เทคโนโลยีอวกาศ กัญญาณัฐ 12-62_clone

1ก

คำนำ

หนังสือเล่มน้ีทำข้ึนเพ่ือให้เป็นประโยชน์แก่ผู้ที่ต้องกำรศึกษำเรื่องเทคโนโลยีอวกำศ โดยเนื้อหำใน
เล่มน้ีมีเน้ือหำดังน้ี ควำมหมำยของเทคโนโลยีอวกำศ กล้องโทรทรรศน์ กล้องโทรทรรศน์อวกำศ
จรวด ดำวเทียม ยำนอวกำศ กระสวยอวกำศ เทคโนโลยีอวกำศกับชีวิตประจำวันหวังเป็นอย่ำงย่ิงว่ำ
หนังสือเล่มนี้จะก่อให้เกิดประโยชน์ต่อผู้อ่ำนหำกมีข้อผิดพลำดและข้อบกพร่องประกำรใด ผู้จัดทำขอ
อภยั มำณทนี่ ้ดี ว้ ย

ผู้จดั ทำ
นำงสำว กัญญำณฐั เจรญิ กจิ

สำรบญั 1ข

เรื่อง หนำ้
คำนำ ก
สำรบัญ ข
เทคโนโลยอี วกำศ 1
กลอ้ งโทรทรรศน์ 2
ประเภทของกลอ้ งโทรทรรศน์ 3
ฐำนตงั้ กล้องโทรทรรศน์ 6
กลอ้ งโทรทรรศนอ์ วกำศ 8
จรวด 11
ประเภทของจรวด 13
กระสวยอวกำศ 14
ดำวเทียม 18
วงโคจรของดำวเทียม 19

ยำนอวกำศ 27
เทคโนโลยอี วกำศกับชีวติ ประจำวัน 30
บรรณำนกุ รม 34

11

เทคโนโลยีอวกาศ (Space Technology)

เทคโนโลยีอวกำศ (Space Technology) หมำยถึง กำรนำองค์ควำมรู้ วิธีกำร และเคร่ืองมือทำง
วิทยำศำสตร์มำประยุกต์ใช้ในกำรศึกษำดำรำศำสตร์และห้วงอวกำศที่อยู่นอกเหนืออำณำเขตของโลก
อย่ำงเหมำะสม ทงั้ เพือ่ กำรเรียนรูแ้ ละกำรทำควำมเข้ำใจต่อจักรวำล ปรำกฏกำรณ์ และดวงดำวตำ่ ง ๆ
ยังรวมไปถึงกำรศกึ ษำคน้ ควำ้ เพือ่ พัฒนำนวัตกรรมและเทคโนโลยีต่ำง ๆ ทีเ่ ปน็ ประโยชนแ์ กม่ นษุ ยชำติ
ไม่ว่ำจะเป็นกำรสำรวจทรัพยำกรธรรมชำติ กำรสร้ำงเครือข่ำยติดต่อส่ือสำร หรือ กำรเตือนภัยพิบัติ
ตำ่ ง ๆ

12

กลอ้ งโทรทรรศน์ (Telescope)
กล้องโทรทรรศน์ (Telescope) หรือ กล้องดูดำว เป็นทัศนูปกรณ์ซ่ึงประกอบด้วย เลนส์นูนสองชุด
ทำงำนร่วมกัน หรือ กระจกเงำเว้ำทำงำนร่วมกับเลนส์นูน เลนส์นูนหรือกระจกเงำเว้ำขนำดใหญ่ที่อยู่
ด้ำนใกล้วัตถุทำหน้ำที่รวมแสง ส่วนเลนส์นูนที่อยู่ใกล้ตำทำหน้ำที่เพิ่มกำลังขยำย กำรเพิ่มกำลังรวม
แสงช่วยให้นักดำรำศำสตร์มองเห็นวัตถุท่ีมีควำมสว่ำงน้อย กำรเพ่ิมกำลังขยำยช่วยให้นักดำรำศำสตร์
สำมำรถมองเหน็ รำยละเอียดของวตั ถุมำกขนึ้ กล้องโทรทรรศน์มีสำมประเภท คือ กล้องโทรทรรศน์
แบบหักเหแสง กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง และกล้องโทรทรรศน์แบบผสม กล้องส่องทำงไกล
ชนิดสองตำ มีหลักกำรทำงำนเช่นเดียวกับกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง เพียงแต่ใช้ปริซมึ หักเหแสง
ไปมำเพ่อื ลดระยะควำมยำวของลำกลอ้ ง

ขำต้ังกล้องโทรทรรศน์มีสองประเภทคือ ขำต้ังแบบอัลตำซิมูธ สำมำรถปรับกล้องตำมมุมทิศ
และมมุ เงนิ ขำตงั้ แบบศูนย์สูตร ชว่ ยหันกลอ้ งตดิ ตำมดำว เนื่องจำกกำรหมนุ รอบตวั เองของโลก

13

ประเภทของกล้องโทรทรรศน์

กล้องโทรทรรศนแ์ บบหักเหแสง

กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง (Refracting telescope) เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้เลนส์นูน
ในกำรรวมแสง มีใช้กันอย่ำงแพร่หลำยสำมำรถพบเห็นได้ท่ัวไป กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง
ส่วนมำกมักมีขนำดเล็กเน่ืองจำกเลนส์นูนส่วนใหญ่มโี ฟกัสยำว (เลนส์โฟกัสส้ันสร้ำงยำกและมีรำคำสงู
มำก) ดงั นน้ั ถำ้ เป็นกลอ้ งโทรทรรศนข์ นำดใหญจ่ ะยำวเกะกะ ลำกลอ้ งมีนำ้ หนกั มำก เปลอื งพืน้ ทใี่ นกำร
ติดต้ัง จึงไม่เป็นท่ีนิยมใช้ในหอดูดำว กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงเหมำะสำหรับใช้ศึกษำวัตถุที่
สว่ำงมำก เช่น ดวงจันทร์ และดำวเครำะห์ แต่ไม่เหมำะสำหรับกำรสังเกตวัตถุที่มีขนำดใหญแ่ ต่สว่ำง
น้อย เชน่ เนบิลำและกำแล็กซี เน่อื งจำกมกี ำลังรวมแสงนอ้ ยและให้กำลงั ขยำยมำกเกนิ ไป ภำพ
ทีไ่ ดจ้ ึงมสี ว่ำงนอ้ ยและมีขนำดใหญ่จนไม่สำมำรถมองเห็นภำพรวมของวัตถุ

14

กลอ้ งโทรทรรศนแ์ บบสะท้อนแสง

กล้องโทรทรรศนแ์ บบสะท้อนแสง (Reflecting telescope) ถูกคิดค้นโดย เซอร์ ไอแซค นิวตัน
บำงครั้งจงึ ถูกเรียกว่ำ "กลอ้ งโทรทรรศนแ์ บบนิวโทเนยี น" (Newtonian telescope) กลอ้ งโทรทรรศน์
แบบน้ีใช้กระจกเว้ำทำหน้ำท่ีเลนส์ใกล้วัตถุแทนเลนส์นูน รวบรวมแสงส่งไปยังกระจกทุติยภูมิซ่ึงเป็น
กระจกเงำระนำบขนำดเลก็ ตดิ ตัง้ อยู่ในลำกลอ้ ง สะท้อนลำแสงให้ตงั้ ฉำกออกมำท่เี ลนสต์ ำทต่ี ดิ ต้ังอยู่
ท่ดี ้ำนข้ำงของลำกล้อง

กล้องโทรทรรศน์ขนำดใหญ่ส่วนมำกเป็นกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสง เน่ืองจำกกระจกเว้ำมี
น้ำหนักเบำและรำคำถูกกว่ำเลนส์อรงค์ นอกจำกน้ันกระจกเว้ำยังสำมำรถสร้ำงให้มีควำมยำวโฟกัส
ส้ันได้งำ่ ย หอดดู ำวจึงนยิ มตดิ ต้งั กล้องโทรทรรศนแ์ บบสะทอ้ นแสงขนำดใหญ่ซ่ึงมีกำลงั รวมแสงสงู ทำ
ให้สำมำรถสังเกตเห็นวัตถุที่มีควำมสว่ำงน้อยและอยู่ไกลมำก เช่น เนบิวลำและกำแล็กซี อย่ำงไรก็
ตำมเม่ือเปรียบเทียบกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงกับกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงที่มีขนำด
เทำ่ กัน กลอ้ งโทรทรรศนแ์ บบหกั เหแสงจะให้ภำพสว่ำงและคมชัดกวำ่ เน่ืองจำกกล้องโทรทรรศน์แบบ
สะท้อนแสงมีกระจกทุติยภูมอิ ยู่ในลำกล้องซง่ึ เป็นอุปสรรคขวำงทำงเดินของแสง ทำให้ควำมสว่ำงของ
ภำพลดลง นอกจำกนั้นภำพที่เกิดจำกหักเหผ่ำนเลนส์อรงค์ยังมีควำมคมชัดและสว่ำงกว่ำภำพที่ได้
จำกกำรสะทอ้ นของกระจกเวำ้

