เทคโนโลยีอวกาศ
กล้องโทรทรรศน์
กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง
(Refractor)
เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้เลนส์ในการรวมแสง สามารถพบเห็นโดยทั่วไป
มีใช้กันอย่างแพร่หลาย กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงส่วนมากมีขนาดเล็ก
เหมาะสำหรับใช้สังเกตการณ์พื้นผิวดวงจันทร์และดาวเคราะห์ เนื่องจากให้ภาพคมชัด
แต่มีข้อเสียคือ เมื่อส่องดูดาวที่สว่างมาก อาจมีความคลาดสี
ถ้าหากคุณภาพของเลนส์ไม่ดีพอ
ภาพที่
1 กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง
กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงโดยทั่วไป
ไม่เหมาะกับงานสำรวจ เนบิวลา และกาแล็กซี เนื่องจากเทห์วัตถุประเภทนี้
มีความสว่างน้อย จำเป็นต้องใช้กำลังรวมแสงสูง เลนส์ขนาดใหญ่ที่มีความยาวโฟกัสสั้น สร้างยาก
และมีราคาแพงมาก เลนส์ที่มีขนาดใหญ่ ทำให้ลำกล้องยาวและมีน้ำหนักมาก
ไม่สะดวกต่อการใช้งาน
กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง
(Reflector)
กล้องโทรทรรศน์ชนิดนี้ถูกคิดค้นโดย
“เซอร์ ไอแซค นิวตัน“ จึงมีอีกชื่อหนึ่งว่า “กล้องโทรทรรศน์นิวโทเนียน” (Newtonian
telescope) กล้องโทรทรรศน์ชนิดนี้ใช้กระจกเว้าแทนเลนส์นูน
ทำให้มีราคาประหยัด กระจกขนาดใหญ่ให้กำลังรวมแสงสูง จึงเหมาะสำหรับใช้สังเกตการณ์
เทห์วัตถุที่อยู่ไกลมาก และไม่สว่าง เช่น เนบิวลา และ กาแล็กซี
ถ้าเปรียบเทียบกับกล้องแบบหักเหแสง ซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันแล้ว
กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง จะมีราคาถูกกว่าประมาณสองเท่า
ภาพที่
2 กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง
อย่างไรก็ตาม กล้องนิวโทเนียนมีกระจกทุติยภูมิ
ตรงปากลำกล้อง เพื่อสะท้อนแสงฉากขึ้นสู่เลนส์ตา ซึ่งอยู่ทางข้างลำกล้อง
จึงเป็นอุปสรรคขวางทางเดินของลำแสง เมื่อเปรียบเทียบกล้องแบบหักเหแสง
ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน กล้องแบบหักเหแสงจะให้ภาพสว่าง และคมชัดกว่า)
และในทำนองเดียวกับกล้องชนิดหักเหแสง ยิ่งใช้กระจกขนาดใหญ่
และมีความยาวโฟกัสมากขึ้น ลำกล้องก็จะต้องใหญ่โตเทอะทะ และมีน้ำหนักมาก
กล้องโทรทรรศน์ชนิดผสม
(Catadioptic)
ภาพที่
3 กล้องโทรทรรศน์ชนิดผสม
กล้องโทรทรรศน์แบบผสมแบ่งเป็นชนิดย่อย
ๆ ได้หลายชนิด อาทิเช่น ชมิดท์-แคสสิเกรนส์ (Schmidt-Cassegrains),
มักซูตอฟ-แคสสิเกรนส์ (Maksutov-Cassegrains) ซึ่งแต่ละชนิดจะมีความแตกต่างกันไป
ตามองค์ประกอบทางทัศนูปกรณ์ ซึ่งอาจใช้เลนส์หรือกระจกผสมกัน แต่โดยหลักการแล้ว
กล้องประเภทนี้เป็นกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง ซึ่งใช้กระจก 2 ชุด สะท้อนแสงกลับไปกลับมา เพื่อช่วยลดความยาวและน้ำหนักของลำกล้อง
กล้องโทรทรรศน์แบบผสมบางชนิด อาจมีการนำเอาเลนส์มาใช้ในการแก้ไขภาพให้คมชัด
แต่มิใช่เพื่อจุดประสงค์ในการรวมแสง ดังเช่น เลนส์ของกล้องแบบหักเหแสง เราจะพบว่า
กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่อยู่ในหอดูดาว ส่วนใหญ่ มักจะเป็นกล้องโทรทรรศน์
แบบนี้
ขาตั้งกล้องโทรทรรศน์
แบ่งเป็น 2 ประเภท
1.
