เทคโนโลยีอวกาศ · 2020. 3. 24. · เทคโนโลยีอวกาศ Suan ...

เทคโนโลยอวกาศ

https://www.spaceanswers.com/astronomy/stargazing-live-astronomy-week-part-three-understand-the-celestial-sphere/

Suan Sunandha Rajabhat University

ใหนกศกษาชมวดโอเทคโนโลยอวกาศ

ยานอวกาศกบความกาวหนาทางดาราศาสตรในปจจบน

• กลองโทรทศน

• จรวด

• กระสวยอวกาศ

• ดาวเทยม

• ยานอวกาศ

กลองโทรทศน

• หลกการของกลองโทรทรรศน

• ประเภทของกลองโทรทรรศน

กลองโทรทรรศน (Telescope)

เปนกลองสองทางไกลซงนกดาราศาสตรใชศกษาวตถทองฟา มสมบตทส าคญ 2 ประการ :

• ความสามารถในการรวมแสง - กลองโทรทรรศนสามารถรวมแสงไดมากกวาดวงตาของมนษย ชวยใหสามารถมองเหนวตถซงมความสวางนอย เชน เนบวลา และกาแลกซ

• ความสามารถในการขยาย - กลองโทรทรรศนชวยขยายขนาดของภาพ ท าใหมองเหนรายละเอยดของวตถไดมากขน เชน หลมบนดวงจนทร ดาวเคราะห ดาวค เปนตน

อปกรณทส าคญของกลองโทรทรรศน คอ เลนสนน มหนาทรวมแสงใหมาตกทจดโฟกส (Focus) เราเรยกระยะทางระหวางจดกงกลางของเลนสกบจดโฟกสวา "ความยาวโฟกส" (Focal length)

หากใชเลนสนนสองมองวตถทมระยะใกลกวาความยาวโฟกส เลนสนนจะชวยในการขยายภาพ

หากใชเลนสนนสองมองวตถทมระยะไกลกวาความยาวโฟกส เลนสนนจะชวยในการรวมแสง แลวใหภาพหวกลบ

ฮานส ลเพอรฮ (Hans Lipperhey) ชางท าแวนชาวดตซไดประดษฐกลองสองทางไกลตวแรกของโลกขนในป พ.ศ.2153 โดยการน าเลนสนนและเลนสเวามาเรยงตอกนโดยมระยะหางเทากบความยาวโฟกสของเลนสทงสอง

ปตอมา กาลเลโอ กาลเลโอ (Galileo Galilei) นกดาราศาสตรชาวอตาลไดน ากลองสองทางไกลแบบนมาใชศกษาวตถทองฟา นกวทยาศาสตรในยคตอมาไดปรบปรงกลองโทรทรรศนโดยใชเลนสนน 2 ชด

เลนสชดหนามขนาดใหญหนไปยงวตถทตองการจะดเรยกวา "เลนสใกลวตถ" (Objective Lens) มหนาทรวบรวมแสง เลนสชดหลงมขนาดเลกใชส าหรบมอง เรยกวา "เลนสใกลตา" (Eyepieces) มหนาทเพมก าลงขยาย เลนสทงสองเรยงตอกนโดยมระยะหางเทากบความยาวโฟกสของเลนสใกลวตถ (fo) และความยาวโฟกสของเลนสใกลตา (fe) รวมกนหรอ fo + fe กลองโทรทรรศนแบบนใหภาพจรงหวกลบ

กลองโทรทรรศนชวยใหนกดาราศาสตรมองเหนวตถในหวงอวกาศทอยหางไกล เชน เนบวลา กระจกดาว และกาแลกซตางๆ ซงไมสามารถมองเหนไดดวยตาเปลา เนองจากแสงเดนทางมาจากระยะทางทไกลมาก ความเขมของแสงจงลดลง เลนสของกลองโทรทรรศนมพนทรบแสงไดมากกวาดวงตาของมนษย จงมก าลงรวมแสงมากกวา

ตวอยาง: เมอเปรยบเทยบเลนสของกลองโทรทรรศน ซงมขนาดเสนผานศนยกลาง 500 มลลเมตร กบดวงตาของมนษย (กระจกตาด า) ซงมขนาดเสนผานศนยกลางประมาณ 5 มลลเมตร จะเหนวา เลนสของกลองโทรทรรศนมขนาดใหญกวาดวงตาของมนษย = 500/5 = 100 เทา และมก าลงรวมแสงมากกวา 1002 = 10,000 เทา

