ยานอวกาศ(Spacecraft)

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 การขับดันยานอวกาศที่มีมวลมากให้มีอัตราเร่งสูงจำเป็นต้องใช้จรวดที่บรรทุกเชื้อเพลิงจำนวนมาก ซึ่งทำให้มีค่าใช้จ่ายสูงมาก ยานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุมได้แก่ ยานอะพอลโล (Apollo) ซึ่งนำมนุษย์ไปยังดวงจันทร์ ภาพที่ 1 ยานอะพอลโล (ที่มา: NASA) ยานอวกาศที่ไม่มีมนุษย์ควบคุม (Unmanned Spacecraft)                 มีขนาดเล็กมากเมื่อเปรียบเทียบกับยานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุม ยานอวกาศชนิดนี้มีมวลน้อยไม่จำเป็นต้องใช้จรวดนำส่งขนาดใหญ่ จึงมีความประหยัดเชื้อเพลิงมาก อย่างไรก็ตามในการควบคุมยานในระยะไกลไม่สามารถใช้วิทยุควบคุมได้ เนื่องจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต้องใช้เวลาในการเดินทาง ยกตัวอย่างเช่น ดาวเสาร์อยู่ไกลจากโลกประมาณ 1 พันล้านกิโลเมตร หรือ 1 ชั่วโมงแสง หากส่งคลื่นวิทยุไปยังดาวเสาร์ คลื่นวิทยุต้องใช้เวลานานถึง 1 ชั่วโมง ดังนั้นการควบคุมให้ยานเลี้ยวหลบหลีกก้อนน้ำแข็งบริเวณวงแหวนจะไม่ทัน ยานอวกาศประเภทนี้จึงต้องมีสมองกลคอมพิวเตอร์และระบบซอฟต์แวร์ซึ่งฉลาดมาก เพื่อให้ยานอวกาศสามารถต้องปฏิบัติภารกิจได้เองทุกประการและแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้าได้ทันท่วงที เหตุผลอีกส่วนหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์นิยมใช้ยานอวกาศที่ไม่มีมนุษย์ควบคุมในงานสำรวจระยะบุกเบิกและการเดินทางระยะไกล เนื่องจากการออกแบบยานไม่ต้องคำนึงถึงปัจจัยในการดำรงชีวิต ทำให้ยานสามารถเดินทางระยะไกลได้เป็นระยะเวลานานนอกเหนือขีดจำกัดของมนุษย์ ยานอวกาศที่ไม่มีมนุษย์ควบคุมได้แก่ ยานแคสินี (Cassini spacecraft) ซึ่งใช้สำรวจดาวเสาร์ เป็นต้น ภาพที่ 2 ยานแคสสีนี ยุคอวกาศ             เริ่มขึ้นเมื่อสหภาพส่งดาวเทียมสปุตนิก 1 (Sputnik 1) ขึ้นสู่อวกาศในปี พ.ศ.2500 หลังจากนั้นการแข่งขันทางอวกาศในยุคสมัยของสงครามเย็นก็เริ่มขึ้น ดาวเทียมที่ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเป็นลำดับที่ 2 ไม่ใช่ของสหรัฐอเมริกา แต่เป็นดาวเทียมสปุตนิก 2 (Sputnik 2) และสุนัขชื่อ ไลก้า (Laika) ของสหภาพโซเวียต และนักบินอวกาศคนแรกของโลกเป็นเป็นชาวรัสเซียชื่อ ยูริ กาการิน (Yuri Gagarin) ขึ้นสู่วงโคจรโลกด้วยยานอวกาศวอสต็อก (Vostok) ในปี พ.ศ.2504 ด้วยเหตุนี้ประธานาธิบดีจอห์น เอฟ เคเนดี้ จึงสนับสนุนโครงการอะพอลโลขององค์การ NASA จนนักบินอวกาศคนแรกที่เหยียบพื้นผิวดวงจันทร์คือ นีล อาร์มสตรอง (Neil Armstrong) โดยยานอะพอลโล 11 (Apollo 11) เมื่อปี พ.ศ.2512 จนกระทั่งสงครามเย็นสิ้นสุดลง ประเทศมหาอำนาจต่างๆ ได้ร่วมมือกันก่อสร้างสถานีอวกาศนานาชาติ (International Space Station) หรือ ISS ขึ้นไปโคจรรอบโลกตั้งแต่ปี พ.ศ.2541 เป็นต้นมา ภาพที่ 3 สถานีอวกาศนานาชาติ

