Docstoc
EXCLUSIVE OFFER FOR DOCSTOC USERS
Try the all-new QuickBooks Online for FREE.  No credit card required.

รายงาน โลกดวงดาว

Document Sample
รายงาน โลกดวงดาว Powered By Docstoc
					                          เทคโนโลยีสำรวจ อวกำศ




         เมื่อ พูดถึงจรวด เราหมายถึงอุปกรณ์สาหรับสร้างแรงขับดันเท่านั้น หน้าที่ของจรวดคือ
การนายานอวกาศ ดาวเทียม หรื ออุปกรณ์ประเภทอื่นขึ้นสู่ อวกาศ แรงโน้มถ่วง (Gravity) ของโลก ณ
พื้นผิวโลกมีความเร่ งเท่ากับ 9.8 เมตร/วินาที 2 ดังนั้นจรวดจะต้องมีแรงขับเคลื่อนสู งมาก
เพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลก ทางานตามกฎของนิวตัน ข้อที่ปล่อยก๊าซร้อนออกทางท่อท้าย (แรงกริ ยา)
ทาให้จรวดเคลื่อนที่ไปข้างหน้า (แรงปฏิกิริยา) เราแบ่งประเภทของจรวดตามชนิดของเชื้อเพลิงออกเป็ น 2
ประเภท คือ
จรวดเชื้อเพลิงแข็ง มีโครงสร้างไม่สลับซับซ้อน แต่เมื่อการเผาไหม้เชื้อเพลิงเกิดขึ้นแล้ว ไม่สามารถหยุดได้
                                                       ั
จรวด เชื้อเพลิงเหลว มีโครงสร้างสลับซับซ้อน เพราะต้องมีถงเก็บเชื้อเพลิงเหลว และออกซิ เจนเหลว
(เพื่อช่วยให้เกิดการสันดาป) ซึ่ งมีอุณหภูมิต่ากว่าจุดเยือกแข็ง และยังต้องมีท่อและปั๊ มเพื่อ จรวดหลายตอน
       การ นาจรวดขึ้นสู่ อวกาศนั้นจะต้องทาการเผาไหม้เชื้อเพลิงจานวนมาก เพื่อให้เกิดความเร่ งมากกว่า
                                                                                             ่
9.8 เมตร/วินาที2 หลายเท่า ดังนั้นจึงมีการออกแบบถังเชื้อเพลิงเป็ นตอนๆ เราเรี ยกจรวดประเภทนี้วา
“จรวดหลายตอน” (Multistage rocket) เมื่อเชื้อเพลิงตอนใดหมด ก็จะปลดตอนนั้นทิ้ง เพื่อเพิ่มแรงขับดัน
(Force) โดยการลดมวล (mass) เพื่อให้จรวดมีความเร่ งมากขึ้น (กฎของนิวตัน ข้อที่ 2: ความเร่ ง = แรง /
มวล)
ลาเลียง เชื้อเพลิงเข้าสู่ หองเครื่ องยนต์เพื่อทาการเผาไหม้ จรวดเชื้อเพลิงเหลวมีขอดีคือ
                           ้                                                    ้
สามารถควบคุมปริ มาณการเผาไหม้ และปรับทิศทางของกระแสก๊าซได้


                    ความแตกต่ างระหว่ างเครื่ องบินไอพ่ น และจรวด
        เครื่ อง ยนต์ของเครื่ องบินไอพ่นดูดอากาศภายนอกเข้ามาอัดแน่น และทาการสันดาป (เผาไหม้)
                      ทาให้เกิดแรงดันไปข้างหน้า จนปี กสามารถสร้างแรงยก
             (ความดันอากาศบนปี กน้อยกว่าความดันอากาศใต้ปีก) ทาให้เครื่ องลอยขึ้นได้
     ส่ วนจรวดบรรจุเชื้อเพลิงและออกซิ เจนไว้ภายใน เมื่อทาการสันดาปจะปล่อยก๊าซร้อนพุ่งออกมา
                ่                          ้
    ดันให้จรวดพุงไปในทิศตรงกันข้าม จรวดไม่ตองอาศัยอากาศภายนอก มันจึงเดินทางในอวกาศได้
                ส่ วนเครื่ องบินต้องอาศัยอากาศทั้งในการสร้างแรงยก และการเผาไหม้
                                       ั
         อากาศยาน บางชนิดมีคุณสมบัติท้ งความเป็ นจรวดและเครื่ องบินในตัวเอง อย่างเช่น X-15, SR-71
และ กระสวยอวกาศ (Space Shuttle) หากดูอย่างผิวเผินเราแทบจะแยกแยะไม่ออกเลยว่า
อากาศยานเหล่านี้คือ จรวด หรื อเครื่ องบินกันแน่