นกดาราศาสตรยงตองการศกษารายละเอยดของวตถทองฟา เชน ลกษณะของดาวเคราะห ระยะหางระหวางดาวค ซงเราสามารถค านวณก าลงขยาย (Magnification) ของกลองโทรทรรศนดวยสตร

ตวอยาง: ถาเลนสใกลวตถมความยาวโฟกส 1000 มลลเมตร เลนสใกลตามความยาวโฟกส 10 มลลเมตร ก าลงขยายทไดคอ fo/fe = 1000/10 = 100 เทา

ประเภทของกลองโทรทรรศน

• กลองโทรทรรศนแบบหกเหแสง (Refractor telescope)

• กลองโทรทรรศนแบบสะทอนแสง (Reflector telescope)

• กลองโทรทรรศนแบบผสม (Catadioptic telescope)

กลองโทรทรรศนแบบหกเหแสง (Refractor telescope)

เปนกลองโทรทรรศนทใชเลนสนนในการรวมแสง มใชกนอยางแพรหลายสามารถพบเหนไดทวไป มกมขนาดเลกเนองจากเลนสนนสวนใหญมโฟกสยาว (เลนสโฟกสสนสรางยากและมราคาสงมาก) ดงนน ถาเปนกลองโทรทรรศนขนาดใหญจะยาวเกะกะ ล ากลองมน าหนกมาก เปลองพนทในการตดตง จงไมเปนทนยมใชในหอดดาว

กลองโทรทรรศนแบบหกเหแสงเหมาะส าหรบใชศกษาวตถทสวางมาก เชน ดวงจนทรและดาวเคราะหแตไมเหมาะส าหรบการสงเกตวตถทมขนาดใหญแตสวางนอย เชน เนบลาและกาแลกซ

กลองโทรทรรศนแบบหกเหแสง ประกอบดวยเลนส นนอยางนอยสองชนประกอบดวยกน ชนหนงเรยกวา เลนสวตถ อยทางดานหนาของตวกลอง อกชนหนงเรยกวา เลนสตา อยต าแหนงใกลตา อตราขยายของกลองชนดนสามารถหาไดจาก

ก าลงขยาย =ความยาวโฟกสของเลนสวตถความยาวโฟกสของเลนสตา

ใหนกศกษาภาพเคลอนไหว กลองโทรทรรศนแบบหกเหแสง

กลองโทรทรรศนแบบสะทอนแสง (Reflector telescope)

ถกคดคนโดย เซอร ไอแซค นวตน บางครงจงถกเรยกวา "กลองโทรทรรศนแบบนวโทเนยน " (Newtonian telescope) กลองโทรทรรศนแบบนใชกระจกเวาท าหนาทเลนสใกลวตถแทนเลนสนน รวบรวมแสงสงไปยงกระจกทตยภมซงเปนกระจกเงาระนาบขนาดเลกตดตงอยในล ากลอง สะทอนล าแสงใหตงฉากออกมาทเลนสตาทตดตงอยทดานขางของล ากลอง

กลองโทรทรรศนแบบสะทอนแสงประกอบดวยกระจกเวาโคงแบบพาราโบลา เรยกวา กระจกหลก (Primary mirror) กบเลนสตาอกอนหนง ก าลงขยายของกลองแบบสะทอนแสงหาไดจาก

ก าลงขยาย =ความยาวโฟกสของกระจกหลกความยาวโฟกสของเลนสตา

ใหนกศกษาภาพเคลอนไหว กลองโทรทรรศนสะทอนแสง

กลองโทรทรรศนชนดผสม (Catadioptic)

กลองประเภทนเปนกลองโทรทรรศนแบบสะทอนแสง ซงใชกระจก 2 ชด สะทอนแสงกลบไปกลบมา เพอชวยลดความยาวและน าหนกของล ากลอง กลองโทรทรรศนแบบผสมบางชนด อาจมการน าเอาเลนสมาใชในก า ร แก ไ ขภ าพ ให ค มช ด แ ต ม ใ ช เ พ อจดประสงคในการรวมแสง ดงเชน เลนสของกลองแบบหกเหแสง เราจะพบวา กลองโทรทรรศนขนาดใหญทอยในหอดดาว สวนใหญ มกจะเปนกลองโทรทรรศนแบบน

