได้ไกล 14000 ล้านปีเเสง

ดาวเทียม

ดาวเทียม คือ สิ่งประดิษฐ์ที่มนุษย์คิดค้นขึ้น มาราถโคจรรอบโลกได้

ความเร็วในการโคจรรอบโลกของดาวเทียม

- ดาวเทียมจะโคจรรอบโลกไปทางเดียวเเละเร็วเท่ากับอัตราการหมุนรอบตัวเองของโลก เเละมีความเร็วในการโคจรที่ระดับความสูงดังนี้

ประเภทดาวเทียมประเภทต่างๆ 

แบ่งโดยอาศัยการทำงาน
1. ดาวเทียมสื่อสาร
2. ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา
3. ดาวเทียมเพื่อการเดินเรือ
4. ดาวเทียมวิทยาศาสตร์

ยานอวกาศ

           ยานอวกาศ (Spacecraft) หมายถึง ยานพาหนะที่นำมนุษย์หรืออุปกรณ์อัตโนมัติขึ้นไปสู่อวกาศ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสำรวจโลกหรือเดินทางไปยังดาวดวงอื่น ยานอวกาศมี 2 ประเภท คือ ยานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุม และยานอวกาศที่ไม่มีมนุษย์ควบคุม
          ยานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุม (Manned Spacecraft) มีขนาดใหญ่ เพราะต้องมีปริมาตรพอที่มนุษย์อยู่อาศัยได้ และยังต้องบรรทุกปัจจััยต่างๆ ที่มนุษย์ต้องการ เช่น อากาศ อาหาร และเครื่องอำนวยความสะดวกในการยังชีพ เช่น เตียงนอน ห้องน้ำ ดังนั้นยานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุมจึงมีมวลมาก การขับดันยานอวกาศที่มีมวลมากให้มีอัตราเร่งสูงจำเป็นต้องใช้จรวดที่บรรทุก เชื้อเพลิงจำนวนมาก ซึ่งทำให้มีค่าใช้จ่ายสูงมาก ยานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุมได้แก่ ยานอะพอลโล (Apollo) ซึ่งนำมนุษย์ไปยังดวงจันทร์

การพัฒนาเชื้อเพลงที่ใช้ในยานอวกาศ

- พ.ศ.2446 ไชออลคอฟสกี เสนอว่า การใช้เชื้อเพลิงเเข็งอย่างเดียวไม่มีเเรงขับพอที่จะพ้นจากพื้นโลกได้ ต้องใช้เชื่อเพลิงเหลวร่วมด้วย
- พ.ศ. 2469 โรเบิร์ต กอดดาร์ด ใช้ออกซิเจนเหลวเป็นสารช่วยในการเผาไหม้ เเละใช้ไฮโดรเจนเหลวเป็นเชื้อเพลิง

สถานีอวกาศนานาชาติ

- สร้างขึ้นจากความร่วมมือของประเทศต่างๆ16ประเทศ สูงจากพื้นโลก 254 Km
-ประเทศต่างๆจะนำข้อมูลที่ได้มาใช้ประโยชน์ร่วมกัน
- ใช้พลังงานจากแผงเซลล์สุริยะ