15

กลอ้ งโทรทรรศนช์ นดิ ผสม

กล้องโทรทรรศน์แบบผสม (Catadioptic telescope) เปน็ กลอ้ งโทรทรรศนแ์ บบสะท้อนแสงท่ี
ใช้กำรสะท้อนแสงกลับไปมำเพ่ือให้ลำกลอ้ งมขี นำดส้ันลง โดยใชก้ ระจกนนู เปน็ กระจกทตุ ิยภูมิช่วยบีบ
ลำแสงทำใหล้ ำกลอ้ งสน้ั กะทดั รดั แตย่ ังคงกำลงั ขยำยสงู อยำ่ งไรกำรทำงำนของกระจกนูนทำให้ภำพ
ท่ีเกิดข้ึนบนระนำบโฟกัสมีควำมโค้ง จึงจำเป็นต้องติดตั้งเลนส์ปรับแก้ (Correction plate) ไว้ท่ีปำก
ลำกล้องเพอ่ื ทำงำนรว่ มกบั กระจกทุตยิ ภูมิ ในกำรชดเชยควำมโคง้ ของระนำบโฟกสั โดยที่เลนสป์ รบั แก้
ไม่ได้มีอิทธิพลต่อกำลังรวมแสงและกำลังขยำยเลย กล้องโทรทรรศน์แบบผสมถูกออกแบบข้ึนมำ
เพือ่ ให้มลี ำกล้องสั้นและสะดวกในกำรติดต้ังอุปกรณ์ เชน่ เลนสต์ ำหรอื กลอ้ งถำ่ ยภำพไว้ท่ดี ้ำนหลังของ
กล้อง (ดังเช่นกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง) กล้องโทรทรรศน์แบบน้ีมีควำมยำวโฟกัสมำกเหมำะ
สำหรับใช้สำรวจวัตถุขนำดเล็ก เช่น ดำวเครำะห์ เนบิวลำและกำแล็กซีที่อยู่ห่ำงไกล แต่ไม่เหมำะ
สำหรับกำรสังเกตวัตถุขนำดใหญ่ เช่น กระจุกดำวเปิด เนบิวลำ และกำแล็กซีที่อยู่ใกล้ กล้อง
โทรทรรศนแ์ บบผสมเป็นท่ีนิยมในหมู่นกั ดูดำวสมัครเล่นเพรำะมีขนำดกะทดั รดั ขนยำ้ ยสะดวก แต่ไม่
เหมำะสำหรับใช้ในงำนวิจัยทำงวิทยำศำสตร์ เนื่องจำกเลนส์ปรับแก้ท่ีอยู่ด้ำนหน้ำกรองรังสีบำงช่วง
ควำมยำวคลื่นออกไป

16

ฐานต้ังกล้องโทรทรรศน์

เนอ่ื งจำกกล้องโทรรศนม์ ขี นำดใหญม่ นี ้ำหนักมำกและให้กำลังขยำยสงู กำรเคลือ่ นไหว
กล้องโทรทรรศนเ์ พยี งเบำๆ จะทำให้ภำพสัน่ เบลอขำดควำมคมชดั กล้องโทรทรรศนจ์ งึ
จำเปน็ ต้องติดตง้ั อยู่บนฐำนตัง้ กลอ้ ง (Telescope mount) ที่มีน้ำหนกั มำกและม่นั คง ฐำนต้งั
กลอ้ งโทรทรรศนเ์ ปน็ แบง่ เป็น 2 ประเภท คือ ฐำนระบบขอบฟ้ำ และฐำนระบบศนู ยส์ ตู ร
ฐานระบบขอบฟ้า (Alt-azimuth Mount) มีแกนหมุน 2 แกนตำมระบบพิกัดขอบฟ้ำ คือ
แกนหมุนในแนวนอนในแนวระดับสำหรับปรับค่ำมุมทิศ (Azimuth) และแกนหมุนในแนวดิ่ง
สำหรับปรับค่ำมุมเงย (Altitude) ฐำนต้ังกล้องชนิดน้ีเหมำะสำหรับกำรใช้งำนทั่วไปท่ีไม่ต้องกำร
กำลังขยำยสูง สำมำรถใช้มือหันกล้องไปยังเป้ำหมำยที่ต้องกำร แต่เมื่อใช้กำลังขยำยสูงจะมี
ปัญหำ เนื่องจำกดำวเคล่ือนที่ไปตำมทรงกลมฟ้ำด้วยอัตรำ 0.25 องศำต่อนำที ดำวจะเคล่ือนที่
หนีกล้อง ทำใหต้ ้องปรับกลอ้ งหมุนตำมดำวท้งั สองแกนพร้อมๆ กัน ซงึ่ เป็นสงิ่ ท่ที ำได้ไม่สะดวก

17

ฐานระบบศูนย์สูตร (Equatorial Mount) มีแกนหมุน 2 แกนตำมระบบศูนย์สูตร กำรติดต้ัง
ฐำนคร้ังแรกจะต้องต้ังให้แกนไรท์แอสเซนชัน (RA) ชึ้ไปยังจุดขั้วฟ้ำเหนือ ซึ่งเป็นจุดศูนย์กลำง
ทรงกลมฟ้ำ (ใกล้ดำวเหนือ) ส่วนแกนเดคลิเนชัน (Dec) จะติดต้ังกล้องโทรทรรศน์ส่องไปยัง
เป้ำหมำยท่ีต้องกำร เม่ือใช้งำนแกน RA จะหมุนด้วยควำมเร็วเท่ำกับโลกหมุนรอบตัวเองเพ่ือ
ติดตำมดำวให้อยู่กลำงภำพตลอดเวลำ ป้องกันมิให้ดำวเคลื่อนหนีกล้อง ฐำนระบบศูนย์สูตรจึง
มีกลไกสลับซับซ้อนกว่ำฐำนระบบขอบฟ้ำ ทำให้มีขนำดใหญ่และน้ำหนักมำกไม่สะดวกในกำร
เคลื่อนย้ำย ฐำนระบบศูนย์สูตรเหมำะกับกำรใช้งำนกำลังขยำยสูงและงำนถ่ำยภำพติดตำม
ดำว แต่ไม่เหมำะสำหรับส่องดูวิวบนพ้ืนโลก เน่ืองจำกไม่สำมำรถกวำดกล้องในแนวขนำนกับ
พน้ื ดิน

18

กลอ้ งโทรทรรศนอ์ วกาศ
กล้องโทรทรรศน์อวกำศ คืออุปกรณ์สำหรับกำรสังเกตกำรณ์ทำงดำรำศำสตร์ที่อยู่ในอวกำศ

ภำยนอกในระดับวง โคจรของโลกเพ่ือทำกำรสังเกตกำรณ์ดำวเครำะห์อันห่ำงไกล ดำรำจักร และวตั ถุ
ท้องฟ้ำต่ำง ๆ ท่ีช่วยให้มนุษย์ทำควำมเข้ำใจกับจักรวำลได้ดีข้ึนกำรสังเกตกำรณ์ในระดับวงโคจรช่วย
แก้ปัญหำทัศนวิสัยในกำรสังเกตกำรณ์บนโลกที่ มีอุปสรรคต่ำง ๆ เช่น กำรแผ่รังสีแมเ่ หลก็ ไฟฟำ้ ในช้ัน
บรรยำกำศ เป็นต้น นอกจำกน้กี ำรถ่ำยภำพวตั ถุทอ้ งฟ้ำยังสำมำรถทำได้ทค่ี วำมยำวคลื่นตำ่ ง ๆ กนั ซึ่ง
บำงอยำ่ งไม่สำมำรถทำได้บนผวิ โลก
โครงกำรกล้องโทรทรรศน์อวกำศท่ี สำคัญของนำซำ คือโครงกำรหอดูดำวเอก ( Great
Observatories) ซึ่งประกอบด้วยกลอ้ งโทรทรรศน์อวกำศ 4 ชดุ ได้แก่ กล้องโทรทรรศนอ์ วกำศฮับเบิล
กล้องรังสีแกมมำคอมพ์ตัน กล้องรังสีเอกซ์จันทรำ และกล้องโทรทรรศน์อวกำศสปิตเซอร์ นอกจำกนี้
ยงั มกี ลอ้ งโทรทรรศนอ์ วกำศอ่นื ๆ อกี ท่ีอยใู่ นวงโคจรแลว้ และกำลงั จะข้นึ สวู่ งโคจรในอนำคต

กลอ้ งโทรทรรศนอ์ วกาศฮับเบิล
กล้องโทรทรรศน์อวกำศฮับเบิล คือ กล้องโทรทรรศน์ในวงโคจรของโลกที่กระสวยอวกำศ

ดิสคฟั เวอรีนำส่งข้ึนสู่วงโคจร เม่อื เดือนเมษำยน ค.ศ. 1990 ตั้งช่อื ตำมนักดำรำศำสตร์ชำวอเมริกันช่ือ
เอด็ วนิ ฮับเบลิ กล้องโทรทรรศน์อวกำศฮับเบลิ ไม่ได้เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกำศตัวแรกของโลกแต่มัน
เปน็ หนง่ึ ในเครื่องมอื วิทยำศำสตร์ที่สำคญั ทส่ี ุดในประวตั ิศำสตร์กำร ศึกษำดำรำศำสตร์ท่ที ำให้นักดำรำ
ศำสตรค์ น้ พบปรำกฏกำรณส์ ำคัญต่ำงๆอยำ่ งมำกมำย กลอ้ งโทรทรรศน์ฮบั เบิลเกิดขึน้ จำกควำมร่วมมือ
ระหว่ำงองค์กำรนำซำและองค์กำร อวกำศยุโรปกำรที่กล้องโทรทรรศน์อวกำศฮบั เบิลลอยอยู่นอกชัน้