ยกตัวอย่าง เช่น
SR-71 มีรูปร่ างคล้ายจรวด แต่เป็ นเครื่ องบินไอพ่นที่บินได้เร็ วที่สุดในโลก มีความเร็ วเหนือเสี ยง 3 เท่า
X-15 เป็ นเครื่ องบินที่ใช้เครื่ องยนต์จรวดที่บินได้เร็ วที่สุดในโลก มีความเร็ วเหนือเสี ยง 6.7 เท่า
กระสวย อวกาศ มีรูปร่ างคล้ายเครื่ องบินปี กสามเหลี่ยมโดยทัวไป
                                                          ่
                                                                                ่
ทว่าเป็ นยานอวกาศที่ติดตั้งเครื่ องยนต์จรวดไว้ภายใน กระสวยอวกาศไม่ใช้ปีกเมื่ออยูในอวกาศ
    ั                                                        ่
แต่ขบเคลื่อนและเปลี่ยนทิศทางด้วยเครื่ องยนต์ขนาดเล็ก ซึ่ งอยูรอบตัว (ภาพที่ 5)
ปี กของกระสวยอวกาศทาหน้าที่สร้างแรงต้านและแรงยก ในขณะที่ร่อนกลับสู่ พ้ืนโลก


กำรปรับทิศทำงของกระสวยอวกำศ
      ดัง ที่กล่าวไปแล้ว จรวดเป็ นเพียงตัวขับเคลื่อนขึ้นสู่ อวกาศ สิ่ งที่จรวดนาขึ้นไปมีมากมายหลายชนิด
       ่ ั                                      ั
ขึ้นอยูกบวัตถุประสงค์หรื อภารกิจ ซึ่ งอาจจะมีท้ งการทหาร สื่ อสารโทรคมนาคม
           ั
หรื องานวิจยทางวิทยาศาสตร์
       ขีปนาวุธ (Missile) เป็ นคาที่เรี ยกรวมของจรวดและหัวรบ เนื่องจากจรวดมีราคาสู ง
        ั
และมีพิกดบรรทุกไม่มาก หัวรบที่บรรทุกขึ้นไปจึงมีขนาดเล็ก แต่มีอานาจการทาลายสู งมาก เช่น
หัวรบนิวเคลียร์
       ดาว เทียม (Satellite) หมายถึง อุปกรณ์ที่ส่งขึ้นไปโคจรรอบโลก เพื่อใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ เช่น
                                           ั
ถ่ายภาพ โทรคมนาคม ตรวจสภาพอากาศ หรื องานวิจยทางวิทยาศาสตร์
       ยาน อวกาศ (Spacecraft) หมายถึง ยานพาหนะที่โคจรรอบโลก หรื อเดินทางไปยังดาวดวงอื่น
อาจจะมีหรื อไม่มีมนุษย์เดินทางไปด้วยก็ได้ เช่น ยานอะพอลโล่ ซึ่ งนามนุษย์เดินทางไปดวงจันทร์
                                                  ั
       สถานีอวกาศ (Space Station) หมายถึง ห้องปฏิบติการในอวกาศ
                                            ่
ซึ่ งมีปัจจัยสนับสนุนให้มนุษย์สามารถอาศัยอยูในอวกาศได้นานนับเดือน หรื อเป็ นปี
                                     ั                                        ั
สถานีอวกาศส่ วนมากถูกใช้เป็ นห้องปฏิบติการทางวิทยาศาสตร์ เพื่อประโยชน์ในการวิจย ทดลอง
และประดิษฐ์คิดค้นในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง สถานีอวกาศที่
         ่        ั
ใช้งานอยูในปั จจุบน ได้แก่ สถานีอวกาศนานาชาติ ISS (International Space Station)