ขาตั้งแบบอัลตาซิมุธ (Alt-azimuth Mount) เป็นขาตั้งกล้องแบบพื้นฐาน
ซึ่งหันกล้องได้ 2 แกน คือ หันตามแนวราบทางข้าง
และกระดกขึ้นลงในแนวดิ่ง ขากล้องชนิดนี้เหมาะสำหรับการใช้งานดูวิว
ทั่วไป
ดูนก หรือดูดาว ซึ่งไม่ใช้กำลังขยายสูง โดยทั่วไปจะพบเห็นใน 2
ลักษณะคือ แบบสามขา (Tripod) และแบบด๊อบโซเนียน
(Dobsonian) ซึ่งใช้กับกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง
ภาพที่
4 ขาตั้งกล้องแบบอัลตาซิมุธ
(ด๊อบโซเนียน)
2.
ขาตั้งแบบอีเควทอเรียล (Equatorial Mount) เป็นขาตั้งซึ่งมีแกนเอียงขนานกับแกนของโลก
แกนนี้จะเล็งไปยังตำแหน่งขั้วฟ้า (ใกล้ดาวเหนือ)
และหมุนด้วยความเร็วเท่ากับโลกหมุนรอบตัวเอง ทำให้
ลำกล้องชี้ไปยังดาวที่ต้องการตลอดเวลา
(เรามองเห็นดาวบนฟ้าเคลื่อนที่เนื่องจากโลกหมุนรอบแกนของ
ตัวเอง)
ขากล้องชนิดนี้เหมาะ
สำหรับการดูดาวที่ต้องใช้กำลังขยายสูงและงานถ่ายภาพทางดาราศาสตร์
แต่ไม่เหมาะสำหรับในการส่องดูวิวบนพื้นโลก
เนื่องจากแกนหมุนของกล้องเอียง ทำให้การกวาดกล้องไปตามขอบฟ้า ทำได้ยากลำบาก
นอกจากนั้นขาตั้งกล้องแบบนี้ ยังมีน้ำหนัก และราคาสูงมาก
การขนส่งและการโคจรของดาวเทียม
ปัจจุบันความก้าวหน้าด้านวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีด้านการโคจรภายใต้แรงดึงดูดระหว่างมวล
ถูกนำมาประยุกต์ใช้เพื่อช่วยพัฒนาองค์ความรู้ต่างๆ ทั้งทางด้านวิทยาศาสตร์
เศรษฐกิจ สังคม อุตุนิยมวิทยา ภูมิศาสตร์
หรือแม้แต่ช่วยอำนวยความสะดวกด้านการติดต่อสื่อสารอย่างทั่วถึงและรวดเร็ว
ดังเช่นในยุคข้อมูลไร้พรมแดนอย่างทุกวันนี้
ตัวอย่างของวัตถุที่มีการโคจรภายใต้แรงดึงดูดระหว่างมวล เช่น ดาวเทียม
กล้องโทรทรรศน์อวกาศ สถานีอวกาศ เป็นต้น
พื้นฐานของการโคจรภายใต้แรงดึงดูดระหว่างมวลจำเป็นต้องอาศัยความรู้เกี่ยวกับเรขาคณิตของเส้นโค้งซึ่งเป็นรูปร่างของเส้นทางการเคลื่อนที่
โดยเฉพาะเรขาคณิตของวงรี ซึ่งได้กล่าวไว้คร่าวๆ แล้วในบทที่ 4 เส้นทางการเคลื่อนที่แบบวงรีสามารถอธิบายได้ด้วยกฎของเคปเลอร์ 3 ข้อ ดังต่อไปนี้ คือ
1.
ดาวเคราะห์ทั้งหมดจะมีเส้นทางการเคลื่อนที่เป็นวงรี
โดยมีดวงอาทิตย์อยู่ที่ตำแหน่งจุดโฟกัสจุดหนึ่งของวงรี
2.
ถ้าลากเส้นตรงเชื่อมระหว่างดาวเคราะห์กับดวงอาทิตย์แล้ว
เส้นตรงดังกล่าวจะกวาดพื้นที่ได้ค่าเท่ากันเมื่อช่วงเวลาที่ใช้เท่ากัน
3.