ใหนกศกษาภาพเคลอนไหว กลองโทรทรรศนชนดผสม

จรวด

• หลกการสงยานอวกาศ

• ประเภทของจรวด

ใหนกศกษาชมวดโอท าไมกระสวยอวกาศตองทะยานขนฟาในแนวตง

หลกการสงยานอวกาศ

เซอรไอแซค นวตน (Sir Isaac Newton) นกคณตศาสตรชาวองกฤษ ผคดคนทฤษฎเรองแรงโนมถวงของโลก อธบายวา หากเราขนไปอยบนทสงแลวปลอยวตถใหหลน วตถจะตกลงสพนในแนวดง

เม อออกแรงขวางวตถออกไปในทศทางขนานกบพน วตถจะเคลอนทเปนเสนโคง (A) แรงลพธซงเกดขนจากแรงทเราขวางและแรงโนมถวงของโลกรวมกนท าใหวตถเคลอนทเปนวถโคง

ถ า เราออกแรงมากข น ว ถ การเคลอนทของวตถจะโคงนอยลง วตถจะยงตกไกลขน (B)

หากเราออกแรงมากจนวถของวตถขนานกบความโคงของโลก วตถจะไมตกสพนโลกแตจะโคจรรอบโลกเปนวงกลม (C) เราเรยกการตกในลกษณะเชนนวา “การตกอยางอสระ” (Free fall) และนคอ หลกการสงยานอวกาศขนสวงโคจรรอบโลก

หากเราเพมแรงใหกบวตถมากขนไปอกกจะไดวงโคจรเปนรปวงร (D)

ถาเราสงวตถดวยความเรว 11.2 กโลเมตรตอวนาท วตถจะไมหวนกลบคนมาแตจะเดนทางออกสหวงอวกาศ (E) เราเรยกความเรวนวา “ความ เร วหล ดพน” (Escape speed) และนคอหลกการสงยานอวกาศไปยงดาวเคราะหดวงอน

ในทางปฏบตเราไมสามารถยงจรวดขนสอวกาศในแนวราบได เพราะโลกมบรรยากาศหอหมอย ความหนาแนนของอากาศจะตานทานใหจรวดเคลอนทชาลงและตกลงเสยกอน ดงนนเราจงสงจรวดขนสทองฟาในแนวดง แลวคอยปรบวถใหโคงขนานกบผวโลก เมออยเหนอชนบรรยากาศในภายหลง

จรวด (Rocket)

จรวด หมายถง อปกรณส าหรบสรางแรงขบดนเทานน หนาทของจรวดคอ การน ายานอวกาศ ดาวเทยม หรออปกรณประเภทอนขนสอวกาศ แรงโนมถวง (Gravity) ของโลก ณ พนผวโลกมความเรงเทากบ 9.8 เมตร/วนาท2 ดงนนจรวดจะตองมแรงขบเคลอนสงมาก เพอเอาชนะแรงโนมถวงของโลก จรวดท างานตามกฎของนวตน

จรวดท างานตามกฎของนวตน 3 ขอดงน• กฎขอท 3 “แรงกรยา = แรงปฏกรยา” จรวดปลอยแกสรอนออกทางทอ

ทายดานลาง (แรงกรยา) ท าใหจรวดเคลอนทขนสอากาศ (แรงปฏกรยา)• กฏขอท 2 "ความเรงของจรวดแปรผนตามแรงขบของจรวด แต

แปรผกผนกบมวลของจรวด" (a = F/m) ดงนน จรวดตองเผาไหมเชอเพลงอยางตอเนอง เพอสรางความเรงเอาชนะแรงโนมถวง และเพอใหไดความเรงสงสด นกวทยาศาสตรจะตองออกแบบใหจรวดมมวลนอยทสดแตมแรงขบดนมากทสด

• กฎขอท 1 "กฎของความเฉอย" เมอจรวดน าดาวเทยมหรอยานอวกาศเขาสวงโคจรรอบโลกแลว จะดบเครองยนตเพอเคลอนทดวยแรงเฉอย ใหไดความเรวคงท เพอรกษาระดบความสงของวงโคจรใหคงท

ประเภทของจรวดตามชนดของเชอเพลงออกเปน 2 ประเภท คอ

จรวดเชอเพลงแขง มโครงสรางไมสลบซบซอน แ ต เ ม อ ก า ร เ ผ า ไ ห มเชอเพลงเกดขนแลว ไมสามารถหยดได

