Contentastrounit5
- 1. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 72 บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 5.1 เทคโนโลยีอวกาศ นับตั้งแต่อดี ตจนถึ งปั จจุบน การศึกษาทางด้านดาราศาสตร์ เพื่อเรี ยนรู ้ เกี่ ยวกับโลกระบบสุ ริยะ ั และเอกภพได้พฒนาการขึ้นตามลาดับและยังคงไม่สิ้นสุ ด ทั้งนี้ เนื่ องจากความก้าวล้ าในด้านวิทยาศาสตร์ ั และเทคโนโลยีที่ท นสมัยมากขึ้ น ทาให้ปัจจุบนได้มีการพัฒนารู ปแบบการใช้เทคโนโลยีอวกาศต่างๆ ั ั มากมาย เพื่ อใช้ใ นการส ารวจอวกาศ เช่ น การส่ ง ดาวเที ย ม จรวด ยานอวกาศ ไปส ารวจนอกโลก โดยเฉพาะประเทศสหรัฐอเมริ กาและรัสเซี ยต่างใช้งบประมาณจานวนมหาศาลในการสารวจอวกาศ ทา ให้ได้ความรู้ความเข้าใจและได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีเหล่านี้เพิ่มขึ้นอย่างมาก 5.1.1 ข้ อมูลเบืองต้ นเกี่ยวกับเทคโนโลยีอวกาศ ้ เทคโนโลยี พจนานุ กรมฉบับราชบัณฑิตยสถานให้ความหมายไว้วา "วิทยาการที่เกี่ยวกับ ่ ศิลปะในการนาเอาวิทยาศาสตร์ ประยุกต์มาใช้ให้เกิดประโยชน์ในทางปฏิบติและอุตสาหกรรม" ตามรู ป ั ศัพท์ หมายถึง การนาวิทยาการ คือความรู้ เครื่ องมือ กลวิธีดานวิทยาศาสตร์ นามาประยุกต์ใช้ให้เกิ ด ้ ประโยชน์ อวกาศ หมายถึง บริ เวณที่อยูเ่ ลยชั้นบรรยากาศของโลกออกไป โดยปรกติเป็ นที่วางเปล่า ่ มีความหนาแน่นน้อยมาก ตามรู ปศัพท์แปลว่า ไม่มีอากาศ อวกาศเป็ นบริ เวณกว้างใหญ่ไพศาลระหว่าง เทห์ฟากฟ้ าทั้งหลายในเอกภพ เทคโนโลยีอวกาศ หมายถึง ระเบียบวิธีการนาความรู้ เครื่ องมือและกลวิธีนามาประยุกต์ คือ นามาปรับใช้เพื่อการศึกษาหาความรู ้เกี่ยวกับอวกาศ และนามาใช้ประโยชน์เพื่อมวลมนุษยชาติ ยุคอวกาศ เริ่ มเมื่อ 4 ตุลาคม 2500 เมื่อสหภาพโซเวียตรัสเซี ย ส่ งดาวเทียม สปุตนิ ก 1 ซึ่งเป็ นดาวเทียมดวงแรกของโลกซึ่ งมีลกษณะกลมมีเสาอากาศ 4 เสา หนัก 83.6 กิโลกรัม โคจรรอบโลก ั ส่ งคลื่นวิทยุมายังโลกได้นานเพียง 21 วันและได้โคจรรอบโลกอยูนาน 96 วันก็ตกสู่ ช้ นบรรยากาศของ ่ ั โลกและถูกเผาผลาญหมดในชั้นบรรยากาศ 5.1.2 จรวด จรวด คืออาวุธหรื อยานอวกาศที่ขบเคลื่อนด้วยความเร็ วสู งมาก โดยใช้เชื้ อเพลิงในตัวเอง ั และมีตวเติมออกซิ เจน เช่ น ออกซิ เจนเหลวเพื่อให้เกิ ดการเผาไหม้เป็ นแก๊สพุ่งออกมาจากส่ วนท้าย ั เชื้ อเพลิงแข็งและชนิดที่ใช้เชื้ อเพลิงเหลวส่ วนดอกไม้เพลิงชนิ ดพุ่งขึ้นสู งเรี ยกว่าจรวดเหมือนกันแต่ถามี ้ ขนาดใหญ่ หางยาว เรี ยกบ้องไฟหรื อบั้งไฟ เครื่องบินไอพ่น ใช้หลักการเดียวกับจรวดคือใช้เครื่ องยนต์เผาเชื้ อเพลิงเป็ นแก๊สพุ่งออกมา ตามท่อด้วยความสู งมากทาให้เกิดพลังขับเคลื่อน เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 2. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 73 ขีปนาวุธ คืออาวุธที่ยิงออกไปเพื่อประหัตประหารหรื อทาลายในสงครามขีปนาวุธ สามารถบังคับวิถีทางเดินในตอนยิง ถ้ามีการบังคับทิศทางตรงสู่ เป้ าหมายได้เรี ยก ขีปนาวุธนาวิถี จรวดส่ งดาวเทียมโคจรรอบโลก จรวดที่ใช้เป็ นอาวุธโดยทัวไปเป็ นจรวดท่อนเดียววิงเข้า ่ ่ หาเป้ าหมายแต่ จรวดที่ ใช้ในการส่ ง ดาวเที ย มเพื่ อให้ดาวเที ย มขึ้ นไปโคจรรอบโลกนั้นจาเป็ นต้องใช้ พลังงานผลักดันมหาศาลเพื่อให้มีความสู งถึง 38,640 กิโลเมตรต่อชัวโมง หรื อ 10.73 กิโลเมตรต่อวินาที ่ ฉะนั้นจรวดที่ใช้ยงดาวเทียมจะต้องมีหลายตอน ิ จรวดท่อนแรกโดยปรกติจะใหญ่มาก บรรจุเชื้อเพลิงและออกซิ เจนเหลวมหาศาลเพื่อสร้าง ความเร็ วให้เพิ่มขึ้นเรื่ อยๆ เป็ นการเพิ่มความเร่ งคือ อัตราเปลี่ยนแปลงความเร็ วที่เพิ่มขึ้นเรื่ อยๆ ต่อหนึ่ง หน่วยเวลา เมื่อจรวดท่อนแรกส่ งดาวเทียมขึ้นไปได้ระยะหนึ่ง เชื้ อเพลิงตอนที่ 1 หมด ตัวจรวดซึ่งหนัก มากก็จะดีดตัวออกไป จรวดตอนที่ 2 ก็จะจุดระเบิดเร่ งความเร็ วให้สูงขึ้นวิงผ่านชั้นบรรยากาศสู งขึ้นไป ่ และเข้าสู่ ช้ นอวกาศ เมื่อจรวดส่ งดาวเทียมเข้าสู่ ช้ นอวกาศที่ตองการจรวดท่อนที่ใช้เชื้ อเพลิงหมดแล้วจะ ั ั ้ ถูกดีดทิงไป ้ จรวดที่ส่งยานอวกาศออกไปสารวจดวงจันทร์ หรื อดาวเคราะห์อื่นต้องมีความเร็ วมากกว่า ความเร็วการหนีพ้น คือ ความเร็ วตั้งต้นของเทหวัตถุที่จะหนี พนแรงโน้มถ่วงของโลกไปสู่ อวกาศโดยไม่ ้ ต้องวิงวนรอบโลก ต้องมีความเร็ วขั้นต่า 11.2 กิโลเมตรต่อวินาที หรื อเท่ากับ 40,320 กิโลเมตรต่อชัวโมง ่ ่ 5.1.3 ดาวเทียม ดาวเทียม คือสิ่ งประดิ ษฐ์ที่มนุ ษย์ส่งขึ้นไปโคจรรอบโลกและดาวเคราะห์ เช่น ดาวเทียม การสื่ อสาร ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา ดาวเทียมสารวจทรัพยากรธรรมชาติ มีอุปกรณ์ สาหรับเก็บรวบรวม ข้อมูลและปฏิบติการเพื่อถ่ายทอดข้อมูลที่เก็บได้ส่งกลับมายังโลก ั ดาวเทียมที่ส่งขึ้นไปโคจรรอบโลกต้องมีจรวดหรื อห้องบรรจุสัมภาระที่หวจรวด ฉะนั้นั ตัวดาวเทียมซึ่ งมีขนาดใหญ่และน้ าหนักมากต้องสามารถพับได้ ภายในมีแก๊สเพียงเล็กน้อย เมื่อปล่อยใน อวกาศจะพองขยายตัว ตัวดาวเทียมต้องใช้วสดุแข็งแรงทนต่อความร้ อน เนื่ องจากด้านที่ถูกแสงอาทิตย์จะร้อน ั จัดอย่า งยิ่ง และด้า นที่ ไม่ ไ ด้รับ แสงอาทิ ตย์จะเย็นจัด ดังนั้นวัส ดุ ที่ใ ช้จึง เป็ นเส้ นใยคาร์ บ อนและ อะลูมิเนียมหรื อไทเทเนียม ประกอบเสริ มพลังทาเป็ นรังผึ้ง มีฉนวนกันความร้อนรั่วไหลในด้านเย็น มี กระจกเงาสะท้อนแสงในด้านร้อน และมีระบบการระบายความร้อนสู่ อวกาศ 5.1.4 สถานียานอวกาศ มีอุปกรณ์ต่างๆ จานวนมาก เพื่อให้มนุษย์ได้ใช้เป็ นที่พกอาศัยและเพื่อการเก็บรวบรวมข้อมูล ั ต่างๆ ในการศึกษาเกี่ยวกับโลก นับเป็ นสิ่ งประดิ ษฐ์ที่มนุ ษย์ส่งขึ้นไปโคจรรอบโลกเช่ นกัน ปั จจุบน ั มนุษย์สามารถส่ งยานอวกาศไปโคจรรอบดาวเคราะห์ เพื่อเก็บรวบรวมข้อมูลแล้วส่ งรายงานกลับมายัง โลก ยานอวกาศที่ไปโคจรรอบดาวเคราะห์ดวงใดก็จะเป็ นดาวเทียมของดาวเคราะห์น้ น ั เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 3. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 74 ภาพที่ 5.1 สถานียานอวกาศ (ที่มา: www.lesaproject.com) 5.1.5 ยานอวกาศและยานสารวจอวกาศ ยานอวกาศ คือ ยานพาหนะที่มีเครื่ องยนต์หรื อสิ่ งที่ใช้บงคับการเคลื่ อนที่สาหรับ ั เดินทางไปในอวกาศในยานจะมีสิ่งประดิษฐ์เพื่อใช้ในการสารวจข้อมูลต่างๆ เมื่อยานอวกาศศึกษาข้อมูล ต่างๆ และส่ งรายงานมายังโลกแล้วมนุ ษย์ผูควบคุ มจะสามารถสั่งการและบังคับการเคลื่อนที่ของยาน ้ อวกาศให้โคจรไปอย่างไรหรื อทาหน้าที่อะไรเพิ่มเติมได้ ยานสารวจอวกาศ อาจเป็ นดาวเทียมหรื อยานอวกาศ ซึ่ งออกแบบเพื่อการสารวจระบบ สุ ริยะ เช่นการสารวจดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์และดวงจันทร์ของดาวเคราะห์ และส่ งคลื่นวิทยุ ข้อมูลต่างๆ กลับมายังโลก ยานขนส่ งอวกาศ หรื อกระสวยอวกาศ คือ ยานอวกาศที่ใช้เดินทางไปในอวกาศที่ ออกแบบเพื่อการขนส่ งคน อุปกรณ์ หรื อสิ่ งประดิษฐ์ เช่น ดาวเทียมต่างๆ สถานี อวกาศจากโลกขึ้นไปใน อวกาศ เมื่อเสร็ จสิ้ นภารกิจแล้วสามารถเดินกลับสู่ ผิวโลกและเอาตัวยานอวกาศนั้นกลับมาใช้ไดอีกเพื่อ เป็ นการประหยัดทรัพยากร ยานขนส่ งอวกาศหรื อกระสวยอวกาศขึ้นสู่ อวกาศได้ดวยใช้จรวดจานวน 3 เครื่ อง ้ เครื่ องใหญ่เป็ นถังเชื้ อเพลิงภายนอกกระสวยอวกาศ และจรวดอีก 2 เครื่ อง ขึ้นสู่ อวกาศโดยระยะต้น จรวดที่เป็ นถังภายนอกมีไฮโดรเจนเหลวและออกซิ เจนเหลว 2 ล้านลิตร ถูกเผาไหม้เพื่อส่ งกระสวย อวกาศสู่ อวกาศใน 8.5 นาที ให้พลังขับดัน 3,000 ตัน เมื่อเชื้อเพลิงหมดตัวถังจะถูกดีดออกและเผาไหม้ใน ่ ชั้นบรรยากาศ จรวดเชื้ อเพลิงแข็งอีก 2 เครื่ องอยูติดกระสวยอวกาศจะทาหน้าที่เป็ นจรวดให้พลังขับดัน 1,200 ตัน ส่ งกระสวยอวกาศเข้าสู่ วิถีโคจร โดยจะเผาไหม้เชื้ อเพลิ งหมดในเวลา 2 นาที ที่ความสู ง 45 กิ โลเมตร จากนั้นจรวดทั้ง 2 จะดีดตัวออก มีร่มชู ชีพช่ วยร่ อนลงสู่ มหาสมุทร เพื่อสามารถนา โครงสร้างจรวด 2 เครื่ องนี้กลับมาใช้ได้อีก เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 4. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 75 ภาพที่ 5.2 ยานขนส่ งอวกาศ แอตแลนติส (ที่มา: NASA) กระสวยอวกาศ หรื อ ยานส่ งอวกาศมีน้ าหนักบรรทุกสู งสุ ด 29 ตัน เมื่อกลับสู่ โลกจะ บรรทุกได้หนัก 14 ตัน น้ าหนักรวมก่อนขึ้นสู่ อวกาศหนัก 2,000 ตัน ตัวกระสวยอวกาศยาว 37.2 เมตร ปี กส่ วนกว้าง 23.8 เมตร ห้องบรรทุกกว้าง 4.6 เมตร ยาว 18.3 เมตร ห้องบรรทุกมนุษย์อวกาศได้ 4 คน มีผูบงคับการบิน ผูช่วยและมนุ ษย์อวกาศตัวกระสวยอวกาศมี จรวดเชื้ อเพลิ งแข็งขนาดเล็กติ ดอยู่อีก ้ ั ้ 2 เครื่ อง สาหรับใช้บงคับการเคลื่อนที่เข้าสู่ วถีโคจร หรื อจอดส่ งดาวเทียมและอุปกรณ์ต่างๆ มนุษย์อวกาศ ั ิ จะเป็ นผูบงคับให้สถานี อวกาศชะลอขณะกระสวยอวกาศตกลงสู่ ผิวโลก และบังคับทิศทางสู่ ลานวิงเพื่อ ้ ั ่ เคลื่อนที่บนลานวิงได้แบบเครื่ องบิน ่ กระสวยอวกาศได้ปฏิบติหน้าที่สาคัญมาแล้ว เช่น นาดาวเทียมขึ้นไปส่ งให้เข้าสู่ วถีโคจร ั ิ เพื่อประโยชน์ในด้านต่างๆ นามนุษย์อวกาศพร้อมอุปกรณ์เครื่ องมือไปส่ งที่สถานีอวกาศหรื อหอวิจยลอย ั ฟ้ า นามนุษย์อวกาศพร้อมเครื่ องมือขึ้นไปซ่ อมบารุ งดาวเทียมเป็ นต้น จะเห็นได้วาสิ่ งประดิษฐ์ต่างๆ ที่เกิด ่ จากความก้าวหน้าในการพัฒนาเทคโนโลยีเหล่านี้ นามาซึ่ งการค้นพบอันยิงใหญ่ และนาความรู ้มาสู่ มวล ่ ิ ่ มนุษย์ชาติทาให้มนุษย์ได้เรี ยนรู ้ในการใช้ชีวตอยูโลกนี้ได้อย่างปกติสุขและการพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศ ในด้านต่างๆ จะคงพัฒนาต่อไปตราบที่ยงมีโลกใบนี้ ั เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 5. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 76 5.1.6 จุดเริ่มต้ นของเทคโนโลยีอวกาศ สปุตนิ ก 1 (SPUTNIK1) คื อดาวเทียมดวงแรกของโลกประดิ ษฐ์โดยรัสเซี ย เป็ น ดาวเทียมที่ช่วยให้ความรู ้ เกี่ ยวกับความหนาแน่ น อุณหภูมิ และระดับความหนาแน่ นของอิเล็กตรอน ในชั้นบรรยากาศสู งสุ ด สามารถส่ งสัญญาณคลื่นวิทยุมาสู่ โลกเป็ นครั้งแรกด้วยเสี ยง "ปิ๊ บ ปิ๊ บ" ที่รู้จกกันดี ั ซึ่งเป็ นเสมือนเสี ยงแห่งการเริ่ มต้นยุคอวกาศ สปุตนิก 1 เกิดลุกไหม้ข้ ึนเมื่อกลับคืนสู่ ช้ นบรรยากาศโลก ั สปุตนิก 2 (SPUTNIK2) กับการส่ งสิ่ งมีชีวิตสู่ วงโคจรครั้งแรก ส่ งขึ้นไปเมื่อวันที่ 3 พฤศจิกายน พ.ศ.2500 โดยมีไลก้า (LAIKA) สุ นขเพศเมียขึ้นไปด้วย แต่เสี ยชี วิตใน 2-3 วันต่อมา ั สปุตนิก 2 ติดตั้งอุปกรณ์ตรวจวัดรังสี เอกซ์ในแสงแดด และการแผ่รังสี คอสมิกไปด้วย เอ็กซพลอเรอร์ 1 (EXPLORER 1) ดาวเทียมดวงแรกของอเมริ กา ถูกส่ งขึ้นไปโดยจรวด JUNO 1 เมื่อวันที่ 31 มกราคม พ.ศ.2501 ติดตั้งอุปกรณ์เพื่อส่ งสัญญาณข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ และเกิดลุก ไหม้เมื่อกลับคืนสู่ ช้ นบรรยากาศโลกเช่นกัน ั มนุษย์ แรกสู่ อวกาศ ยูริ กาการิ น (YURI GAGARIN ) นักบินอวกาศรัสเซี ย เป็ นมนุษย์ คนแรกที่ข้ ึนไปโคจรรอบโลกเมื่อวันที่ 12 เมษายน พ.ศ.2504 โดยจรวด VOSTOK 1 น้ าหนัก 1.4 ตันและ กลับลงมาอย่างปลอดภัย มนุษย์ แรกบนดวงจันทร์ โครงการอพอลโล 11 ได้ส่งนักบินอวกาศ 3 คน คือ นีล อาร์ ม สตรอง,เอ็ดวิน แอลดริ น, ไมเคิล คอลลินส์ ไปดวงจันทร์ โดยในวันที่ 21 กรกฎาคม 2512 นีล อาร์ ม สตรองได้นายานอีเกิ้ ลลงบนดวงจันทร์ ดวยความนิ่ มนวล และได้บอกศูนย์บงคับการต่อผูชมหน้าจอ ้ ั ้ โทรทัศน์กว่า 500 ล้านคนว่า "ยานอีเกิ้ลได้ร่อนลงบนดวงจันทร์ แล้ว" จากนั้นนี ล อาร์ มสตรองได้ออกมา จากยานแล้วเดินลงบนดวงจันทร์ อย่างช้าๆ ในขณะที่เขาเอาเท้าแตะดินบนดวงจันทร์ ที่เต็มไปด้วยฝุ่ น เขา กล่าวว่า "นี่คือการก้าวเท้าเล็กๆของคนๆ หนึ่งแต่เป็ นก้าวที่ยงใหญ่ของมนุษยชาติ" ิ่ 5.2 ดาวเทียมสื่ อสาร มนุษย์ได้ออกแบบและสร้างดาวเทียมจานวนมากส่ งออกไปโคจรรอบโลกเพื่อประโยชน์ในด้าน ต่างๆ กัน ซึ่ งสามารถแบ่งดาวเทียมตามการใช้ประโยชน์ได้ 3 ประเภท คือ ดาวเทียมสื่ อสาร ดาวเทียม อุตุนิยมวิทยาและดาวเทียมสารวจทรัพยากรธรรมชาติ ดาวเทียมสื่ อสารหรื อดาวเทียมโทรคมนาคม มาจากคาว่า โทร แปลว่า ไกล, คมนาคม แปลว่า การติดต่อไปมาถึงกัน ดังนั้นดาวเทียมโทรคมนาคม คือดาวเทียมเพื่อการติดต่อสื่ อสารระยะทางไกล โดย ระบบวิทยุสื่อสารหรื อระบบคลื่ นแม่เหล็กไฟฟ้ าอื่นๆ เช่ นการใช้ดาวเทียมเพื่อการพูดโทรศัพท์หรื อการ บอกต าแหน่ ง ของผูพู ด โทรศัพ ท์ว่า ขณะนี้ อยู่ บริ เ วณใด การรั บ -ส่ ง วิ ท ยุ โ ทรทัศ น์ ข ้า มทวี ป การส่ ง ้ อินเตอร์เน็ตข้ามทวีป เป็ นต้น เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 6. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 77 ภาพที่ 5.3 ดาวเทียมไทยคม 1A และดาวเทียมไทยคม 2 เป็ นดาวเทียมรุ่ นแรกของโครงการดาวเทียม ไทยคม พื้นที่ การให้บริ การย่านความถี่ C-Band ของดาวเทียมไทยคม 1A และดาวเทียมไทยคม 2 ครอบคลุ มประเทศไทย ลาว กัมพูชา เมียนมาร์ เวียดนาม มาเลเซี ย ฟิ ลิ ปปิ นส์ เกาหลี ญี่ปุ่น และชายฝั่ ง ตะวันออกของประเทศจีน 5.2.1 โครงสร้ างการสื่ อสารดาวเทียม 1) ดาวเทียมค้างฟ้ า คือ ดาวเทียมที่อยู่ ณ ตาแหน่งเดิมบนท้องฟ้ า เพราะใช้เวลาโคจร รอบโลกครบรอบเท่ากับโลกหมุนรอบตัวเองครบรอบพอดี เท่ากับ 23 ชัวโมง 56 นาที ที่ระดับความสู ง ่ 35,786 กิโลเมตร เหนือเส้นศูนย์สูตร มีความเร็ วในการโคจรประมาณ 3,070 เมตร ต่อวินามี การส่ ง ดาวเที ยมสื่ อสารหรื อดาวเที ยมโทรคมนาคมจะใช้ยานขนส่ งอวกาศหรื อจรวดส่ งขึ้ นไปเป็ นดาวเทียม ค้างฟ้ า คื อปรากฏอยู่นิ่งบนท้องฟ้ าเพื่อรั บส่ งคลื่ นแม่เหล็กไฟฟ้ าเป็ นคลื่ นวิทยุโทรทัศน์ โทรศัพท์ โทรสารและอื่นๆ 2) องค์ประกอบสาคัญของดาวเทียม ประกอบด้วย สายอากาศสื่ อสาร เครื่ องรับ -ส่ งวิทยุ ท าหน้า ที่ ป ระมวลสั ญ ญาณที่ เ ข้า -ออก สายอากาศสื่ อ สารก่ อ นที่ จ ะส่ ง ต่ อ ไปยัง พื้ น ดิ น แผงเซลล์ แสงอาทิตย์ทาหน้าที่เปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็ นพลังงานไฟฟ้ า แบตเตอรี่ ทาหน้าที่เก็บพลังงานไฟฟ้ าสาหรับ ใช้ กรณี มี ปั ญ หาไม่ ไ ด้รั บ แสงอาทิ ต ย์ชั่ว คราว เช่ น ในช่ ว งเกิ ด สุ ริ ยุ ป ราคา ดวงอาทิ ต ย์ถู ก บดบัง กาลังไฟฟ้ าสู งสุ ดอาจถูกใช้ถึง 300-600 วัตต์ เครื่ องวัดแสง ทาหน้าที่ปรับตาแหน่งดาวเทียมกับโลกและ ่ ดวงอาทิตย์ให้อยูในตาแหน่งที่ถูกต้องเสมอ จรวดขนาดเล็กทาหน้าที่รักษาการหมุน และการหันตัวของ ดาวเทียม เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 7. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 78 ่ 3) สถานีควบคุมดาวเทียมให้อยูในวงโคจรที่ถูกต้อง 4) สถานีภาคพื้นดินชนิดต่างๆ 5) การเชื่ อมโยงระหว่างสถานีภาคพื้นดินกับผูใช้บริ การ ้ 6) การเชื่ อมต่อกับเครื อข่ายการสื่ อสารภาคพื้นดิน 5.2.2 ระบบสื่ อสารดาวเทียม ่ ส่ วนประกอบพื้นฐาน คือ ดาวเทียมที่ลอยอยูในอวกาศสู งประมาณ 36,000 กิโลเมตร ทาหน้าที่ ในการรับและส่ งสัญญาณสื่ อสารต่างๆ โดยผูใช้ส่งสัญญาณเป็ นคลื่ นวิทยุผ่านเครื อข่ายการ ้ สื่ อสารภาคพื้นดิ นส่ งตรงไปยังสถานี ภาคพื้นดิ น สถานี ภาคพื้นดิ นรับสัญญาณแล้วจะปรับคลื่ นฝากส่ ง สัญญาณข่าวสารที่เป็ นอนาลอคหรื อดิจิติลไปบนคลื่นพาหะและขยายคลื่น จากนั้นส่ งไปยัง ดาวเทียมเพื่อ รับสัญญาณในช่วงความถี่ท่ีตองการแล้วขยายสัญญาณ นั้น และส่ งกลับมายังสถานี ภาคพื้นดินเพื่อเปลี่ยน ้ กลับเป็ นคลื่ นวิท ยุขยายสั ญญาณนั้นส่ งต่ อไปยัง เครื อข่ ายการสื่ อสารภาคพื้ นดิ นเครื อขายภาคพื้นดิ น รับคลื่ นวิทยุส่งถึ งผูใช้ ปั จจุบนสามารถพูดคุยโทรศัพท์ขามทวีป ข้ามซี กโลกได้ท้ งนี้ เนื่ องจากการใช้ ้ ั ้ ั ระบบการสื่ อสารดาวเทียมดังกล่าวนี้ ภาพที่ 5.3 ระบบสื่ อสารดาวเทียม 5.2.3 การสื่ อสารดาวเทียมที่ควรทราบ พ.ศ. 2500 รัสเซี ยทดลองระบบวิทยุโดยผ่านดาวเทียม สปุตนิก 1 เป็ นดาวเทียมดวงแรก ที่มนุษย์ส่งขึ้นไปเคลื่อนรอบโลก พ.ศ. 2505 สหรัฐอเมริ การ่ วมกับอังกฤษ ฝรั่งเศส สื่ อสารข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก ด้วยดาวเทียมเทลสตาร์ 1 พ.ศ.2505 รั ส เซี ย ใช้ดาวเที ย มในการส่ ง สั ญญาณโทรทัศ น์ ติดต่ อผ่า นดาวเที ย ม วอลสตอก 3,4 เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 8. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 79 พ.ศ. 2507 สหรัฐอเมริ กาได้ร่วมกันถ่ายทอดสัญญาณโทรทัศน์ในการแข็งขันโอลิมปิ ก ผ่านดาวเทียมซิ นคอม 3 พ.ศ. 2508 องค์การอินเทลแสท (Intelsat) ส่ งดาวเทียมโทรคมนาคมดวงแรกชื่ อว่า เออร์ลี่ เบอร์ด หรื ออินเทลแสท1 เหนือมหาสมุทรแอตแลนติก เพื่อติดต่อระหว่างยุโรปและสหรัฐอเมริ กา ส่ งโทรศัพท์หรื อรายการโทรทัศน์ได้ 240 คู่สาย พ.ศ. 2509 ดาวเทียมอินเทลแสท 2 สู่ วงโคจร ประเทศไทยเปิ ดการติดต่อสื่ อสารผ่าน ดาวเทียมหรื อมหาสมุทรแปซิ ฟิกกับสหรัฐอเมริ กา ในวันที่ 1 เมษายน พ.ศ. 2510 พ.ศ. 2511 ดาวเทียมอินเทลแสท 3 ขึ้นสู่ วงโคจร ประเทศไทยเปิ ดการติดต่อสื่ อสารผ่าน ดาวเทียมเหนือมหาสมุทรแปซิฟิกและอินเดีย เมื่อวันที่ 1 เมษายน พ.