สำหรับวงโคจรแบบวงรีของวัตถุท้องฟ้าภายใต้แรงโน้มถ่วงระหว่างกัน
คาบการโคจรกับระยะครึ่งแกนยาวจะมีความสัมพันธ์กันโดยที่ คาบการโคจรของวัตถุท้องฟ้า
(หน่วยปี) ยกกำลังสอง จะมีค่าเท่ากับระยะครึ่งแกนยาว (ในหน่วย AU) ยกกำลังสาม
กฎของเคปเลอร์ในเบื้องต้นใช้อธิบายเส้นทางการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์
ซึ่งเกิดจากแรงดึงดูดระหว่างมวลของดวงอาทิตย์กับดาวเคราะห์
แต่เนื่องจากแรงดังกล่าวเป็นแรงชนิดเดียวกับแรงดึงดูดระหว่างมวลของโลกกับดาวเทียม
โลกกับสถานีอวกาศ ดวงอาทิตย์กับยานอวกาศ ฯลฯ
จึงสามารถใช้กฎของเคปเลอร์ในการอธิบายเส้นทางการเคลื่อนที่ของวัตถุเหล่านี้ได้
-
ดาวเทียม
ปัจจุบันดาวเทียมถูกมนุษย์ส่งไปโคจรรอบโลกจำนวนนับไม่ถ้วน
ด้วยประโยชน์ต่างๆมากมาย สามารถแบ่งประเภทของดาวเทียมตามหน้าที่ต่างๆ ได้ดังนี้
(1) ดาวเทียมสื่อสาร
(2) ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา
(3) ดาวเทียมสำรวจทรัพยากร
(4) ดาวเทียมทางทหาร
(5) ดาวเทียมสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์
ดาวเทียมถูกส่งขึ้นไปจากโลกโดยยานขนส่งอวกาศ
และสามารถโคจรรอบโลกได้อาศัยหลักการโคจรตามแรงดึงดูดระหว่างมวล ซึ่ง ณ
ระดับความสูงจากผิวโลกระดับหนึ่ง
ดาวเทียมจะต้องมีความเร็วเพียงค่าหนึ่งเท่านั้นจึงสามารถจะโคจรรอบโลกอยู่ได้โดยไม่หลุดจากวงโคจร
โดยความเร็วดังกล่าวจะอยู่ในช่วง 7.6-11.2 กิโลเมตรต่อวินาที
(รูปแบบการโคจรแบบวงกลมจนกระทั่งถึงรูปแบบการโคจรแบบพาราโบลา) ดังรูปที่ 1 ความเร็วดังกล่าวนี้ถูกควบคุมตั้งแต่เริ่มต้นปล่อยดาวเทียมเข้าสู่วงโคจรเพื่อให้เส้นทางการโคจรของดาวเทียมไม่ซ้อนทับกันกับดาวเทียมดวงอื่นๆ
ดังนั้นแม้จะมีดาวเทียมอยู่มากมายแต่ดาวเทียมเหล่านี้จะไม่โคจรชนกันเลย
เนื่องจากดาวเทียมแต่ละดวงจะมีสมบัติการเคลื่อนที่เฉพาะตัว
นอกจากนั้นยังสามารถแบ่งประเภทของดาวเทียมตามความสูงในการโคจรเทียบกับพื้นโลกได้ดังนี้คือ
(1)
สูงจากพื้นโลกประมาณ 41,157 กิโลเมตร
เป็นดาวเทียมที่โคจรหยุดนิ่งกับที่เทียบกับพื้นโลก(Geostationary
Satellites) จะลอยอยู่หยุดนิ่งค้างฟ้าเมื่อเทียบกับตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งบนโลก
โดยส่วนมากจะเป็นดาวเทียมประเภทดาวเทียมสื่อสาร ตัวอย่างเช่นดาวเทียมไทยคม
ดาวเทียมเหล่านี้อยู่เหนือเส้นศูนย์สูตรโลกประมาณ
จะวางตัวอยู่ในแนวเส้นศูนย์สูตรโลก และสูงจากพื้นโลกประมาณ 41,157 กิโลเมตร หรือประมาณ 1/10
เท่าของระยะทางจากโลกถึงดวงจันทร์ มีคาบการโคจรประมาณ 24
ชั่วโมง
(2)
สูงจากพื้นโลกประมาณ 9,700-19,400 กิโลเมตร
เป็นดาวเทียมที่ไม่ได้หยุดนิ่งเทียบกับพื้นโลก(Asynchronous Satellite) ซึ่งโดยส่วนมากจะเป็นดาวเทียมนำทางแบบจีพีเอส (GPS: Global
Positioning System) ซึ่งนำไปประยุกต์ใช้ในระบบการติดตาม บอกตำแหน่ง
หรือนำร่องบนโลก ไม่ว่าจะเป็น เครื่องบิน เรือเดินสมุทร รถยนต์
ระบบดาวเทียมจีพีเอสจะประกอบด้วยดาวเทียม 24 ดวง ใน 6 วงโคจร ที่มีวงโคจรเอียงทำมุม 55
องศาในลักษณะสานกันคล้ายลูกตระกร้อ ดังรูปที่ 2
มีคาบการโคจรประมาณ 12 ชั่วโมง
(3)
สูงจากพื้นโลกประมาณ 4,800-9,700 กิโลเมตร
เป็นดาวเทียมที่ไม่ได้หยุดนิ่งเทียบกับพื้นโลก (Asynchronous Satellite) ซึ่งเป็นระดับที่ถูกแบ่งวงโคจรไว้สำหรับดาวเทียมสำหรับการสำรวจ
และสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ อาทิเช่น การวิจัยเกี่ยวกับพืช-สัตว์
การติดตามร่องรอยของสัตว์ป่า เป็นต้น ดาวเทียมที่ระดับดังกล่าวมีคาบการโคจรประมาณ 100 นาที
(4)
สูงจากพื้นโลกประมาณ 130-1940 กิโลเมตร
เป็นดาวเทียมที่ไม่ได้หยุดนิ่งเทียบกับพื้นโลก (Asynchronous Satellite) โดยส่วนมากจะเป็นดาวเทียมที่ใช้ในการสำรวจทรัพยากรบนโลกรวมไปถึงดาวเทียมด้านอุตุนิยมวิทยา
-
กล้องโทรทรรศน์อวกาศ
ในการสังเกตการณ์วัตถุท้องฟ้าทางดาราศาสตร์ซึ่งอยู่ไกล
นักดาราศาสตร์จำเป็นต้องใช้กล้องโทรทรรศน์
จึงมีกล้องโทรทรรศน์กระจายอยู่ทั่วทุกมุมโลก แต่เนื่องจากกว่าที่แสงจากวัตถุท้องฟ้าเหล่านั้นจะเข้ามาสู่กล้องโทรทรรศน์บนโลกได้ต้องผ่านชั้นบรรยากาศโลกซึ่งมีบางช่วงความยาวคลื่นที่ถูกดูดกลืนหรือกระเจิงออกไปทำให้ผลการสังเกตการณ์ต้องคิดถึงค่าการรบกวนจากชั้นบรรยากาศ
จึงมีแนวความคิดในการส่งดาวเทียมซึ่งติดตั้งกล้องโทรทรรศน์สังเกตการณ์ในอวกาศ
และในปี พ.ศ. 2533 องค์การนาซาได้ส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
(Hubble Space Telescope) ขึ้นไปประจำในวงโคจรรอบโลกที่ความสูง
600 กิโลเมตรเหนือผิวโลก
บรรยากาศที่ความสูงดังกล่าวนี้เบาบางเทียบได้กับสภาวะสุญญากาศ
ในการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ที่ระดับความสูงดังกล่าวจึงไม่มีผลกระทบจากบรรยากาศ
กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเป็นกล้องชนิดสะท้อนแสง
มีขนาดความกว้างของกระจกปฐมภูมิ 2.4 เมตร
โคจรรอบโลกทุกๆ 97 นาทีรวมน้ำหนักของตัวกล้องและอุปกรณ์ต่างๆ
หนักถึง 11 ตัน มีขนาดความกว้าง 4.3
เมตร ยาว 13.3 เมตร
ใช้พลังงานจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ปีกทั้งสองข้าง กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่นิเกิล-ไฮโดรเจนขนาดใหญ่
ตัวเพื่อใช้งานขณะที่กล้องโคจรไปอยู่ในเงาของโลกขณะไม่ได้รับแสง
อุปกรณ์สำคัญที่ติดตั้งไปกับกล้องคือระบบคอมพิวเตอร์ กล้องถ่ายภาพมุมกว้าง
เครื่องตรวจวัดสเปกตรัม เครื่องปรับทิศทางของกล้อง เป็นต้น
ภาพถ่ายจากกล้องจะได้รับการวิเคราะห์โดยสถาบันวิทยาศาสตร์เพื่อใช้เป็นข้อมูลในทางดาราศาสตร์
กล้องบนโลกนั้นสามารถส่องวัตถุท้องฟ้าได้ไกลราว
2 พันล้านปีแสง แต่กล้องฮับเบิลสามารถส่องได้ไกลถึง 14,000 ล้านปีแสง ข้อมูลที่ได้จากกล้องฮับเบิลเพียงระยะเวลาสั้นๆ
สามารถแสดงให้เห็นถึงรายละเอียดต่างๆ ของวัตถุท้องฟ้าที่มนุษย์ไม่เคยเห็นมาก่อน
กล้องฮับเบิลมีอายุการใช้งานนานถึง 20 ปี
โดยคาดว่านาซาจะปลดระวางในปี พ.ศ. 2553
นอกจากนั้นยังมีกล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีเอกซ์จันทรา
(Chandra
X-Ray Observatory) ซึ่งถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 23 กรกฎาคม 2543 ปฏิบัติภารกิจบนวงโคจรสูงจากผิวโลก
โดยระยะห่างจากผิวโลกมากที่สุด 133,000 กิโลเมตร
ในอนาคตองค์การนาซาวางแผนจะสร้างและส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวใหม่เพื่อทดแทนกล้องฮับเบิล
ชื่อว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เว็บบ์ (James Webb Space
Telescope) คาดว่าจะส่งขึ้นไปประมาณปี 2554