จรวดเชอเพลงเหลว มโครงสรางสลบซบซอน เพราะตองมถงเกบเชอเพลงเหลว และออกซเจนเหลว (เพอชวยใหเกดการสนดาป) ซงมอณหภมต ากวาจดเยอกแขง และยงตองมทอและป ม เพ อ ล า เ ล ย ง เ ช อ เพล ง เ ข า ส ห อ งเครองยนต เพอท าการเผาไหม จรวดเชอเพลงเหลวมขอดคอ สามารถควบคมปรมาณการเผาไหม และปรบทศทางของกระแสกาซได

การน าจรวดขนสอวกาศนนจะตองท าการเผาไหมเชอเพลงจ านวนมาก เพอใหเกดความเรงมากกวา 9.8 เมตร/วนาท2 หลายเทา ดงนนจงมการออกแบบถงเชอเพลงเปนตอนๆ เราเรยกจรวดประเภทนวา “จรวดหลายตอน” (Multistage rocket) เมอเชอเพลงตอนใดหมด กจะปลดตอนนนทง เพอเพมแรงขบดน (Force) โดยการลดมวล (mass) เพอใหจรวดมความเรงมากขน (กฎของนวตนขอท 2: ความเรง = แรง / มวล)

อปกรณทจรวดน าขนไป (Payload)

ขปนาวธ (Missile)

เปนค าทเรยกรวมของจรวดและหวรบ เนองจากจรวดมราคาสง และมพกดบรรทกไมมาก หวรบทบรรทกขนไปจงมขนาดเลก แตมอ านาจการท าลายสงมาก เชน หวรบนวเคลยร

ดาวเทยม (Satellite)

อปกรณทสงขนไปโคจรรอบโลก เพอใชประโยชนในดานตาง ๆ เชน ถายภาพ โทรคมนาคม ตรวจสภาพอากาศ หรองานวจยทางวทยาศาสตร

ยานอวกาศ (Spacecraft)

ยานพาหนะทโคจรรอบโลก หรอเดนทางไปยงดาวดวงอน อาจจะมหรอไมมมนษยเดนทางไปดวยกได เชน ยานอะพอลโล ซงน ามนษยเดนทางไปดวงจนทร

สถานอวกาศ (Space Station)

หองปฏบตการในอวกาศ ซงมปจจยสนบสนนใหมนษยสามารถอาศยอยในอวกาศไดนานนบเดอน หรอเปนป สถานอวกาศสวนมากถกใช เปนหองปฏบตการทางวทยาศาสตร เพอประโยชนในการวจย ทดลอง และประดษฐคดคนในสภาวะไรแรงโนมถวง สถานอวกาศทใชงานอยในปจจบน ไดแก สถานอวกาศนานาชาต ISS (International Space Station)

กระสวยอวกาศ

• องคประกอบของกระสวยอวกาศ

• ขนตอนการท างานของกระสวยอวกาศ

กระสวยอวกาศ (Space Shuttle)

จรวดเปนอปกรณราคาแพง เมอถกสงขนสอวกาศแลวไมสามารถน ามาใชใหมได การสงจรวดแตละครงจงสนเปลองมาก นกวทยาศาสตรจงพฒนาแนวคดในการสรางยานขนสงขนาดใหญทสามารถเดนทางขนสอวกาศแลวเดนทางกลบสโลกใหน ามาใชใหมไดหลายครง เรยกวา "กระสวยอวกาศ" (Space Shuttle)

จรวดเชอเพลงแขง (Solid Rocket Booster)

จ านวน 2 ชด ตดตงขนาบกบถงเชอเพลงภายนอกทงสองข าง มหนาท ขบดนใหยานขนสงอวกาศทงระบบทะยานขนสอวกาศ

ถงเชอเพลงภายนอก (External Tank)จ านวน 1 ถ ง ต ดต ง อย ต รงกลางระหวางจรวดเชอเพลงแขงทงสองดาน มหนาทบรรทกเชอเพลงเหลว ซงมทอล าเลยงเชอเพลงไปท าการสนดาปในเครองยนตซงตดตงอยทางดานทายของกระสวยอวกาศ

ยานขนสงอวกาศ (Orbiter) ท าหนาทเปนยานอวกาศ หองท างานข อ ง น ก บ น ห อ ง ป ฏ บ ต ก า ร ข อ งนกวทยาศาสตร และบรรทกสมภาระทจะไปปลอยในวงโคจรในอวกาศ เชน ดาวเทยม หรอชนสวนของสถานอวกาศ เปนตน เมอปฏบตภารกจส าเรจแลว ยานขนสงอวกาศจะท าหนาทเปนเครองร อ น น า น ก บ น อ ว ก า ศ แ ล ะนกวทยาศาสตรกลบสโลกโดยรอนลงสนามบน