ศ. 2513 5.2.4 ประโยชน์ ของดาวเทียมสื่ อสาร สหภาพโทรคมนาคมสากลเป็ นผู ้ก าหนดการใช้ ค ลื่ น ความถี่ ใ นการให้ บ ริ ก ารเพื่ อ การค้า การทหาร การอุตุนิยมวิทยา การสื่ อสารกับสิ่ งเคลื่อนที่ท้ งภาคพื้นดิน ทางน้ า ทางอากาศ กาหนดเพื่อให้ ั การบริ การ และการใช้ประโยชน์จากดาวเทียมสื่ อสารอย่างมีประสิ ทธิภาพสู งสุ ด ประโยชน์ของดาวเทียม สื่ อสารที่สาคัญ มีดงนี้ ั 1) การสื่ อสาร ดาวเทียมสื่ อสารช่วยให้การติดต่อสื่ อสารต่างๆ ทั้งทางบก ทางน้ า ทาง อากาศการให้ความบันเทิงต่างๆ ด้านวิทยุสื่อสาร วิทยุโทรทัศน์การส่ งข่าวสารถึงกันและกันเป็ นไปอย่าง สะดวกรวดเร็ ว 2) การค้ า การติดต่อสื่ อสารทาธุ รกิจค้าขายการส่ งข่าวถึงกันโดยตรง เพื่อประโยชน์ใน การค้าต่างอาศัยการทางานจากดาวเทียมสื่ อสารทั้งสิ้ น 3) การทหาร ดาวเทียมสื่ อสารมีความจาเป็ นและสาคัญต่อการทหาร เช่น การรายงาน ข่าว การสารวจตรวจสอบสภาพพื้นที่ภูมิประเทศ การขนย้ายยุทโธปกรณ์ การบอกตาแหน่งสถานที่ การ ถ่ายภาพเพื่อการตรวจสอบวิเคราะห์ 4) การบริ การด้ านการปฏิบัติงานในอวกาศ ดาวเทียมสื่ อสารมีบทบาทในการสื่ อสาร ระหว่า งดาวเที ย ม และยานอวกาศเพื่ อให้ก ารบริ ก ารด้า นการปฏิ บ ติ ง านในอวกาศเป็ นไปอย่า งมี ั ประสิ ทธิภาพ 5) การบริการอื่นๆ ดาวเทียมสื่ อสารนอกจากจะมีความสาคัญในด้านการสื่ อสาร การค้า การทหารและด้านอวกาศแล้ว ยังมีประโยชน์และมีความสาคัญในด้านอื่นๆ อีกมากมาย เช่ น การ อุตุนิยมวิทยา การสารวจทรัพยากรธรรมชาติ การสารวจอวกาศ สารวจดวงจันทร์และดาวเคราะห์ เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 9. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 80 5.3 ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา เป็ นเทคโนโลยีอวกาศประเภทหนึ่งที่ปัจจุบนได้มีการนามาใช้ประโยชน์ ั เพื่อการพยากรณ์อากาศและรายงานสภาพลมฟ้ าอากาศต่างๆ รวมทั้งปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกี่ ยวข้อง ั กับชั้นบรรยากาศของโลก ประเทศไทยได้มีการนาดาวเทียมอุตุนิยมวิทยามาใช้กบหน่ วยงานต่างๆ เช่ น กรมอุตุนิยมวิทยาเพื่อประโยชน์ทางด้านอุตุนิยมวิทยา การเกษตร การประมง และสิ่ งแวดล้อม ภาพที่ 5.5 แสดงตาแหน่งของดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาและแสดงวงโคจรรอบโลกทั้ง 2 ชนิด ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา ได้ถูกปล่อยขึ้นสู่ อวกาศเป็ นครั้งแรก เมื่อวันที่ 1 เมษายน ค.ศ.1960 ชื่อ TIROS - 1 Telesion and Infrared Observational Satellite ซึ่งเป็ นดาวเทียม ของประเทศสหรัฐอเมริ กา ่ และถ้านับมาจนถึงปั จจุบนประเทศต่างๆ ได้ปล่อยดาวเทียมขึ้นไป อยูในอวกาศหลายร้อยดวง ั 5.3.1 วัตถุประสงค์ และหลักการของดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา 1) วัตถุประสงค์ ของดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา ่ วิชาอุตุนิยมวิทยา คือ วิชาที่วาด้วยเรื่ องราวของบรรยากาศ คือ การศึกษา และติดตาม บรรยากาศของโลกด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะรู ปแบบการเกิ ดปรากฏการณ์ ต่างๆ ของ ภูมิอากาศ ในฤดูกาลต่างๆ และสภาพลมฟ้ าอากาศที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ เมฆ ฝน ลม พายุ เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 10. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 81 วัตถุประสงค์ของดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา คือ ใช้ประโยชน์เพื่อการพยากรณ์อากาศ การ รายงานสภาวะอากาศ ปรากฏการณ์ธรรมชาติ ภูมิอากาศ และลมฟ้ าอากาศ การพยากรณ์อากาศนานาชาติ ด้วยระบบดาวเทียม กาหนดวัตถุประสงค์ไว้ 3 ประการ 1. เพื่อถ่ายภาพชั้นบรรยากาศของโลกเป็ นประจา 2. เพื่อให้ได้ภาพต่อเนื่องของบรรยากาศโลก ตลอดจนเพื่อเก็บและถ่ายทอด ข้อมูลจากสถานีภาคพื้นดิน 3. เพื่อทาการหยังตรวจอากาศของโลกเป็ นประจาวัน ่ 2) หลักการ รับ-ส่ ง ข้ อมูลระหว่ างดาวเทียมกับสถานีภาคพืนดิน ้ ใช้หลักการเช่ นเดี ยวกับดาวเที ยมสื่ อสาร แต่ระบบดาวเทียมอุตุนิยมวิทยานอกจากมี ดาวเที ย มค้า งฟ้ าอยู่สู ง 35,786 กิ โลเมตร ในแนวเส้ นศู นย์สู ตรแล้ว ยังมี ดาวเที ย มอยู่สู ง จากผิวโลก ประมาณ 800-900 กิโลเมตร โคจรรอบโลกในแนวขั้วโลกเหนื อ-ใต้ ถ่ายภาพช่วงคลื่นความร้อนและภาพ ที่ตามองเห็นได้ การถ่ายภาพชั้นบรรยากาศ การหยังตรวจอากาศนั้น อาศัยการทางานของดาวเทียมก็คือ ่ ทาหน้าที่สะท้อนปริ มาณแสงสว่างดวงอาทิตย์ และคลื่ นความร้อนจากสิ่ งต่างๆ บนพื้นโลก เช่ น พื้นน้ า พื้นดิน ต้นไม้ เมฆ ฝน โดยดาวเทียมจะแปลงปริ มาณของแสงสว่าง และความร้อนเป็ นสัญญาณคลื่นวิทยุ ความถี่ สูง แล้วส่ งสัญญาณนั้นกลับมายังสถานี รับภาคพื้นดิน เพื่อแปลและตีความภาพถ่าย รายละเอียด ต่างๆ ที่ปรากฏบนหน้าจอถึงลักษณะองค์ประกอบที่ปรากฏในภาพนั้นบรรดาความเปลี่ยนแปลงต่างๆ ใน บรรยากาศโลก จะแสดงปรากฏในภาพถ่ายอย่างต่อเนื่ องทาให้สามารถพยากรณ์ สภาพบรรยากาศ คื อ ภูมิอากาศและลมฟ้ าอากาศแต่ละภูมิภาคได้ล่วงหน้า 5.3.2 ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาทีประเทศไทยใช้ ่ 1) ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาชนิดค้ างฟา (Equatorial Orbit) ้ ่ มีวงโคจรอยูในตาแหน่งเส้นศูนย์สูตรของโลก โคจรรอบโลกใช้เวลา 23 ชัวโมง 56 นาที ่ เท่ากับระยะเวลาโลกหมุนรอบตัวเองครบ 1 รอบพอดี ฉะนั้นดาวเทียมอุตุนิยมวิทยานี้ จะปรากฏอยู่ ณ ตาแหน่ งบริ เวณเดิ มเสมอ โดยปกติ จะโคจรรอบโลกในแนวเส้ นศูนย์สู ตรอยู่เหนื อผิวโลก 35,786 กิ โลเมตร ดาวเที ยมที่ น่าสนใจและเกี่ ยวข้องโดยตรงกับ ประเทศไทย ชื่ อ GMS-5 มี ชื่อเต็มว่า ่ Geostationary Meteorological Satellite แปลว่า ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาอยูคงที่เหนือโลก ดาวเทียมชนิดโคจรค้างฟ้ ามีหลายดวง แต่ละดวงมีรัศมีตรวจสภาพบรรยากาศเหนื อผิว ่ โลกได้กว้างไกลถึง 1 ใน 3 ของผิวโลก ดาวเทียมชนิ ดนี้ อยูสูงจากผิวโลกมาก แต่ละประเทศซึ่ งเป็ น เจ้าของดาวเทียมที่ส่งขึ้ นโคจรค้างฟ้ าเหนื อประเทศของตน จะสามารถศึกษาสภาพบรรยากาศได้ทุก ประเทศที่ดาวเทียมนั้นรับคลื่นแสง คลื่นความร้อน จากผิวโลกได้โดยตรง เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 11. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 82 ภาพที่ 5.6 ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาชนิดวงโคจรค้างฟ้ า ตารางที่ 4 แสดงชื่อของดาวเทียมและตาแหน่งที่ดาวเทียมสามารถถ่ายภาพ ชื่อดาวเทียม ตาแหน่ง ถ่ายภาพครอบคลุมพื้นที่ เจ้าของ GOES – W 135 W - แปซิฟิกตะวันออกและอเมริ กาเหนือ สหรัฐอเมริ กา GOES – E 75 W - อเมริ กาเหนือ,อเมริ กาใต้และมหาสมุทร แอตแลนติก สหรัฐอเมริ กา METEOSAT 0 - ยุโรป และแอฟริ กา ESA.org GMS – 5 140 E - แปซิฟิกตะวันตก,เอเชียและออสเตรเลีย ญี่ปุ่น INSAT 74 E - เอเชียกลางและมหาสมุทรอินเดีย อินเดีย FY-2 105 E - แปซิฟิกตะวันตก,เอเชีย,ออสเตรเลีย และมหาสมุทร จีน อินเดีย ภาพที่ 5.7 พื้นที่บนโลกบริ เวณที่ดาวเทียมแต่ละดวงสามารถถ่ายภาพได้ 2) ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาชนิดโคจรรอบโลกผ่ านขั้วโลก (Polar Orbit) ดาวเทียมชนิ ดนี้ โคจรผ่านขั้วโลกเหนื อและใต้ ผ่านผิวโลกตั้งฉากหรื อเกือบตั้งฉากกับ เส้นศูนย์สูตร และโคจรผ่านผิวโลกทุกๆ จุดเพราะโลกหมุนรอบแกนตัวเองและโคจรสัมพันธ์กบดวง ั อาทิตย์ นันคือโคจรผ่านบริ เวณเดิมในเวลาเดิมทุกวัน เช่น ดาวเทียม NOAA-12 มีความสู งจากพื้นโลก ่ ประมาณ 870 กิโลเมตร จะโคจรรอบโลกวันละ 14 รอบ โคจรรอบโลก 1 รอบใช้เวลา 1 ชัวโมง 42 นาที่ เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 12. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 83 ่ และเคลื่อนที่ผานเส้นศูนย์สูตรในเวลาเดิมและแนวเดิมวันละ 2 ครั้ง โดยโคจรเคลื่อนที่จากขั้วโลกเหนื อ ไปยังขั้วโลกใต้ 1 ครั้ง และจากขั้วโลกใต้ไปยังขั้วโลกเหนือ 1 ครั้ง ดาวเทียมจะถ่ายภาพและส่ งสัญญาณสู่ ภาคพื้นดินในเวลาจริ งขณะที่โคจรผ่านพื้นที่น้ นๆ ซึ่ งมีความกว้างของภาพ 2,700 กิโลเมตร ดาวเทียม ั ชนิดนี้ได้แก่ NOAA-12, NOAA-14 ของสหรัฐอเมริ กา, METEOR ของรัสเซีย และ FY-1 ของจีน ภาพที่ 5.8 ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาชนิดโคจรรอบโลก 5.3.3 ประโยชน์ ของดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา ประเทศไทยได้เช่ าใช้ดาวเทียมค้างฟ้ า ชื่ อดาวเทียม GMS-5 ของประเทศญี่ปุ่น และ ดาวเทียมโคจรผ่านขั้วโลกเหนื อและขั้วโลกใต้ ชื่อ NOAA-12 กับ NOAA-14 ของประเทศสหรัฐอเมริ กา ในการพยากรณ์ อากาศ ดาวเทียมจะตรวจวัดและถ่ายภาพเพื่อศึ กษาปริ มาณแสงจากดวงอาทิตย์และ ปริ มาณคลื่ นความร้ อนจากสิ่ งต่างๆ บนพื้นโลก ถ่ายภาพสภาพของเมฆ สภาพความเปลี่ยนแปลงของ อากาศเป็ นประจาวัน ส่ งภาพถ่ายมายังสถานี ต่างๆ บนโลก คอมพิวเตอร์ จะตรวจวิเคราะห์ภาพถ่ายนั้นๆ ทาให้การพยากรณ์อากาศมีความถูกต้องแม่นยา และทันเหตุการณ์ที่จะเกิดขึ้น มีประโยชน์อย่างยิ่งในการ ป้ องกันและเตือนภัยพิบติ ลดความสู ญเสี ยที่เกิดจากสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง เช่น การก่อตัวของพายุ ั น้ าท่วม ฯลฯ ประโยชน์ของดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาสรุ ปได้ดงนี้ ั 1) ประโยชน์ ด้านอุตุนิยมวิทยา 1.