เทคโนโลยีอวกาศและการประยุกต์ใช้

เทคโนโลยียี ยี อ ยี อวกาศ และการประยุยุ ยุ ก ยุ กต์ต์ใต์ต์ช้ช้ ช้ช้ Space Technology and Applications

คำ นำ หนังสือเล่มเล็กแบบอิเล็กทรอนิกส์ฉบับนี้เป็นส่วนหนึ่ง ของรายวิชา วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี รหัสวิชา ว30161 ซึ่งผู้จัดทำ ได้รับผิดชอบในเนื้อหา เทคโนโลยี อวกาศและการประยุกต์ใช้ ผู้จัดทำ หวังว่าผู้อ่านจะได้รับความรู้จากหนังสือเล่มเล็ก แบบอิเล็กทรอนิกส์ฉบับนี้ นางสาววิภาพร เลิศเดชสกุล

สารบับัญ บั ญ บั เทคโนโลยีอวกาศกับการสำ รวจอวกาศ กล้องโทรทรรศน์ที่ใช้ศึกษาวัตถุท้องฟ้า ในช่วงความยาวคลื่นต่างๆ ยานอวกาศ สถานีอวกาศ และดาวเทียม เทคโนโลยีอวกาศกับการประยุกต์ใช้ ด้านวัสดุศาสตร์ ด้านอาหาร ด้านการแพทย์และสุขภาพ คำ นำ สารบัญ ก ข 1 2 10 19 20 22 23

เทคโนโลยียียีอยีวกาศกักับกักัการ สำสำสำสำรวจอากาศ ในการสำ รวจอวกาศจำ เป็นต้องใช้เทคโนโลยีอวกาศร่วม กันหลายอย่างในการสำ รวจ ได้แก่ กล้องโทรทรรศน์ ดาวเทียม สถานีอวกาศ จรวด ระบบขนส่งอวกาศ โดย เทคโนโลยีอวกาศที่ทำ ให้ เราสามารถเปิดมุมมองบนท้องฟ้า ได้ชัดเจนกว่าการสังเกตด้วยตาเปล่า คือ กล้องโทรทรรศน์ (TELESCOPE)

กล้ล้อล้ล้งโทรทรรศน์น์ที่ น์ ที่ น์ ใที่ที่ ช้ช้ศึช้ศึช้กศึศึษาวัวัตวัวัถุถุถุถุท้ท้อท้ท้งฟ้ฟ้าฟ้ฟ้ในช่ช่ว ช่ ว ช่ งความยาวคลื่ลื่น ลื่ น ลื่ ต่ต่า ต่ า ต่ งๆ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคลื่นที่มีประโยชน์ในชีวิตประจำ วันอย่างมากและนัก ดาราศาสตร์นำ สมบัติของทัศนอุปกรณ์มาใช้ในการสังเกตการณ์ทาง ดาราศาสตร์ มีการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ที่สามารถ สังเกตได้ในช่วงความยาวคลื่นต่างๆเพื่อที่จะศึกษาทุกระดับพลังงานที่แผ่ ออกมาจากวัตถุท้องฟ้า กล้องโทรทรรศน์ที่ใช้ศึกษาวัตถุท้องฟ้าต่างๆ

1.กล้อล้งโทรทรรศน์ใน์ นช่ว ช่ งคลื่น ลื่ แสง เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้สำ หรับตรวจจับและรวบรวมปริมาณของ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของ ช่วงคลื่นแสง(VISIBLE LIGHT)ที่มี ความยาวคลื่นอยู่ระหว่าง 400 - 700 นาโนเมตร ซึ่งในช่วงคลื่นแสงนี้ ตาของมนุษย์สามารถสังเกตเห็นเป็นแสงสีต่างๆได้ สามารถใช้ในการถ่าย ภาพวัตถุท้องฟ้า ต่าง ๆ เช่น ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ เนบิวลา กาแล็กซี โดยกล้องโทรทรรศน์ช่วงคลื่นแสง แบ่งได้ 2 ชนิดใหญ่ๆตาม หลักการรวมแสง คือ กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง (REFRACTORS)และกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง(REFLECTORS) กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง - ใช้เลนส์นูนเป็นเลนส์ใกล้วัตถุ (OBJECTIVE LENS)และเลนส์ใกล้ตา(EYEPIECE) -ภาพที่เห็นเป็นภาพเสมือนหัวกลับกับวัตถุ -เหมาะสำ หรับใช้สังเกตและถ่ายภาพผิวของดวงจันทร์และดาวเคราะห์ต่าง ๆ

กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง -ใช้กระจกเว้าเป็นกระจกปฐมภูมิ(PRIMARY MIRROR)และกระจกเงาราบเป็นกระจก ทุติยภูมิ (SECONDARY MIRROR) -ภาพที่เห็นเป็นภาพเสมือนหัวกลับกับวัตถุ -เหมาะสำ หรับใช้สังเกตวัตถุท้องฟ้าที่มีความสว่างไม่มาก เช่น เนบิวลา และกาแล็กซี หอดูดาวเฉลิมพระเกียรติ 7 รอบชนมพรรษา (หอดูดาวแห่งชาติ) ปัจจุบันกล้องโทรทรรศน์ตามหอดูดาวขนาดใหญ่จะนิยมใช้กล้องโทรทรรศน์แบบ สะท้อนแสง ทั้งสิ้น เนื่องจากการผลิตกระจกสะท้อนขนาดใหญ่สามารถผลิตได้ง่าย และมีราคาถูกกว่าเลนส์ที่มีขนาด หน้ากล้องเท่ากัน สำ หรับประเทศไทยมี กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 เมตร ตั้งอยู่ที่หอดู ดาวเฉลิมพระเกียรติ 7 รอบพระชนมพรรษา (หอดูดาวแห่งชาติ) อุทยานแห่งชาติ ดอยอินทนนท์ จังหวัดเชียงใหม่ ดังรูป

2.กล้อล้งโทรทรรศน์วิ น์ ทวิยุ เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้ ตรวจจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วง TELESCOPE: FAST) ดังรูป สามารถตรวจจับวัตถุในอวกาศเช่นซูเปอร์โนวาหลุมดำ และ 1 เซนติเมตรจนถึงประมาณ 20 เมตร กล้องโทรทรรศน์วิทยุ ความยาวคลื่นวิทยุและไมโครเวฟที่มีความยาวคลื่นประมาณ METER APERTURE SPHERICAL RADIO กาแล็กซี นอกจากนี้ยังสามารถตรวจจับไมโครเวฟพื้นหลังจาก อวกาศเช่นกล้องโทรทรรศน์วิทยุฟาสต์ (FIVE HUNDRED

นอกจากกล้องโทรทรรศน์จะสามารถตรวจจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงคลื่นแสงและ ช่วงคลื่นวิทยุแล้วยังมีกล้องโทรทรรศน์ที่สามารถตรวจจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วง ความยาวคลื่น อื่น ๆ เช่น อินฟราเรด อัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ แต่คลื่นเหล่านี้ไม่ สามารถทะลุผ่านชั้นบรรยากาศ ลงมาถึงพื้นโลกได้เพราะถูกดูดกลืนและสะท้อนจาก ชั้นบรรยากาศของโลก ดังนั้นจึงจำ เป็นต้อง ส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศขึ้นไปโคจร อยู่เหนือชั้นบรรยากาศของโลก โดยกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้ศึกษาในช่วงคลื่นนี้ ได้แก่ กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด (INFRARED TELESCOPE) กล้องโทรทรรศน์ อัลตราไวโอเลต (ULTRAVIOLET TELESCOPE) กล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์ (XRAY TELESCOPES) โดยมีรายละเอียดดังนี้ สามารถรับสัญญาณที่มีความยาวคลื่นตั้งแต่ 1 ไมโครเมตร ถึง 1 มิลลิเมตร การตรวจ จับคลื่นอินฟราเรดจากวัตถุท้องฟ้าสามารถตรวจับได้ทั้งบนพื้น โลกและในอวกาศ โดยกล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลกจะตรวจจับ คลื่น อินฟราเรดได้จำ กัดเพราะคลื่นอินฟราเรดบางส่วนสามารถดูดกลืนโดยชั้น บรรยากาศจึงต้องมีการติดตั้งกล้องไว้บนภูเขาสูงหรือบริเวณที่มีความชื้น ต่ำ โดยกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดจะมีความไวในการตรวจจับคลื่นได้ดีถึง แม้วัตถุจะมีอุณหภูมิต่ำ จึงเหมาะสมในการศึกษาดาวฤกษ์เกิใหม่ กาแล็กซี ทางช้างเผือก และกาแล็กซีอื่น ๆ เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ (SPITZER SPACE TELESCOPE) ดังรูป 3.กล้อล้งโทรทรรศน์อิ น์ นอิ ฟราเรด

