บทที่ 8 เทคโนโลยีอวกาศ

เทคโนโลยอวกาศ

คอการส ารวจสงตางๆทอยนอกโลกของเราและส ารวจโลกของเราเองดวย

4 ต.ค.2500 สหภาพโซเวยตสงดาวเทยม สปตนก 1 โคจรรอบโลกเปนครงแรก

เสรจสนภารกจเมอ 4 ม.ค. 2501

สปตนก

ดาวเทยม : Satellite

โดย..ครปนชยา นาคจ ารญ

ดาวเทยม :Satellite

สงประดษฐทมนษยคดคนขน ทสามารถโคจรรอบโลกโดยอาศยแรงดงดดของโลก

ใชทางการทหาร การสอสาร การรายงานสภาพอากาศ

วจยทางวทยาศาสตรเชนการส ารวจทางธรณวทยาสงเกตการณสภาพของอวกาศ

ประวตของดาวเทยม

ดาวเทยมดวงแรกมชอวา "สปตนก (Sputnik)" สงไปโดยรสเซย (ป 2500)

สหรฐไดสงดาวเทยมขนไปบางมชอวา "Explorer“(ป 2501)

รสเซยและสหรฐจงเปน 2 ประเทศผน าทางดานการส ารวจทางอวกาศ

ประวตของดาวเทยม

สวนประกอบของดาวเทยม


โครงสรางดาวเทยม

จะมน าหนกประมาณ 15 - 25% ของน าหนกรวม

ตองเลอกวสดทมน าหนกเบา และตองไมเกดการสนมากเกน

ระบบเครองยนต

หลกการท างานคลายกบเครองอดอากาศ และปลอยออกทางปลายทอ

ระบบดงกลาวจะท างานไดดในสภาพสญญากาศ

สวนประกอบของดาวเทยม

ระบบพลงงาน

ท าหนาทผลตพลงงาน และกกเกบไวเพอแจกจายใหระบบไฟฟาของดาวเทยม

อาจใชพลงงานแสงอาทตยหรอ อาจใชพลงงานนวเคลยรแทน

ระบบควบคมและบงคบ

ประกอบดวย คอมพวเตอรทเกบรวมรวมขอมล และประมวลผล

โดยมอปกรณรบสงสญญาณ (Radar System) เพอใชตดตอกบโลก

อปกรณควบคมระดบความสง

เพอรกษาระดบความสงใหสมพนธกนระหวางพนโลก และดวงอาทตย

ใหดาวเทยมสามารถโคจรอยได

เครองมอบอกต าแหนง

ก าหนดการเคลอนท ในการโคจรเพอรกษาความปลอดภยนนเอง

การท างานของดาวเทยม



ดาวเทยมจะถกสงขนไปลอยอยในต าแหนง วงโคจรคางฟา

ประมาณ 36000 - 38000 กโลเมตรจากพน

และโคจรตามการหมนของโลก


สญญาณทยงขนมาจากสถานภาคพนดน เรยกวา สญญาณขาขน ( Uplink )

ดาวเทยมจะรบและขยายสญญาณพรอมทงแปลงสญญาณใหมความถต าลง

และสงสญญาณไปยงพนทเปาหมายเรยกวา สญญาณขาลง( Downlink )

การแบงประเภทของดาวเทยม


ดาวเทยมสอสาร (Communication Satellite )

เรยกสนๆ วา comsat ใชเพอการสอสารและโทรคมนาคม

ตองท างานอยตลอดเวลาหางจากพนโลกโดยประมาณ 35.786 กม.