โดยกล้องดังกล่าวมีขนาดกระจกปฐมภูมิใหญ่ 6.5 เมตร
ซึ่งใหญ่กว่ากล้องฮับเบิลประมาณ2-3 เท่า
ระบบขนส่งอวกาศ
ส่วนประกอบของระบบขนส่งอวกาศ
ยานอวกาศ
เพื่อความเข้าใจเบื้องต้นในเรื่องแรงเหวี่ยงเพื่อเปลี่ยนเส้นทางโคจร
จะขอยกตัวอย่างเส้นทางการเคลื่อนที่ของยาน
ระบบการขนส่งอวกาศเป็นโครงการที่ถูกออกแบบให้สามารถนาชิ้นส่วนบางส่วนที่ใช้ไปแล้วกลับมาใช้ใหม่อีกเพื่อเป็นการประหยัดและมีประสิทธิภาพมากที่สุด
ประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก คือ จรวดเชื้อเพลิงแข็ง
ถังเชื้อเพลิงภายนอก (สารอง
ไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลว)
และยานอวกาศ
ระบบขนส่งอวกาศมีน้าหนักรวมเมื่อขึ้นจากฐานปล่อย
ประมาณ
2,041,200 กิโลกรัม โดยจรวดเชื้อเพลิงแข็งจะ
ถูกขับเคลื่อนจากฐานปล่อยให้
นำพาทั้งระบบขึ้นสู่
อวกาศด้วยความเร็วที่มากกว่าค่าความเร็วหลุดพ้น
เมื่อ
ถึงระดับหนึ่งจรวดเชื้อเพลิงแข็งทั้งสองข้างจะแยกตัว
ออกมาจากระบบ
จากนั้นถังเชื้อเพลิงภายนอกจะแยกตัว
ออกจากยานอวกาศ
โดยตัวยานอวกาศจะเข้าสู่วงโคจรเพื่อปฏิบัติภารกิจต่อไป
การปฏิบัติภารกิจสาหรับระบบขนส่งอวกาศมีหลากหลายหน้าที่
ตั้งแต่การทดลองทางวิทยาศาสตร์
(ในสภาวะไร้น้าหนัก) การส่งดาวเทียม การประกอบกล้องโทรทรรศน์อวกาศ
การส่งมนุษย์ไปบนสถานี
อวกาศ
ฯลฯ ยานอวกาศจึงถูกออกแบบสาหรับบรรทุกคนได้ประมาณ 7-10 คน ปฏิบัติภารกิจได้นานตั้งแต่
ไม่กี่ชั่วโมงหรืออาจใช้เวลาถึง
1 เดือน
โครงการสาคัญๆ
ของสหรัฐอเมริกา มีดังนี้
1.
โครงการไพโอเนียร์
2.
โครงการมาริเนอร์
3.
โครงการไวกิง
4.
โครงการวอยเอเจอร์
5.
โครงการไพโอเนียร์ – วีนัส
6.
โครงการกาลิเลโอ
ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันว่าโครงการแชลแลนเจอร์และโครงการโคลัมเบียประสบความ
สูญเสียครั้งร้ายแรง
เมื่อยานทั้งสองเกิดระเบิดขึ้นขณะอยู่บนท้องฟ้า โดยระบบขนส่งยานอวกาศแชลแลน
เจอร์ระเบิดเมื่อวันที่
28 มกราคม 2529
ระหว่างเดินทางขึ้นสู่อวกาศไม่เพียงกี่นาทีด้วยสาเหตุจากการรั่วไหล
ของก๊าซเชื้อเพลิงอุณหภูมิสูงจากรอยต่อของจรวดเชื้อเพลิงแข็งด้านขวาของตัวยาน
ทาให้ก๊าซอุณหภูมิสูง
ดังกล่าวลามไปถึงถังเชื้อเพลิงภายนอกที่บรรจุไฮโดรเจนเหลว
จึงเกิดการเผาไหม้อย่างรุนแรงและเกิดระเบิด
ขึ้น
คร่าชีวิตนักบินอวกาศ 7 คน
ส่วนระบบขนส่งอวกาศโคลัมเบียเกิดระเบิดขึ้นเมื่อวันที่ 1
กุมภาพันธ์ 2546
(17 ปี หลังการระเบิดของยานแชลแลนเจอร์)
โดยวิศวกรนาซาเชื่อว่าอาจเพราะตัวยานมีการใช้งานยาวนาน
จนอาจทาให้แผ่นกันความร้อนที่หุ้มยานชารุด
ทาให้เกิดระเบิดขึ้นหลังจากนักบินกาลังพยายามร่อนลงสู่พื้น
โลก
แต่ทั้งสองเหตุการณ์ในสหรัฐอเมริกายังไม่ร้ายแรงเท่าเหตุการณ์ระเบิดของจรวดของสหภาพโซเวียต
ขณะยังอยู่ที่ฐาน
เมื่อวันที่ 24 ตุลาคม 2503
โดยมีผู้เสียชีวิตจากเหตุการณ์ดังกล่าวถึง 165 คน โศกนาฏกรรม
เหล่านี้ที่เกิดขึ้นแม้จะทาให้เกิดความสูญเสียทั้งชีวิตและทรัพย์สิน
แต่มนุษย์ก็ยังไม่เลิกล้มโครงการอวกาศ
ยังมีความพยายามคิดและสร้างเทคโนโลยีใหม่ๆ
เพื่อความปลอดภัยและลดค่าใช้จ่ายให้มากขึ้น ด้วย
เป้าหมายหลักของโครงการขนส่งอวกาศในอนาคตคือการสร้างสถานีอวกาศถาวรและการทดลองทาง
วิทยาศาสตร์อื่นๆ
การใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีอวกาศ
1.
มีการใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ในการศึกษา พัฒนา
และประดิษฐ์อุปกรณ์ถ่ายภาพในช่วงคลื่น ๆ จากระยะไกล
2.
ทำให้เครื่องรับและส่งสัญญาณมีประสิทธิภาพมากขึ้น
แล้วนำอุปกรณ์และเครื่องส่งสัญญาณไปประกอบเป็นดาวเทียม ที่ถูกส่งขึ้นไปโคจรจรอบโลก
3.
ทำให้สามารถสังเกตสิ่งต่าง ๆ บนโลกได้ระยะไกลในเวลาอันรวดเร็ว
4.
ได้เรียนรู้สิ่งต่าง ๆ เกี่ยวกับเอกภพ โลก ดวงจันทร์ และดาวอื่น ๆ
5.
ความก้าวหน้าด้านเทคโนโลยีอวกาศ ช่วยเปิดเผยความลี้ลับในอดีต
และก่อให้เกิดประโยชน์ต่อมนุษย์ในด้านต่าง ๆ มากมาย
ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา
ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาเป็นเครื่องมือที่มีความสำคัญสำหรับกิจการอุตุนิยมวิทยา
สามารถใช้สังเกตพื้นที่บนพื้นผิวโลกได้หลายบริเวณ
รวมทั้งได้รับรู้ข้อมูลอย่างต่อเนื่องจากทั่วทั้งโลก ดังนั้น
ภาพถ่ายที่ได้จากดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา
เป็นข้อมูลที่สำคัญอย่างหนึ่งสำหรับนักพยากรณ์อากาศ ทำให้สามารถติดตามและ
วิเคราะห์ลักษณะอากาศที่เกิดขึ้นในขณะนั้น ๆ โดยเฉพาะในพื้นที่ที่เครื่องมืออื่น ๆ
มีข้อจำกัด หรือในมหาสมุทร เช่น ลักษณะของพายุหมุนเขตร้อน เป็นต้น
ดังนั้นภาพจากดาวเทียมจึงเป็นเครื่องมือสำหรับติดตามลักษณะอากาศร้ายเพื่อการเตือนภัยได้ดีที่สุดอย่างหนึ่ง
นักอุตุนิยมวิทยาสามารถรับรู้ข้อมูลสภาพอากาศในช่วง 50
กิโลเมตร หรือมากกว่าทั่วทั้งโลกได้จากภาพจากดาวเทียม
สามารถมองเห็นสภาพอากาศในมุมมองที่สูง
และลำดับการเคลื่อนตัวของพายุบนจอคอมพิวเตอร์ได้
ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาดวงแรกเป็นของประเทศสหรัฐอเมริกา ชื่อ TIROS 1
(Television and Infrared Observation Satellite) ขึ้นสู่อวกาศ
เมื่อวันที่ 1 เมษายน พ.ศ 2503
ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา
ที่มาhttp://learners.in.th/file/invisible_cloak/sputnik1.jpg
ดาวเทียมสำรวจทรัพยากร
การใช้ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรและสภาพแวดล้อมของโลก
เป็นการผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีการถ่ายภาพ และโทรคมนาคม
โดยการทำงานของดาวเทียมสำรวจทรัพยากรจะใช้หลักการ สำรวจข้อมูลจากระยะไกล
หลักการที่สำคัญของดาวเทียมสำรวจทรัพยากร
คือ Remote
Sensing โดยใช้คลื่นแสงที่เป็นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า (EME :
Electro – Magnetic Energy) ทำหน้าที่เสมือนสื่อกลางส่งผ่านระหว่างวัตถุเป้าหมาย
และอุปกรณ์บันทึกข้อมูล อุปกรณ์ถ่ายถาพที่ติดตั้งอยู่บนดาวเทียม มักจะได้รับการออกแบบให้มีความสามารถถ่ายภาพ
และมีความหลากหลายในรายละเอียดของภาพได้อย่างเหมาะสม
เพื่อประโยชน์ในการจำแนกประเภททรัพยากรที่สำคัญๆ
ดาวเทียมสำรวจทรัพยากร
ที่มาhttp://sci4fun.com/spaceexploration/adeos2.jpg
ดาวเทียมสังเกตการณ์ดาราศาสตร์
ดาวเทียมสังเกตการณ์ดาราศาสตร์
เป็นดาวเทียมที่มีกล้องโทรทรรศน์และอุปกรณ์ดาราศาสตร์สำหรับศึกษา
วัตถุบนท้องฟ้า ดาวเทียมแบบนี้มีทั้งประเภทโคจรรอบโลก
และประเภทโคจรผ่านไปใกล้ดาวเคราะห์ หรือลงสำรวจ
ดาวเคราะห์
ซึ่งเรียกอีกชื่อหนึ่งว่ายานอวกาศ เช่น