ขนตอนการท างานของกระสวยอวกาศ

1. กระสวยอวกาศยกตวขนจากพนโลก โดยใชก าลงขบดนหลกจากจรวดเชอเพลงแขง 2 ชด และใชแรงดนจากเครองยนตเชอเพลงเหลวซงตดตงอยทางดานทายของยานขนสงอวกาศเปนตวควบคมวถของกระสวยอวกาศ

2.หลงจากทะยานขนสทองฟาได 2 นาท ไดระยะสงประมาณ 46 กโลเมตร เชอเพลงแขงถกสนดาปหมด จรวดเชอเพลงแขงถกปลดออกใหตกลงสพนผวมหาสมทร โดยกางรมชชพเพอชะลออตราการรวงหลน และมเรอมารอลากกลบ เพอน ามาท าความสะอาดและบรรจเชอเพลงเพอใชในภารกจครงตอไป3.กระสวยอวกาศยงคงทะยานขนสอวกาศตอไปยงระดบความสงของวงโคจรทตองการ โดยเครองยนตหลกทอยดานทายของยานขนสงอวกาศจะดดเชอเพลงเหลวจากถงเชอเพลงภายนอก มาสนดาปจนหมดภายในเวลา 5 นาท แลวสลดถงเชอเพลงภายนอกทงใหเสยดสกบชนบรรยากาศจนลกไหมหมดกอนตกถงพนโลก ณ เวลานนยานขนสงอวกาศจะอยในระดบความสงของวงโคจรทตองการเปนทเรยบรอยแลว

4. ยานขนสงอวกาศเขาสวงโคจรอบโลกดวยแรงเฉอย โดยมเชอเพลงส ารองภายในยานเพยงเลกนอยเพอใชในการปรบทศทาง เมอถงต าแหนง ความเรว และทศทางทตองการ จากนน น าดาวเทยมทเกบไวในหองเกบสมภาระออกมาปลอยเขาสวงโคจร ซงจะเคลอนทโดยอาศยแรงเฉอยจากยานขนสงอวกาศนนเอง

5. จากนนยานขนสงอวกาศจะเคลอนทจากออกมา โดยยานขนสงอวกาศสามารถปรบทาทางการบนโดยใชเครองยนตจรวดเชอเพลงเหลวขนาดเลก ซงเรยกวา "ทรสเตอร" (Thrusters) หลายชดซงตดตงอยรอบยาน เชน หากตองการใหยานกมหวลง กจะจดทรสเตอรหวยานดานบนและทรสเตอรทายยานดานลางพรอมๆ กน เมอไดทศทางทตองการกจะจดทรสเตอรในทศตรงการขามเพอหยดการเคลอนไหว

6. เมอเสรจสนภารกจในวงโคจร ยานขนสงอวกาศจะใชปกในการตานทานอากาศเพอชะลอความเรว และสรางแรงยกเพอรอนลงสสนามบนในลกษณะคลายเครองรอน ซงไมมแรงขบเคลอนใดๆ นอกจากแรงโนมถวงของโลกทกระท าตอตวยาน ดงนน เมอตดสนใจจะท าการลงแลวตองลงใหส าเรจ ยานขนสงอวกาศจะไมสามารถเพมระยะสงไดอก หลงจากทลอหลกแตะพนสนามบนกจะปลอยรมชชพเพอชะลอความเรว

ดาวเทยม

• ประเภทของดาวเทยม

• วงโคจรของดาวเทยม

• ดาวเทยมทใชในประเทศไทย

ใหนกศกษาชมวดโอ10 เรองนารเกยวกบดาวเทยม

ดาวเทยม (Satellite)

ดาวเทยม คอ อปกรณทมนษยสรางขนแลวปลอยไวในวงโคจรรอบโลก เพอใชประโยชนในดานตางๆ เชน ถายภาพ ตรวจอากาศ โทรคมนาคม และปฏบตการทางวทยาศาสตร เปนตน ดาวเทยมถกสงขนสอวกาศโดยตดตงบนจรวดหรอยานขนสงอวกาศ