19

บรรยำกำศของโลกทำ ให้มันมีข้อได้เปรียบเหนือกว่ำกล้องโทรทรรศน์ท่ีอยู่บนพื้นโลกนั่นคือภำพไม่
ถูกรบกวนจำกช้ันบรรยำกำศไม่มีแสงพื้นหลังท้องฟ้ำและสำมำรถสังเกตกำรณ์คล่ืนอัลตรำไวโอเลตได้
โดยไม่ถูกรบกวนจำกช้ันโอโซนบนโลกตัวอย่ำงเช่นภำพอวกำศห้วงลึกมำกของฮับเบิลท่ีถ่ำยจำกกลอ้ ง
โทรทรรศน์อวกำศฮับเบิล คือภำพถ่ำยวัตถุในช่วงคลื่นที่ตำมองเห็นท่ีอยู่ไกลท่ีสุดเท่ำท่ีเคยมีมำ
โครงกำรก่อสร้ำงกล้องโทรทรรศน์อวกำศเริ่มต้นมำต้ังแต่ปี ค.ศ. 1923 กล้องฮับเบิลได้รับอนุมัติทุน
สร้ำงในช่วงปี ค.ศ. 1970 แต่เรม่ิ สร้ำงไดใ้ นปี ค.ศ. 1983 กำรสร้ำงกลอ้ งฮบั เบิลเป็นไปอย่ำงล่ำชำ้ เนื่อง
ด้วยปัญหำด้ำนงบประมำณ ปัญหำด้ำนเทคนิค และจำกอุบัติเหตุกระสวยอวกำศแชลเลนเจอร์ กล้อง
ได้ข้ึนสู่อวกำศในปี ค.ศ. 1990 แต่หลังจำกที่มีกำรส่งกล้องฮับเบิลขึ้นสู่อวกำศไม่นำนก็พบว่ำกระจก
หลักมี ควำมคลำดทรงกลมอัน เกิดจำกปัญหำกำรควบคุมคุณภำพในกำรผลิตทำให้ภำพถ่ำยที่ได้
สูญเสียคุณภำพไปอย่ำงมำกภำยหลังจำกกำรซ่อมแซมในปี ค.ศ. 1993 กล้องก็กลับมำมีคุณภำพ
เหมือนดังที่ต้ังใจไว้และกลำยเป็นเครื่องมือในกำรวิจยั ที่สำคัญและเป็นเสมือนฝ่ำยประชำสัมพันธ์ ของ
วงกำรดำรำศำสตร์

กลอ้ งโทรทรรศน์อวกาศคอมพ์ตนั
กล้องโทรทรรศน์อวกำศคอมพ์ตนั หรือ กล้องรังสีแกมมำคอมพ์ตนั (Compton Gamma-ray

Observatory) เป็นหอสังเกตกำรณ์ดวงท่ีสองของนำซำในโครงกำรหอดูดำวเอกท่ีส่งขึ้นสู่อวกำศ
หลังจำกท่ีส่งกล้องโทรทรรศน์อวกำศฮับเบิลข้ึนไปก่อนหน้ำน้ัน กล้องโทรทรรศน์อวกำศคอมพ์ตันตั้ง
ช่ือตำม ดร. อำร์เทอร์ ฮอลลี คอมพต์ นั นักวทิ ยำศำสตรร์ ำงวัลโนเบลทส่ี รำ้ งผลงำนโดดเด่นด้ำนฟิสิกส์
รังสี แกมมำ กล้องคอมพ์ตันสร้ำงโดยสถำบัน TRW (ปัจจุบันคือสถำบันเทคโนโลยีอวกำศนอร์ทรอพ

110

กรัมแมน) ในแคลิฟอร์เนีย ใช้เวลำสร้ำงทั้งส้ิน 14 ปี ข้ึนสู่อวกำศโดยกระสวยอวกำศแอตแลนติส
เท่ียวบิน STS-37 เม่ือวันที่ 5 เมษำยน ค.ศ. 1991 และได้ทำงำนจนกระท่ังปลดระวำงในวันที่ 4
มิถุนำยน ค.ศ. 2000 กล้องคอมพ์ตันโคจรอยู่ในวงโคจรต่ำของโลกที่ระดับควำมสูงประมำณ 450
กิโลเมตร เพ่ือหลบหลีกผลกระทบจำกแถบรงั สแี วนอลั เลน นบั เป็นเคร่อื งมือทำงฟิสิกส์ดำรำศำสตร์ท่ีมี
นำ้ หนกั มำกทส่ี ุดเทำ่ ท่ีเคยสง่ ขึ้นสู่อวกำศ ด้วยน้ำหนักถึง 17,000 กิโลกรัม

กลอ้ งโทรทรรศนอ์ วกาศสปติ เซอร์
กล้องโทรทรรศน์อวกำศสปิตเซอร์ (Spitzer Space Telescope) (ช่ือเดิม Space Infrared
Telescope Facility หรือ SIRTF) เป็นกล้องสังเกตกำรณ์อวกำศอินฟรำเรด เป็นกล้องอันดับ
ทีส่ ่ีและอันดับสุดทำ้ ยของโครงกำรหอดูดำวเอกขององคก์ ำรนำซำ ต้ังช่อื ตำม ดร. ไลแมน สปิต
เซอร์ จูเนียร์ ซ่ึงเป็นผู้เสนอให้ติดต้ังกล้องโทรทรรศน์ไว้ในอวกำศเป็นคนแรกต้ังแต่ช่วง กลำง
ยุคคริสต์ทศวรรษ 1940 กล้องโทรทรรศน์อวกำศสปิตเซอร์ข้ึนสู่อวกำศเมื่อวันท่ี 25 สิงหำคม
ค.ศ. 2003

111

กล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา
กล้องโทรทรรศน์อวกำศจันทรำ หรือ กล้องรังสีเอกซ์จันทรำ (Chandra X-ray Observatory) เป็น
ดำวเทียมของนำซำ ที่มี detector ที่สำมำรถตรวจจับรังสีเอกซ์ได้ จึงเป็นประโยชน์อย่ำงมำกสำหรับ
กำรศึกษำรังสี X-ray ในห้วงอวกำศ ถูกส่งข้ึนสู่อวกำศโดยยำน STS-93 เม่ือวันที่ 23 กรกฎำคม ค.ศ.
1999 และพรอ้ มปฏิบตั ิภำรกจิ ในปี ค.ศ. 2014

จรวด
อวกำศอยู่สูงเหนือศีรษะขึ้นไปเพียงหน่ึงร้อยกิโลเมตรแต่กำรท่ีจะขึ้นไปถึงมิใช่เรื่อง

ง่ำย เมื่อสำมร้อยปีมำแล้ว เซอร์ไอแซค นิวตัน (Sir Isaac Newton) นักคณิตศำสตร์ชำว
อังกฤษ ผู้คิดค้นทฤษฎีเรื่องแรงโน้มถ่วงของโลก อธิบำยว่ำ หำกเรำข้ึนไปอยู่บนที่สูงแล้วปล่อย
วัตถุให้หล่น วัตถุจะตกลงสู่พ้ืนในแนวด่ิง เมื่อออกแรงขว้ำงวัตถุออกไปในทิศทำงขนำนกับพ้ืน
วัตถุจะเคล่ือนท่ีเป็นเส้นโค้ง (A) ดังในภำพท่ี 1 แรงลัพธ์ซ่ึงเกิดขึ้นจำกแรงท่ีเรำขว้ำงและแรง
โน้มถ่วงของโลกรวมกันทำให้วัตถุเคล่ือนที่เป็นวิถีโค้ง ถ้ำเรำออกแรงมำกข้ึน วิถีกำรเคล่ือนที่
ของวัตถุจะโค้งน้อยลง วัตถุจะย่ิงตกไกลข้ึน (B) และหำกเรำออกแรงมำกจนวิถีของวัตถุขนำน
กับควำมโค้งของโลก วัตถุจะไม่ตกสู่พื้นโลกแต่จะโคจรรอบโลกเป็นวงกลม (C) เรำเรียกกำรตก
ในลักษณะเช่นน้ีว่ำ “กำรตกอย่ำงอิสระ” (Free fall) และนี่คือหลักกำรส่งยำนอวกำศข้ึนสู่วง
โคจรรอบโลก หำกเรำเพ่ิมแรงให้กับวัตถุมำกขึ้นไปอีกกจ็ ะได้วงโคจรเป็นรูปวงรี (D) และถ้ำเรำ
ส่งวัตถุด้วยควำมเร็ว 11.2 กิโลเมตรต่อวินำที วัตถุจะไม่หวนกลับคืนมำแต่จะเดินทำงออกสู่ห้วง

112

อวกำศ (E) เรำเรียกควำมเร็วนี้ว่ำ “ควำมเร็วหลุดพ้น” (Escape speed) และนี่คือหลักกำรส่ง
ยำนอวกำศไปยงั ดำวเครำะหด์ วงอน่ื