      อวกาศ เป็ นสภาวะไร้อากาศและแรงโน้มถ่วง ดังนั้นการเคลื่อนที่จึงไร้แรงเสี ยดทานและความเร่ ง
ยานอวกาศหรื อนักบินอวกาศเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ด้วยการจุดจรวดขนาดเล็ก
และจุดจรวดด้านตรงข้ามด้วยแรงที่เท่ากันเมื่อต้องการจะหยุด
บน อวกาศเต็มไปด้วยรังสี คลื่นสั้นซึ่ งมีพลังงานสู ง
                                        ้
ดาวเทียมและยานอวกาศอาศัยพลังงานเหล่านี้ดวยการใช้เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม
รังสี คลื่นสั้นเหล่านี้มีอานุภาพในการกัดกร่ อนสสาร
                                                ้
ดังจะเห็นว่ายานอวกาศและดาวเทียมส่ วนมากถูกห่อหุ มด้วยโลหะพิเศษ สี เงิน หรื อสี ทอง
อุปกรณ์ทุกอย่างที่ใช้ในอวกาศถูกสร้างขึ้นด้วยวัสดุชนิดพิเศษ จึงมีราคาแพงมาก



ดำวเทียม
  บนพื้นผิวโลกมีบรรยากาศคอยทาหน้าที่กรองรังสี คลื่นสั้นที่เป็ นอันตรายต่อ สิ่ งมีชีวิต
                                   ั
แต่ในอวกาศไม่มีเกราะกาบัง ในขณะที่นกบินอวกาศออกไปทางานข้างนอกยาน
                                                                    ่
พวกเขาจะต้องสวมใส่ ชุดอวกาศ ซึ่ งออกแบบมาเพื่อจาลองสภาพแวดล้อมที่อยูบนโลก กล่าวคือ
ปรับอุณหภูมิให้พอเหมาะ มีออกซิ เจนให้หายใจ มีแรงดันอากาศเพื่อป้ องกันมิให้เลือดซึ มออกตามผิวหนัง
และรังสี จากดวงอาทิตย์ ขึ้น ดาวเทียม คือ สิ่ งประดิษฐ์ที่มนุษย์คิดค้นขึ้น ที่สามารถโคจรรอบโลก
โดยอาศัยแรงดึงดูดของโลก
ส่ งผลให้สามารถโคจรรอบโลกได้ในลักษณะเดียวกันกับที่ดวงจันทร์ โคจรรอบโลก
และโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ วัตถุประสงค์ของสิ่ งประดิษฐ์น้ ีเพื่อใช้ ทางการทหาร การสื่ อสาร
การรายงานสภาพอากาศ
      ั                                   ิ
การวิจยทางวิทยาศาสตร์เช่นการสารวจทางธรณี วทยาสังเกตการณ์สภาพของอวกาศ โลก ดวงอาทิตย์
ดวงจันทร์ และดาวอื่นๆ รวมถึงการสังเกตวัตถุ และดวงดาว กาแล็กซี ต่างๆดาว
เทียมได้ถูกส่ งขึ้นไปโคจรรอบโลกครั้งแรกเมื่อปี พ.ศ. 2500 ดาวเทียมดังกล่าวมีชื่อว่า "สปุตนิก (Sputnik)"
โดยรัสเซี ยเป็ นผูส่งขึ้นไปโคจร สปุตนิกทาหน้าที่ตรวจสอบการแผ่รังสี ของชั้นบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟี ย
                  ้
ในปี พ.ศ. 2501 สหรัฐได้ส่งดาวเทียมขึ้นไปโคจรบ้างมีชื่อว่า "Explorer" ทาให้รัสเซียและสหรัฐเป็ น 2
ประเทศผูนาทางด้านการสารวจทางอวกาศ และการแข่งขั้นกันระหว่างทั้งคู่ได้เริ่ มขึ้นในเวลาต่อมา
        ้