ใช้ติดตามลักษณะอากาศในช่ วงเวลา24 ชั่วโมง ตลอดวันสามารถทราบสภาพ อากาศที่แท้จริ งโดยเฉพาะลักษณะอากาศเลวร้ าย เช่น การก่อตัวของพายุ การเกิดพายุฝนฟ้ าคะนอง การ เกิดน้ าท่วม การเคลื่อนตัวและความแรงของพายุหมุนเขตร้อน เป็ นต้น 2. ภาพคลื่นความร้อนจากสิ่ งต่างๆ บนพื้นโลกที่ถ่ายได้ สามารถใช้คานวณความเร็ ว ลมชั้นบนในระดับความสู งต่างๆ 3. ใช้หาอุณหภูมิและความชื้นของอากาศในแต่ละระดับความสู ง 4. ใช้ติดตามการเปลี่ยนแปลงตาแหน่ง จานวนและชนิดของเมฆ 5. จากการตรวจวัดตาแหน่งที่มีฝนตก สามารถใช้คานวณหาปริ มาณน้ าฝนโดยการ คาดประมาณได้ 6. เป็ นแหล่งข้อมูลอุตุนิยมวิทยาที่ดาวเทียมตรวจวัดและรวบรวมไว้ สามารถตรวจ ข้อมูลอุตุนิยมวิทยาได้ในบริ เวณที่ไม่มีสถานี ตรวจอากาศภาคพื้นดิ นตั้งอยู่ เช่ น เหนื อมหาสมุทร ทะเล บนภูเขา บนเกาะในพื้นที่ทุรกันดาร เป็ นต้น เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 13. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 84 7. เป็ นแหล่งที่ให้ขอมูลเพื่อการพยากรณ์ อากาศอย่างต่อเนื่ องสม่ าเสมอ สามารถ ้ ทราบได้อย่างรวดเร็ วและให้ขอมูลเป็ นบริ เวณกว้าง ้ 8. ใช้ประกอบการวางแผนการคมนาคมทางอากาศ โดยเฉพาะในด้านการบิน เพื่อ ประโยชน์ในการหลีกเลี่ยงเส้นทางบินที่อาจเป็ นอันตรายเนื่ องมาจากลักษณะสภาพอากาศเลวร้ายตาม เส้นทางบิน เช่น บริ เวณที่เกิดพายุฝนฟ้ าคะนองหรื อบริ เวณที่มีพายะหมุนเขตร้อน เป็ นต้น 9. ใช้เตือนภัยและป้ องกันภัยพิบติจากสภาพลมฟ้ าอากาศ ช่ วยลดความสู ญเสี ยต่อ ั ชีวตและทรัพย์สิน เช่น การเกิดพายุ น้ าท่วม รวมถึงฝนแล้ง ไฟป่ าฯลฯ ิ ภาพที่ 5.9 ภาพดาวเทียมแสดงพายุ เกมิ KAEMI ที่เกิดขึ้นในบริ เวณทะเลจีนใต้ และมีอิทธิ พลต่อประเทศไทยในปี พ.ศ. 2543 2) ประโยชน์ ด้านอืนๆ ่ 1.ด้านการเกษตร โดยสามารถศึ กษาระยะเริ่ มต้นและสิ้ นสุ ดฤดู กาลเพาะปลูก การ เปรี ยบเทียบผลแต่ละฤดูและแต่ละปี ได้ เพื่อที่จะศึกษาและแก้ปัญหาต่างๆทางด้านการเพาะปลูกเพื่อเพิ่ม ผลผลิตทางการเกษตรให้มากยิงขึ้น ่ 2. ด้านการประมง โดยการศึกษาอุณหภูมิของน้ าทะเล การเคลื่อนตัวของน้ าทะเลเพื่อ ศึกษาหาแหล่งการชุมนุมของฝูงปลา 3. ด้านสิ่ งแวดล้อม โดยการศึกษาการเพิ่มขึ้นหรื อลดลงของโอโซน (O3) ใน บรรยากาศ การแพร่ กระจายของมลภาวะทางน้ า และเถ้าถ่านของภูเขาไฟและกลุ่มควันจากไฟป่ า 4. สามารถใช้ขอมูลของตาแหน่งที่เกิดไฟป่ าในฤดูแล้ง ้ 5. สามารถตรวจหาบริ เวณที่เกิดอุทกภัยได้อย่างรวดเร็ ว และทันต่อเหตุการณ์ เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 14. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 85 5.4 ดาวเทียมสารวจทรัพยากรธรรมชาติ ปั จจุบนมนุ ษย์สามารถได้ขอมูลทางด้านทรัพยากรธรรมชาติต่างๆ เช่ น ทราบปริ มาณสัดส่ วน ั ้ พื้นที่ป่าไม้ การเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน การจัดทาแผนที่ทางธรณี วทยา การสารวจทางสมุทรศาสตร์ หรื อ ิ อุบติภยได้ โดยที่ไม่ตองไปสารวจภาพพื้นที่จริ ง เนื่ องจากได้มีการนาเทคโนโลยีการสารวจระยะไกล ั ั ้ หรื อที่เรี ยกว่า รี โมทเซนซิ่ ง จากดาวเทียมสารวจทรัพยากรธรรมชาติได้ 5.4.1 เทคโนโลยีการสารวจระยะไกล 1) การสารวจข้ อมูลจากระยะไกล (Remote Sensing) การส ารวจข้อ มู ล จากระยะไกล คื อ การศึ ก ษาพื้ น ผิ ว โลกด้ว ยกระบวนการทาง วิทยาศาสตร์ จากอากาศ เพื่อให้ไ ด้ขอมูล ข่าวสารพื้นผิวโลกด้วยอุ ป กรณ์ บนทึ ก ข้อมู ลบนดาวเที ย ม ้ ั การสารวจข้อมูลจากระยะไกลโดยอาศัยพลังงานคลื่ นแม่เหล็กไฟฟ้ าเป็ นพาหะในการสื่ อสารได้เพราะ วัตถุต่างๆ ที่ผิวโลกมีคุณสมบัติทางคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ าต่างกัน การบันทึกข้อมูลด้วย ภาพถ่ายหรื อเทป บันทึกแถบคลื่ นแม่เหล็กไฟฟ้ า เมื่อได้ขอมูลมา 3 ลักษณะ คือช่ วงคลื่ น รู ปทรงสัณฐาน และการ ้ เปลี่ ยนแปลงตามช่ วงเวลาของสิ่ งต่างๆ บนผิวโลก นาไปวิเคราะห์ ดวยสายตาหรื อคอมพิวเตอร์ จะได้ ้ ข้อมูลในลักษณะที่แท้จริ งของทรัพยากรในพื้นที่หรื อบริ เวณที่ศึกษาได้ สาหรับองค์ประกอบที่สาคัญของ รี โมทเซนซิ่ งทั้งธรรมชาติและมนุษย์สร้างขึ้น คือคลื่นแสงพลังงานจากดวงอาทิตย์ต้ งแต่ช่วงคลื่นสั้นที่สุด ั คือรังสี เหนื อม่วง ถึงคลื่นยาวที่สุด คือรังสี ใต้แดงและรังสี ความร้อน เมื่อพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้ าจากดวง อาทิตย์มาถึงผิวโลก เกิดปฏิกิริยาหลัก 3 อย่าง คือการสะท้อนพลังงาน การดูดกลืนพลังงาน และการ ส่ งผ่านพลังงาน อุปกรณ์บนทึกข้อมูลบนดาวเทียมจะส่ งภาพถ่ายสี ขาวดาและแถบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ า ั บันทึกไว้ในแถบเทป ส่ งมายังสถานีภาคพื้นดินด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ า 2) คุณสมบัติของภาพจากดาวเทียมสารวจทรัพยากร 1. การผลิตภาพ ภาพที่ได้รับจากดาวเทียมสารวจทรัพยากรมีคุณสมบัติแตกต่างจาก ภาพที่ได้จากกล้องถ่ายภาพธรรมดา กล่าวคือให้ขอมูลเป็ นตัวเลข สามารถนามาผลิตภาพขาวดาและ ้ ภาพสี ผสมนามาวิเคราะห์ดวยเครื่ องคอมพิวเตอร์ ทาให้มีความถูกต้องมากขึ้น และสามารถบันทึกภาพได้ ้ หลายคลื่นทั้งที่สายตามนุษย์มองเห็นและมองไม่เห็น ทาให้แยกวัตถุต่างๆ บนผิวโลกได้อย่างชัดเจน 2. การศึกษาความเปลี่ยนแปลงของทรัพยากรได้รวดเร็ วทันเหตุการณ์ ภาพที่ส่งจาก ดาวเที ยมถ่ายภาพบันทึก ณ ตาแหน่ งที่เดิ ม บริ เวณเดิ ม ทาให้สามารถเปรี ยบเทียบ ติดตามการ เปลี่ยนแปลงต่างๆ ของทรัพยากรได้เป็ นอย่างดี เช่นการศึกษาการบุกรุ กป่ า ศึกษาสภาพแหล่งน้ าขนาด เล็ก ศึกษาเส้นทางคมนาคม ศึกษาการเกิดไฟป่ า เป็ นต้น 3. ภาพที่ได้จากดาวเทียมมีคุณสมบัติพิเศษ สามารถบันทึกข้อมูลเป็ นบริ เวณกว้าง บันทึกภาพได้หลายช่วงคลื่น ทั้งช่วงคลื่นที่เห็นได้ดวยตาเปล่าและช่วงคลื่นนอกเหนื อสายตามนุ ษย์ทาให้ ้ แยกวัตถุต่างๆ บนพื้นผิวโลกได้อย่างชัดเจน ภาพให้รายละเอียดหลายระดับ มีผลดีในการใช้ประโยชน์ เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 15. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 86 5.4.2 ดาวเทียมสารวจทรัพยากรธรรมชาติทประเทศไทยใช้ ี่ ประเทศไทยมีผืนแผ่นดิ นกว้างใหญ่ มีทรัพยากรธรรมชาติจานวนมากจึงจาเป็ นต้อง อาศัยดาวเทียมสารวจทรัพยากรช่วยในการสารวจ เช่น ลักษณะภูมิประเทศ ธรณี วิทยา ป่ าไม้ การใช้ที่ดิน การเกษตร สิ่ งแวดล้อม การวางผังเมือง โบราณคดี ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ การแก้ไขแผนที่ และ ทรัพยากรน้ า เนื่องจากพื้นที่บางแห่งเข้าไปสารวจได้ยากลาบาก เช่น พื้นที่ป่าพรุ ป่ าทึบ ประเทศไทยได้เข้าร่ วมโครงการสารวจทรัพยากรธรรมชาติดวยดาวเทียมขององค์การ ้ บริ หารการบินและอวกาศแห่ งชาติสหรัฐอเมริ กา (NASA) ตามมติคณะรัฐมนตรี เมื่อวันที่ 14 กันยายน พ.ศ. 2514 ปลายปี พ.ศ.2524 ประเทศไทยได้จดตั้งสถานี รับสัญญาณดาวเทียมสารวจภาคพื้นดินเป็ นแห่ ง ั ่ แรกในภูมิภาคเอเชี ยตะวันออกเฉี ยงใต้ ตั้งอยูในเขตลาดกระบัง มีรัศมีขอบข่ายการรับสัญญาณประมาณ 2,500 กิโลเมตร ซึ่ งครอบคลุม 17 ประเทศ ดังนี้ ไทย อินโดนีเซี ย ฟิ ลิปปิ นส์ สิ งค์โปร์ มาเลเซี ย พม่า กัมพูชา เวียดนาม ลาว บังกลาเทศ ภูฏาน เนปาล อินเดีย บรู ไน ศรี ลงกา ไต้หวัน สาธารณรัฐประชาชนจีน ั และฮ่องกง สถานีน้ ี สามารถรับสัญญาณจากดาวเทียม LANDSAT และดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา NOAA ดาวเทียมสารวจทรัพยากรของโลกมีมากมาย แต่ดวงที่สาคัญและประเทศไทยได้เข้าร่ วม รับสัญญาณและใช้สารวจทรัพยากร มีอยู่ 3 ดวง คือ ดาวเทียมแลนด์แซท-5 ของสหรัฐอเมริ กา,ดาวเทียม IRS-I C, D ของประเทศอินเดีย และดาวเทียม RADASAT-1 ของประเทศแคนดา ดังนี้ 1. ดาวเทียมแลนแซท-5 (LANDSAT-5) ดาวเทียมสารวจทรัพยากรธรรมชาติดวงแรกของโลกชื่ อ แลนด์แซท-1 สร้ างโดย ่ องค์การบริ หารการบินพลเรื อนและอวกาศสหรัฐอเมริ กา (NASA) ส่ งขึ้นไปอยูในอวกาศ โดยโคจรรอบ โลกเพื่อสารวจและบันทึ กข้อมูลของโลกเมื่อ 23 กรกฎาคม พ.