เทคโนโลยีอวกาศ (Space Technology)

เทคโนโลยีอวกาศ (Space Technology) 

เทคโนโลยีอวกาศ (Space Technology)
        เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในการสำรวจสิ่งต่างๆ ทั้งในโลกและที่อยู่นอกโลก ในปัจจุบันเทคโนโลยีอวกาศได้มีการพัฒนาเกิดขึ้นมากมาย โดยองค์การต่างๆ และองค์การที่มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศ คือองค์การนาซ่า ของประเทศสหรัฐอเมริกา ใช้ในการสำรวจสิ่งที่ต้องการ ศึกษาสิ่งต่างๆ ในจักรวาล การใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีอวกาศ ในด้านต่างๆ เช่น การสื่อสาร การสำรวจทรัพยากรโลก


อวกาศ 

       หมายถึงพื้นที่บนท้องฟ้าเหนือพื้นโลกขึ้นไป 200 กิโลเมตร ซึ่งพ้นจากชั้นบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกของเราในอวกาศไม่มีอากาศที่สามารถกระเจิงแสงอาทิตย์ (Scattering of light) ให้เรามองเห็นเป็นสีน้ำเงินเหมือนในเขตบรรยากาศของโลกได้ ในอวกาศนั้นจึงมืดมิดเป็นสีดำที่เต็มไปด้วยแสงจากดาวฤกษ์นับล้าน ๆ ดวงในเอกภพ สภาพสุญญากาศในอวกาศทำให้เราไม่สามารถพูดคุยกันได้ เพราะว่าคลื่นเสียงไม่สามารถเดินทางในสุญญากาศได้

ก่อนหน้านี้เรามักคิดว่าอวกาศคือความว่างเปล่า แต่ในความเป็นจริงแล้ว ช่องว่างในระหว่างดวงดาวมากมายในอวกาศนั้นกลับเต็มไปด้วยฝุ่นและแก๊สจำนวนมากครับ แม้แต่ส่วนที่ว่างที่สุดก็ยังเต็มไปด้วยอะตอมและโมเลกุลต่าง ๆ รวมถึงรังสีต่าง ๆ ที่เป็นอันตรายต่อนักบินอวกาศ ตัวอย่างเช่น รังสีอินฟราเรดและอัลตร้าไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ รังสีเอ็กซ์ รังสีแกมมา รังสีคอสมิก นอกจากนี้ยังมีอนุภาคต่าง ๆ ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสงอีกด้วย


ทำไมต้องสำรวจอวกาศ?

       ก็เพราะธรรมชาติของมนุษย์ทุกคน ย่อมมีความอยากรู้อยากเห็น อยากรู้เรื่องราวของสิ่งต่าง ๆ รอบตัว อยากรู้อดีตและอนาคตของตัวเอง การคาดเดาเรื่องราวของตัวเรานี้ เราอาจคาดเดาได้จากประสบการณ์ การเรียนรู้ การสังเกตคนอื่นที่อยู่รอบตัวเรา แล้วนำมาอนุมานได้ว่าตัวเราเคยเป็นอย่างไรและอนาคตจะเป็นอย่างไร

ดาวเทียม (Satellite)