จรวด (Rocket) เป็นเครื่องยนต์ท่ีใช้ขับเคล่ือนพำหนะสำหรับขนส่งอุปกรณ์หรือมนุษย์
ขึ้นสู่อวกำศ จรวดสำมำรถเดินทำงไปในอวกำศ เนื่องจำกไม่จำเป็นต้องอำศัยออกซิเจนใน
บรรยำกำศมำใช้ในกำรสันดำปเชื้อเพลิง ทั้งนี้เพรำะว่ำจรวดมีถังบรรจุออกซิเจนอยู่ใน
ตัวเอง จรวดท่ีใช้เดนิ ทำงไปสู่อวกำศจะต้องมแี รงขบั เคลอื่ นสูงมำกและตอ่ เนื่อง เพอ่ื เอำชนะแรง
โนม้ ถ่วงของโลก (Gravity) ซ่ึงมคี วำมเรง่ 9.8 เมตร/วินำที2 ในกำรเดนิ ทำงจำกพ้นื โลกสู่วงโคจร
รอบโลก จรวดทำงำนตำมกฎของนวิ ตนั 3 ขอ้ ดังนี้

กฎข้อท่ี 3 “แรงกริยำ = แรงปฏิกิริยำ” จรวดปล่อยแก๊สร้อนออกทำงท่อท้ำย
ด้ำนลำ่ ง (แรงกริยำ) ทำใหจ้ รวดเคลื่อนท่ีขึ้นสู่อำกำศ (แรงปฏิกิริยำ)
กฏข้อท่ี 2 "ควำมเร่งของจรวดแปรผันตำมแรงขับของจรวด แต่แปรผกผันกับมวลของ
จรวด" (a = F/m) ดังน้ันจรวดต้องเผำไหม้เชื้อเพลิงอย่ำงต่อเนื่อง เพื่อสร้ำงควำมเร่ง
เอำชนะแรงโน้มถ่วง และเพื่อให้ได้ควำมเร่งสูงสุด นักวิทยำศำสตร์จะต้องออกแบบให้
จรวดมีมวลน้อยท่สี ดุ แตม่ แี รงขับดันมำกที่สดุ
กฎข้อท่ี 1 "กฎของควำมเฉื่อย" เมื่อจรวดนำดำวเทียมหรือยำนอวกำศเข้ำสู่วงโคจรรอบ
โลกแล้ว จะดบั เคร่ืองยนตเ์ พื่อเคลื่อนท่ีดว้ ยแรงเฉือ่ ย ให้ไดค้ วำมเรว็ คงที่ เพื่อรักษำระดับ
ควำมสูงของวงโคจรใหค้ งที่

113

ประเภทของจรวด
เรำแบง่ ประเภทของจรวดตำมชนิดของเชอ้ื เพลงิ ออกเปน็ 3 ประเภท คือ
จรวดเชื้อเพลงิ แข็ง มโี ครงสร้ำงไม่ซบั ซ้อน แตเ่ มอื่ กำรเผำไหม้เชื้อเพลิงเกดิ ข้ึนแล้ว ไมส่ ำมำรถหยุด
ได้ ตัวอย่ำงของจรวดเชอ้ื เพลงิ แข็งได้แก่ บง้ั ไฟภำคอสี ำน จรวดทำลำยรถถงั เป็นตน้
จรวดเชื้อเพลิงเหลว มีโครงสร้ำงซับซ้อนกว่ำจรวดเช้ือเพลิงแขง็ เพรำะต้องมีถังเก็บเชื้อเพลิงเหลว
และออกซิเจนเหลว (เพื่อช่วยให้เกิดกำรสันดำป) ซ่ึงมีอุณหภูมิต่ำกว่ำจุดเยือกแข็ง และยังต้องมี
ระบบป๊ัมและท่อเพื่อลำเลียงเชื้อเพลิงเข้ำสู่ห้องเครื่องยนต์เพื่อทำกำรเผำไหม้ ด้วยเหตุนี้จรวด
เช้ือเพลิงเหลวจึงมีรำคำสูง อย่ำงไรก็ตำมจรวดเชื้อเพลิงเหลวมีขอ้ ดคี ือ สำมำรถควบคุมปริมำณกำร
เผำไหม้ และปรับทิศทำงของกระแสแก๊สได้ทำให้ปลอดภัย ควบคุมทิศทำงและควำมเร็วได้ง่ำย

1 14

จรวดไอออน ไมไ่ ด้ใชพ้ ลงั งำนจำกกำรสันดำปเชื้อเพลิงดงั เช่นจรวดเช้ือเพลิงแข็งและจรวดเชื้อเพลิง
เหลว แต่ใช้พลังงำนไฟฟ้ำยิงอิเล็กตรอนเข้ำใส่อะตอมของแก๊สเฉ่ือย เช่น ซีนอน (Xenon) ให้แตก
เป็นประจุ แล้วเร่งปฏิกริยำให้ประจุเคลอื่ นท่ีออกจำกท่อท้ำยของเคร่ืองยนต์ดว้ ยควำมเร็วสูงเพอื่ ให้
เกิดแรงดนั (แรงกรยิ ำ) ผลักจรวดให้เคลอื่ นท่ไี ปด้ำนหน้ำ (แรงปฏกิ รยิ ำ) จรวดไอออนมขี นำดเล็กจึง
มีแรงขับเคล่ือนต่ำแต่มีควำมประหยัดสูง จึงเหมำะสำหรับใช้ในกำรเดินทำงระหว่ำงดวงดำวเป็น
ระยะเวลำนำน

15

กระสวยอวกาศ
จรวดเป็นอุปกรณ์รำคำแพง เม่ือถูกส่งขึ้นสู่อวกำศแล้วไม่สำมำรถนำมำใช้ใหม่ได้ กำรส่ง

จรวดแต่ละคร้ังจึงส้ินเปลืองมำก นักวิทยำศำสตร์จึงพัฒนำแนวคิดในกำรสร้ำงยำนขนส่งขนำด
ใหญ่ที่สำมำรถเดินทำงขึ้นสู่อวกำศแล้วเดินทำงกลับสู่โลกให้นำมำใช้ใหม่ได้หลำยคร้ัง เรียกว่ำ
"กระสวยอวกำศ" (Space Shuttle) มีองคป์ ระกอบประกอบ 3 สว่ นตำม
จรวดเช้ือเพลงิ แข็ง (Solid Rocket Booster)
จำนวน 2 ชดุ ติดตัง้ ขนำบกับถงั เชอ้ื เพลงิ ภำยนอกทั้งสองข้ำง มหี นำ้ ที่ขบั ดนั ให้ยำนขนสง่ อวกำศ
ทง้ั ระบบทะยำนขึ้นส่อู วกำศ
ถังเชื้อเพลงิ ภายนอก (External Tank)

115

จำนวน 1 ถัง ติดต้ังอยู่ตรงกลำงระหว่ำงจรวดเช้ือเพลิงแขง็ ทั้งสองด้ำน มีหน้ำที่บรรทุกเชื้อเพลงิ
เหลว ซึ่งมีท่อลำเลียงเช้ือเพลิงไปทำกำรสันดำปในเครื่องยนต์ซึ่งติดต้ังอยู่ทำงด้ำนท้ำยของ
กระสวยอวกำศ
ยานขนสง่ อวกาศ (Orbiter)
ทำหน้ำทเี่ ปน็ ยำนอวกำศ ห้องทำงำนของนักบนิ ห้องปฏบิ ัติกำรของนกั วทิ ยำศำสตร์ และบรรทุก
สัมภำระที่จะไปปล่อยในวงโคจรในอวกำศ เช่น ดำวเทียม หรือช้ินส่วนของสถำนีอวกำศ เป็น
ต้น เม่ือปฏิบัติภำรกิจสำเร็จแลว้ ยำนขนส่งอวกำศจะทำหนำ้ ท่ีเป็นเครื่องร่อน นำนักบินอวกำศ
และนักวิทยำศำสตร์กลับสู่โลกโดยร่อนลงสนำมบิน ด้วยเหตุนี้ยำนขนส่งอวกำศจึงต้องมีปีกไว้
สำหรับสร้ำงแรงยก แรงต้ำนทำน และควบคุมท่ำทำงกำรบินขณะที่กลับสู่ชั้นบรรยำกำศของ
โลก ยำนขนสง่ อวกำศสำมำรถนำมำใช้ใหมไ่ ด้หลำยครงั้

16

ข้นั ตอนการทางานของกระสวยอวกาศ
1. กระสวยอวกำศยกตัวข้ึนจำกพ้ืนโลก โดยใช้กำลังขับดันหลักจำกจรวดเชื้อเพลิงแข็ง 2
ชุด และใช้แรงดันจำกเคร่ืองยนต์เชื้อเพลิงเหลวซ่ีงติดตั้งอยู่ทำงด้ำนท้ำยของยำนขนส่ง
อวกำศเป็นตัวควบคุมวิถีของกระสวยอวกำศ ดงั ภำพที่ 2
2. หลังจำกทะยำนข้ึนสู่ท้องฟ้ำได้ 2 นำที ได้ระยะสูงประมำณ 46 กิโลเมตร เชื้อเพลิงแข็ง
ถูกสันดำปหมด จรวดเช้ือเพลิงแข็งถูกปลดออกให้ตกลงสู่พ้ืนผิวมหำสมุทร โดยกำงร่มชู
ชีพเพ่ือชะลออัตรำกำรร่วงหล่น และมีเรือมำรอลำกกลับ เพ่ือนำมำทำควำมสะอำดและ
บรรจเุ ชื้อเพลงิ เพอ่ื ใชใ้ นภำรกิจครั้งต่อไป