ดาวเทยมดวงแรกของโลกเปนของสหภาพโซเวยตชอ สปตนก 1 (Sputnik 1) ถกสงขน

สอวกาศ เมอวนท 4 ตลาคม 2500

สวนประกอบของดาวเทยมธออส

ประเภทของวงโคจร

วงโคจรระยะต า (Low Earth Orbit "LEO")

• อยสงจากพนโลกไมเกน 1,000 กม. • เหมาะส าหรบการถายภาพรายละเอยดสง ตดตามสงเกตการณอยางใกลชด • วงโคจรใกลพนผวโลกมาก ภาพถายทไดจงครอบคลมพนทเปนบรเวณแคบ และ

ไมสามารถครอบคลมบรเวณใดบรเวณหนงไดนาน เนองจากดาวเทยมตองเคลอนทดวยความเรวสงมาก

• ดาวเทยมวงโคจรต าจงนยมใชวงโคจรขวโลก (Polar Orbit) หรอใกลขวโลก (Near Polar Orbit) ดาวเทยมจะโคจรในแนวเหนอ-ใต ขณะทโลกหมนรอบตวเอง ดาวเทยมจงเคลอนทผานเกอบทกสวนของพนผวโลก

วงโคจรระยะปานกลาง (Medium Earth Orbit "MEO")

• ตงแต 1,000 กโลเมตร จนถง 35,000 กโลเมตร • สามารถถายภาพและสงสญญาณวทยไดครอบคลมพนทไดเปนบรเวณกวางกวา

ดาวเทยมวงโคจรต า • หากตองการสญญาณใหครอบคลมทงโลกจะตองใชดาวเทยมหลายดวงท างาน

รวมกนเปนเครอขายและมทศทางของวงโคจรรอบโลกท ามมเฉยงหลายๆ ทศทาง • ดาวเทยมทมวงโคจรระยะปานกลางสวนมากเปนดาวเทยมน ารอง เชน เครอขาย

ดาวเทยม GPS ประกอบดวยดาวเทยมจ านวน 24 ดวง ท างานรวมกน

วงโคจรประจ าท (Geostationary Earth Orbit "GEO")

• อยสงจากพนโลกประมาณ 35,786 กม. • มเสนทางโคจรอยในแนวเสนศนยสตร (Equatorial Orbit) • ดาวเทยมจะหมนรอบโลกดวยความเรวเชงมมเทากบโลกหมนรอบตวเองท าใหด

เหมอนลอยนงอยเหนอพนผวโลกต าแหนงเดมอยตลอดเวลา จงถกเรยกวา "ดาวเทยมวงโคจรสถต หรอ วงโคจรคางฟา"

• จงนยมใชส าหรบการถายภาพโลกทงดวง เฝาสงเกตการณเปลยนแปลงของบรรยากาศ และใชในการโทรคมนาคมขามทวป

• ดาวเทยมวงโคจรคางฟาจะตองลอยอยทระดบสง 35,786 กโลเมตรเทานน วงโคจรแบบนจงมดาวเทยมอยหนาแนน และก าลงจะมปญหาการแยงพนทในอวกาศ

วงโคจรปวงร (Highly Elliptical Orbit "HEO“)

• เปนวงโคจรออกแบบส าหรบดาวเทยมทปฏบตภารกจพเศษเฉพาะกจ เนองจากดาวเทยมความเรวในวงโคจรไมคงท เมออยใกลโลกดาวเทยมจะเคลอนทใกลโลกมาก และเคลอนทชาลงเมอออกหางจากโลกตามกฎขอท 2 ของเคปเลอร

• ดาวเทยมวงโคจรรปวงร สวนมากเปนดาวเทยมทปฏบตงานดานวทยาศาสตร เชน ศกษาสนามแมเหลกโลก เนองจากสามารถมระยะหางจากโลกไดหลายระยะ

• หรอเปนดาวเทยมจารกรรมซงสามารถบนโฉบเขามาถายภาพพนผวโลกดวยระยะต ามากและปรบวงโคจรได

ประเภทของดาวเทยม

ดาวเทยมท าแผนท

• เปนดาวเทยมทมวงโคจรต า (LEO) ทระดบความสงไมเกน 800 กโลเมตร เพอใหไดภาพทมรายละเอยดสง

• เปนดาวเทยมทมวงโคจรใกลขวโลก (Polar orbit) เพอใหสแกนพนผวถายภาพไดครอบคลมทกพนทของโลก

• ภาพถายดาวเทยมทไดสามารถน าไปใชในการท าแผนท ผงเมอง และการท าจารกรรมสอดแนมทางการทหาร