4.กล้อล้งโทรทรรศน์อัน์ลอัตราไวโอเลต ใช้รับสัญญาณที่มีความยาวคลื่นตั้งแต่ 10 ถึง 320 นาโนเมตร เนื่องจาก คลื่นอัลตราไวโอเลตจะถูกดูดกลืนโดยชั้นบรรยากาศ จึงต้องมีการส่ง กล้องโทรทรรศน์ไปในอวกาศเพื่อตรวจจับคลื่นดังกล่าวโดยสามารถตรวจ จับวัตถุที่มีอุณหภูมิสูง จึงใช้ในการศึกษาสสารระหว่างดาว กาแล็กซี และ องค์ประกอบของเนบิวลาดาวเคราะห์ เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ( HUBBLE SPACE TELESCOPE) ดังรูป 5.กล้อล้งโทรทรรศน์รั น์ งรั สีเสีอกซ์ กล้องโทรทรรศน์ชนิดนี้สามารถตรวจจับวัตถุท้องฟ้าที่อยู่ไกลมากในช่วง ความยาวคลื่นรังสีเอกซ์ ซึ่งสามารถรับสัญญาณในช่วงความยาวคลื่น ประมาณ 10 ถึง 0.1 นาโนเมตร มีประโยชน์อย่างมาก สําหรับการศึกษา ดาวนิวตรอนเศษซากของดาวฤกษ์ที่หลงเหลือจากซูเปอร์โนวาและหลุม ในใจกลางกาแล็กซี เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา (CHANDRA X-RAY OBSERVATORY ) ดังรูป

การสังเกตวัตถุท้องฟ้านั้นจำ เป็นต้องเลือกใช้ กล้องโทรทรรศน์ที่เหมาะสมเนื่องจากกล้องโทรทรรศน์ แต่ละ ชนิดจะให้รายละเอียดของวัตถุท้องฟ้าที่แตกต่างกัน เช่น ใน รูปเป็นการถ่ายภาพเนบิวลาในบริเวณเดียวกันด้วยกล้องโทร ทรรศน์ฮับเบิลที่ช่วงความยาวคลื่นแตกต่างกัน โดย รูป(ก)ถ่ายในช่วงคลื่นแสงจะเห็นเนบิวลาซึ่งเป็นกลุ่มแก๊ส ชัดเจน แต่เห็นดาวฤกษ์จำ นวนไม่มากเพราะฝุ่นและแก๊สบดบัง ส่วนรูป(ข)ถ่ายในช่วงคลื่นอินฟราเรดซึ่งจะทะลุผ่านฝุ่นแก๊ส หนาทึบได้ดีกว่า จึงเห็นจำ นวนดาวฤกษ์ได้มากขึ้น (ก) (ข) ในรูปเปรียบเทียบภาพเนบิวลากระดูกงูเรือที่สังเกตจาก (ก) ช่วงคลื่นแสง และ (ข) ช่วงคลื่นอินฟราเรด

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล เป็นกล้องโทรทรรศน์ อวกาศชนิดสะท้อนแสงขนาดใหญ่ มีเส้นผ่านศูนย์กลาง ของกระจกปฐมภูมิ 2.4 เมตร สามารถใช้สังเกตการณ์ได้ หลายช่วงความยาวคลื่น เช่น อินฟราเรดใกล้ (NEAR INFRARED) ช่วงคลื่นแสง อัลตราไวโอเลต ใช้พลังงาน จากเซลล์สุริยะโดยโคจรรอบโลกที่ความสูงประมาณ 570 กิโลเมตร ทำ ให้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสามารถ สังเกตวัตถุท้องฟ้าได้ไกลถึง 13,000 ล้านปีแสง ในขณะ ที่ กล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลกสามารถสังเกตวัตถุท้องฟ้า ได้ไกลเพียง 2,000 ล้านปีแสง นอกจากการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศที่โคจรอยู่รอบ โลกเพื่อถ่ายภาพท้องฟ้า ในช่วงความยาวคลื่นต่าง ๆ แล้วยังมีเทคโนโลยีอวกาศอื่นๆที่สามารถนำ ข้อมูลที่ได้ไปใช้ ประโยชน์ เช่น ดาวเทียมและสถานีอวกาศที่ถูกส่งขึ้นไป โคจรรอบโลกเพื่อเก็บข้อมูลและทำ วิจัยในอวกาศ นอกจาก นี้ยังมียานอวกาศที่เดินทางไปสำ รวจดวงดาวต่าง ๆ ที่อยู่ ห่างไกลออกไป ความรู้เรู้พิ่มพิ่เติมติ

AWARD ยานอวกาศ สถานีนีอนีนีวกาศ และดาวเทีทียทีทีม ในการสำ รวจอวกาศนอกจากจะมีการใช้กล้องโทรทรรศน์ในช่วง ความยาวคลื่นต่างๆแล้วยังมีการนำ เทคโนโลยีอวกาศอื่นๆมาใช้ในการส่ง มนุษย์และอุปกรณ์ต่างๆเพื่อไปศึกษาอวกาศ

