ประโยชน์ของเทคโนโลยีอวกาศ

ความก้าวหน้าของการสำรวจอวกาศอาจทำให้เกิดผลดี ดังนี้

  • มนุษย์มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ดีขึ้น และช่วยเปิดเผยความลี้ลับของวัตถุท้องฟ้าในอดีต
  • เทคโนโลยีอวกาศได้รับการพัฒนาและนำมาใช้ในชีวิตประจำวัน เช่น เซลล์เชื้อเพลิง (fuel cell) เซลล์สุริยะ (solar cell) เป็นต้น
  • มนุษย์เกิดจินตนาการอันกว้างไกล มีความคิดสร้างสรรค์เกี่ยวกับความเป็นมาของปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์
  • เกิดแนวคิดในการค้นคว้าหาทรัพยากรจากอวกาศ และหาแหล่งที่อยู่ใหม่นอกโลกเมื่อเกิดปัญหาอัตราการเพิ่มประชากรมนุษย์จนขาด แหล่งที่อยู่อาศัย

ในขณะเดียวกันความก้าวหน้าของการสำรวจอวกาศอาจทำให้เกิดผลเสีย ดังนี้ 

  • ค่าใช้จ่ายในการสำรวจอวกาศสูง
  • ในการส่งจรวดหรือยานอวกาศขึ้นสู่อวกาศมีผลกระทบกับชั้นบรรยากาศของโลก
  • ปัญหาดาวเทียมหรือยานอวกาศที่หมดอายุการใช้งานกลายเป็นขยะอวกาศ
  • การส่งจรวดขึ้นสู่อวกาศบางครั้งเกิดความผิดพลาด ทำให้สูญเสียชีวิตของนักบินอวกาศ
  • ความก้าวหน้าทางด้านอวกาศอาจเป็นสาเหตุให้เกิดการใช้เทคโนโลยีในด้านการทำลาย

ปัจจุบันมนุษย์ส่งดาวเทียมขึ้นไปในอวกาศเพื่อประโยชน์ในกิจการต่างๆ ดังนี้


1. ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา เป็น ดาวเทียมที่มีอุปกรณ์ถ่ายภาพเมฆ และเก็บข้อมูลของบรรยากาศในระดับสูง เพื่อให้ได้ข้อมูลที่นำมาใช้ในการพยากรณ์อากาศได้ถูกต้อง รวดเร็ว รวมทั้งเฝ้าสังเกตการก่อตัว การเปลี่ยนแปลง และการเคลื่อนตัวของพายุที่เกิดขึ้นบนโลก เพื่อป้องกันหรือบรรเทาความเสียหายที่จะเกิดขึ้น
 
 

 

2. ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรโลก เป็นดาวเทียมที่มีอุปกรณ์สำรวจแหล่งทรัพยากรธรรมชาติ เฝ้าสังเกตสภาวะแวดล้อมที่เกิดบนโลก นอกจากนั้นยังให้ข้อมูลทั้งด้านการเกษตร ป่าไม้ ธรณีวิทยา สมุทรศาสตร์ ประมง การทำแผนที่ใช้ดิน เช่น ช่วยเตือนภัยเรื่องอุทกภัยและความแห้งแล้งเกิดขึ้น สำรวจพื้นที่ที่มีการตัดไม้ทำลายป่า แหล่งน้ำเสีย แหล่งปลาชุม เป็นต้น



3. ดาวเทียมสื่อสาร เป็น ดาวเทียมที่มีอุปกรณ์สื่อสารติดตั้งอยู่ และอยู่ประจำตำแหน่งเดิม เพื่อใช้ติดต่อสื่อสารข้ามทวีป ทั้งด้านการถ่ายทอดโทรทัศน์ วิทยุ โทรศัพท์ เป็นต้น ความก้าวหน้าของระบบสื่อสารเป็นการผลักดันให้สังคมโลกเข้าสู่ยุคข้อมูลข่าว สาร



4. ดาวเทียมสังเกตการณ์ดาราศาสตร์ ป็น ดาวเทียมที่มีกล้องโทรทรรศน์และอุปกรณ์ดาราศาสตร์สำหรับศึกษา สำรวจ ตรวจวัด วัตถุท้องฟ้าและปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ ดาวเทียมสังเกตการณ์ดาราศาสตร์มีทั้งประเภทที่โคจรรอบโลก และประเภทที่โคจรผ่านไปใกล้ดาวเคราะห์หรือลงสำรวจดาวเคราะห์ ซึ่งเรียกดาวเทียมประเภทหลังนี้ว่า ยานอวกาศ เช่น ยานอวกาศวอยเอเจอร์ที่โคจรเฉียดดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน เป็นต้น

5. กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล เป็น กล้องโทรทรรศน์ที่นำขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 25 เมษายน 2533 เป็นกล้องโทรทรรศน์ชนิดสะท้อนแสง มีมวลประมาณ 11,360 กิโลกรัม ใช้พลังงานจากเซลล์สุริยะที่ปีก 2 ข้าง เพื่อเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าเก็บไว้ในแบตเตอรี่นิกเกิล2ไฮโดรเจน ขนาดใหญ่ 6 ตัว เพื่อใช้งานเมื่อกล้องไม่ได้รับแสงอาทิตย์เนื่องจากโคจรไปอยู่ในเงาของโลก อุปกรณ์ที่นำติดไปกับกล้องฮับเบิลคือ ระบบคอมพิวเตอร์ กล้องถ่ายภาพมุมกว้าง เครื่องตรวจวัดสเปกตรัม เครื่องปรับทิศทางของกล้อง เป็นต้น


           ศูนย์ควบคุมบนพื้นโลกจะทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ในกล้องฮับเบิล และส่งข้อมูลกลับมาที่ศูนย์ควบคุมเพื่อศึกษารายละเอียดของวัตถุท้องฟ้าได้ กว้างไกลกว่าเดิม เพราะกล้องฮับเบิลสามารถส่องไปได้ไกลถึง 14,000 ล้านปีแสง
          จากอดีตถึงปัจจุบันวิทยาการทางด้านวิทยาศาสตร์ได้รับการพัฒนาอย่างกว้างไกล มีโครงการอวกาศหลากหลาย บางโครงการสิ้นสุดไปแล้ว บางโครงการยังดำเนินการอยู่ บางโครงการตั้งขึ้นมาใหม่ โครงการอวกาศเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของเทคโนโลยีอวกาศ ซึ่งช่วยให้มนุษย์มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับดาราศาสตร์มากขึ้น

เทคโนโลยีอากาศ

posted on 28 Feb 2011 22:17 by pack-sp
เทคโนโลยีอวกาศ
 
 

เทคโนโลยีอวกาศเป็นการนำหลักการทางวิทยาศาสตร์ไปใช้ในการขยายขอบเขตการศึกษา ค้นคว้าทางด้านดาราศาสตร์และ

อวกาศและประยุกต์ความรู้ที่ได้มาพัฒนาความเป็นอยู่ของมนุษย์เพื่อความอยู่รอด อย่างมีความสุขและยั่งยืน

- กล้องโทรทรรศน์เป็นเครื่องมือขยายขอบเขตการเห็นของมนุษย์ ช่วยขยายให้เห็นรายละเอียดของดาวเคราะห์และ

วัตถุท้องฟ้าบางอย่างซึ่งนำไปสู่การปรับแก้ทฤษฎีความเชื่อให้สอดคล้องกับสิ่งที่พบเห็นในธรรมชาติ


 

1. กล้องโทรทรรศน์ชนิดสะท้อนแสง (Reflect telescope)

 

หลักการของกล้องโทรทัศน์ชนิดสะท้อนแสง
กล้องจะรับแสงที่เข้ามากระทบกับกระจกเว้าที่อยู่ท้ายกล้องที่เราเรียกว่า Primary Mirror

แล้วรวมแสง สะท้อนกับกระจกระนาบหรือ ปริซึม เราเรียกว่า Secondary Mirror

ที่อยู่กลางลำกล้อง เข้าสู่เลนซ์ตาขยายภาพอีกทีหนึ่ง

อัตราขยายของกล้อง = ความยาวโฟกัสของกระจกเว้า / ความโฟกัสของเลนซ์ตา

โครงสร้างภายในของกล้องแบบนิวโทเนียน หรือ กล้องแบบสะท้อนแสง

ข้อดีของกล้องชนิดนี้
1. ใช้กระจกเว้าเป็นตัวรวมแสง ทำให้สามารถสร้างขนาดใหญ่มากๆได้ ซึ่งจะมีราคาถูกกว่า

เลนซ์ที่มีขนาดเท่ากัน
2. โดยทั้วไปกล้องชนิดนี้จะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5-6 นิ้วขึ้นไป ทำให้มีการรวมแสงได้

มากเหมาะที่จะใช้สังเกตวัตถุระยะไกลๆ เช่น กาแลกซี เนบิวล่า เพราะมีความเข้มแสงน้อยมาก
3. ภาพที่ได้จากกล้องแบบสะท้อนแสง จะไม่กลับภาพซ้ายขวาเหมือนกล้องแบบหักเหแสง แต่การมองภาพอาจจะ

หัวกลับบ้างขึ้นอยู่กับลักษณะการมองจากกล้องเพราะเป็นการมองที่หัวกล้อง ไม่ใช่ที่ท้ายกล้อง เหมือนกล้องแบบหักเหแสงข้อเสีย