ยานอวกาศวอยเอเจอร์
ยานอวกาศวอยเอเจอร็
ที่มาhttp://203.172.208.242/tatalad/subject/Science/darasad/voyager.jpg
ดาวเทียมสื่อสาร
ดาวเทียมสื่อสารเป็นดาวเทียมที่ต้องทำงานอยู่ตลอดเวลา
เรียกได้ว่าทำงานตลอด 24 ชม. ไม่มีวันหยุด
เพื่อที่จะเชื่อมโยงเครือข่ายการสื่อสารของโลกเข้าไว้ด้วยกัน นับตั้งแต่ NASA
ส่งดาวเทียมสื่อสารเข้าสู่วงโคจรไป
จนปัจจุบันมีบริษัทเอกชนจำนวนมากที่เข้ามาบุกเบิกธุรกิจ และทำกำไรมหาศาล
จากประโยชน์ต่างๆ ที่ได้จากดาวเทียม
ดาวเทียมสื่อสารเมื่อถูกส่งเข้าสู่วงโคจร
มันก็พร้อมที่จะทำงานได้ทันที มันจุส่งสัญญาณไปยังสถานีภาคพื้นดิน
สถานีภาคพื้นดินจะรับสัญญาณโดยใช้อุปกรณ์ ที่เรียกว่า “Transponder”
ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่พักสัญญาณ แล้วกระจายสัญญาณไปยังจุดรับสัญญาณต่างๆ
บนพื้นโลก ดาวเทียมสื่สารสามารถส่งผ่านสัญญาณโทรศัพท์ ข้อมูลต่างๆ
รวมถึงสัญญาณภาพโทรทัศน์ได้ไปยังทุกหนทุกแห่ง
ประโยชน์ที่ได้รับ
ด้านการติดต่อสื่อสารโทรคมนาคมทางด้านต่างๆ
เช่น ทางด้านสัญญาณโทรทัศน์ สัญญาณโทรศัพท์ ข้อมูลคอมพิวเตอร์
ตัวอย่างดาวเทียมสื่อสาร
ดาวเทียม
Thaicom
1 และ 2
เป็นดาวเทียมสื่อสารชุดแรกของประเทศไทย ถูกส่งขึ้นไปโคจรในปี พ.ศ. 2536 และ 2537 ตามลำดับ
เพื่อให้บริการทางด้านการสื่อสารมีรัศมีการให้ บริการครอบคลุมทั่วทั้งประเทศไทย
และภูมิภาคใกล้เคียง
ดาวเทียม
Thaicom
3 เป็นดาวเทียมสื่อสารอีกดวงหนึ่งของประเทศไทย ถูกส่งขึ้นไปโคจรในปี
พ.ศ. 2540 เพื่อให้บริการทางด้านการสื่อสาร
มีรัศมีการให้บริการครอบคลุมทั่วทั้ง 4 ทวีป
กล้องโทรทัศน์อวกาศฮับเบิล
กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
(อังกฤษ: Hubble Space Telescope) คือ
กล้องโทรทรรศน์ในวงโคจรของโลกที่กระสวยอวกาศดิสคัฟเวอรีนำส่งขึ้นสู่วงโคจรเมื่อเดือนเมษายน
ค.ศ. 1990 ตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันชื่อ เอ็ดวิน
ฮับเบิล กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลไม่ได้เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวแรกของโลก
แต่มันเป็นหนึ่งในเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์การศึกษาดาราศาสตร์ที่ทำให้นักดาราศาสตร์ค้นพบปรากฏการณ์สำคัญต่าง
ๆ อย่างมากมาย
กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลเกิดขึ้นจากความร่วมมือระหว่างองค์การนาซาและองค์การอวกาศยุโรป
โดยเป็นหนึ่งในโครงการหอดูดาวเอกขององค์การนาซาที่ประกอบด้วย
กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล กล้องรังสีแกมมาคอมป์ตัน กล้องรังสีเอกซ์จันทรา
และกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์
การที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลลอยอยู่นอกชั้นบรรยากาศของโลกทำให้มันมีข้อได้เปรียบเหนือกว่ากล้องโทรทรรศน์ที่อยู่บนพื้นโลก
นั่นคือภาพไม่ถูกรบกวนจากชั้นบรรยากาศ ไม่มีแสงพื้นหลังท้องฟ้า
และสามารถสังเกตการณ์คลื่นอัลตราไวโอเลตได้โดยไม่ถูกรบกวนจากชั้นโอโซนบนโลก
ตัวอย่างเช่น ภาพอวกาศห้วงลึกมากของฮับเบิลที่ถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
คือภาพถ่ายวัตถุในช่วงคลื่นที่ตามองเห็นที่อยู่ไกลที่สุดเท่าที่เคยมีมา