1.ยานอวกาศ ยานอวกาศ (SPACECRAFT) เป็นยานพาหนะที่ถูก ส่งออกไปในอวกาศ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้สำ รวจ อวกาศ และวัตถุท้องฟ้า (CELESTIAL BODY) ต่าง ๆ ที่อยู่ไกลออกไปอาจมีหรือไม่มีมนุษย์เดินทางไปด้วย ก็ได้ ยานอวกาศที่สำ คัญ เช่น ยานอวกาศอะพอลโล (APOLLO) เป็นยานที่นำ มนุษย์ลงไปสำ รวจ ดวงจันทร์ ยานอวกาศคิวริออสซิตี (CURIOSITY) (JUNO) ใช้สำ รวจดาวพฤหัสบดี ยานอวกาศแคสสินี-ฮอยเกนส์เป็นยานที่ใช้ สำ รวจดาวอังคาร ยานอวกาศจูโน (CASSINI-HUYGENS) ใช้สำ รวจดาว เสาร์ และยานอวกาศนิวฮอไรซันส์ (NEW HORIZONS) ใช้สำ รวจดาว เคราะห์แคระพลูโต ดังรูป ความรู้ทางเทคโนโลยีอวกาศนอกจากจะใช้ศึกษาวัตถุท้องฟ้าในห้วง อวกาศแล้วยังมีการนำ มาใช้ การสำ รวจโลกและทำ การศึกษาวิจัยในอวกาศ เช่น สถานีอวกาศ ดาวเทียม ยานอวกาศอะพอลโล ยานอวกาศ คิวรีออสซิตี ยานอวกาศแคสสินี-ฮอยเกนส์ ยานอวกาศจูโน ยานอวกาศน้วฮอไรซันส์

2.สถานีอนีวกาศ เป็นห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ที่โครจรอบโลก สถานีอวกาศที่ใหญ่ ที่สุดคือ สถานีอวกาศนานาชาติ (INTERNATIONAL SPACE STATION: ISS) ดังรูป เป็นห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ที่ โคจรรอบโลกที่ความสูงประมาณ 400 กิโลเมตร โดยความร่วมมือ ขององค์การอวกาศของประเทศสหรัฐอเมริกา ยุโรป ญี่ปุ่น แคนาดาและรัสเซีย สถานีอวกาศนานาชาติมีวัตถุประสงค์เพื่อ ประโยชน์ในการวิจัย ทดลองและประดิษฐ์คิดค้นในสภาพไร้น้ำ หนัก เช่น การศึกษา รูปร่างของโมเลกุลโปรตีนในร่างกายมนุษย์ เนื่องจากการเจริญเติบโตของผลึกโปรตีนในสภาพไร้น้ำ หนักจะมี ขนาดใหญ่กว่าบนพื้นโลกทำ ให้สามารถวิเคราะห์โครงสร้างได้ง่ายขึ้น ซึ่งถูกนำ มาใช้ในการพัฒนายาชนิดใหม่สำ หรับโรคต่างๆการพัฒนา วัคซีนป้องกันเชื้อแบคทีเรียซาลโมเนลลา (SALMONELLA)ที่ทำ ให้ เกิดโรคทางเดินอาหารเช่น ปวดท้องรุนแรง อาเจียนและท้องร่วง ซึ่งการทดลอง ในสภาพไร้น้ำ หนักทำ ให้เชื้อโรคแพร่กระจายอย่างรวดเร็ว จึงสามารถวิเคราะห์ผลได้ง่ายกว่าการทดลอง บนพื้น โลก การศึกษากระบวนการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงใน สภาพไร้น้ำ หนักเพื่อศึกษาเขม่าที่มีผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม และสุขภาพของมนุษย์รวมถึงการใช้น้ำ มันเชื้อเพลิงอย่าง สมบูรณ์อาจนำ ไปสู่การออกแบบเครื่องยนต์เผาไหม้ที่มี ประสิทธิภาพมากขึ้นบนโลก

3.ดาวเทีย ที ม เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่ส่งขึ้นไปโคจรรอบโลกโดยมี ความเร็วในการโคจรสัมพันธ์ กับมวลและระยะห่าง จากโลก ที่ระดับความสูงเพิ่มมากขึ้นความเร็วในการ โคจรของดาวเทียมจะลดลง โดยทั่วไปดาวเทียม แต่ละดวงจะมีความเร็วคงที่เพื่อรักษาระดับวงโคจร ของดาวเทียม หากต้องการเปลี่ยนระดับความสูง ของวงโคจร ความเร็วของดาวเทียมจะมีค่าเปลี่ยนไป โดยดาวเทียมแต่ละดวงจะโคจรที่ระดับความสูงแตก ต่างกันขึ้นกับวัตถุประสงค์ของการใช้งาน เช่น การ สื่อสาร การสำ รวจ ทรัพยากรธรรมชาติ การบอก ตำ แหน่งบนโลก การพยากรณ์อากาศ ซึ่งสามารถ แบ่งดาวเทียมตาม ระดับการโคจรได้ 3 ประเภท ดังนี้