ของกล้องชนิดนี้
1. การสร้างนั้นยุ่งยากซับซ้อนมาก
2. มีกระจกบานที่สองสะท้อนภาพอยู่กลางลำกล้อง ทำให้กีดขวางทางเดินของแสง หากเส้นผ่านศูนย์กลาง กล้องเล็กมากๆ ดังนั้น

กล้องแบบสะท้อนแสงนี้จะมักมีขนาดใหญ่ ตั้งแต่ 4.5 นิ้วขึ้นไป

 


 

 

2. กล้องโทรทรรศน์ชนิดหักเหแสง (Refract telescope)

 

เป็นอุปกรณ์ที่สามารถขยาย วัตถุที่อยู่ในระยะไกล 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


 

 

ประวัติการส่งยานอวกาศ

- พ. ศ. 1775 ชาวจีนใช้จรวดขับดันลูกธนูเป็นอาวุธ

- ประเทศไทยเล่นบั้งไฟในงานบุญ ( ไม่ได้บันทึกปี)

- พ. ศ. 2446 ไซออล คอฟสกี (Tsiokovski) ชาวรัสเซียได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้บุกเบิกความคิดในการเกิดทางระหว่างดาว ซึ่งต้องเดินทางผ่านห้วงอากาศ

- พ. ศ. 2469 โรเบิร์ต กอดดาร์ด (Robert Goddard) ชาวอเมริกันประสบความสำเร็จในการใช้จรวดเชื้อเพลิงเหลว

 

 

 

 

การส่งดาวเทียมและยาน อวกาศขึ้นสู่อวกาศจะต้องอาศัยเทคโนโลยีจรวดเพื่อเอาชนะแรงดึงดูดของโลก ต่อมามีการพัฒนาระบบการขนส่งอวกาศซึ่งประกอบด้วย จรวดเชื้อเพลิงแข็ง ถังเชื้อเพลิงภายนอก และยานขนส่งอวกาศ ทำให้การส่งดาวเทียมและยานอวกาศมีประสิทธิภาพมากขึ้น สามารถนำชิ้นส่วนบางอย่างที่ใช้แล้วนำกลับมาใช้ใหม่ ตลอดจนการแก้ปัญหาเพื่อให้มนุษย์สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ในยานอวกาศด้วยการ ออกกำลังกาย

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ความรู้วิทยาศาสตร์พื้นฐานกับการพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศ

- การส่งและควบคุมติดตามดาวเทียมและยานอวกาศอาศัยจรวดที่มีแรงขับดันจากเชื้อ เพลิงเป็นหลัก ซึ่งเป็นไปตามกฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 3 ของนิวตัน แรงกิริยาที่แก๊สร้อนถูกขับออกมาจากการเผาไหม้ เท่ากับแรงปฏิกิริยาที่กระทำต่อจรวด ส่งผลให้จรวดเคลื่อนที่ในทิศตรงข้าม ดังนั้นแรงดันของจรวดจะแปรตามความเร็วของแก๊สที่ถูกขับออกมาจากจรวด

- การพบอัตราส่วนที่เหมาะสมของเชื้อเพลิงกับสารที่ให้ออกซิเจน ซึ่งรวมกันเป็นสารขับดัน เช่น อัตราส่วนของสารขับดันที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนเหลว ( เชื้อเพลิง) กับออกซิเจนเหลว เป็น 1 : 1.5 โดยน้ำหนัก เป็นต้น

- ความรู้เกี่ยวกับความเร็วในวงโคจรของยานอวกาศที่ระดับความสูงต่าง ๆ โดยที่ยานอวกาศไม่ตกลงมาสู่พื้นโลก เช่น ที่ความสูง 160 กิโลเมตร ยานอวกาศต้องโคจรด้วยความเร็วประมาณ 7.8 กิโลเมตรต่อวินาที

- ความรู้เกี่ยวกับการผลิตพลังงานไฟฟ้าในอวกาศ ซึ่งอาจผลิตได้จากแหล่งต่อไปนี้

- เซลล์สุริยะ (solar cells)

- เซลล์เชื้อเพลิง (fuel cells)

- เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

จากความรู้และการพัฒนา เทคโนโลยีอวกาศก่อให้เกิดประโยชน์ต่อมนุษย์ในด้านต่าง ๆ เช่น การพยากรณ์อากาศ โดยอาศัยข้อมูลจากดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา การสำรวจทรัพยากรของโลกจากดาวเทียมสำรวจทรัพยากร การสื่อสารโทรคมนาคมจากดาวเทียมสื่อสาร และการสังเกตการณ์ดาราศาสตร์จากดาวเทียมที่มีกล้องโทรทรรศน์และอุปกรณ์ดารา ศาสตร์ และกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล


 

 

ผลของความก้าวหน้าด้านอวกาศ