โครงการก่อสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศเริ่มต้นมาตั้งแต่ปี
ค.ศ. 1923 กล้องฮับเบิลได้รับอนุมัติทุนสร้างในช่วงปี ค.ศ. 1970 แต่เริ่มสร้างได้ในปี ค.ศ. 1983
การสร้างกล้องฮับเบิลเป็นไปอย่างล่าช้าเนื่องด้วยปัญหาด้านงบประมาณ
ปัญหาด้านเทคนิค และจากอุบัติเหตุกระสวยอวกาศแชลเลนเจอร์ กล้องได้ขึ้นสู่อวกาศในปี
ค.ศ. 1990 แต่หลังจากที่มีการส่งกล้องฮับเบิลขึ้นสู่อวกาศไม่นานก็พบว่ากระจกหลักมีความคลาดทรงกลมอันเกิดจากปัญหาการควบคุมคุณภาพในการผลิต
ทำให้ภาพถ่ายที่ได้สูญเสียคุณภาพไปอย่างมาก ภายหลังจากการซ่อมแซมในปี ค.ศ. 1993 กล้องก็กลับมามีคุณภาพเหมือนดังที่ตั้งใจไว้
และกลายเป็นเครื่องมือในการวิจัยที่สำคัญและเป็นเสมือนฝ่ายประชาสัมพันธ์ของวงการดาราศาสตร์
กล้องฮับเบิลเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวเดียวที่ถูกออกแบบมาให้นักบินอวกาศสามารถเข้าไปซ่อมแซมในอวกาศได้
จนถึงวันนี้มีภารกิจซ่อมบำรุงทั้งหมดสี่ภารกิจและกำลังจะมีภารกิจที่ห้าในปี ค.ศ. 2009 เป็นภารกิจสุดท้าย ภารกิจที่ 1 คือการซ่อมแซมปัญหาด้านภาพในปี
ค.ศ. 1993 ภารกิจที่ 2
คือการติดตั้งเครื่องมือสองชิ้นใหม่ในปี ค.ศ. 1997 ภารกิจที่
3 แบ่งเป็นสองภารกิจย่อยได้แก่ ภารกิจ 3A เป็นการซ่อมแซมเร่งด่วนในปี ค.ศ. 1999 และภารกิจ 3B
เป็นการติดตั้งกล้องสำรวจขั้นสูงในเดือนมีนาคม ค.ศ. 2002 อย่างไรก็ตาม หลังจากเกิดโศกนาฏกรรมกระสวยอวกาศโคลัมเบียในปี ค.ศ. 2003 ภารกิจซ่อมบำรุงที่ห้าซึ่งมีกำหนดการในปี ค.ศ. 2004
ก็ถูกยกเลิกไปเพราะเรื่องความปลอดภัย
นาซาเห็นว่าภารกิจที่ต้องใช้คนนั้นอันตรายเกินไป แต่ก็ได้ทบทวนเรื่องนี้อีกครั้ง
และในวันที่ 31 ตุลาคม ค.ศ. 2006 ไมค์
กริฟฟิน
ผู้บริหารของนาซาจึงเปิดไฟเขียวให้กับภารกิจซ่อมบำรุงฮับเบิลครั้งสุดท้ายโดยจะใช้กระสวยอวกาศแอตแลนติสขนส่งลูกเรือ
ภารกิจนี้มีกำหนดการในเดือนตุลาคม ค.ศ. 2008 [4][5] ทว่าในเดือนกันยายน
ค.ศ. 2008 มีการตรวจพบข้อผิดพลาดบางประการกับตัวกล้อง[6]
ทำให้ต้องเลื่อนกำหนดการซ่อมบำรุงออกไปเป็นเดือนพฤษภาคม ค.ศ. 2009[7]
เพื่อเตรียมการซ่อมแซมเพิ่มเติม
กระสวยอวกาศแอตแลนติสนำยานซ่อมบำรุงขึ้นปฏิบัติการครั้งสุดท้ายเมื่อ 11 พฤษภาคม ค.ศ. 2009
เพื่อทำการซ่อมแซมและติตตั้งอุปกรณ์ใหม่เพิ่มเติม ซึ่งถ้าทุกอย่างเป็นไปตามแผน กล้องฮับเบิลจะกลับมาใช้งานได้ตามปกติอีกครั้งในเดือนกันยายน
ค.ศ. 2009
การซ่อมครั้งนี้จะทำให้กล้องฮับเบิลสามารถใช้งานได้อย่างน้อยจนถึงปี
2014 ซึ่งเป็นปีที่จะมีการส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์
เวบบ์เพื่อใช้งานแทนต่อไป กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์
มีความสามารถสูงกว่ากล้องฮับเบิลมาก แต่มันจะใช้สำรวจคลื่นช่วงอินฟราเรดเท่านั้น
และไม่สามารถทดแทนความสามารถในการสังเกตสเปกตรัมในช่วงที่ตามองเห็นและช่วงอัลตราไวโอเลตของฮับเบิลได้
กล้องโทรทัศน์อวกาศฮับเบิล
ที่มาhttp://topicstock.pantip.com/wahkor/topicstock/2009/02/X7483534/X7483534-11.jpg
แหล่งสืบค้นข้อมูล
:
https://wpnutter.wordpress.com/2013/09/21/
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น