• ดาวเทยมท าแผนททมชอเสยงไดแก Ikonos, QuickBird ซงสามารถดภาพแผนทใน Google Maps

ภาพถายรายละเอยดสงของพระบรมมหาราชวง ซงถายโดยดาวเทยม GeoEye-1 ทความสง 680 กโลเมตร ความเรวในวงโคจร 27,359 กโลเมตรตอชวโมง

ดาวเทยมส ารวจทรพยากร

• เปนดาวเทยมวงโคจรต า ทมวงโคจรแบบใกลขวโลก (Near Polar Orbit) ทระยะสงประมาณ 800 กโลเมตร จงไมมรายละเอยดสงเทาภาพถายทไดจากดาวเทยมท าแผนท เพราะเนนการครอบคลมพนทเปนบรเวณกวาง และท าการบนทกภาพไดทงในชวงแสงทตามองเหนและรงสอนฟราเรด เนองจากโลกแผรงสอนฟราเรดออกมา จงสามารถบนทกภาพไดแมในเวลากลางคน

• ดาวเทยมส ารวจทรพยากรทมชอเสยงมากไดแก LandSat, Terra และ Aqua (MODIS Instruments)

• ดาวเทยมส ารวจทรพยากรของไทยมชอวา ธออส (Theos)

ภาพถายพนทน าทวมของประเทศไทย โดยอปกรณ MODIS ทตดตงในดาวเทยม Terra

ดาวเทยมอตนยมวทยา

• มวงโคจรหลายระดบขนอยกบการออกแบบในการใชงาน • ดาวเทยม NOAA มวงโคจรต าถายภาพรายละเอยดสง• สวนดาวเทยม GOES และ MTSAT มวงโคจรคางฟาอยทระดบสงถายภาพมมกวาง

ครอบคลมทวปและมหาสมทร• นกอตนยมวทยาใชภาพถายดาวเทยมในการพยากรณอากาศและตดตามการเคลอนท

ของพายจงสามารถชวยปองกนความเสยหายและชวตคนไดเปนจ านวนมาก

ดาวเทยมเพอการน ารอง Global Positioning System "GPS"

• เปนระบบบอกต าแหนงพกดภมศาสตรบนพนโลก ซงประกอบดวยเครอขายดาวเทยมจ านวน 32 ดวง โคจรรอบโลกในทศทางตางๆ ทระยะสง 20,000 กโลเมตร สงสญญาณมาบนโลกพรอมๆ กน

• แตเนองจากดาวเทยมแตละดวงอยหางจากเครองรบบนพนโลกไมเทากน เครองรบจงไดรบสญญาณจากดาวเทยมแตละดวงไมพรอมกน วงจรอเลคทรอนกสในเครองรบ GPS น าคาเวลาทแตกตางมาค านวณหาพกดภมศาสตรบนพนโลก

• ปจจบนเครองรบ GPS เปนทนยมใชกนในหมนกเดนทางมทงแบบมอถอ ตดตงบนรถ เรอ และเครองบน

ดาวเทยมโทรคมนาคม

• เชน Intelsat, Thaicom สวนใหญเปนดาวเทยมวงโคจรคางฟา (Geo-stationary Orbit) เพอถายทอดสญญาณจากทวปหนงไปยงอกทวปหนง ขามสวนโคงของโลก

• ดาวเทยมคางฟา 1 ดวง สามารถสงสญญาณครอบคลมพนทการตดตอประมาณ 1/3 ของผวโลก และถาจะใหครอบคลมพนททวโลก จะตองใชดาวเทยมในวงโคจรนอยางนอย 3 ดวง

• ดาวเทยมวงโคจรคางฟาจะลอยอยในแนวเสนศนยสตรโลกเทานน ดงนน สญญาณจะไมสามารถครอบคลมบรเวณขวโลกไดเลย

ดาวเทยมภารกจพเศษ

• เชน ดาวเทยมเพอการวจยทางวทยาศาสตร กลองโทรทรรศนอวกาศ ดาวเทยมจารกรรม ดาวเทยมทางทหาร

• ดาวเทยมประเภทนมระยะสงและรปแบบของวงโคจรตางๆ กนขนอยกบวตถประสงคของการใชงาน

ดาวเทยม Corona ซงใชส าหรบการลาดตระเวนทางทหาร

ยานอวกาศ

• ยานแคสสน

• ยานอะพอลโล

• สถานอวกาศ

• หลกการสงยานอวกาศ

ยานอวกาศ (Spacecraft)