ศ. 2515 ต่อมาได้มีการส่ ง Landsat-2, 3, 4 ในปี 2518, 2521 และ 2525 ตามลาดับ และเมื่อวันที่ 1 มีนาคม 2527 ได้ส่ง Landsat 5 ซึ่ งเป็ นดาวเทียม ดวงเดียวที่ยงคงเหลือและกาลังปฏิบติงานอยู่ ดาวเทียมแลนด์แซท-5 มีน้ าหนัก 2,150 กิโลกรัม โคจร ั ั ั สัมพันธ์กบดวงอาทิตย์เป็ นวงกลม ผ่านขั้วโลกทามุมเอียง 99 องศา ที่ความสู ง 705 กิโลเมตร โคจรรอบ 1 โลกใช้เวลา 99 หรื อ 14 2 รอบต่อวันและโคจรกลับมาที่เดิมทุก 16 วัน ดาวเทียมบันทึกภาพครอบคลุม ประเทศไทยในแนวโคจร 7 แนว หรื อประมาณ 40 ภาพ ใช้เวลาบันทึก 7 วัน มีระบบบันทึกภาพ 2 ระบบ คือระบบกวาดหลายช่วงคลื่น Mss จานวน 4 ช่องคลื่นและระบบ TM จานวน 7 คลื่น และมีระบบสื่ อสาร พิเศษ TDRS ที่สามารถส่ งข้อมูลขณะเวลาถ่ายภาพสู่ สถานี รับได้ทนที มีสถานี รับภาพทัวโลก ถ่ายภาพ ั ่ ภูมิประเทศ ภาพขยายสถานที่ ตัวเมือง เชื่อม บันทึกข้อมูลเป็ นตัวเลข สามารถเลือกใช้ขอมูลที่บนทึกไว้ ้ ั แล้ว หรื อขอให้มีการบันทึกข้อมูลล่วงหน้าได้ เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 16. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 87 ภาพที่ 5.10 ลักษณะและส่ วนประกอบของดาวเทียม LANDSAT 5 2. ดาวเทียม IRS-I C, D ั ดาวเทียมดวงนี้ เป็ นขององค์การวิจยอวกาศของอินเดี ย โคจรแนวเหนื อใต้สัมพันธ์กบ ั ดวงอาทิตย์ โคจรสู งจากผิวโลก 798 และ 780 กิโลเมตร โคจรซ้ าบริ เวณเดิมในทุก 24 วัน บันทึกข้อมูล เป็ นตัวเลข สามารถขอใช้ขอมูลที่บนทึกไว้แล้วหรื อขอให้บนทึกล่วงหน้าเกี่ยวกับพืชพรรณความสมบูรณ์ ้ ั ั ของพืชพรรณ ความแห้งแล้งของพื้นที่ ทาแผนที่น้ าท่วมและประเมินความเสี ยหายจากภัยธรรมชาติ ท่ี เกิดขึ้นได้ 3. ดาวเทียม RADASAT-1 ดาวเทียมสารวจทรัพยากรดวงแรกของประเทศแคนดา โคจรผ่านขั้วโลกสัมพันธ์ กบ ั ดวงอาทิตย์ โคจรสู งจากผิวโลก 798 กิ โลเมตร บันทึกข้อมูลจากเหนื อมาใต้ผ่านประเทศไทยช่ วงเวลา กลางวัน โคจรซ้ าบริ เวณเดิ มในทุก 24 วัน สามารถบันทึกภาพต่างๆ เกี่ ยวกับลักษณะภูมิประเทศไว้ใช้ ศึกษาเปรี ยบเทียบความเปลี่ยนแปลง หรื อตรวจเพิ่มเติมข้อมูลที่ตองการศึกษา ้ 5.4.3 ประโยชน์ จากการใช้ ดาวเทียมสารวจทรัพยากร ป่ าไม้ ศึกษาพื้นที่ป่าไม้ทวประเทศ พบว่า ในปี 2516 มีพ้ืนที่ป่าไม้ร้อยละ 43.21 ของพื้นที่ ั่ ประเทศ ปี 2536 เหลือเพียงร้อยละ 26.02 ศึกษาติดตามการเปลี่ยนแปลงพื้นที่ป่าไม้โดยเฉพาะป่ าต้นน้ า ลาธาร สารวจพื้นที่ป่าอุดมสมบูรณ์และป่ าเสื่ อมโทรมทัวประเทศ ศึกษาไฟป่ าหาพื้นที่เหมาะสาหรับการ ่ ปลูกสร้างสวนป่ าแทนบริ เวณที่ถูกบุกรุ ก การเกษตร ส่ วนใหญ่ศึกษาหาพื้นที่เพาะปลูกของพืชเศรษฐกิจที่สาคัญ เช่น ข้าวนาปี ข้าวนา ปัง สวนยาวพารา สับปะรด อ้อย ข้าวโพด การเปลี่ยนแปลงบริ เวณเพาะปลูกพืชเศรษฐกิจตลอดจนการ กาหนดพื้นที่ที่มีศกยภาพทางการเกษตร ั เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 17. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 88 ื ่ ภาพที่ 5.10 ภาพถ่ายดาวเทียมแสดงบริ เวณที่มีพชอยู(พื้นที่สีแดงบริ เวณปักธง) (ที่มา http://www.deqp.go.th/Remote_Sensing/html/application.html) การใช้ ที่ดิน ศึกษาการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินว่าเป็ นไปในรู ปใด เช่น การเกษตร เหมืองแร่ การก่อสร้างอาคาร การสร้างสถานที่พกผ่อนหย่อนใจ จัดทาแผนที่แสดงขอบเขตการใช้ที่ดิน ั แต่ละประเภทซึ่ งมีการเปลี่ยนแปลงรวดเร็ วตามฤดูกาลและสภาพเศรษฐกิจและสังคมของประเทศ ธรณีวิทยา การจัดทาแผนที่ภูมิประเทศแผนที่ธรณี วิทยาธรณี โครงสร้างของประเทศซึ่ งเป็ น ข้อมูลพื้นฐานสนับสนุ นในการพัฒนาประเทศด้านอื่นๆ เช่น การหาแหล่งแร่ แหล่งเชื้ อเพลิงธรรมชาติ แหล่งน้ าบาดาล การสร้างเขื่อน เป็ นต้น ภาพที่ 5.11 ภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อประโยชน์ดานธรณี วทยา(ซ้าย) และด้านอุทกวิทยา(ขวา) ้ ิ (ที่มา http://www.deqp.go.th/Remote_Sensing/html/application.html) เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 18. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 89 อุทกวิทยา ศึกษาแหล่งน้ าทั้งบนบก ในทะเล น้ าบนดินและใต้ผิวดิน ซึ่ งรวมไปถึงแหล่งปริ มาณ ั คุณภาพการไหล การหมุนเวียน ตลอดจนองค์ประกอบอื่นๆ ที่สัมพันธ์กบน้ า การติดตามประเมินผลการ บารุ งรักษาระบบการจัดสรรน้ าของโครงการชลประทานต่างๆ ่ สมุทรศาสตร์ และการประมง ใช้สารวจทรัพยากรน้ า และปริ มาณทรัพยากรที่อยูในน้ า รวมทั้ง ศึกษาเกี่ยวกับการไหลเวียนของน้ าทะเล ตะกอน ในทะเลและคุ ณภาพของน้ าบริ เวณชายฝั่ ง เช่ น การ แพร่ กระจายของตะกอนบริ เวณปากแม่น้ าต่างๆ ของอ่าวไทย ภาพที่ 5.12 ภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อประโยชน์ดานสมุทรศาสตร์ (ซ้าย)และการทาแผนที่(ขวา) ้ (ที่มา http://www.deqp.go.th/Remote_Sensing/html/application.html) อุบัติภัย ประเทศไทยมักประสบปั ญหาเกี่ยวกับอุทกภัย เช่น อุทกภัยและวาตภัยเสมอๆ ภาพจาก ดาวเทียมช่วยในการติดตามและประเมินผลเสี ยหายเบื้องต้นเกี่ยวกับอุบติภยต่างๆ เช่น อุทกภัยที่จงหวัด ั ั ั นครศรี ธรรมราช เมื่อปี 2531 ทาให้ทราบขอบเขตบริ เวณที่เกิดอุบติภยได้อย่างรวดเร็ ว ซึ่ งสามารถใช้ใน ั ั การวางแผนการช่วยเหลือและฟื้ นฟูต่อไป การทาแผนที่ ภาพจากดาวเทียมเป็ นภาพที่ทนสมัยที่สุ ดสามารถนาไปแก้ไขแผนที่ภูมิประเทศ ั มาตราส่ วน 1 : 50,000 ได้อย่างรวดเร็ วมีความถูกต้องเป็ นที่ยอมรับ ทาให้ทราบลักษณะภูมิประเทศที่ เปลี่ยนแปลงไป ตลอดจนเส้นทางคมนาคมหรื อสิ่ งก่อสร้ างที่เกิดขึ้นใหม่ ทาให้ได้แผนที่ที่ทนสมัยเพื่อ ั ั การวางแผนที่ รวดเร็ วและถู กต้องยิ่งขึ้ น นอกจากนี้ ยงมี เทคโนโลยีใหม่ ที่ใช้ดาวเที ยมช่ วยหาพิกด ั ภูมิศาสตร์ (ละติจูดและลองจิจูด) ของจุดใดๆ บนผิวโลก เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 19. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 90 5.5 การสารวจดวงจันทร์ และดาวเคราะห์ 5.5.1 การสารวจดวงจันทร์ การสารวจดวงจันทร์ เริ่ มจากการส่ งยานอวกาศลาแรกไปถึ งดวงจันทร์ คือ ลู น่า 2 ซึ่งเป็ นของสหภาพโซเวียตรัสเซีย เดินทางไปชนดวงจันทร์ เมื่อวันที่ 13 กันยายน 2502 ส่ วนลูน่า 3 วิงไป ่ ชนด้านหลังของดวงจันทร์ ท่ีซ่ ึ งมนุ ษย์ไม่เคยเห็นมาก่อนว่ามีลกษณะเป็ นอย่างไร และส่ งภาพกลับมายัง ั โลกเป็ นครั้งแรกเมื่อ ตุลาคม 2502 ลูน่า 5 เป็ นยานอวกาศลาแรกที่โคจรรอบดวงจันทร์ ลูน่า 9 เป็ นยาน สารวจอวกาศลาแรกไปลงจอดบนดวงจันทร์ และส่ งภาพมายังโลก เมื่อกุมภาพันธ์ 2509 มียานสารวจ อวกาศลูน่าอีก 3 ลา ได้ไปลงบนดวงจันทร์ และตักฝุ่ นหิ นบนดวงจันทร์ กลับมายังโลก นอกจากนี้ ยาน อวกาศลูน่า 2 ลาไปลงบนดวงจันทร์ มีรถหุ่ นยนต์ 9 ล้อ ขึ้นไปขับเคลื่อนด้วยคลื่นวิทยุและสั่งการโดยคน บนโลกพร้อมทั้งได้ถ่ายภาพพื้นผิวบนดวงจันทร์ สาหรับประเทศสหรัฐอเมริ กาได้ส่งยานอวกาศลาแรกไปถึ งดวงจันทร์ เมื่อ พ.ศ.2506 เรนเจอร์ 6 เดิน ทางไปถึงดวงจันทร์ แต่กล้องเกิดขัดข้องไม่ทางานทาให้ไม่สามารถถ่ายภาพพื้นผิวดวง จันทร์ ได้ หลังจากนั้นในปี พ.ศ. 2507 ยานอวกาศ เรนเจอร์ 7 ส่ งภาพพื้นผิวดวงจันทร์ กลับมายังโลกได้ สาเร็ จ และในปี ต่อมา เรนเจอร์ 8 และ 9 ได้ส่งภาพถ่ายใกล้พ้ืนผิวดวงจันทร์ กลับมา พ.ศ.2509-2510 ยาน อวกาศสหรัฐอเมริ กา ลูน่าออร์ บิเตอร์ จานวน 5 ลาขึ้นไปโคจรร วนรอบดวงจันทร์ ถ่ายภาพด้านหลังและ พื้นผิวดวงจันทร์ เพื่อสารวจหาที่ให้มนุษย์อวกาศไปลงยานอวกาศเซอร์เวเยอร์ 7 ลา ของสหรัฐอเมริ กาไป ร่ อนลงจอดบนพื้นผิวดวงจันทร์ โดยที่ลาที่ 2 และ 4 ชนพื้นผิวดวงจันทร์ ทาให้ใช้การไม่ได้ ส่ วนอีก 5 ลา ยังใช้การได้จึงสามารถถ่ ายภาพพื้นผิวและศึ กษาหิ นบนดวงจันทร์ ได้ ทาให้เราทราบข้อมูลเกี่ ยวกับ ธรณี วทยาของดวงจันทร์ เพิ่มมากขึ้น ิ ต่อมามนุษยชาติได้เรี ยนรู้เรื่ องดวงจันทร์ ที่แท้จริ ง เมื่อมนุษย์อวกาศของสหรัฐอเมริ กาไปเหยียบ พื้นผิวดวงจันทร์ ดวยโครงการอพอลโล ยานอวกาศที่มีมนุษย์ 3 คนควบคุม อพอลโลตั้งอยูบนจรวดท่อน ้ ่ ที่ 3 ของจรวดแซทเทิร์น 5 นามนุษย์ไปดวงจันทร์ ยานอพอลโล 8 พร้อมมนุษย์อวกาศ 3 คน เดินทางไป โคจรรอบดวงจันทร์ เป็ นวงรี ออกเดินทางเมื่อวันที่ 21 ธันวาคม 2511 เดินทางเพียง 30 นาที ก็สลัดจรวด ท่อนที่ 3 ทิง ยานอวกาศอพอลโลวิ่งไปอีก 69 ชัวโมงก็ไปวนรอบดวงจันทร์ ถ่ายทอดโทรทัศน์พ้ืนผิวดวง ้ ่ จันทร์ ส่งกลับมาโลก วนอยูรอบดวงจันทร์ 10 รอบ 20 ชัวโมง ก็เดินทางกลับโลก ส่ วนอพอลโล 1 มี ่ ่ มนุษย์อวกาศ 3 คน ขณะกาลังจะขึ้นสู่ อวกาศได้ ถูกไฟไหม้จากการระเบิดในยานทั้ง 3 คนทาให้เสี ยชี วิต ก่อนออกเดินทาง อพอลโล 11 เดินทางไปวนรอบดวงจันทร์ และได้นามนุษย์อวกาศลงสู่ พ้ืนผิวดวงจันทร์ ั ครั้งแรกเมื่อวันที่ 21 กรกฎาคม พ.