1 16

3. กระสวยอวกำศยังคงทะยำนขน้ึ สูอ่ วกำศต่อไปยงั ระดับควำมสงู ของวงโคจรท่ตี ้องกำร
โดยเครื่องยนต์หลกั ทอ่ี ยู่ด้ำนทำ้ ยของยำนขนสง่ อวกำศจะดดู เชอื้ เพลิงเหลวจำกถงั
เช้ือเพลิงภำยนอก มำสันดำปจนหมดภำยในเวลำ 5 นำที แล้วสลดั ถังเชือ้ เพลงิ ภำยนอก
ทงิ้ ให้เสียดสีกบั ช้ันบรรยำกำศจนลุกไหมห้ มดกอ่ นตกถงึ พื้นโลก ณ เวลำนัน้ ยำนขนส่ง
อวกำศจะอยู่ในระดับควำมสงู ของวงโคจรท่ตี อ้ งกำรเปน็ ทีเ่ รียบรอ้ ยแล้ว

17

4. ยำนขนส่งอวกำศเข้ำสู่วงโคจรอบโลกด้วยแรงเฉื่อย โดยมีเชื้อเพลิงสำรองภำยในยำน
เพียงเล็กน้อยเพื่อใช้ในกำรปรับทิศทำง เมื่อถึงตำแหน่ง ควำมเร็ว และทิศทำงที่ต้องกำร
จำกนั้นนำดำวเทียมที่เก็บไว้ในห้องเก็บสัมภำระออกมำปล่อยเข้ำสู่วงโคจร ซึ่งจะ
เคล่ือนท่ีโดยอำศัยแรงเฉื่อยจำกยำนขนส่งอวกำศนั่นเอง ภำพที่ 3 แสดงให้เห็นยำน
ขนส่งอวกำศกำลังใช้แขนกลยกกล้องโทรทรรศน์อวกำศฮับเบิลออกจำกห้องเก็บสินคำ้ ที่
อยดู่ ้ำนบน เพื่อส่งเขำ้ สวู่ งโคจรรอบโลก

1 17

5. จำกน้ันยำนขนส่งอวกำศจะเคล่ือนที่จำกออกมำ โดยยำนขนส่งอวกำศสำมำรถปรับ
ท่ำทำงกำรบินโดยใช้เคร่ืองยนต์จรวดเช้ือเพลิงเหลวขนำดเล็ก ซึ่งเรียกว่ำ "ทรัสเตอร์"
(Thrusters) หลำยชุดซึ่งติดตง้ั อยู่รอบยำน ดังในภำพที่ 4 ยกตัวอย่ำงเช่น หำกต้องกำร
ให้ยำนก้มหัวลง ก็จะจุดทรัสเตอร์หัวยำนด้ำนบนและทรัสเตอร์ท้ำยยำนด้ำนล่ำงพร้อมๆ
กัน เม่ือได้ทิศทำงที่ต้องกำรก็จะจุดทรัสเตอร์ในทิศตรงกำรข้ำมเพื่อหยุดกำร
เคล่ือนไหว หำกต้องกำรหันยำนไปทำงขวำมือ ก็จุดทรัสเตอร์หัวยำนด้ำนซ้ำยและทรสั
เตอร์ท้ำยยำนด้ำนขวำพร้อมๆ กัน เม่ือได้ทิศทำงท่ีต้องกำรจุดทรัสเตอร์ในทิศตรงกำร
ขำ้ มเพื่อหยดุ กำรเคลอื่ นไหว

6. เม่ือเสร็จส้ินภำรกิจในวงโคจร ยำนขนส่งอวกำศจะใช้ปีกในกำรต้ำนทำนอำกำศเพื่อ
ชะลอควำมเร็ว และสร้ำงแรงยกเพื่อรอ่ นลงสูส่ นำมบินในลักษณะคล้ำยเครอื่ งร่อนซ่ึงไม่มี
แรงขับเคลื่อนใดๆ นอกจำกแรงโน้มถ่วงของโลกท่ีกระทำต่อตวั ยำน ดังน้ันเมื่อตัดสินใจ
จะทำกำรลงแล้วต้องลงให้สำเร็จ ยำนขนส่งอวกำศจะไม่สำมำรถเพ่ิมระยะสูงได้
อีก หลังจำกท่ีล้อหลักแตะพื้นสนำมบินก็จะปล่อยร่มชูชีพเพื่อชะลอควำมเร็ว เพื่อให้ใช้
ระยะทำงบนทำงว่ิงสนั้ ลง

1 18

ดาวเทยี ม
ดำวเทียม (Satellite) คอื อุปกรณ์ทมี่ นษุ ย์สร้ำงข้นึ แลว้ ปล่อยไว้ในวงโคจรรอบโลก เพือ่ ใช้

ประโยชน์ในด้ำนต่ำงๆ เช่น ถ่ำยภำพ ตรวจอำกำศ โทรคมนำคม และปฏิบัติกำรทำง
วิทยำศำสตร์ เป็นต้น ดำวเทียมถูกส่งขึ้นสู่อวกำศโดยติดต้ังบนจรวดหรือยำนขนส่งอวกำศ
ดำวเทียมดวงแรกของโลกเป็นของสหภำพโซเวียตช่ือ สปุตนิก 1 (Sputnik 1) ถูกส่งข้ึนสู่
อวกำศเม่อื วนั ท่ี 4 ตลุ ำคม 2500 นับเปน็ จุดเรมิ่ ตน้ ของยุคอวกำศ

ห้ำสิบกว่ำปีผ่ำนไปนับต้ังแต่สปุตนิก 1 ถูกส่งขึ้นสู่อวกำศจนถึงปัจจุบัน ได้มีกำรส่ง
ดำวเทียมข้ึนสู่วงโคจรรอบโลกมำกกว่ำ 30,000 ดวง เพ่ือใช้ประโยชน์ในด้ำนต่ำงๆ ดำวเทียม
ท้ังหลำยจึงมีขนำด รูปร่ำง ลักษณะแตกต่ำงกัน อย่ำงไรก็ตำมดำวเทียมส่วนใหญ่มีองค์ประกอบ
หลกั ทคี่ ลำ้ ยคลงึ กันดงั อธิบำยประกอบภำพท่ี 2 ดงั น้ี
ระบบนาร่อง เป็นระบบคอมพวิ เตอรแ์ ละไจโรสโคป ซ่ึงมีหนำ้ ท่ตี รวจสอบตำแหน่งของดำวเทียม
โดยกำรเปรียบเทียบกับตำแหน่งของดำวฤกษ์ สัญญำณวิทยุจำกสถำนีบนโลกหรือสัญญำณจำก
ดำวเทยี มจพี ีเอส

1 19

ระบบควบคมุ และสอ่ื สาร ประกอบดว้ ย คอมพวิ เตอร์ทีเ่ กบ็ รวมรวมขอ้ มูล และประมวลผลคำสง่ั
ต่ำงๆ ท่ีได้รับจำกส่วนควบคุมบนโลก โดยมีอุปกรณ์วิทยุและเสำอำกำศ เพ่ือใช้ในกำรรับส่ง
ข้อมลู

ระบบเซน็ เซอร์ และอปุ กรณ์วทิ ยำศำสตร์อ่ืนๆ ขนึ้ อยูก่ ับวัตถุประสงคข์ องภำรกิจ เชน่ ดำวเทยี ม
สำรวจโลกติดตั้งเซ็นเซอร์ตรวจจับช่วงคลื่นต่ำงๆ, ดำวเทียมปฏิบัติกำรทำงวิทยำศำสตร์ติดตั้ง

ห้องทดลอง, ดำวเทียมทำแผนท่ีติดต้ังเรดำร์และกล้องถ่ำยภำพ ข้อมูลที่ได้จำกระบบนี้จะถูก 20

ส่งกลบั สู่โลกโดยใช้เสำอำกำศสง่ คล่นื วทิ ยุ

ระบบพลังงาน ทำหน้ำที่ผลิตพลังงำนและกกั เก็บไว้เพื่อแจกจำ่ ยไปยังระบบไฟฟ้ำของดำวเทียม
โดยมีแผงรับพลังงำนแสงอำทิตย์ (Solar cells) ไว้รับพลังงำนจำกแสงอำทิตย์เพ่ือเปลี่ยนเป็น
พลงั งำนไฟฟำ้ แต่ดำวเทยี มขนำดใหญ่อำจมีเครอ่ื งปฏกิ รณ์นวิ เคลียร์

ระบบเครื่องยนต์ ดำวเทียมขนำดใหญ่ท่ีมีอำยุใช้งำนยำว จะมีเคร่ืองยนต์ซึ่งทำงำนคล้ำยกับ
เครื่องอัดอำกำศ และปล่อยออกทำงปลำยท่อ มีหน้ำที่สร้ำงแรงขับดันเพื่อรักษำระดับควำมสูง
ของวงโคจร เน่ืองจำกที่ระดับวงโคจรในอวกำศยังคงมีโมเลกุลอยู่อย่ำงเบำบำง แต่ดำวเทียม
โคจรด้วยควำมเร็วสูง โมเลกุลอำกำศสำมำรถสร้ำงแรงเสียดทำนให้ดำวเทียมเคลื่อนที่ช้ำลงและ
เคลอื่ นทต่ี ่ำลง หำกไมร่ ักษำระยะสูงไว้ ในท่สี ดุ ดำวเทียมก็จะตกลงสพู่ ้ืนโลก