สามารถใชงานในอวกาศไดประมาณ 10 - 15 ป

เชน สญญาณโทรทศน สญญาณโทรศพท อนเตอรเนต เปนตน

PALAPA ของอนโดนเซย


COMSTAR ของอเมรกา

SAKURA ของญปน


THAICOM ของไทย

ดาวเทยมอตนยมวทยา

เกบขอมลสภาพภมอากาศดวยภาพถายเรดาร และภาพถายอนฟาเรด

แบงออกเปน 2 ชนด คอ ชนดโคจรคางฟา ชนดโคจรรอบโลก

ดาวเทยมอตนยมวทยา

ดาวเทยมส ารวจทรพยากร

ใชเปนสถานเคลอนทส ารวจและดการเปลยนแปลงพนผวโลก

การใชประโยชน ไดแก การท าแผนท ดานการเกษตร ส ารวจทรพยากรน า ส ารวจการใชทดน ส ารวจพนทปาไม ตดตามไฟไหมปา เปนตน

ดาวเทยมส ารวจทรพยากร

ดาวเทยมทางทหาร

ใชตดตอระหวางกองทพกบฐานทพ รบสญญาณจากสายลบ หรอสอดแนมขาศก

มการตดกลองเพอใชในการถายภาพพเศษ มอปกรณตรวจจบทจบไดทงในทมด หรอททถกพรางตาไว

เชน ดาวเทยม COSMOS ของรสเซย และ Big Bird ของสหรฐอเมรกา

ดาวเทยมก าหนดต าแหนง

เปนโครงการประเทศสหรฐอเมรกา เพอใชประโยชนทางการทหาร

แตอนญาตใหพลเรอนสามารถใชงานไดภายใตขอจ ากด

โดยตองรบสญญาณไดจากดาวเทยมอยางนอย 4 ดวง พรอม ๆ กน

เครองรบ GPS สามารถรบสญญาณจากดาวเทยมไดพรอมกนถง 12 ดวง

ดาวเทยมก าหนดต าแหนง

การเดนทางสอวกาศของดาวเทยม



ในการสงดาวเทยมไปสอวกาศ ตองท าใหมความเรวมากกวา ความเรวหลดพน

แตถาจะใหโคจรรอบโลกตองท าใหความเรวสดทาย = ความเรวโคจรรอบโลก

การสงดาวเทยมขนจากพนโลก ตองอาศยจรวดขบดนใหพงขนไป


การสงจรวดเพอขบดนดาวเทยมนน มกใชเครองยนตจรวดหลายทอนตอกน

จรวดจะขนจากฐานยงในแนวดงเพอใหเวลาเดนทางในบรรยากาศโลกสนทสด

จรวดทกทอนจะมเชอเพลงในตวเองเมอใชเชอเพลงหมดแลวจะสลดตวเองหลดออก


ในทสดจะเหลอดาวเทยม กบจรวดทอนสดทายโคจรอย

เมอความเรวถงความเรวโคจรรอบโลกแลว เครองยนตจรวดจะหยดท างาน

จะใชเครองยนตจรวดในกรณชวยปรบเสนทางและความเรว

ยานอวกาศ :Space Craft


ประเภทของยานอวกาศ

ยานอวกาศทไมมมนษยควบคม

เนองจากการส ารวจตองใชเวลาเดนทางไกลมากและอนตราย

บางทเราเรยกยานแบบนวา Robot Space Craft

ยานอวกาศทมคนบงคบ

จะเดนทางในชวงเวลาสนๆ เชนโคจรรอบโลก

ปจจบนมนษยเดนทางไปในอวกาศไดไกลสดเพยงดวงจนทรเทานน

โครงการอวกาศของแตละประเทศ

ประเทศสหรฐอเมรกา >>> Nasa

ประเทศรสเซย >>> Roskosmos (รอสคอสมอส)

ประเทศญปน >>> JAXA

กลมประเทศยโรป >>> อซา (ESA :European Space Agency)