ดาวเทียมที่อยู่วงโคจรใกล้โลก (LOW EART ORBIT: LEO) ดาวเทียมในวงโคจรนี้จะอยู่สูงจากผิวโลกระหว่าง 160 - 2,000 กิโลเมตร ใช้ในการสำ รวจสภาพ แวดล้อมของโลกถ่ายภาพผิวโลกและเมฆ ดาวเทียม ชนิดนี้นิยมโคจรผ่านขั้วโลกในแนวเหนือใต้ เพื่อให้เก็บ ข้อมูลได้ครอบคลุมพื้นที่บนโลกมากขึ้น เช่น ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา ดาวเทียมสำ รวจ ทรัพยากรธรรมชาติ ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา เป็นดาวเทียมที่อยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 700 - 900 กิโลเมตร ดังรูป ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาให้ข้อมูล เกี่ยวกับสภาพลมฟ้าอากาศด้วยภาพถ่ายในช่วงคลื่นไมโครเวฟ ช่วงคลื่นแสงและช่วงคลื่นอินฟราเรด มีอุปกรณ์ถ่ายภาพเมฆและ เก็บข้อมูลองค์ประกอบลมฟ้าอากาศ ช่วยให้ได้ข้อมูลที่สำ คัญในการ พยากรณ์อากาศได้อย่างถูกต้องรวดเร็ว ซึ่งเป็นประโยชน์ในการ ป้องกันหรือบรรเทาความเสียหายที่จะเกิดขึ้นจากสภาพลมฟ้า อากาศที่รุนแรง

ดาวเทียมสำ รวจทรัพยากรธรรมชาติ เป็นดาวเทียม ที่อยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 600-900 กิโลเมตรเป็น ดาวเทียมที่มีอุปกรณ์สำ รวจแหล่งทรัพยากรที่สำ คัญ การใช้ ข้อมูลจากดาวเทียมเพื่อศึกษาพื้นที่ที่ถูกตัดไม้ทำ ลายป่า ซึ่ง ทำ ให้เกิดอุทกภัยและความแห้งแล้ง นอกจากนี้ยังใช้ศึกษา การทับถมของตะกอนปากแม่น้ำ การชะล้างพังทลายของดิน บริเวณพื้นที่ลุ่มน้ำ การทำ งานของดาวเทียมสำ รวทรัพยากร จะใช้หลัก การสำ รวจข้อมูลจากระยะไกลโดยใช้ช่วงคลื่นแสง อินฟราเรดและไมโครเวฟ เช่น ดาวเทียมธีออส (THEOS)ของประเทศไทย ดาวเทียมแลนด์แซต (LANDSAT) และดาวเทียม เทอร์รา (TERRA)ของประเทศสหรัฐอเมริกา ดาวเทียมวงโคจรระดับกลาง (MEDIUM EARTH ORBIT: MEO) ดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรนี้จะมีวงโคจรที่ระดับความสูงจากพื้นโลก มากกว่า 2,000 กิโลเมตร แต่ไม่เกิน 35,780 กิโลเมตร ใช้ในด้านการ บอกตำ แหน่งบนโลก เช่น ดาวเทียมระบบจีพีเอส (GLOBAL POSITIONING SYSTEM: GPS) ของประเทศสหรัฐอเมริกา ใช้ในระบบ นำ ร่อง ทั้งเครื่องบิน เรือเดินสมุทร รถยนต์ และขีปนาวุธ โดย ดาวเทียมแต่ละดวงจะมีการโคจรรอบโลกในทิศทางต่างๆเป็น 6 ระนาบ ระนาบละ 4 ดวง ดังรูป ซึ่งทั้งระบบจะต้องมีดาวเทียมทั้งหมด 24 ดวง โดยสัญญาณที่ได้จาก ดาวเทียมแต่ละดวงจะถูกนำ มาคำ นวณเพื่อ ให้ทราบตำ แหน่งครอบคลุมทุกจุดผิวโลก

ดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า (GEOSTATIONARY EARTH ORBIT: GEO) ดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรนี้จะอยู่สูงจากผิวโลกประมาณ 35,780 กิโลเมตร มีคาบในการโคจรเท่ากับ การหมุนรอบ ตัวเองของโลกจึงทำ ให้ดาวเทียมเสมือนลอยอยู่นิ่งกับที่เมื่อ เทียบกับพื้นโลก เราจึงเรียกดาวเทียมนี้ว่าดาวเทียมค้างฟ้า และเรียกวงโคจรนี้ว่าวงโคจรค้างฟ้าโดยระนาบของการ โคจรของดาวเทียมจะอยู่ในแนวเส้นศูนย์สูตรโลก โดยส่วน มากจะเป็นดาวเทียมประเภทดาวเทียมสื่อสาร เช่น ดาวเทียม อินเทลแซต (INTELSAT) ดาวเทียมไทยคม (THAICOM) นอกจากนี้ยังมีนี้ยังมีดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาที่ ประเทศไทย นำ ข้อมูลมาใช้ ซึ่งอยู่ในวงโครจรนี้ ได้แก่ ดาวเทียมฮิมาวาริ (HIMAWARI) ของญี่ปุ่นและดาวเทียม FY-2 ของประเทศ จีน ส่วนดาวเทียมสื่อสารของไทย ได้แก่ ดาวเทียมไทยคม ซึ่งใช้ ในการติดต่อสื่อสารทั่วประเทศไทย และประเทศในแถบอินโด จีนไปจนถึงเกาหลีและญี่ปุ่น รวมทั้งชายฝั่งทะเลด้านตะวัน ออกของจีน ให้บริการสื่อสารโทรคมนาคมด้านต่างๆ เช่น การถ่ายทอดโทรทัศน์ วิทยุโทรศัพท์ และการประชุมทางไกล ในการส่งดาวเทียม สถานีอวกาศ หรือยานอวกาศไปสำ รวจ ดาวเคราะห์และวัตถุท้องฟ้าอื่นๆ นอกโลก จำ เป็นต้องใช้ จรวดเพื่อให้อุปกรณ์เหล่านั้นมีความเร็วมากพอที่จะสามารถ เอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลก

เป็นเครื่องยนต์ที่มีพลังขับดัน สูงมาก ใช้ในการส่ง ดาวเทียมและยานอวกาศ ออกนอกโลก การทํางานของ จรวดจะอาศัยแรงดัน ของเชื้อเพลิงที่ทำ ให้ตัวจรวด เคลื่อนที่ได้ โดยเชื้อเพลิงที่เผาไหม้จะพ่นออกด้านหลัง ของ จรวดด้วยความเร็วสูงจากห้องเผาไหม้ ทำ ให้ จรวดสามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้ ดังรูป การที่จรวด จะสามารถเคลื่อนที่ออกนอกโลกได้ จะต้องมีความเร็ว เริ่มต้นมากพอที่สามารถ เอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลก เช่น ถ้าต้องการส่ง จรวดจากพื้นโลกให้หลุดพ้นวง โคจรรอบโลกได้ จรวดจะต้องมีความเร็วประมาณ 11.2 กิโลเมตร ต่อวินาที เรียกว่า ความเร็วหลุดพ้น (ESCAPE VELOCITY) ในทางปฏิบัติการยิงจรวดจาก พื้นโลก ให้มีความเร็ว 11.2 กิโลเมตรต่อวินาที ต้องใช้ เชื้อเพลิงสูงมาก โดยทั่วไปจึงเริ่มต้นจากการส่ง จรวด เข้าสู่วงโคจรรอบโลกก่อน โดยใช้ความเร็ว ที่ทำ ให้จรวด ขึ้นไปตามระดับความสูงที่ต้องการ จากนั้นจึงใช้ ความเร็วอีกค่าหนึ่งทำ ให้จรวด ออกนอกโลกได้ ซึ่ง ความเร็วของจรวดที่ส่ง ดาวเทียมจะต้องสัมพันธ์กับ ระดับวงโคจรของ ที่ต้องการ 4.จรวด จรวดแซตเทิร์น 5

โดยระบบขนส่งอวกาศ ประกอบด้วย 3 ส่วน หลัก ได้แก่ จรวด เชื้อเพลิงแข็ง ซึ่งติดกับถังเชื้อเพลิง ภายนอกทั้งสองข้าง ถังเชื้อ เพลิงภายนอกเป็นที่ เก็บเชื้อเพลิงเหลว และยานขนส่งอวกาศ ใช้ บรรทุกสัมภาระที่จะส่งไปอยู่ในวงโคจร เช่น ดาวเทียม กล้องโทรทรรศน์อวกาศ และการส่ง นักบินอวกาศเพื่อไปปฏิบัติ งานยังสถานีอวกาศนานาชาติ ดังรูป การทำ งานของระบบขนส่งอวกาศจะใช้จรวด เชื้อเพลิงแข็งและเชื้อ เพลิงเหลวในการขับเคลื่อน ยานจากฐานปล่อยด้วยความเร็วมาก พอที่จะขึ้น ไปถึงวงโคจร เมื่อถึงระดับหนึ่งจรวดเชื้อเพลิงแข็ง ทั้ง สองข้างจะแยกตัวออกมาตกลงสู่ทะเลซึ่ง สามารถนำ มาใช้ได้อีก ส่วนถังเชื้อเพลิงภายนอก เมื่อใช้เชื้อเพลิงหมดจะแยกตัวออกจาก ยานขนส่ง อวกาศแล้วถูกเผาไหม้ในบรรยากาศ โดยตัวยาน ขนส่ง อวกาศเมื่อปฏิบัติหน้าที่เสร็จแล้วจะเดินทาง กลับสู่พื้นโลก ดังรูป การใช้จรวดเป็นยานพาหนะในการส่งดาวเทียมหรือ กล้องโทรทรรศน์อวกาศ เมื่อดาวเทียมถูกส่งขึ้นสู่ อวกาศแล้วจะไม่สามารถนำ จรวดกลับมาใช้ใหม่ได้ การส่งจรวดแต่ละครั้งจึงสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายมาก นัก วิทยาศาสตร์จึงพัฒนาการสร้าง ระบบขนส่งอวกาศ (SPACE TRANSPORTATION SYSTEM) ที่เดิน ทางขึ้นไปในอวกาศ แล้วสามารถเดินทางกลับสู่โลก และนำ กลับมาใช้ใหม่ได้