ศ. 2512 คือ นีล อาร์ มสตรอง พลเรื อนสัญชาติอเมริ กน อายุ 38 ปี นาวา อากาศเอก เอ็ดวิน อัลดริ น ได้เหยียบพื้นดวงจันทร์ เป็ นคนที่ 2 ทั้ง 2 คนได้ขบยานอินทรี ยข้ ึนจากดวง ั ์ ่ จันทร์ ไปยานอพอลโล 11 มี ไมเคิล คอนลินส์ เป็ นผูขบยานอพอลโล 11 วนอยูรอบดวงจันทร์ ทั้ง 3 คน ้ั เดินทางกลับสู่ โลกพร้อมกันโดยสวัสดิภาพ เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 20. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 91 ่ ภาพที่ 5.13 นีล อาร์ มสตรอง ขณะอยูบนผิวดวงจันทร์ (ที่มา : NASA) นอกจากนี้ สหรัฐอเมริ กาได้ส่งยานอวกาศอพอลโล โดยมีมนุษย์อวกาศ 3 คน ควบคุมไปสารวจ ดวงจันทร์อีก 6 ลา และยานอพอลโล 17 ได้นายานโรเวอร์ สาหรับวิ่งบนดวงจันทร์ ไปวิ่งสารวจดวงจันทร์ ด้วย สรุ ปได้ว่า ยานอพอลโล และยานสารวจพื้นผิวดวงจันทร์ โรเวอร์ เป็ นสิ่ งมหัศจรรย์ของโลกใน ศตวรรษที่ 20 ผลการสารวจดวงจันทร์ พบความจริ งว่า ดวงจันทร์ มีกาเนิ ดผิดไปจากทฤษฎี ต่างๆ ที่ คาดการณ์ไว้สิ้นเชิ ง ดวงจันทร์ คล้ายดาวเคราะห์ดวงหนึ่ง มีโครงสร้างภายในเหมือนโลก มีอายุเท่าโลก คือ 4.6 พันล้านปี แต่ส่วนประกอบของสารเคมีบนดวงจันทร์ แตกต่างไปจากโลก ความสัมพันธ์ระหว่าง โลกกับ ดวงจัน ทร์ จึ ง ไม่ ใ ช่ ค วามสั ม พัน ธ์ ร ะหว่า งแม่ ก ับ ลู ก คื อ คงจะไม่ ไ ด้แ ยกไปจากโลกแต่ มี ั ความสัมพันธ์คล้ายระหว่างพี่กบน้องมากกว่า และดวงจันทร์ เป็ นคล้ายดาวเคราะห์ดวงหนึ่ งมากกว่าเป็ น ่ ก้อนอุกกาบาตล่องลอยอยูในอานาจแรงดึงดูดของโลก ภาพที่ 5.14 พื้นผิวบนดวงจันทร์ (ที่มา : NASA) เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 21. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 92 ภาพที่ 5.15 ส่ วนประกอบของยานอพอลโล 11 (ที่มา : NASA) เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 22. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 93 ภาพที่ 5.16 ลูกเรื อของอะพอลโล 11 จากซ้ายไปขวา 1) นี ล อาร์ มสตรอง (Neil A. Armstrong) 2)ไมเคิล คอลลิน(Michael Collins) 3) เอ็ดวิน บัส อัลดริ น(Edwin E. Aldrin) (ที่มา : NASA) 5.5.2 การสารวจดาวเคราะห์ การสารวจดาวเคราะห์เริ่ มแรกด้วยการสารวจอวกาศของโลก เมื่อวันที่ 4 ตุลาคม 2500 คือ สปุตนิ ก 1 ดาวเทียมดวงแรกของโลกของรัสเซี ย และวันที่ 17 มีนาคม 2501 ดาวเทียมดวงแรกของ สหรัฐอเมริ กา ชื่อ แวนการ์ด ขึ้นไปสารวจอวกาศโลก การสารวจดาวเคราะห์ดวยยานสารวจอวกาศ โดยปราศจากมนุษย์เป็ นผูควบคุมที่สาคัญ เช่น ้ ้ 1) การสารวจดาวเคราะห์ ด้วยยานสารวจอวกาศ 1.1) ยานสารวจอวกาศของประเทศสหรัฐอเมริกา ได้แก่ -ไพโอเนี ยร์ , ไพโอเนี ยร์ 5-9 ได้ศึกษาสภาพอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ ส่ วน ไพโอเนี ยร์ 10,11 เป็ นยานสารวจอวกาศ 2 ลาแรกที่ไปสารวจดาวพฤหัสบดี ไพโอเนี ยร์ 10 เป็ น สิ่ งประดิษฐ์แรกของมนุษย์ท่ีออกไปพ้นระบบสุ ริยะส่ วนไพโอเนียร์ 11 หลังจากสารวจดาวพฤหัสบดีแล้ว ได้ไปสารวจดาวเสาร์ดวย ้ - มาริ เนอร์ ยานสารวจอวกาศลาแรกที่ไปสารวจถึงดาวศุกร์ เมื่อปลายปี พ.ศ.2505 คือ ยานมาริ เนอร์ 2 ส่ วนมาริ เนอร์ 4 เป็ นยานสารวจอวกาศลาแรกที่ไปถึงดาวอังคาร และได้ส่งภาพพื้นผิว ดาวอังคารแล้วเลยผ่านไปในปี พ.ศ. 2508 มาริ เนอร์ 6 และ 7 ไปสารวจดาวอังคารแล้วผ่านไปเช่นกัน มาริ เนอร์ 9 ไปวนรอบดาวอังคาร มาริ เนอร์ 10 เป็ นยานสารวจอวกาศลาแรกที่ไปสารวจดาวเคราะห์ 2 ดวง นันคือไปสารวจดาวศุกร์ แล้วเลยไปสารวจดาวพุธ เมื่อ พ.ศ. 2517 ่ เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 23. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 94 - ไวกิง 1 และ 2 ยานสารวจอวกาศไปจอดบนดาวอังคาร - ไพโอเนียร์ -วีนส มี 2 ลา ไปสารวจดาวศุกร์ เมื่อ พ.ศ. 2521 ลาแรกไปวนรอบ ั ลาที่สอง ได้นายานสารวจขนาดเล็กอีก 4 ลา ร่ อนลงไปสารวจพื้นผิวดาวศุกร์ - วอยเอจเยอร์ ได้ไปสารวจดาวพฤหัสบดี ในปี 2522 แล้วเลย ไปสารวจดาวเสาร์ ใน ปี พ. ศ. 2523 วอยเอจเยอร์ 2 ไปสารวจดาวพฤหัสบดี ผ่านไปดาวเสาร์ และเลยไปสารวจดาวยูเรนัส (มฤตยู)และดาวเนปจูน ภาพที่ 5.17 ยานอวกาศวอยเอจเยอร์ (ที่มา : NASA) 1.2) ยานอวกาศของสหพันธรัฐเซีย (อดีตสหภาพโซเวียต) ได้แก่ - เวเนรา เวเนรา 4 สารวจพื้นผิวดวงจันทรื ในปี พ.ศ.2505 และเวเนรา 7 สารวจพื้นผิว ดาวศุกร์ ร่ อนลงด้วยร่ มชูชีพ เมื่อ พ.ศ. 2513 - มาร์ ยานสารวจอวกาศมาร์ 2, 3 ยานสารวจดาวอังคารของสหภาพโซเวียตรัสเซี ย ส่ งไปเมื่อ พ.ศ. 2514 และ มาร์ 5 ส่ งไปเมื่อ 2517 ไปวนรอบดาวอังคาร ่ จะเห็นได้วาประเทศสหรัฐอเมริ กาและประเทสสหพันธรัฐรัสเซี ย เป็ นสองประเทศใหญ่ ที่เป็ นหลักสาคัญในการบุกเบิกและพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศ ปั จจุบนประเทศอื่นๆ เช่น ประเทศจีนก็ได้ ั เริ่ มมีการพัฒนาเทคโนโลยีทางด้านอวกาศมากขึ้น เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 24. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 95 2) การสารวจดาวเคราะห์ ด้วยยานอวกาศ 1) ดาวพุธ สารวจครั้งแรกโดย มาริ เนอร์ 10 เมื่อ พ.ศ. 2517 หลังสารวจดาวศุกร์ ได้เลย ไปสารวจดาวพุธ โคจรผ่านดาวพุธ 3 ครั้ง ถ่ายภาพพื้นผิวดาวพุธกว่า 5,000 ภาพ พบพื้นผิวคล้ายดวง จันทร์ เต็มไปด้วยเครเตอร์ ท้ งเก่าและใหม่ มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 200 กิโลเมตร มีแอ่งใหญ่ 1,130 กิโลเมตร ั อุณหภูมิด้านกลางวัน 427 องศาเซลเซี ยส ในเวลาเดี ยวกันด้านที่ เป็ นกลางคื นอุ ณหภูมิเย็นจัดถึ ง -173 องศาเซลเซียส บรรยากาศประกอบด้วย นีออน อาร์กอนและฮีเลียม 2) ดาวศุ กร์ 17 ตุลาคม 2505 ยานอวกาศเวเนอรา 4 ของสหพันธรัฐรัสเซี ย ลงสู่ บรรยากาศดาวศุกร์ในวันที่ 14 ธันวาคม 2505 มาริ เนอร์ 2 ของสหรัฐอเมริ กาได้ไปสารวจดาวศุกร์ โดยอยู่ ห่าง 34,900 กิโลเมตร จากพื้นผิวดาวศุกร์ และรายงานว่าพื้นผิวดาวศุกร์ มีอุณหภูมิ 427 องศาเซลเซี ยส ใน ปี พ.ศ. 2510 มาริ เนอร์ 5 โคจรอยูห่างดาวศุกร์ 4,000 กิโลเมตร นาผลข้อมูลที่ได้รวมกับข้อมูลเวเนอรา 4 ่ ของรัสเซีย ได้ขอสรุ ปว่า บรรยากาศดาวศุกร์ มีความกดบรรยากาศเป็ น 100 เท่าของบนโลก ที่บริ เวณใกล้ ้ พื้นผิว มีอุณหภูมิสูง 538 องศาเซลเซี ยสบรรยากาศส่ วนใหญ่เป็ นแก๊สคาร์ บอนไดออกไซด์ พ.ศ. 2513 ยานสารวจอวกาศสหพันธรัฐรัสเซี ย เวเนอรา 7 ได้ลงจอดพื้นผิวดาวศุกร์ ได้ส่งภาพและคลื่นวิทยุมายัง โลก ในปี พ.ศ. 2513 มาริ เนอร์ 10 อยูห่างดาวศุกร์ 5,800 กิโลเมตร ส่ งภาพมากกว่า 4,000 ภาพ พบว่าเมฆ ่ มี หยดน้ าและกรดกามะถันอยู่ด้วย นอกจากนี้ ยานไพโอเนี ยร์ -วีนัส ซึ่ งเป็ นยานอวกาศลาแรกของ สหรัฐอเมริ กาที่โคจรรอบดาวศุกร์ เมื่อ พ.ศ. 2521 โดยพบว่ามีหุบเหวยาวเป็ น 1,000 กิโลเมตร มีภูเขาสู ง บ้าง ส่ วนลาที่ 2 ได้นายานสารวจอวกาศลาเล็ก 4 ลา ปลดแยกตัวร่ อนลงสู่ บรรยากาศ วัดอุณหภูมิที่ พื้นผิว และอุณหภูมิตรงเหนือพื้นผิว 15 กิโลเมตร พบว่ามีความร้อนถึง 377 องศาเซลเซียส 3) ดาวอังคาร สหรัฐอเมริ กาได้ส่งยานอวกาศมาริ เนอร์ 4 ผ่านดาวอังคารเมื่อ พ.ศ. 2508 ส่ วนมาริ เนอร์ 6 และ 7 ผ่านดาวอังคาร เมื่อ พ.ศ. 2512 มาริ เนอร์ 9 เข้าสู่ ทางโคจรรอบดาวอังคาร เมื่อ พ.ศ. 2514 และได้ส่งภาพมากกว่า 7,000 ภาพ สาหรับการสารวจ ดาวอังคารที่สาคัญที่สุด คือ ยาน อวกาศไวกิง 2 ลา ได้ไปจอดบนพื้นผิวดาวอังคารเมื่อ พ.ศ. 2519 พบพื้นผิวเต็มไปด้วยก้อนหิ นภูเขาไฟ มี พื้นสี แดง ท้องฟ้ าสี ชมพู บรรยากาศเจือจาง ประกอบด้วยไนโตรเจน คริ ปตอน และเซนนอน พื้นผิวใน เวลากลางวันมีอุณหภูมิพ้ืนผิว-30 องศาเซลเซี ยส ตอนบ่ายมีอุณหภูมิ-86 องศาเซลเซี ยส นอกจากนี้ พ้ืน ผิวหน้ายังพบน้ าแข้ง หิ มะตามพื้นผิวอีกด้วย 4) ดาวพฤหัสบดี ยานอวกาศไพโอเนียร์ 10 และ 11 เป็ นยานสารวจอากาศ 2 ลาแรกที่ ไปถึงดาวพฤหัสบดี โดยที่ไพโอเนียร์ 10 ผ่านดาวพฤหัสบดีเมื่อ พ.ศ. 2516 พบดาวพฤหัสบดีเล็กกว่า และหนักกว่าที่คาดคิดไว้ พื้นผิวเป็ นไฮโดรเจนเหลว ปล่อยกระแสไฟออกมามหาศาลต่อมาไพโอเนี ยร์ 11, ยานวอยเอจเยอร์ ผ่านดาวพฤหัสบดี เมื่อ พ.