วงโคจรของดาวเทียม

กำรออกแบบวงโคจรของดำวเทียมข้ึนอยู่กับวัตถุประสงค์ของกำรใช้งำนดำวเทียม ระดับ
ควำมสูงของดำวเทียมมีควำมสัมพันธ์กับคำบเวลำในวงโคจรตำมกฎของเคปเลอร์ข้อท่ี 3 (กำลัง
สองของคำบวงโคจรของดำวเทียม แปรผันตำม กำลังสำมของระยะห่ำงจำกโลก) ดังน้ัน ณ
ระดับควำมสูงจำกผิวโลกระดับหนึ่ง ดำวเทียมจะต้องมีควำมเร็วในวงโคจรค่ำหน่ึง มิฉะนั้น
ดำวเทียมอำจตกสู่โลกหรือหลุดจำกวงโคจรรอบโลก ดำวเทียมวงโคจรต่ำเคล่ือนท่ีเร็ว ดำวเทียม
วงโคจรสงู เคลือ่ นทช่ี ำ้

120

นักวิทยำศำสตร์คำนวณหำค่ำควำมเร็วในวงโคจรไดโ้ ดยใช้ “กฎควำมโน้มถ่วงแห่งเอกภพ
ของนิวตัน” (Newton's Law of Universal Gravitation) “วัตถุสองช้ินดึงดูดกันด้วยแรงซ่ึง
แปรผันตำมมวลของวัตถุ แตแ่ ปรผกผนั กบั ระยะทำงระหวำ่ งวัตถุยกกำลงั สอง” ดังนี้

ในกำรออกแบบวงโคจรของดำวเทียม นอกจำกควำมสงู ของวงโคจรแลว้ ยงั ตอ้ งคำนึงถึง
ทิศทำงของวงโคจร เนอ่ื งโลกหมนุ รอบตวั เอง นักวิทยำศำสตรจ์ ะตอ้ งคำนงึ ถงึ พน้ื ที่บนพนื้ ผวิ โลก
ทตี่ อ้ งกำรใหด้ ำวเทียมเคลือ่ นทีผ่ ่ำน เรำสำมำรถจำแนกประเภทของวงโคจร ตำมระยะสงู ของวง
โคจรได้ดงั นี้

วงโคจรระยะตา่
(Low Earth Orbit "LEO") อยู่สูงจำกพ้ืนโลกไม่เกิน 2,000 กม. เหมำะสำหรับกำร

ถ่ำยภำพรำยละเอียดสูง แต่เน่ืองจำกวงโคจรระยะต่ำอยู่ใกล้พื้นผิวโลกมำก ภำพถ่ำยท่ีได้จึง
ครอบคลุมพื้นท่ีเป็นบริเวณแคบ และไม่สำมำรถครอบคลุมบริเวณใดบริเวณหน่ึงได้
นำน ดำวเทียมในวงโคจรระต่ำเคลอ่ื นท่ีเรว็ มำก เน่อื งจำกอย่ใู กลอ้ ทิ ธพิ ลของแรงโนม้ ถ่วงโลก วง
โคจรระยะต่ำมี 3 ประเภท ได้แก่

1 21

วงโคจรข้ัวโลก (Polar Orbit) : ดำวเทียมโคจรในแนวเหนือ-ใต้ ในขณะที่โลกหมุนรอบตัวเอง
ทำให้ดำวเทียมจึงเคลอื่ นท่ผี ่ำนเกอื บทกุ สว่ นของพืน้ ผวิ โลก

วงโคจรศนู ย์สูตร (Equatorial Orbit) : ดำวเทยี มจะโคจรในแนวระนำบเสน้ ศนู ยส์ ูตร
วงโคจรสัมพนั ธก์ บั ดวงอาทติ ย์

(Sun-Synchronous Orbit) : ดำวเทียมโคจรรอบโลกที่ระยะสูงประมำณ 400 - 900
กิโลเมตร โดยมีมุมเอียง 97-99 องศำกับระนำบเส้นศูนย์สูตร ระนำบของวงโคจรทำมุมกับดวง
อำทิตย์คงท่ีตลอดเวลำทั้งปีที่โลกโคจรไปรอบดวงอำทิตย์ ส่งผลให้ดำวเทียมเคลื่อนท่ีผ่ำนพ้ืนที่
บนโลกตำแหน่งหนึ่ง ณ เวลำท้องถ่ินที่คงท่ี ทำให้คุณลักษณะของแสงจำกดวงอำทิตย์ท่ีตก
กระทบพ้ืนโลกบริเวณที่ต้องกำรตรวจติดตำมเป็นมำตรฐำนตลอดท้ังปี ดังนั้นวงโคจรสัมพันธก์ บั
ดวงอำทติ ยก์ ับดวงอำทิตย์ (SSO) จึงเหมำะสำหรับดำวเทียมถ่ำยภำพ

21 2

วงโคจรระยะปานกลาง (Medium Earth Orbit "MEO") อยู่ที่ระยะควำมสงู
มำกกว่ำ 2,000 กโิ ลเมตร แต่ไม่ถึง 35,786 กโิ ลเมตร สำมำรถถำ่ ยภำพและส่งสญั ญำณวทิ ยุได้
ครอบคลมุ พนื้ ที่ได้เปน็ บรเิ วณกวำ้ งกวำ่ ดำวเทยี มวงโคจรตำ่ แต่หำกต้องกำรสัญญำณให้
ครอบคลมุ ทง้ั โลกจะตอ้ งใชด้ ำวเทียมหลำยดวงทำงำนรว่ มกันเป็นเครือขำ่ ยและมีทศิ ทำงของวง
โคจรรอบโลกทำมมุ เฉียงหลำยๆ ทศิ ทำง ดำวเทยี มทมี่ วี งโคจรระยะปำนกลำงสว่ นมำกเปน็
ดำวเทียมนำรอ่ ง เชน่ เครือข่ำยดำวเทยี ม GPS ประกอบดว้ ยดำวเทยี มจำนวน 32 ดวง ทำงำน
ร่วมกนั ดังภำพท่ี 4 โดยสง่ สญั ญำณวิทยุออกมำพร้อมๆ กนั ให้เคร่ืองรบั ท่ีอย่บู นพื้นผิวโลก
เปรียบเทียบสัญญำณจำกดำวเทียมแต่ละดวง เพื่อคำนวณหำตำแหนง่ พกิ ดั ทต่ี ้งั ของเครอื่ งรบั

วงโคจรประจาที่ (Geostationary Earth Orbit "GEO") อยสู่ งู จำกพนื้ โลก
ประมำณ 35,786 กม. มีเส้นทำงโคจรอยู่ในแนวเสน้ ศูนย์สูตร (Equatorial Orbit) ดำวเทียมจะ
หมนุ รอบโลกดว้ ยควำมเรว็ เชงิ มมุ เท่ำกบั โลกหมุนรอบตวั เองทำให้ดูเหมือนลอยนิง่ อยู่เหนอื
พน้ื ผวิ โลกตำแหนง่ เดมิ อยู่ตลอดเวลำ จงึ ถกู เรยี กว่ำ "ดำวเทียมวงโคจรสถติ หรือ วงโคจรคำ้ ง
ฟ้ำ" เนือ่ งจำกดำวเทียมวงโคจรชนดิ นี้อยู่หำ่ งไกลจำกโลกและสำมำรถลอยอย่เู หนอื พ้ืนโลก
ตลอดเวลำ จึงนิยมใชส้ ำหรบั กำรถำ่ ยภำพโลกทัง้ ดวง เฝ้ำสงั เกตกำรณเ์ ปลย่ี นแปลงของ
บรรยำกำศ และใช้ในกำรโทรคมนำคมขำ้ มทวปี

123

วงโคจรรูปวงรมี าก (Highly Elliptical Orbit "HEO") เปน็ วงโคจรออกแบบสำหรบั ดำวเทียมที่
ปฏิบัตภิ ำรกิจพเิ ศษเฉพำะกจิ เนื่องจำกดำวเทียมมคี วำมเร็วในวงโคจรไม่คงท่ี เมอ่ื อยใู่ กลโ้ ลก
ดำวเทียมจะเคลื่อนท่ีเรว็ มำก และเคล่ือนทชี่ ้ำลงเม่อื ออกห่ำงจำกโลกตำมกฎข้อที่ 2 ของเคป
เลอร์ ดำวเทยี มวงโคจรรูปวงรี ส่วนมำกเป็นดำวเทียมทป่ี ฏิบตั งิ ำนดำ้ นวิทยำศำสตร์ เชน่ ศึกษำ
สนำมแม่เหล็กโลก เนอื่ งจำกสำมำรถมีระยะหำ่ งจำกโลกไดห้ ลำยระยะ หรือเป็นดำวเทียมจำร
กรรมซงึ่ สำมำรถบินโฉบเข้ำมำถ่ำยภำพพ้ืนผิวโลกดว้ ยระยะตำ่ มำกและปรบั วงโคจรได้
ประเภทของดาวเทยี ม
เราสามารถจาแนกประเภทของดาวเทยี มตามประโยชน์การใช้งานได้ดังนี้
ดาวเทียมทาแผนท่ี เป็นดำวเทียมที่มีวงโคจรระยะต่ำ (LEO) ท่ีระดับควำมสูงไม่เกิน 800 กิโลเมตร
เพ่ือให้ได้ภำพที่มีรำยละเอียดสูง และเป็นดำวเทียมที่มีวงโคจรขั้วโลก (Polar orbit) เพื่อให้สแกน
พ้ืนผิวถ่ำยภำพได้ครอบคลุมทุกพ้ืนที่ของโลก ภำพถ่ำยดำวเทียมท่ีได้สำมำรถนำไปใช้ในกำรทำแผนที่
ผงั เมอื ง และกำรทำจำรกรรมสอดแนมทำงกำรทหำร