     Sputnik พ.ศ.2500                       Explorer พ.ศ.2501
ส่ วนประกอบดำวเทียม
      โครง สร้างดาวเทียม เป็ นส่ วนประกอบที่สาคัญมาก โครงจะมีน้ าหนักประมาณ 15 - 25%
ของน้ าหนักรวม ดังนั้น จึงจาเป็ นต้องเลือกวัสดุที่มีน้ าหนักเบา และต้องไม่เกิดการสันมากเกินที่กาหนด
                                                                                   ่
หากได้รับสัญญาณที่มีความถี่ หรื อความสู งของคลื่นมากๆ (amptitude) ระบบ เครื่ องยนต์ ซึ่ งเรี ยกว่า
"aerospike" อาศัยหลักการทางานคล้ายกับเครื่ องอัดอากาศ และปล่อยออกทางปลายท่อ
ซึ่ งระบบดังกล่าวจะทางานได้ดีในสภาพสุ ญญากาศ
ซึ่ งต้องพิจารณาถึงน้ าหนักบรรทุกของดาวเทียมด้วยระบบ พลังงาน ทาหน้าที่ผลิตพลังงาน
และกักเก็บไว้เพื่อแจกจ่ายไปยังระบบไฟฟ้ าของดาวเทียม โดยมีแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Cell)
ไว้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์เพื่อเปลี่ยนเป็ นพลังงานไฟฟ้ า ให้ดาวเทียม
แต่ในบางกรณี อาจใช้พลังงานนิวเคลียร์ แทนระบบ ควบคุมและบังคับ ประกอบด้วย
คอมพิวเตอร์ ที่เก็บรวมรวมข้อมูล และประมวลผลคาสั่งต่างๆ ที่ได้รับจากส่ วนควบคุมบนโลก
โดยมีอุปกรณ์รับส่ งสัญญาณ (Radar System) เพื่อใช้ในการติดต่อสื่ อสารระบบสื่ อสารและนาทาง
มีอุปกรณ์ตรวจจับความร้อน ซึ่งจะทางาน โดยแผงวงจรควบคุมอัตโนมัติ อุปกรณ์ ควบคุมระดับความสู ง
                                   ั
เพื่อรักษาระดับความสู งให้สัมพันธ์กนระหว่างพื้นโลก และดวงอาทิตย์
                                            ่
หรื อเพื่อรักษาระดับให้ดาวเทียมสามารถโคจรอยูได้ เครื่ อง มือบอกตาแหน่ง เพื่อกาหนดการเคลื่อนที่
นอกจากนี้ยงมีส่วนย่อยๆ อีกบางส่ วนที่จะทางานหลังจาก ได้รับการกระตุนบางอย่าง เช่น
          ั                                                       ้
ทางานเมื่อได้รับสัญญาณ สะท้อนจากวัตถุบางชนิด หรื อทางานเมื่อได้รับลาแสงรังสี ฯลฯ
ชิ้น ส่ วนต่างๆ ของดาวเทียมได้ถูกทดสอบอย่างละเอียด ส่ วนประกอบต่างๆ ถูกออกแบบสร้าง
และทดสอบใช้งานอย่างอิสระ ส่ วนต่างๆ ได้ถูกนามาประกอบเข้าด้วยกัน
                                                ่              ั
และทดสอบอย่างละเอียดครั้งภายใต้สภาวะที่เสมือนอยูในอวกาศก่อนที่มน จะถูกปล่อยขึ้นไปในวงโคจร
                 ้     ้
ดาวเทียมจานวนไม่นอยที่ตองนามาปรับปรุ งอีกเล็กน้อย ก่อนที่พวกมันจะสามารถทางานได้
เพราะว่าหากปล่อยดาวเทียมขึ้นสู่ วงโคจรแล้ว เราจะไม่สามารถปรับปรุ งอะไรได้
และดาวเทียมต้องทางานอีกเป็ นระยะเวลานาน ดาวเทียมส่ วนมากจะถูกนาขึ้นไปพร้อมกันกับจรวด
ซึ่ งตัวจรวดจะตกลงสู่ มหาสมุทรหลังจากที่เชื้ อเพลิงหมดทางานร่ วมกัน ระบบย่อยๆ
แต่ละอย่างต่างก็มีหน้าที่การทางานเฉพาะ เ