เสนทางสอวกาศของมวลมนษยชาต



"เมอรควร" ปฐมบทมนษยอวกาศ

โครงการแรกของนาซาซงเรมตนขนในป 2501 และสนสดลงในป 2506

สงมนษยอวกาศขนไป ทดสอบความสามารถและการด ารงชวตของมนษย


"เมอรควร" ปฐมบทมนษยอวกาศ


"เจมน" สะพานสดวงจนทร

เรมตนขนในป 2505 ทดสอบรวมทงสน 12 เทยวบน

ทดสอบการเชอมตอยานอวกาศและทดสอบการเขาสชนบรรยากาศของโลก


"เจมน" สะพานสดวงจนทร


"อพอลโล" สานฝนมนษยชาต

สงมนษยไปเยอนดวงจนทรและเดนทางกลบโลกไดอยางปลอดภย

โครงการอพอลโลเรมตนขนในป 2511 และสนสดลงในป 2515

ท าใหสหรฐฯ กลายเปนผน าของโลกดานเทคโนโลยอวกาศอยางเตมภาคภม


นล อารมสตรอง บซ อลดรน และ ไมเคล คอลลนส


"อพอลโล-โซยซ" เชอมสมพนธอวกาศ "สหรฐฯ-รสเซย"

เปนโครงการความรวมมอระหวางสหรฐฯ และรสเซย

ท าการทดสอบระบบการเชอมตอยานอวกาศของทงสองชาต


"อพอลโล-โซยซ" เชอมสมพนธอวกาศ "สหรฐฯ-รสเซย"


"สกายแลบ" ขยายเวลาท างานของมนษยในอวกาศ

ใชสถานสกายแลบเปนสถานทศกษาวจย กวา 300 การทดลอง

รวมเวลา171 วน 13 ชวโมง กอนทจะถกปลดระวางในวนท 11 ก.ค. 2522


"สกายแลบ" ขยายเวลาท างานของมนษยในอวกาศ


"กระสวยอวกาศ (Space Shuttle) " ระบบขนสงทางอวกาศ

ในป 2524 นาซาไดเรมโครงการยานอวกาศทมรปรางคลายกระสวย

ซงถกออกแบบมาใหใชงานซ าได 100 ครง หรอปฏบตการได 10 ป

ตวอยาง "กระสวยอวกาศ"

เอนเตอรไพรส (Enterprise) : 2520


ยานโคลมเบย (Columbia) พ.ศ. 2524 - 2546


ยานโคลมเบย (Columbia)

ชาเลนเจอร (Challenger) 2526 - 2529

ตวอยาง "กระสวยอวกาศ" ชาเลนเจอร (Challenger)

ดสคฟเวอร ( Discovery ) 2527 - 2554

ตวอยาง "กระสวยอวกาศ" ดสคฟเวอร (Discovery)

แอตแลนตส (Atlantis) พ.ศ. 2528 - 2545

ตวอยาง "กระสวยอวกาศ" แอตแลนตส (Atlantis)

เอนเดฟเวอร (Endeavour) พ.ศ. 2535 - 2554

ตวอยาง "กระสวยอวกาศ" เอนเดฟเวอร (Endeavour)

ตวอยาง "กระสวยอวกาศ" เอนเทอรไพรซ

ตวอยาง “ยานอวกาศ"

ตวอยาง “ยานอวกาศ" ยานกาลเลโอ : ดาวพฤหสบด

ตวอยาง “ยานอวกาศ" ยานกาลเลโอ

ตวอยาง “ยานอวกาศ" นวฮอไรซนส : ดาวพลโต

ตวอยาง “ยานอวกาศ" ยานฟนกส: ดาวองคาร

ยานมารสรคอนเนสเซนซออรบเตอร : ดาวองคาร

ตวอยาง “ยานอวกาศ" ยานมารสรคอนเนสเซนซออรบเตอร

ตวอยาง “ยานอวกาศ" ลนารโปรสเปกเตอร : ดวงจนทร

ตวอยาง “ยานอวกาศ" ยานเมสเซนเจอร : ดาวพธ

ตวอยาง “ยานอวกาศ" ยานแคสซน : ดาวเสาร

ระบบการขนสงอวกาศ


การเดนทางสอวกาศ

อวกาศอยสงเหนอศรษะขนไปเพยง100 กม.แตการทจะขนไปถงมใชเรองงาย

เซอรไอแซค นวตนไดอธบายไววา

เมอออกแรงขวางกอนหนออกไปใหขนานกบพน จะเคลอนทเปนเสนโคง (A)