ศ. 2522 และผ่านดาวเสาร์ เมื่อ พ.ศ. 2523 ส่ วนวอยเอจ เยอร์ 2 ได้ไปสารวจดาวพฤหัสบดี พบว่าดาวพฤหัสบดีมีลกษณะคล้ายดาวฤกษ์ มีวงแหวนขนาดเล็ดและ ั ่ มีภูเขาระเบิดบนดวงจันทร์ไอโอ ยานวอยเอจเยอร์ 2 ได้ผานไปสารวจดาวยูเรนัส ในปี 2529 และไปดาว เนปจูน ในปี 2532 เนื่องจากยานไพโฮเนียร์ 10 และวอยเอจเยอร์ 1 ยานสารวจอวกาศทั้ง 2 ลาจะหลุดพ้น เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 25. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 96 ออกไปนอกระบบสุ ริยะ โดยในยานไพโอเนียร์ 10 มีแผ่นจารึ กรู ปชายหญิง รวมทั้งระบบสุ ริยะ แผนที่ การเดินทางจากโลก ส่ วนยานวอยเอจเยอร์ 1 มีแผ่นเสี ยงบันทึกทั้งภาพและเสี ยงเป็ นแบบภาษาต่างๆ ถึง 60 ภาษา รวมทั้งภาษาไทยด้วย ดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์ 39 ดวง พบโดยยานอวกาศ 25 ดวง 5) ดาวเสาร์ ยานอวกาศไพโอเนียร์ 11 ได้โคจรผ่านดาวพฤหัสบดีไปยังดาวเสาร์ โดยมี ระยะห่ าวงประมาณ 21,000 กิโลเมตรเมื่อ พ.ศ. 2522 จากการโคจรผ่านครั้งนั้น ทาให้เราทราบว่ามีวง แหวนใหม่ 2 วง เป็ นวงแหวนที่มีความหนาแน่นต่า และเชื่ อว่าวงแหวนเหล่านั้นประกอบไปด้วยน้ าแข็ง นอกจากนี้ ยังพบว่าดาวเสาร์ มีสนามแม่เหล็กแรงกว่าโลกของเราถึง 1,000 เท่า แต่นอยกว่าดาวพฤหัสบดี ้ 20 เท่า ยานวอยเอจเยอร์ -1 ได้เดินทางผ่านดาวพฤหัสบดี ในปี ต่อไปได้เดินทางไปถึงดาวเสาร์ เมื่อ พ.ศ. 2523 พบว่าวงแหวนของดาวเสาร์ มีจานวนมากคือตั้งแต่ร้อยวงถึงพันวง ประกอบด้วยอนุ ภาคส่ วนที่เล็ก ่ ที่สุดซึ่ งอยูภายใต้การควบคุมของพลังแม่เหล็กไฟฟ้ า จนถึงก้อนของแข็งและฝุ่ น ซึ่ งวัดความกว้างได้เป็ น กิโลเมตร นอกจากนี้ จากการสารวจยังพบว่ามีดวงจันทร์ เป็ นบริ วาร 4 ดวง ทั้งนี้ ดาวเสาร์ มีดวงจันทร์ เป็ น บริ วาร 30 ดวง พบโดยยานอวกาศ 20 ดวง ส่ วนวอยเอจเยอร์ -2 ไปถึงดาวเสาร์ เมื่อ พ.ศ. 2524 พบข้อมูล ต่างๆ เพิ่มขึ้น และได้ภาพถ่ายวงแหวนของดาวเสาร์ จากยานอวกาศที่ชดเจนขึ้น แล้วเลยไปดาวยูเรนัส ั และดาวเนปจูน ดังกล่าวแล้ว ********************************************************************************** ภาพถ่ า ยดาวเที ย มจากดาวเที ย มส ารวจทรั พ ยากรธรรมชาติ แสดงพื ้นที่ ชุ มชนรอบปราสาทภูมิ โปน อาเภอสั งขะ จังหวัดสุ รินทร์ ที่ ระดับความสู งจากพื นดิน 1 กิโลเมตร (ขอขอบคุณ www.pointasia.com) ้ เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 26. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 97 แบบฝึ กหัดท้ ายบทที่ 5 1) เหตุใดจึงต้องส่ องกล้องโทรทรรศน์ข้ ึนไปโคจรรอบโลกในการศึกษาวัตถุบนท้องฟ้ า 2) ยานขนส่ งอวกาศปล่อยดาวเทียมสื่ อสารให้เข้าสู่ วงโคจรได้อย่างไร ่ 3) ท่านคิดว่าการอาศัยอยูในอวกาศของนักบินอวกาศเป็ นระยะเวลานานๆ มีผลกระทบต่อมนุษย์ อวกาศเหล่านั้นอย่างไรบ้าง 4) การสารวจอวกาศมีผลดีและผลเสี ยต่อมนุษย์และต่อโลกอย่างไร เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 27. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 98 แนวตอบคาถามแบบฝึ กหัดท้ ายบทที่ 5 1) เพราะบรรยากาศที่ ห่อหุ้ มโลกประกอบด้ วย ฝุ่ น ละออง ไอนา และแก๊ สต่ างๆ ซึ่ งมีความแปรปรวน ้ นอกจากนั้นแสงรบกวนจากเมืองลดทอนประสิ ทธิ ภาพของกล้ องโทรทรรศน์ ทาให้ กล้ องโทรทรรศน์ บน พืนโลกส่ องเห็นวัตถุท้องฟ้ าได้ ไกลสุ ดประมาณ 2 พันล้ านปี แสง แต่ กล้ องโทรทรรศน์ ที่ขึนไปโคจรรอบ ้ ้ โลก ลดสิ่ งรบกวนและความแปรปรวนของบรรยากาศ ช่ วยขยายขอบเขตการเห็นและการรั บรู้ ของมนุษย์ เกี่ ย วกั บ เอกภพให้ ไกลและละเอี ย ดมากยิ่ ง ขึ ้น เป็ นการขายพรมแดนความรู้ ของมนุ ษ ย์ เช่ น กล้ อ ง โทรทรรศน์ อวกาศฮั บเบิล ส่ องเห็นวัตถุท้องฟ้ าได้ ไกลออกไปประมาณ 14,000 ล้ านปี แสง นอกจากนั้น บรรยากาศยังกรองและกั้นรั งสี คลื่นสั้นไม่ ให้ ลงมาถึงผิวโลก จึงต้ องส่ งกล้ องโทรทรรศน์ ในช่ วงรั งสี คลื่น เอกซ์ รั งสี แกมมา และรั ง สี ยูวีออกไปโคจรรอบโลก เช่ นเดี ยวกับคลื่ นความร้ อนและอิ นฟราเรดที่ ถูก บรรยากาศดูดกลืน จึงต้ องส่ งยานอวกาศในช่ วงคลื่นอินฟราเรดออกไปโคจรรอบโลกด้ วย 2) ยานขนส่ งอวกาศปล่ อยดาวเทียมสื่ อสารให้ เข้ าสู่วงโคจรได้ โดยบรรทุกดาวเที ยมสื่ อสารขึนจากฐาน ้ ส่ ง ด้ วยพลัง ขับ ดันของจรวดเชื ้อเพลิ ง แข็ง ตามด้ วยพลังขับเคลื่ อนของเชื ้อเพลิ งเหลว ด้ วยความเร็ ว ประมาณ 8.2 กิ โลเมตรต่ อวินาที เพื่ อให้ ย่นขนส่ งอวกาศเข้ าสู่ วงโคจรรอบโลกที่ ความสู งประมาณ 600 กิดลเมตร ในขณะที่ โคจรรอบโลก ห้ องบรรทุกดาวเที ยมจะเปิ ดออก และแขนกลของยานอวกาศจะจับ ดาวเที ยมให้ อยู่ในตาแหน่ งที่ จะเคลื่อนที่ ขึนโดยใช้ จรวดเล็กๆ เพื่ อเพิ่มความเร็ วแก่ ดาวเที ยมให้ ขึนไปอยู่ ้ ้ สูงประมาณ 35,000 กิโลเมตร จากพืนโลก และยานขนส่ งอวกาศก็เดินทางกลับมายังพืนโลก ณ ตาแหน่ ง ้ ้ นีดาวเทียมจะมีความเร็ วประมาณ 3.07 กิโลเมตร/วินาที ในการวนรอบโลก ซึ่ งทาให้ ดาวเที ยมโคจรรอบ ้ โลกด้ วยความเร็ วเชิ งมุมเท่ ากับการหมุนของโลก ดาวเที ยมสื่ อสารที่ ระดับนีจึงอยู่บนฟ้ าที่ เดิมของคนบน ้ โลกตลอดเวลา 3) มนุษย์ ถือกาเนิดบนโลก การทางานของอวัยวะต่ างๆ ภายในร่ างกายอยู่ภายใต้ สนามความโน้ มถ่ วง ของโลก การอาศัยอยู่ในอวกาศ ซึ่ งเป็ นสภาวะไร้ นาหนักเป็ นเวลานานทาให้ ระบบต่ างๆ ภายในร่ างกาย ้ เปลี่ยนแปลง เช่ น กล้ ามเนือทุกส่ วนมีขนาดเล็กลง กระดูกเปราะและแตกหักง่ าย ้ 4) ผลดีของการสารวจอวกาศ 1. มนุษย์ มีความรู้ ความเข้ าใจเกี่ยวกับดาราศาสตร์ กาเนิดโลก และเอกภพดีกว่ าเดิม 2. เกิดเทคโนโลยีอวกาศก้ าวหน้ า ซึ่ งนามาใช้ ในสั งคมมนุษย์ เช่ น เซลล์ เชื ้อเพลิง เซลล์ สุริยะ หุ่นยนต์ บังคับระยะไกล เกิดพัฒนาการด้ านสื่ อสาร เป็ นต้ น 3. ขยายขอบเขตการคิ ด และจิ นตนาการของมนุษย์ เกี่ ยวกับกาเนิ ด การดารงอยู่ความ เป็ นไป และการแตกดับของโลก และดวงดาวอื่นๆ เกิดนิยามอวกาศและภาพยนตร์ เกี่ยวกับอวกาศ 4. การแสวงหาทรั พยากร โบราณสถาน และการตั้งถิ่นฐานนอกโลก เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 28. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 99 ผลเสี ยของการสารวจอวกาศ 1. ทาให้ สูญเสี ยเงินตราและทรั พย์ สินเป็ นจานวนมาก 2. เกิดการรบกวนบรรยากาศของโลกจากการส่ งจรวดแต่ ละครั้ ง และเกิดขยะอวกาศจาก ดาวเทียมหรื อยานอวกาศที่หมดอายุการใช้ งาน 3. มี แ นวโน้ ม ที่ จ ะพั ฒ นาไปสู่ สงครามอวกาศ และน าไปสู่ การท าลายมนุ ษ ย์ โ ดย เทคโนโลยีอวกาศ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 29. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 100 แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน บทที่ 4 เทคโนโลยีอวกาศ 1. การที่จรวดเดินทางสู่ อวกาศต้องประดิษฐ์จรวจเป็ นชั้นๆ เพื่ออะไร ก. แก้ปัญหาเรื่ องมวล ข. สะดวกในการบรรจุเชื้ อเพลิง ค. แก้ปัญหาเรื่ องการขนย้าย ง. สะดวกต่อการถอดเก็บรักษา 2. ความเร็ วของการผละหนีจากโลกเป็ นอย่างไร ก. ยิงสู งความเร็ วของการผละหนียงช้าลง ่ ิ่ ข. ยิงสู งความเร็ วของการผละหนียงเร็ วขึ้น ่ ิ่ ค. ความเร็ วของการผละหนีจากโลกเท่ากันทุกระดับ ง. ไม่มีขอถูก ้ 3. หากจะใช้ยานออกไปโคจรรอบดวงอาทิตย์ จรวดที่พายานออกไปต้องมีความเร็ วที่ผวโลกมากกว่า ิ เท่าใด ก. 10.2 กิโลเมตรต่อวินาที ข. 11.2 กิโลเมตรต่อวินาที ค. 12.2 กิโลเมตรต่อวินาที ง. ผิดทุกข้อ 4. ในการปฏิบติงานในอวกาศ การใช้ยานในการขนส่ งอวกาศหรื อจรวดดีกว่ากันอย่างไร ั ก. จรวดดีกว่า เพราะสามารถเผาไหม้หมดในอากาศ ข. จรวดดีกว่า เพราะสามารถทาเป็ นชั้นๆ ช่วยแก้ปัญหาเรื่ องมวลลงได้ ค. ยานขนส่ งอวกาศดีกว่าจรวด เพราะมีลกษณะการสร้างแข็งแรงกว่าจรวด ั ง. ยานขนส่ งอวกาศดีกว่าจรวด เพราะสามารถนามาซ่อมแซมได้อีกโดยไม่ตองทิ้ง ้ 5. การปล่อยให้ดาวเทียมโคจรรอบดาวเคราะห์จะเกิดแรงดึงดูดระหว่างดาวเทียมกับดาวเคราะห์น้ น แรง ั ่ ั ดึงดูดนี้ข้ ึนอยูกบอะไร ั 1. ระยะระหว่างดาวเคราะห์กบดาวเทียม 2. มวลของดาวเคราะห์ 3. มวลของดาวเทียม 4. ขนาดของดาวเคราะห์และดาวเทียม คาตอบที่ถูกต้องคือข้อใด ก. 1เท่านั้น ข. 1 และ 2 ค. 1, 2 และ 3 ง. ถูกทุกข้อ 6. กาหนดให้ A = สารวจสภาวะแวดล้อมของโลก วิจย และปฏิบติการทดลองบางอย่างที่ไม่สามารถ ั ั ทาได้บนโลก B = ประกอบด้วยยานขนส่ งอวกาศ ถังเชื้อเพลิงภายนอก และจรวดขับดันเชื้ อเพลิงแข็ง A และ B คืออะไร ตามลาดับ ก. ยานอวกาศ จรวด ข. สถานีอวกาศ จรวด ค. ดาวเทียม ยานขนส่ งอวกาศ ง. ดาวเทียม ระบบขนส่ งอวกาศ เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 30. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 101 7. ผูท่ีประสบความสาเร็ จในการสร้างจรวดเชื้อเพลิงเหลว คือผูใด ้ ้ ก. เซอร์เก คอโรเลฟ ข. ไซออล คอฟสกี ค. โรเบิร์ต กอดดาร์ ด ง. เวิร์นเฮอร์ วอน บราวน์ 8. การฝึ กทนต่อสภาพไร้น้ าหนัก ( weight lessness ) ควรจะเป็ นอย่างไร ่ ก. ฝึ กให้นกบินอยูอย่างโดดเดี่ยว ั ข. นักบินอวกาศจะสวมชุดพิเศษลงไปอยูในน้ า ่ ค. ฝึ กการเคลื่อนที่เป็ นแนวโค้งในลักษณะวงกลม ่ ง. นักบินอวกาศจะสวมชุดอวกาศลงไปอยูในอุโมงค์ลึกๆ 9. ระบบขนส่ งอวกาศสามารถลดค่าใช้จ่ายและเพิมสมรรถนะในการใช้ประโยชน์จากอวกาศในด้านต่างๆ ่ เพราะสามารถนาส่ วนใดของระบบขนส่ งกลับมาใช้ได้อีกหลายครั้ง ก. ยานขนส่ งอวกาศ และจรวดเชื้อเพลิงแข็ง ก. ยานขนส่ งอวกาศ และถังเชื้อเพลิงด้านนอก ข. ถังเชื้อเพลิงด้านนอก และจรวดเชื้อเพลิงแข็ง ง. ยานขนส่ งอวกาศ ถังเชื้อเพลิงด้านนอก และจรวดเชื้ อเพลิงแข็ง 10. ในสภาพไร้น้ าหนักมีผลต่อสภาพร่ างกายของนักบินอวกาศอย่างไร ก. หัวใจเต้นแรงและเร็ วกว่าปกติ ข. กล้ามเนื้อออกแรงน้อยกว่าปกติ ค. ของเหลวในร่ างกายเคลื่อนจากส่ วนล่างขึ้นส่ วนบน ง. ข้อ ก และ ค ถูก 11. การแก้ปัญหาในการเดินทางสู่ อวกาศในเรื่ องของมวลทาได้อย่างไร ก. ออกแบบเป็ นชั้นๆ ประกบกัน ข. ออกแบบโดยใช้วตถุท่ีมีน้ าหนักเบา ั ค. ออกแบบจรวดให้มีรูปทรงเพรี ยวลม ง. ออกแบบโดยใช้เครื่ องยนต์ขนาดเบาลง แต่แรงขับดันสู ง 12. คากล่าวใดไม่ถูกต้อง ก. จรวดเคลื่อนที่ดวยแรงกิริยา เครื่ องบินไอพ่นเคลื่อนที่ดวยแรงปฏิกิริยา ้ ้ ข. จรวดนาเชื้ อเพลิงและออกซิ เจนขึ้นไปด้วยกัน เครื่ องบินไอพ่นนาไปแต่เชื้ อเพลิง ค. จรวดเคลื่อนที่ได้ในอวกาศ เครื่ องบินไอพ่นเคลื่อนที่ในบรรยากาศ ง. จรวดทาหน้าที่ยานอวกาศและนักบินเข้าสู่ อวกาศ เครื่ องบินไอพ่นพาผูโดยสารและสัมภาระ ้ ไปมาบนโลก เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 31. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 102 13. ดาวเทียมสารวจทรัพยากรธรรมชาติจะติดตั้งอุปกรณ์พเิ ศษชนิดใดในการถ่ายภาพเพื่อดูสภาพป่ า อุณหภูมิของน้ าและลักษณะแม่น้ า 1. กล้องอินฟาเรด 2. กล้องโทรทรรศน์ 3. กล้องอัลตราไวโอเลต คาตอบที่ถูกต้องคือข้อใด ก. 1 และ 2 ข. 2 และ 3 ค. 3 และ 1 ง. 1, 2 และ 3 14. ในการตรวจการแผ่รังสี ของดวงอาทิตย์และการตรวจวัดระดับของเมฆ ต้องใช้ขอมูลจากการสารวจ้ ของดาวเทียมประเภทใด ก. ดาวเทียมสื่ อสาร ข. ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา ค. ดาวเทียมสารวจทรัพยากรโลก ง. ข และ ค ถูก 15. ดาวเทียมสังเกตการณ์ดาราศาสตร์ จะติดตั้งอุปกรณ์ชนิดในการศึกษาดาวเคราะห์ 1. กล้องอินฟาเรด 2. กล้องโทรทรรศน์ 3. อุปกรณ์ดาราศาสตร์ คาตอบที่ถูกต้องคือ ก. 1 และ 2 ข. 2 และ 3 ค. 1 และ 3 ง. 1, 2 และ 3 16. อุปกรณ์สาคัญที่ติดตั้งไปกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลคือ 1. ระบบคอมพิวเตอร์ 2. เครื่ องตรวจวัดสเปกตรัม 3. เครื่ องปรับทิศทางของกล้อง 4. เครื่ องตรวจรังสี อลตราไวโอเลต ั ข้อที่ถูกต้องคือ ก. 1 และ 2 ข. 2 และ 3 ค. 1, 2 และ 3 ง. 1, 2, 3 และ 4 17. ข้อมูลที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลช่วยให้มนุษย์เกิดความเข้าใจในเรื่ องใดบ้าง ก. ส่ วนประกอบในระบบสุ ริยะ ข. การกาเนิดของดาวฤกษ์ ค. วิวฒนาการของเอกภพ ั ง. ถูกทุกข้อ 18. ภาพถ่ายพายุซ่ ึ งดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาถ่าย จะถูกส่ งมายังโลกโดยวิธีใด ก. ภาพถ่ายส่ งมากับคลื่นวิทยุ ข. ส่ งแสงในรู ปของคลื่นมายังภาคพื้นดิน ค. ส่ งสัญญาณวิทยุมายังสถานีรับภาคพื้นดิน ง. ถูกทุกข้อ 19. จุดมุ่งหมายของการส่ งยานอวกาศไปสารวจดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ คืออะไร ก. ต้องการทราบว่าโลกเกิดมาจากไหน ข. ต้องการหาแหล่งกาเนิดของดาวฤกษ์ ่ ค. ต้องการหาแหล่งที่อยูใหม่ให้ประชากร ง. ต้องการเผยแพร่ ความรู ้และวิทยาศาสตร์ 20. ข้อใดไม่ใช่ประโยชน์ของดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา ก. ติดต่อสื่ อสารทั้งในและนอกประเทศ ข. สารวจสภาพพื้นผิวของดาวเคราะห์ ค. ตรวจดูการก่อตัวแลการเคลื่อนตัวของพายุ ง. ก และ ค ถูก เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 32. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 103 21. เหตุใดการประมงในปั จจุบนจึงต้องอาศัยข้อมูลจากดาวเทียมสารวจทรัพยากรโลก ั ก. ดาวเทียมช่วยชี้บอกแหล่งปลาชุกชุม ข. ดาวเทียมช่วยชี้บอกขอบเขตของน่านน้ าเศรษฐกิจ ค. ดาวเทียมช่วยบอกอันตรายที่จะเกิดขึ้นได้จากการจับปลา ง. ถูกทุกข้อ 22. การส่ งหอวิจยลอยฟ้ าขึ้นไปโคจรรอบโลกเพื่ออะไร ั ก. เพื่อวิจยคลื่นสั้นจากดวงอาทิตย์ ั ข. เพื่อสารวจทรัพยากรและภาวะแวดล้อมโลก ค. เพื่อศึกษาคันคว้าการทางานของนักบินอวกาศใสภาพไร้น้ าหนัก ง. ถูกทุกข้อ 23. ผลที่ได้รับจากการส่ งดาวเทียมสปุตนิก 1 ไปโคจรรอบโลกคือข้อใด ก. ข้อมูลเกี่ยวกับความแตกต่างของพื้นผิวโลก ข. ข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะของพื้นดินและพื้นน้ าของโลก ค. ข้อมูลเกี่ยวกับความแปรปรวนของลมฟ้ าอากาศของโลก ง. ข้อมูลเกี่ยวกับความหนาแน่นและอุณหภูมิของบรรยากาศชั้นสู งของโลก 24. ระบบขนส่ งอวกาศ สามารถนาส่ วนใดมาซ่อมแซมใช้ใหม่ได้บาง ้ ก. ยานขนส่ งอวกาศ และจรวดเชื้อเพลิงแข็ง ข. ยานขนส่ งอวกาศ และถังเชื้อเพลิงภายนอก ค. จรวดเชื้อเพลิงแข็ง และถังเชื้อเพลิงภายนอก ง. จรวดเชื้อเพลิงแข็ง ถังเชื้อเพลิงภายนอก และยานขนส่ งอวกาศ 25. ยานขนส่ งอวกาศที่ถูกส่ งขึ้นบินเป็ นลาแรก ได้แก่ขอใด ้ ก. แชลเลนเจอร์ ข. แอตแลนติส ค. ดิสคัฟเวอรี ง. โคลัมเบีย 26. การทางานภายในยานอวกาศจาเป็ นต้องสวมชุดอวกาศหรื อไม่ ก. จาเป็ น เพื่อความปลอดภัย ่ ข. ไม่จาเป็ น เพราะอยูในช่วงพักผ่อน ค. ไม่จาเป็ น เพราะภายในยานถูกปรับสภาพแวดล้อมให้เหมาะสมแล้ว ่ ง. ไม่จาเป็ น เพราะตัวยานอวกาศเปรี ยบเสมือนเกราะป้ องกันอยูแล้ว ่ 27. การปล่อยดาวเทียมให้โคจรอยูรอบดาวเคราะห์ จะเกิดแรงดึงดูดระหว่างดาวเทียมกับดาวเคราะห์น้ น ั ่ ั แรงดึงดูดนี้ข้ ึนอยูกบอะไร 1. มวลของดาวเทียม 2. มวลของดาวเคราะห์ 3. ขนาดของดาวเคราะห์และดาวเทียม ั 4. ระยะห่างระหว่างดาวเคราะห์กบดาวเทียม คาตอบที่ถูกต้องคือข้อใด เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั
- 33. เอกสารประกอบการสอน ดาราศาสตร์และอวกาศ บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 104 ก. 4 เท่านั้น ข. 1 และ 4 ค. 1, 2 และ 3 ง. 1, 2, 3 และ 4 28. ยานขนส่ งอวกาศถูกส่ งขึ้นไปปฏิบติงานอย่างไร ั ก. นาวัตถุหรื อดาวเทียมที่ชารุ ดกลับมาซ่อมแซมบนพื้นโลก แล้วนาขึ้นไปปล่อยในครั้งต่อไป ข. ทาการทดลองทางอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การหลอม ผลิตโลหะผสม รวมถึงการทาวัคซี น ในอวกาศ ค. นาดาวเทียม ห้องทดลองค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ และกล้องโทรทรรศน์อวกาศ ไปปล่อยใน วงโคจรรอบโลก ง. ถูกทุกข้อ ่ ่ 29. นักบินอวกาศที่ทางานอยูในยานอวกาศ จะอยูในสภาพไร้น้ าหนัก เวลานอนต้องใช้สายรัดยึดตัวเอง ั ไว้กบส่ วนใดส่ วนหนึ่งของยานอวกาศ เพื่อป้ องกันตัวเองขณะหลับไม่ให้ลอยไปปะทะกับสิ่ งอื่นจนเกิด อันตราย แรงใดมีผลทาให้นกบินอวกาศลอยไปมามากที่สุดขณะหลับ ั ก. แรงดึงดูดของโลกกับนักบินอวกาศ ข. แรงเนื่องจากความเร่ งของยานอวกาศ ค. แรงดึงดูดของนักบินอวกาศกับยานอวกาศ ง. แรงเนื่องจากการเคลื่อนที่รอบโลกของยานอวกาศ 30. ข้อมู ลที่ ส่ง จากดาวเที ยมในรู ปสั ญญาณคลื่ นวิทยุ และสั ญญาณคลื่ นวิท ยุโทรภาพมายังสถานี รับ สัญญาณบนโลกทางสถานีและแปรความหมายคลื่นวิทยุออกมาลักษณะใด 1. ตัวเลข 2. ภาพถ่าย 3. กราฟ คาตอบที่ถูกต้องคือข้อใด ก. 1 และ 2 ข. 2 และ 3 ค. 1 และ 3 ง. 1, 2 และ 3 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน บทที่ 5 เทคโนโลยีอวกาศ 1) ก. 2) ก. 3) ข. 4) ง. 5) ข. 6) ง. 7) ค. 8) ข. 9) ก. 10) ข. 11) ก. 12) ก. 13) ก. 14) ข. 15) ข. 16) ค. 17) ง. 18) ข. 19) ข. 20) ง. 21) ก. 22) ง. 23) ง. 24) ก. 25) ง. 26) ค. 27) ข. 28) ง. 29) ก. 30) ง. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- เรี ยบเรี ยงและใช้ปฏิบติการสอนโดย ครู ศกดิ์อนันต์ อนันตสุข เผยแพร่ ในรู ปแบบไฟล์ PDF ที่ www.anantasook.com ั ั