124

ดาวเทียมสารวจทรัพยากร เป็นดำวเทียมวงโคจรระยะต่ำ (LEO) ที่มีวงโคจรแบบขั้วโลก (Polar
Orbit) ท่รี ะยะสงู ประมำณ 800 กโิ ลเมตร จึงไม่มรี ำยละเอียดสูงเทำ่ ภำพถ่ำยทีไ่ ดจ้ ำกดำวเทียมทำแผน
ท่ี เพรำะเนน้ กำรครอบคลุมพ้ืนที่เปน็ บริเวณกว้ำง และทำกำรบนั ทึกภำพได้ทงั้ ในช่วงแสงทต่ี ำมองเห็น
และรังสีอินฟรำเรด เนื่องจำกโลกแผ่รังสีอินฟรำเรดออกมำ จึงสำมำรถบันทึกภำพได้แม้ในเวลำ
กลำงคืน ดำวเทียมสำรวจทรัพยำกรท่ีมีช่ือเสียงมำกได้แก่ LandSat, Terra และ Aqua (MODIS
Instruments) ดำวเทียมสำรวจทรพั ยำกรของไทยมชี อ่ื วำ่ ธีออส (Theos)

ดาวเทียมอุตุนยิ มวิทยา มีวงโคจรหลำยระดับขน้ึ อยกู่ ับกำรออกแบบในกำรใชง้ ำน ดำวเทยี ม NOAA
มีวงโคจรระยะตำ่ ถำ่ ยภำพรำยละเอยี ดสงู ถ่ำยภำพมมุ กวำ้ งครอบคลมุ ทวีปและมหำสมุทร

21 5

ระบบดาวเทียมนาร่อง Global Navigator Satellite System (GNSS) เป็นระบบบอกตำแหนง่ พกิ ดั
ภูมิศำสตร์บนพื้นโลก ซึ่งประกอบด้วยเครือข่ำยดำวเทียมจำนวนหลำยสิบดวง กระจำยอยู่รอบโลกใน
วงโคจรระยะกลำง (MEO) ส่งสัญญำณมำบนโลกพรอ้ มๆ กัน แต่เนอ่ื งจำกดำวเทียมแต่ละดวงอยู่ห่ำง
จำกเคร่อื งรับบนพน้ื โลกไม่เท่ำกนั

ดาวเทียมโทรคมนาคม เช่น Intelsat, Thaicom ส่วนใหญเ่ ป็นดำวเทียมวงโคจรประจำท่ี (GEO) เพ่อื
ถ่ำยทอดสัญญำณจำกทวีปหนึ่งไปยังอีกทวีปหนึ่ง ข้ำมส่วนโค้งของโลก ดำวเทียมค้ำงฟ้ำ 1 ดวง
สำมำรถส่งสัญญำณครอบคลุมพื้นท่ีกำรติดต่อประมำณ 1/3 ของผิวโลก และถ้ำจะให้ครอบคลุมพนื้ ที่
ทัว่ โลก จะตอ้ งใช้ดำวเทียมในวงโคจรนีอ้ ย่ำงน้อย 3 ดวง

1 26

ดาวเทียมภารกิจพิเศษ นอกจำกดำวเทียมท่ัวไปท่ีใช้งำนเก่ียวข้องกับชีวิตประจำวันตำมท่ีกล่ำวไป
แล้ว ยังมีดำวเทียมอีกหลำยชนิดท่ีส่งขึ้นไปเพื่อปฏิบัติภำรกิจพิเศษเฉพำะทำง เช่น ดำวเทียมเพื่อกำร
วิจัยทำงวิทยำศำสตร์ กล้องโทรทรรศน์อวกำศ ดำวเทียมจำรกรรม ดำวเทียมทำงทหำร ดำวเทียม
ประเภทน้มี ีระยะสงู และรปู แบบของวงโคจรต่ำงๆ กนั ขน้ึ อยกู่ บั วตั ถุประสงคข์ องกำรใช้งำน

127
ยานอวกาศ

ยำนอวกำศ (Spacecraft) หมำยถึง ยำนพำหนะท่ีนำมนุษย์หรืออุปกรณ์
อัตโนมัติข้ึนไปสู่อวกำศ โดยมีวัตถุประสงค์เพ่ือสำรวจโลกหรือเดินทำงไปยังดำวดวง
อื่น ยำนอวกำศมี 2 ประเภท คือ ยำนอวกำศที่มีมนุษย์ควบคุม และยำนอวกำศที่ไม่มี
มนษุ ย์ควบคุม

ยานอวกาศที่มมี นษุ ยค์ วบคุม (Manned Spacecraft) มีขนำดใหญ่ เพรำะต้อง
มีปริมำตรพอที่มนุษย์อยู่อำศยั ได้ และยังต้องบรรทกุ ปัจจัยต่ำงๆ ท่ีมนุษย์ต้องกำร เช่น
อำกำศ อำหำร และเครื่องอำนวยควำมสะดวกในกำรยังชีพ เช่น เตียงนอน
ห้องน้ำ ดังน้ันยำนอวกำศที่มีมนุษย์ควบคุมจึงมีมวลมำก กำรขับดันยำนอวกำศท่ีมี
มวลมำกให้มีอัตรำเร่งสูงจำเป็นต้องใช้จรวดท่ีบรรทุกเชื้อเพลิงจำนวนมำก ซึ่งทำให้มี
ค่ำใช้จ่ำยสูงมำก ยำนอวกำศท่ีมีมนุษย์ควบคุมได้แก่ ยำนอะพอลโล (Apollo) ซ่ึงนำ
มนษุ ยไ์ ปยงั ดวงจันทร์

ยานอวกาศที่ไม่มีมนุษย์ควบคุม (Unmanned Spacecraft) มีขนำดเล็กมำก
เมื่อเปรียบเทียบกับยำนอวกำศท่ีมีมนุษย์ควบคุม ยำนอวกำศชนิดนี้มีมวลน้อยไม่
จำเป็นต้องใช้จรวดนำส่งขนำดใหญ่ จึงมีควำมประหยัดเช้ือเพลิงมำก อย่ำงไรก็ตำมใน
กำรควบคุมยำนในระยะไกลไม่สำมำรถใช้วิทยุควบคุมได้ เน่ืองจำกคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ำ

128

ต้องใช้เวลำในกำรเดินทำง ยกตัวอย่ำงเช่น ดำวเสำร์อยู่ไกลจำกโลกประมำณ 1
พันล้ำนกิโลเมตร หรือ 1 ชั่วโมงแสง หำกส่งคล่ืนวิทยุไปยังดำวเสำร์ คลื่นวิทยุต้องใช้
เวลำนำนถึง 1 ชั่วโมง ดังนั้นกำรควบคุมให้ยำนเลี้ยวหลบหลีกก้อนน้ำแข็งบริเวณวง
แหวนจะไม่ทัน ยำนอวกำศประเภทน้ีจึงต้องมีสมองกลคอมพิวเตอร์และระบบ
ซอฟต์แวร์ซ่งึ ฉลำดมำก เพื่อให้ยำนอวกำศสำมำรถต้องปฏิบัตภิ ำรกิจได้เองทุกประกำร
และแก้ไขปัญหำเฉพำะหน้ำได้ทันท่วงที เหตุผลอีกส่วนหนึ่งท่ีนักวิทยำศำสตร์นิยมใช้
ยำนอวกำศท่ีไม่มีมนุษย์ควบคุมในงำนสำรวจระยะบุกเบิกและกำรเดินทำงระยะไกล
เนื่องจำกกำรออกแบบยำนไม่ต้องคำนึงถึงปัจจัยในกำรดำรงชีวิต ทำให้ยำนสำมำรถ
เดินทำงระยะไกลได้เป็นระยะเวลำนำนนอกเหนือขีดจำกัดของมนุษย์ ยำนอวกำศที่
ไม่มีมนุษย์ควบคุมได้แก่ ยำนแคสินี (Cassini spacecraft) ซ่ึงใช้สำรวจดำวเสำร์ เป็น
ตน้

ยคุ อวกำศเรมิ่ ข้ึนเมอ่ื สหภำพสง่ ดำวเทยี มสปุตนกิ 1 (Sputnik 1) ขึ้นส่อู วกำศใน
ปี พ.ศ.2500 หลังจำกนั้นกำรแข่งขันทำงอวกำศในยุคสมัยของสงครำมเย็นก็เริ่ม
ข้ึน ดำวเทียมที่ถูกส่งข้ึนสู่อวกำศเป็นลำดับท่ี 2 ไม่ใช่ของสหรัฐอเมริกำ แต่เป็น
ดำวเทียมสปุตนิก 2 (Sputnik 2) และสุนัขชื่อ ไลก้ำ (Laika) ของสหภำพโซเวียต และ
นักบินอวกำศคนแรกของโลกเป็นเป็นชำวรัสเซียช่ือ ยูริ กำกำริน (Yuri Gagarin) ข้ึนสู่