Space technology and applications เทคโนโลยียี ยี อ ยี อวกาศ กั กับการประยุยุ ยุ ก ยุ กต์ต์ใต์ต์ช้ช้ ช้ช้

ในการสำ รวจอวกาศมีความจำ เป็นอย่างยิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ ต้องมีการพัฒนาความสามารถทาง ด้านวัสดุศาสตร์ เพื่อให้ สามารถนำ ความรู้ที่ได้มาออกแบบยานอวกาศ ชุดอวกาศ หรือวัสดุเครื่องใช้ ในอวกาศ ที่ทนต่อสภาพแวดล้อมที่สุดขั้ว ในอวกาศ ซึ่งความรู้ที่ได้จากการพัฒนาวัสดุในอวกาศดัง กล่าว สามารถนำ มาประยุกต์ใช้กับการดำ รงชีวิตประจำ วัน บนโลกได้ เช่น การผลิตเลนส์แว่นตาจากคาร์บอนแข็งแรง พิเศษ (SCRATCH-RESISTANT LENSES) โดยได้นำ วัสดุ ชนิดนี้ไปเคลือบเลนส์ ทำ เลนส์แว่นกันแดด ที่มีความทนทาน ต่อรอยขีดข่วน มีการผลิตแอโรเจล(AEROGEL) ซึ่งจัดเป็น ของแข็งที่เบาที่สุด มีความหนาแน่นต่ำ แข็งแรงและมีสภาพ ยืดหยุ่นสูงดังรูป เกิดขึ้นจากการคิดค้นวัสดุเพื่อทำ ชุด นักบินอวกาศ และยานอวกาศ โดยเป็นวัสดุที่มีโครงสร้าง เป็นรูพรุน มีซิลิกอนเป็นองค์ประกอบ ทำ ให้สามารถทนความ ร้อนสูงซึ่งได้นำ มาพัฒนาเป็นสิ่งของที่ใช้ประโยชน์บนโลก เช่น น้ำ มาทำ ชุดนักดับเพลิง ชุดของนักแข่งรถ นำ มาทำ ผ้าห่มที่ช่วยเก็บกักรักษาอุณหภูมิได้ดี หรือนำ มาผลิต เป็น พื้นรองเท้าที่สามารถลดการสูญเสียความร้อนสำ หรับนักปีน ภูเขาน้ำ แข็ง 1.ด้า ด้ นวัสวั ดุศ ดุ าสตร์

นอกจากนี้ยังมีการผลิตโฟมนิ่มชนิดพิเศษ (TEMPER FOAM) ที่ถูกนำ มาเป็นที่นอนกับหมอน เพื่อลดน้ำ หนักที่กดทับขณะนอน สามารถปรับตัวให้รองรับพอดี กับน้ำ หนักของร่างกาย ลดปัญหาการ ปวดเมื่อย โฟมชนิดนี้เกิดขึ้นจากการคิดค้นเพื่อทำ เป็นเบาะรอง นั่งของนักบินอวกาศ ขณะยานอวกาศ กำ ลังขึ้นหรือ ลงจอดเพื่อป้องกันไม่ให้นักบินอวกาศเกิดการ กระแทก และต่อมาได้มีการนำ โฟมนิ่มชนิด นี้มา ประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์ โดยการนำ มาใช้กับผู้ ป่วยอัมพาต เพื่อช่วยป้องกันการเกิดแผลกดทับ และ ยังมีสมบัติในการระบายอากาศและความร้อนได้ดีจึง ไม่เกิดความอับชื้น การออกแบบเซลล์สุริยะ (SOLAR CELLS) ที่ได้นำ มา เป็นพลังงานที่ใช้ในดาวเทียมและยานอวกาศ ดังรูป ความรู้ดังกล่าวสามารถนำ มาพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และยาวนานจนกระทั่งทุกวันนี้เราได้นำ เซลล์สุริยะมา ใช้ในชีวิตประจำ วันอย่างมากมาย