ออกแรงมากขน วถการเคลอนทจะโคงมากขน และกอนหนจะยงตกไกลขน (B)

หากออกแรงมากจนวถของวตถขนานกบความโคงของโลก กอนหนกจะไมตกสพนโลกอก แตจะโคจรรอบโลกเปนวงกลม (C)

เรยกการตกในลกษณะนวา “การตกอยางอสระ” (free fall)


หากเราเพมแรงใหกบวตถมากขนไปอก เราจะไดวงโคจรเปนรปวงร (D)

และถาเราออกแรงขวางวตถไปดวยความเรว 11.2 กโลเมตรตอวนาท วตถจะไมหวนกลบคนอกแลว แตจะเดนทางออกสหวงอวกาศ (E)

เรยกความเรวนวา“ความเรวหลดพน” (escape speed)

การปลอยกระสวยอวกาศ



สวนประกอบหลกทใชในการปลอยอยสามสวน คอ

เซอรวสทาวเวอร (Service tower)

ฐานปลอยจรวด (Launchpad)

ยานอวกาศ (Space vehicle)

http://lh3.ggpht.com/_k_aBZMuO09w/Sdrx4CfkyvI/AAAAAAAAECQ/MyPoatinhY4/1.jpg


จะมสวนประกอบหลกทใชในการปลอยอย 3 สวน คอ



จะมสวนประกอบหลกทใชในการปลอยอย สวน คอ



ฐานปลอยจรวด


ยานอวกาศ (Space vehicle)

สวนประกอบของยานอวกาศ

ก. จรวดเชอเพลงแขง ( Solid Rocket Booster, SRBs )

มสองอน คดเปน80%ของก าลงสงทงหมด


ข. ถงเชอเพลงภายนอก (External Tank)

สงเชอเพลงเหลว (ไฮโดรเจนเหลว และออกซเจนเหลว)

ใหกบเครองยนตหลกของกระสวยอวกาศ


ค. กระสวยอวกาศ (space shuttle)

เครองบนอวกาศ มปก ทะยานขนเหมอนจรวดและไปโคจรรอบโลก

ตอนกลบสโลกจะรอนลงตามรนเวย สามารถน ามาใชไดหลาย ๆ ครง


กระสวยอวกาศขนจากพนโลก โดยใชก าลงขบดนหลกจากจรวดเชอเพลงแขงและแรงดนจากเครองยนตเชอเพลงเหลวดานทายของกระสวยอวกาศ


หลงจากทะยานขนสทองฟาได 2 นาท สงประมาณ 46 กโลเมตร เชอเพลงแขงถกสนดาปหมดจรวดเชอเพลงแขงถกปลดออกใหตกลงสพนผวมหาสมทร


กระสวยอวกาศยงคงทะยานขนสอวกาศตอไป โดยเครองยนตหลกทอยดานทายของยานขนสงอวกาศจะดดเชอเพลงเหลวจากถงเชอเพลงภายนอก มาสนดาปจนหมดภายในเวลา 5 นาท แลวสลดถงทง


ยานขนสงอวกาศเขาสวงโคจรอบโลกดวยแรงเฉอยโดยมเชอเพลงส ารองภายในยานเพยงเลกนอยเพอใชในการปรบทศทาง


เมอถงเวลากลบสโลก จะออกจากการโคจรของ และกลบลงมาสบรรยากาศโลกในอตราความเรว 15,900 ไมลตอชวโมง

แผนก าบงความรอนขางใตกระสวยอวกาศจะปองกนลกเรอและกระสวยอวกาศรอนลงบนรนเวยดวยความเรวประมาณ 210 ไมล แลวหยดการบน

บทที่ 8 เทคโนโลยีอวกาศ

Education