ยานอวกาศ หมายถง ยานพาหนะทน ามนษยหรออปกรณอตโนมตขนไปสอวกาศ โดยมวตถประสงคเพอส ารวจโลกหรอเดนทางไปยงดาวดวงอน ยานอวกาศม 2 ประเภท คอ

• ยานอวกาศทมมนษยควบคม

• ยานอวกาศทไมมมนษยควบคม

ยานอวกาศทมมนษยควบคม (Manned Spacecraft)

ขนาดใหญ เพราะตองมปรมาตรพอทมนษยอยอาศยได และยงตองบรรทกปจจยตางๆ ทมนษยตองการ เชน อากาศ อาหาร และเครองอ านวยความสะดวกในการยงชพ เชน เตยงนอน หองน า ดงนน ยานอวกาศทมมนษยควบคมจงมมวลมาก การขบดนยานอวกาศทมมวลมากใหมอตราเรงสงจ าเปนตองใชจรวดทบรรทกเชอเพลงจ านวนมาก ซงท าใหมคาใชจายสงมาก

ยานอะพอลโล (Apollo)น ามนษยไปยงดวงจนทร

ยานอวกาศทไมมมนษยควบคม (Unmanned Spacecraft)

• มขนาดเลกมาก มมวลนอยไมจ าเปนตองใชจรวดน าสงขนาดใหญ จงมความประหยดเชอเพลงมาก ตองใชเวลาในการเดนทาง

• การควบคมยานในระยะไกลไมสามารถใชวทยควบคมได เนองจากคลนแมเหลกไฟฟา• ยานอวกาศประเภทนจงตองมสมองกลคอมพวเตอรและระบบซอฟตแวรซงฉลาดมาก

เพอใหยานอวกาศสามารถตองปฏบตภารกจไดเองทกประการและแกไขปญหาเฉพาะหนาไดทนทวงท

• นยมใชยานอวกาศทไมมมนษยควบคมในงานส ารวจระยะบกเบกและการเดนทางระยะไกล เนองจากการออกแบบยานไมตองค านงถงปจจยในการด ารงชวต ท าใหยานสามารถเดนทางระยะไกลไดเปนระยะเวลานานนอกเหนอขดจ ากดของมนษย

ยานแคสน (Cassini spacecraft) ใชส ารวจดาวเสาร

• ยคอวกาศเรมขน เมอสหภาพสงดาวเทยมสปตนก 1 (Sputnik 1) ขนสอวกาศในป พ.ศ.2500

• หลงจากนนการแขงขนทางอวกาศในยคสมยของสงครามเยนกเรมขน ดาวเทยมทถกสงขนสอวกาศเปนล าดบท 2 ไมใชของสหรฐอเมรกา แตเปนดาวเทยมสปตนก 2 (Sputnik 2) และสนขชอ ไลกา (Laika) ของสหภาพโซเวยต

• นกบนอวกาศคนแรกของโลกเปนเปนชาวรสเซยชอ ยร กาการน (Yuri Gagarin) ขนสวงโคจรโลกดวยยานอวกาศวอสตอก (Vostok) ในป พ.ศ.2504

• ดวยเหตนประธานาธบดจอหน เอฟ เคเนด จงสนบสนนโครงการอะพอลโลขององคการ NASA จนนกบนอวกาศคนแรกทเหยยบพนผวดวงจนทร คอ นล อารมสตรอง (Neil Armstrong) โดยยานอะพอลโล 11 (Apollo 11) เมอป พ.ศ.2512

• จนกระทงสงครามเยนสนสดลง ประเทศมหาอ านาจตางๆ ไดรวมมอกนกอสรางสถานอวกาศนานาชาต (International Space Station) หรอ ISS ขนไปโคจรรอบโลกตงแตป พ.ศ.2541 เปนตนมา

ใหนกศกษาศกษา เรอง ขยะอวกาศ จากเอกสารในเวบไซต

นกบนอวกาศ

• กวาจะมาเปนนกบน

• นกบนอวกาศชอดง

• ชวตในอวกาศ

ใหนกศกษาคนควาเพมเตมเรองราวของนกบนอวกาศ

• กวาจะมาเปนนกบน

• นกบนอวกาศชอดง

• ชวตในอวกาศ

• สภาพแวดลอมในอวกาศ