ผลิตภัณฑ์ในการบรรจุอาหารเพื่อนำ ไปใช้ในอวกาศ เนื่องจากการใช้ชีวิตในอวกาศ นักบินอวกาศต้องอยู่ใน 2.ด้า ด้ นอาหาร เทคโนโลยีทางด้านอาหารเป็นอีกเรื่องหนึ่งที่ท้าทายนัก วิทยาศาสตร์เป็นอย่างมากในการออกแบบอาหารและ สภาวะแวดล้อมที่จำ กัดหลายอย่างดังนั้นการเต รียมอาหารสำ หรับใช้ชีวิตในอวกาศจึง ต้องคำ นึงถึงความสะอาดปริมาณสารอาหาร ก่อนที่นักบินอวกาศ จะเดินทางไปใน การออกแบบบรรจุภัณฑ์ที่สามารถเก็บรักษา อาหารได้นาน มีน้ำ หนักเบาและรับประทาน ได้ง่ายภายใต้สภาพไร้น้ำ หนัก ดังนั้น 20 - 30 ชนิด เพื่อเลือกอาหาร ภาพของอาหารตัวอย่างประมาณ มาทดสอบอาหารและประเมินคุณ อวกาศ นักบินอวกาศจะต้องมีการ ที่จะนำ ไปรับประทานระหว่าง ปฏิบัติภารกิจในอวกาศ ความรู้และความก้าวหน้าทางด้านอาหารสำ หรับนักบินอวกาศได้ถูกนำ มาประยุกต์ใช้ใน การพัฒนาอาหารให้กับมนุษย์ที่อยู่บนโลก เช่น เทคโนโลยีการทำ แห้งเยือกแข็งแบบ สุญญากาศ (FREEZE DRYING TECHNOLOGY) พัฒนามาจากอาหารและผลไม้ ที่ใช้กับนักบินอวกาศที่อยู่ในสถานีอวกาศเป็น SPACE CHOCOL การลดอุณหภูมิและความชื้นในอาหารทำ ให้ อาหารมีน้ำ หนักเบาเนื่องจากน้ำ ถูกขจัดออกไป อาหารมีอายุยาวนานขึ้นที่อุณหภูมิ ห้องและสามารถเก็บรักษาสารอาหารไว้ได้เกือบทั้งหมดและมีการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ที่ สามารถเก็บรักษาอาหารไว้ให้ได้นานดังรูป นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาอาหารเสริม สำ หรับเด็ก (ENRICHEDBABY FOOD) ที่มาจากโครงการพัฒนาอาหารสำ หรับ นักบินอวกาศ มีการวิจัยเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กหรือจุลินทรีย์ที่อยู่ในสาหร่ายสี เขียว พบว่าในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีสารอาหารที่จำ เป็นต่อเด็กเช่นเดียวกับน้ำ นมแม่

ในการใช้ชีวิตในอวกาศนักบินอวกาศต้องเผชิญกับ สภาวะแวดล้อมที่แตกต่างจากบนโลกทั้งในเรื่อง ของ อุณหภูมิ ความดัน แรงโน้มถ่วงและปริมาณรังสีต่าง ๆ ที่ผ่านเข้าสู่ร่างกาย นักวิทยาศาสตร์จึงได้ มีการ พัฒนาเครื่องมือต่าง ๆ ที่ช่วยให้นักบินอวกาศ สามารถปฏิบัติภารกิจในอวกาศได้อย่างปลอดภัย ซึ่ง ความรู้ดังกล่าวสามารถนำ มาประยุกต์ใช้กับมนุษย์ที่ อยู่บนโลกได้ เช่น การนำ ความรู้เกี่ยวกับ การศึกษา การเสื่อมของกล้ามเนื้อและกระดูกของมนุษย์ที่อยู่ใน อวกาศเป็นเวลานานมาช่วยใน การชะลอการสูญเสีย มวลกระดูกของคนที่อยู่บนโลก นอกจากนี้มีการนำ ความรู้ทางเทคโนโลยีอวกาศ มาพัฒนาเครื่องมือที่ ช่วยตรวจวินิจฉัยทางการแพทย์ เช่น การพัฒนา กล้อง 3 มิติ ที่มีขนาดเล็ก และมีประสิทธิภาพสูงจาก ห้องปฏิบัติการของนาซา นำ มาพัฒนากล้องส่อง ตรวจอวัยวะภายในของร่างกาย 3 มิติ (3D ENDOSCOPE) ทำ ให้แพทย์สามารถผ่าตัดโดยการ ส่องกล้องที่เป็นท่อยาวเข้าไปในร่างกาย เครื่องมือนี้ ตรงปลายมีเลนส์สำ หรับรับภาพช่วยให้การมองเห็นใน จุดที่ผ่าตัดชัดเจนขึ้น ดังรูป 3.ด้า ด้ นการแพทย์และสุข สุ ภาพ

Thank you นางสาววิภวิาพร เลิศลิเดชสกุลกุม.412 เลขที่ 33