129

วงโคจรโลกด้วยยำนอวกำศวอสต็อก ( Vostok) ในปี พ.ศ.2504 ด้วยเหตุนี้
ประธำนำธิบดีจอห์น เอฟ เคเนด้ี จึงสนับสนุนโครงกำรอะพอลโลขององค์กำร NASA
จนนักบินอวกำศคนแรกที่เหยียบพื้นผิวดวงจันทร์คือ นีล อำร์มสตรอง (Neil
Armstrong) โดยยำนอะพอลโล 11 (Apollo 11) เม่ือปี พ.ศ.2512 จนกระท่ังสงครำม
เย็นส้ินสุดลง ประเทศมหำอำนำจต่ำงๆ ได้ร่วมมือกันก่อสร้ำงสถำนีอวกำศนำนำชำติ
(International Space Station) หรือ ISS ข้นึ ไปโคจรรอบโลกตั้งแตป่ ี พ.ศ.2541 เปน็
ต้นมำ

130

เทคโนโลยีอวกาศกับชีวติ ประจาวัน
กำรพัฒนำเทคโนโลยอี วกำศช่วยให้กำรสำรวจอวกำศมีควำมก้ำวหนำ้ มำกข้นึ แล้ว

ควำมรู้ทไี่ ดร้ ะหวำ่ งกำรพัฒนำเทคโนโลยอี วกำศจำกโครงกำรต่ำงๆสำมำรถนำมำสรำ้ งสรรค์
สิ่งประดษิ ฐห์ รือเทคโนโลยีใหม่ๆทมี่ ปี ระโยชน์ตอ่ ชวี ติ ประจำวันของมนษุ ยไ์ ด้หลำยด้ำน
ทำงดำ้ นวสั ดศุ ำสตร์เครอื่ งนุ่งห่มกำรแพทยอ์ ุตสำหกรรมอำหำร

เส้นใยคาร์บอน
เป็นวสั ดทุ ีม่ คี วำมแข็งแรงทนทำนนำ้ หนกั เบำทนควำมรอ้ นไดส้ ูงและมคี วำมยืดหยนุ่

จงึ เป็นวัสดทุ เ่ี หมำะกบั กำรใช้สร้ำงชิ้นส่วนของยำนอวกำศเรมิ่ ต้นสำยใยคำร์บอนถกู คิดค้นใช้
เปน็ ไสห้ ลอดไฟฟำ้ เทำ่ นนั้ แต่หลังจำกน้ันไดม้ กี ำรพัฒนำโดยนำเสน้ ใยไปสำนเป็นผืนผำ้ และ
ผลิตเปน็ ชิ้นสว่ นของเครอ่ื งบินรถยนตแ์ ละอปุ กรณ์กฬี ำเช่นไม้กอล์ฟไมเ้ ทนนสิ โครงจักรยำน
ผ้ำหม่ อวกำศมลี ักษณะยำวและบำงมำกสำมำรถสะทอ้ นรงั สีตำ่ งๆได้และปอ้ งกันกำรถ่ำยเท
คุณภมู ริ ะหวำ่ งภำยในและภำยนอกได้ดจี งึ ชว่ ยป้องกนั ยำนอวกำศจำกรงั สีและควบคุม
อณุ หภมู ิของยำนได้ด้วยเหตนุ ีจ้ งึ ได้มกี ำรนำผำ้ ห่มมอกำดมำใช้หม่ เพือ่ รกั ษำอณุ หภมู ริ ำ่ งกำย
ของผู้ประสบภยั หรอื นกั กีฬำมำรำธอน

1 31
เครอื่ งวดั อุณหภมู ริ ่างกายแบบอนิ ฟราเรด

เกิดขนึ้ จำกกำรพฒั นำเคร่อื งตรวจวัดกำรแผร่ ังสขี องวตั ถุทอ้ งฟำ้ ในย่ำมอนิ ฟำเรดแลว้
แปลงค่ำอณุ หภมู อิ อกมำเปน็ ตวั เลขจึงได้นำหลกั กำรนีม้ ำสรำ้ งเครื่องวดั อณุ หภมู ริ ำ่ งกำยโดย
กำรแผร่ งั สอี นิ ฟรำเรดจำกเย่อื แก้วหซู ่ึงมีขอ้ ดคี อื ใชง้ ำนงำ่ ยรวดเรว็ และแมน่ ยำนอกจำกนย้ี ัง
สำมำรถนำไปสร้ำงเครอื่ งวัดกำรเต้นของหัวใจซึง่ สำมำรถพบได้ในเครอ่ื งออกกำลังกำย
นำฬิกำและสมำรท์ โฟนรนุ่ ใหม่ๆ

เมโมรีโฟม memory foam
เปน็ พลำสตกิ ชนดิ หน่ึงท่ีสำมำรถกระจำยแรงกดทบั ไดด้ แี ละคนื ตวั อย่ำงช้ำๆวัสดุน้ไี ด้

คิดค้นขนึ้ เพอื่ ทำเป็นเบำะทล่ี ดกำรกระแทกและอำกำรบำดเจ็บของนกั บนิ ขณะเดินทำงออก
สู่อวกำศปจั จุบนั มกี ำรนำ เมโมรีโฟมไปใช้ทำเบำะรถเขน็ สำหรับผพู้ กิ ำรผลติ เครื่องนอนที่

132

ช่วยใหน้ อนหลับสบำยลดอำกำรปวดกล้ำมเน้ือและทำให้เลอื ดหมนุ เวยี นได้ดจี ึงเหมำะ
สำหรับผปู้ ว่ ยทเี่ คลอ่ื นไหวรำ่ งกำยไมไ่ ด้

อาหารอบแห้งดว้ ยวธิ ฟี รีซดราย
เป็นกำรถนอมอำหำรดว้ ยกำรทำให้อำหำรอยู่ในสภำวะเยอื กแข็งแลว้ จงึ ลดควำมดัน

ลงเพอ่ื ใหน้ ้ำท่ีอยู่ในอำหำรระเหิดออกไปแนวคิดนีเ้ กิดขนึ้ เพอื่ นำไปผลติ อำหำรของนกั บนิ
อวกำศเนอื่ งจำกมีน้ำหนกั เบำเก็บได้นำนและควบคุมคณุ คำ่ ของสำรอำหำรไว้ไดม้ ำกถงึ 98
%ปัจจบุ ันเทคโนโลยีถูกนำมำใช้อยำ่ งแพร่หลำยในอุตสำหกรรมอำหำรเชน่ ผลไมอ้ บแห้งที่
พบได้ท่วั ไปในรำ้ นสะดวกซ้ือ

133

เน่อื งจำกตวั อยำ่ งดังกลำ่ วแลว้ ยังมเี ทคโนโลยีทน่ี ่ำสนใจอน่ื ๆอีกเชน่ โลหะจำรปู ท่ีนำไปใชท้ ำ
วัสดจุ ดั ฟนั และหลอดเลอื ดขยำยหลอดเลือดหัวใจหวั ใจเทยี มขนำดเลก็ เซลลส์ รุ ยิ ะสวำ่ น
ไฟฟำ้ และเครอ่ื งดูดฝ่นุ ไรส้ ำยยำงรถยนต์ทนทำนเป็นพเิ ศษเคร่ืองตรวจจับควนั ไฟหรอื
สำรเคมชี ดุ ดับเพลงิ กระทะเทฟลอ่ นอำหำรทดแทนนมแมพ่ น้ื รองเทำ้ กีฬำรวมถึงซอฟตแ์ วร์ที่
ทันสมยั ซงึ่ นำไปใช้ในกำรพยำกรณอ์ ำกำศและติดตำมวัตถแุ บบเรยี ลไทมก์ ำรประมวลผล
ภำพหรอื วีดโี อกำรจำลองสภำพแวดลอ้ มเสมอื นจริงเพอ่ื ใช้จำกำรลองกำรฝึกของนกั บิน
อวกำศหรอื กำรผำ่ ตดั ทซี่ บั ซอ้ นของแพทย์ ปจั จุบันเทคโนโลยีอวกำศยงั คงมกี ำรพัฒนำอยำ่ ง
ตอ่ เนอ่ื งซงึ่ อำจส่งผลใหใ้ นอนำคตมกี ำรประดิษฐห์ รอื เทคโนโลยใี หมๆ่ ทท่ี ันสมยั ช่วยให้
ชวี ติ ประจำวนั สะดวกมำกยง่ิ ขึน้

31 4

บรรณำนกุ รม

http://www.lesa.biz/space-technology/space-debris
https://www.nstda.or.th/jaxa-thailand/space-technology/
https://th.wikipedia.org/wiki/
https://www.canva.com/folder/all-designs
https://anyflip.com/center/flips/book.php?cid=1778325
หนังสอื เรียนรำยวิชำพื้นฐำนวทิ ยำศำสตร์และเทคโนโลยี ชัน้ มัธยมศึกษำปีที่ 6

1