เทคโนโลยีอวกาศ (Space Technology)
อวกาศ หมายถึงพื้นที่บนท้องฟ้าเหนือพื้นโลกขึ้นไป 200 กิโลเมตร (อ้างอิงจาก ESA : European Space Agency) ซึ่งพ้นจากชั้นบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกของเราเอาไว้ครับ
ในอวกาศไม่มีอากาศที่สามารถกระเจิงแสงอาทิตย์ (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
ตัวอย่างเทคโนโลยีอวกาศ
จรวด (Rocket)
การเดินทางสำรวจอวกาศนั้น ส่วนสำคัญที่ทำให้การส่งดาวเทียมหรือยานสำรวจอวกาศทะยานพ้นเขตแรงดึงดูดของโลกและเดินทางออกสู่ห้วงอวกาศได้ก็คือ “จรวด” ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่สำคัญในการนำยานอวกาศ ดาวเทียม หรืออุปกรณ์ประเภทอื่น ๆ ขึ้นสู่อวกาศ การจะขึ้นไปสู่อวกาศได้นั้นจรวดจะต้องมีแรงขับเคลื่อนสูงมาก เพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลกก่อนที่จะเคลื่อนที่เข้าสู่วงโคจรของโลกหรือเคลื่อนที่ออกสู่อวกาศ
จรวด ทำงานตามกฎของนิวตันข้อที่ 3 ที่กล่าวไว้ว่า “แรงกิริยา = แรงปฏิกิริยา” โดยจรวดจะปล่อยแก๊สร้อนออกทางท่อท้ายด้านล่าง (แรงกิริยา) ทำให้จรวดเคลื่อนที่ขึ้นไปด้านบน (แรงปฏิกิริยา)
สิ่งสำคัญที่ทำให้จรวดมีแรงขับเคลื่อนได้ คือ เชื้อเพลิง ซึ่งความหมายของเชื้อเพลิงในที่นี้ไม่ใช่เชื้อเพลิงปกติที่เราใช้กับเครื่องยนต์ทั่วไป แต่หมายรวมถึงทั้งเชื้อเพลิงและอ๊อกซิเจนซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวอ็อกซิไดซ์ การสันดาปในเครื่องยนต์ทั่วไปจะใช้ออกซิเจนที่อยู่ในอากาศรอบ ๆ เครื่องยนต์ แต่ในกรณีของจรวด จะต้องมีถังบรรจุออกซิเจนติดไปกับจรวดด้วย เนื่องจากในอวกาศไม่มีอากาศซึ่งเป็นแหล่งออกซิเจน
– จรวดเชื้อเพลิงแข็ง (Solid-propellant rocket)
เชื้อเพลิงที่ใช้เป็นแท่งเชื้อเพลิงแข็งซึ่งเป็นสารประกอบของไฮโดรเจนและคาร์บอน ส่วนตัวออกซิไดส์ เป็นสารประกอบออกซิเจน
จรวดมีโครงสร้างไม่ซับซ้อน ตรงกลางจะเป็นช่องว่างซึ่งเป็นพื้นผิวส่วนที่เผาไหม้ เมื่อเชื้อเพลิงเกิดการเผาไหม้ขึ้นแล้วจะไม่สามารถหยุดได้จนกว่าเชื้อเพลิงจะถูกเผาไหม้หมด
– จรวดเชื้อเพลิงเหลว (Liquid-propellant rocket)
เชื้อเพลิงที่ใช้คือ เคโรซีน (kerosene) หรือไฮโดรเจนเหลว ส่วนตัวออกซิไดซ์คือออกซิเจนเหลว จรวดประเภทนี้เป็นจรวดที่มีโครงสร้างซับซ้อนเพราะจำเป็นต้องมีถังเก็บเชื้อเพลิงเหลว และถังเก็บออกซิเจนเหลวแยกออกจากกันและเพื่อให้การเผาไหม้เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย จึงต้องมีท่อและปั๊มเพื่อลำเลียงเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเครื่องยนต์เพื่อทำการเผาไหม้ จรวดเชื้อเพลิงเหลวสามารถควบคุมปริมาณการไหม้และปรับทิศทางของกระแสแก๊สได้
ดาวเทียม
ดาวเทียมหมายถึงวัตถุที่มนุษย์ส่งขึ้นไปโคจรรอบโลก แปลมาจากคำว่า Satellite ซึ่งปกติแปลว่าดาวบริวาร ดาวเทียมดวงแรกที่ขึ้นไปโคจรรอบโลกคือสปุตนิค 1 ซึ่งเป็นดาวเทียมของประเทศสหภาพโซเวียตรัสเซีย ส่งขึ้นไปเมื่อ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2500 และดาวเทียมดวงแรกของสหรัฐอเมริกาคือเอ็กพลอเรอร์ 1 ซึ่งขึ้นไปเมื่อวันที่ 31 มกราคม พ.ศ. 2501 ปัจจุบันมีดาวเทียมหลายประเภทและทำหน้าที่ต่าง ๆ กัน เช่น ดาวเทียมที่ ใช้ประโยชน์ ในการติดต่อสื่อสารเรียกว่า ดาวเทียมสื่อสาร ดาวเทียมที่ใช้สำรวจทรัพยากรโลกเรียกว่า ดาวเทียมสำรวจพิภพ ดาวเทียมที่ถ่ายภาพและส่งข้อมูลเกี่ยวกับเมฆ ตลอดลมฟ้าอากาศ เรียกว่า ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา นอกจากนี้ยังมี ดาวเทียมดาราศาสตร์ ที่ใช้สำรวจศึกษาดวงดาวอีกมากมาย
สถานีอวกาศ
สถานีอวกาศ หมายถึงสถานีหรือสิ่งก่อสร้างซึ่งเคลื่อนรอบโลก เช่น สถานีอวกาศเมียร์ของรัสเซีย สถานีอวกาศฟรีดอมของสหรัฐอเมริกา โดยความร่วมมือขององค์การอวกาศยุโรป ญี่ปุ่น แคนาดาและรัสเซียการออกไปนอกโลก ความเร็วต่ำสุดที่จะพาดาวเทียมหรือยานอวกาศออกไปนอกโลกได้ต้องไม่ต่ำกว่า 7.91 กิโลเมตรต่อวินาที หรือ 28,476 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ถ้าออกไปเร็วมากกว่านี้ยานจะออกไปไกลจากผิวโลกมากขึ้น เช่น ถ้าไปเร็วถึง 38,880 กิโลเมตรต่อชั่วโมงจะไปอยู่สูงถึง 35,880 กิโลเมตร และเคลื่อนรอบโลกรอบละ 24 ชั่วโมง เร็วเท่ากับการหมุนรอบตัวเองของโลก ดาวเทียมที่อยู่ในวงจรเช่นนี้จะอยู่ค้างฟ้า ณ ที่เดิมตลอด 24 ชั่วโมง
อ้างอิง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น