ดำวเทียมทำงำนอย่ ำงไร
                                  ่
     ดาวเทียมจะถูกส่ งขึ้นไปลอยอยูในตาแหน่ง วงโคจรค้างฟ้ า
ซึ่ งมีระยะห่างจากพื้นโลกประมาณ 36000 -
38000 กิโลเมตร และโคจรตามการหมุนของโลก เมื่อเมื่อเปรี ยบเทียบกับพื้นโลกจะเสมือนว่าดาวเทียมลอย
       ่                                                               ่
นิ่งอยูบนท้องฟ้ า และดาวเทียมจะมีระบบเชื้อเพลิงเพื่อควบคุมตาแหน่งให้อยูในตาแหน่งองศาที่
ได้สัปทานเอาไว้ กับหน่วยงานที่ดูแลเรื่ องตาแหน่งวงโคจรของ ดาวเทียมคือ IFRB ( International
Frequency Registration Board
                   ่                                                            ิ
) ดาวเทียมที่ลอยอยูบนท้องฟ้ า จะทาหน้าที่เหมือนสถานีทวนสัญญาณ คือจะรับสัญญาณที่ยงขึ้นมาจากสถ
                              ่
านีภาคพื้นดิน เรี ยกสัญญาณนี้วาสัญญาณขาขึ้นหรื อ ( Uplink )
รับและขยายสัญญาณพร้อมทั้งแปลงสัญญาณให้มีความถี่ต่าลงเพื่อป้ องกันการรบกวน
กันระหว่างสัญญาณขาขึ้นและส่ งลงมา โดยมีจานสายอากาศทาหน้าที่รับและส่ งสัญญาณ ส่ วนสัญญาณใน
ขาลงเรี ยกว่า ( Downlink ) รับ



สถำนีอวกำศ
สถานี อวกาศนานาชาติ เป็ นโครงการที่เกิดจากความร่ วมมือระหว่างชาติ 16 ประเทศ
นาโดยประเทศสหรัฐอเมริ กา, คานาดา, ญี่ปุ่น, รัสเซีย, 11 ประเทศยุโรป และบราซิ ล โดยใช้เที่ยวบินทั้งสิ้ น
44 เที่ยวบิน เพื่อที่จะนาชิ้นส่ วนแต่ละชิ้น ของสถานีอวกาศ ไปประกอบกันเป็ น สถานี อวกาศนานาชาติ
                        ั
ซึ่ งประกอบด้วย ห้องปฏิบติการทางวิทยาศาสตร์ ที่ใหญ่ที่สุดในอวกาศ เท่าที่มนุษย์เคยมีมา
                                        คำนำ


       รายงาน เล่มนี้เป็ นส่ วนหนึ่งของวิชา ว 30201 โลกดวงดาวและอวกาศ
ชั้นมัธยมศึกษาปี ที่4 โดยมีจุดประสงค์ เพื่อการศึกษาความรู ้เกี่ยวกับ เทคโนโลยีสารวจ อวกาศ
ซึ่งในรายงานเล่มนี้มีเนื้อหา เกี่ยวกับ เทคโนโลยีสารวจ อวกาศ ต่างๆในปั จจุบน
                                                                          ั
                                                    ู้              ้
หวังเป็ นอย่างยิงว่ารายงานเล่มนี้จะเป็ นประโยชน์แก่ผที่สนใจไม่มากก็นอย
                ่
                      ้                    ้ั                       ้
ถ้าหากรายงานเล่มนี้มีขอผิดพลาดประการใดทางผูจดทาก็ขออภัยมา ณ ที่น้ ีดวย
                           สำรบัญ
เรื่อง                                หน้ ำ
เทคโนโลยีสำรวจอวกำศ                      1

คำวมแตกต่ ำงเครื่องบินไอพ่น และจรวด      2

กำรปรับทิศทำงของกระสวยอวกำศ              3

ดำวเทียม                                  4

ส่ วนประกอบดำวเทียม                      5
ดำวเทียมทำงำนอย่ ำงไร                     6

สถำนีอวกำศ                                6
                             รายงาน
                  เรื่ อง...เทคโนโลยีสารวจอวกาศ




                               เสนอ
                       อ.ศิริพร สุปัญญาบุตร


                             จัดทาโดย

                      น.ส.ช่อผกา บุญประสิทธิ์



รายงานเล่มนี้เป็ นส่วนหนึ่งของวิชา โลกดวงดาวและอวกาศ รหัสวิชา ว30201
ปี การศึกษา 2554 โรงเรี ยนกกตูมประชาสรรค์ รัชมังคลาภิเษก

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:195
posted:5/13/2012
language:Thai
pages:12