ดาวเทียม (Satellite)         อุปกรณ์ที่มนุษย์สร้างขึ้นแล้วปล่อยไว้ในวงโคจรรอบโลก เพื่อใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ เช่น ถ่ายภาพ ตรวจอากาศ โทรคมนาคม และปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ เป็นต้น ดาวเทียมถูกส่งขึ้นสู่อวกาศโดยติดตั้งบนจรวดหรือยานขนส่งอวกาศ​ ดาวเทียมดวงแรกของโลกเป็นของสหภาพโซเวียตชื่อ สปุตนิก 1 (Sputnik 1) ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 4 ตุลาคม 2500 (ภาพที่ 1) นับเป็นจุดเริ่มต้นของยุคอวกาศ                                           ภาพที่ 1 ดาวเทียมสปุตนิก 1        ห้าสิบกว่าปีผ่านไปนับตั้งแต่สปุตนิก 1 ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศจนถึงปัจจุบัน ได้มีการส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรรอบโลกมากกว่า 30,000 ดวง เพื่อใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ ดาวเทียมทั้งหลายจึงมีขนาด รูปร่าง ลักษณะแตกต่างกัน อย่างไรก็ตามดาวเทียมส่วนใหญ่มีองค์ประกอบหลักที่คล้ายคลึงกันดังอธิบายประกอบภาพที่ 2 ดังนี้ ระบบนำร่อง เป็นระบบคอมพิวเตอร์และไจโรสโคป ซึ่งมีหน้าที่ตรวจสอบตำแหน่งของดาวเทียม โดยการเปรียบเทียบกับตำแหน่งของดาวฤกษ์ สัญญาณวิทยุจากสถานีบนโลกหรือสัญญาณจากดาวเทียมจีพีเอส ระบบควบคุมและสื่อสาร ประกอบด้วย คอมพิวเตอร์ที่เก็บรวมรวมข้อมูล และประมวลผลคำสั่งต่างๆ ที่ได้รับจากส่วนควบคุมบนโลก โดยมีอุปกรณ์วิทยุและเสาอากาศ เพื่อใช้ในการรับส่งข้อมูล ระบบเซ็นเซอร์ และอุปกรณ์วิทยาศาสตร์อื่นๆ ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของภารกิจ เช่น ดาวเทียมสำรวจโลกติดตั้งเซ็นเซอร์ตรวจจับช่วงคลื่นต่างๆ, ดาวเทียมปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ติดตั้งห้องทดลอง, ดาวเทียมทำแผนที่ติดตั้งเรดาร์และกล้องถ่ายภาพ ข้อมูลที่ได้จากระบบนี้จะถูกส่งกลับสู่โลกโดยใช้เสาอากาศส่งคลื่นวิทยุ ระบบพลังงาน ทำหน้าที่ผลิตพลังงานและกักเก็บไว้เพื่อแจกจ่ายไปยังระบบไฟฟ้าของดาวเทียม โดยมีแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar cells) ไว้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์เพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า แต่ดาวเทียมขนาดใหญ่อาจมีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ระบบเครื่องยนต์ ดาวเทียมขนาดใหญ่ที่มีอายุใช้งานยาว จะมีเครื่องยนต์ซึ่งทำงานคล้ายกับเครื่องอัดอากาศ และปล่อยออกทางปลายท่อ มีหน้าที่สร้างแรงขับดันเพื่อรักษาระดับความสูงของวงโคจร เนื่องจากที่ระดับวงโคจรในอวกาศยังคงมีโมเลกุลอยู่อย่างเบาบาง แต่ดาวเทียมโคจรด้วยความเร็วสูง โมเลกุลอากาศสามารถสร้างแรงเสียดทานให้ดาวเทียมเคลื่อนที่ช้าลงและเคลื่อนที่ต่ำลง หากไม่รักษาระยะสูงไว้ ในที่สุดดาวเทียมก็จะตกลงสู่พื้นโลก ภาพ 2 ส่วนประกอบของดาวเทียมธีออส