ประวัติเทคโนโลยีอวกาศ

ยานอวกาศที่ล้ำสมัยนั้นได้เกิดมาจากความรู้และการแข่งขันกันในสงครามอวกาศ

ซี้งในสงครามอวกาศเกิดอะไรบ้างไปดูกัน!

สงครามอวกาศเกิดขึ้นในสงครามเย็น นำโดยสหรัฐกับสหภาพโซเวียต เพื่อบรรลุความก้าวหน้าด้านการสำรวจอวกาศในช่วงสงครามเย็น การแข่งขันนี้มีที่มาจากการพัฒนาขีปนาวุธนิวเคลียร์ของทั้งสองชาติหลังสงครามโลกครั้งที่สอง และการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อความมั่นคงแห่งชาติ รวมถึงเป็นการโฆษณาถึงอุดมการณ์ที่แตกต่างกันของสองประเทศ การแข่งขันอวกาศนำไปสู่การคิดค้นดาวเทียม ยานสำรวจอวกาศ และการบินอวกาศของมนุษย์ในวงโคจรต่ำของโลกและดวงจันทร์

การแข่งขันอวกาศเริ่มต้นอย่างจริงจังเมื่อวันที่ 2 สิงหาคม 1955 เมื่อสหภาพโซเวียตตอบรับคำประกาศสหรัฐที่จะส่งดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศให้ทันภายในปีแห่งธรณีฟิสิกส์สากล (1957–1958) และสหภาพโซเวียตประกาศจะส่งดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศเช่นกัน[1] ปี 1957 สหภาพโซเวียตประสบความสำเร็จในการส่งดาวเทียมสปุตนิก 1 ขึ้นไปโคจรในอวกาศ[2] ตามด้วยการส่งยูรี กาการิน ขึ้นไปเป็นมนุษย์คนแรกในอวกาศในปี 1961 และวาเลนตีนา เตเรชโควา สตรีคนแรกในอวกาศในปี 1963[3] ขณะที่หลักฐานฝ่ายสหรัฐระบุว่าการแข่งขันอวกาศมาถึงจุดสูงสุดในวันที่ 20 กรกฎาคม 1969 เมื่ออะพอลโล 11 ลงจอดบนดวงจันทร์ได้สำเร็จ[4] ต่อมาเมื่อมีการผ่อนคลายความตึงเครียด สหรัฐและสหภาพโซเวียตจึงร่วมมือกันในโครงการทดสอบอะพอลโล–โซยุซในปี 1975 ซึ่งบางแหล่งถือว่าโครงการนี้เป็นจุดสิ้นสุดของการแข่งขันอวกาศ[5]

การแข่งขันอวกาศนำมาซึ่งเทคโนโลยีที่เป็นประโยชน์จำนวนมาก เช่น กายอุปกรณ์ เลสิก เซลล์แสงอาทิตย์ การถ่ายภาพรังสีส่วนตัดอาศัยคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์มีกล้องถ่ายรูป และแล็ปท็อป เป็นต้น[6][7]

สถานีอวกาศนานาชาติ

สถานีอวกาศนานาชาติ (อังกฤษ: International Space Station, ISS, รัสเซีย: Междунаро́дная косми́ческая ста́нция, МКС, ฝรั่งเศส: Station spatiale internationale, SSI) เป็นห้องทดลองและสถานอำนวยความสะดวกสำหรับงานค้นคว้าวิจัยในระดับนานาชาติซึ่งถูกประกอบขึ้นในวงโคจรต่ำของโลก การก่อสร้างเริ่มต้นขึ้นตั้งแต่ปี ค.ศ. 1998 และมีแผนดำเนินการเสร็จสิ้นในปี ค.ศ. 2012 ขณะที่การปฏิบัติการจะดำเนินต่อไปอย่างน้อยจนถึงปี ค.ศ. 2020 หรืออาจเป็นไปได้ถึงปี ค.ศ. 2028[7][8] เราสามารถมองเห็นสถานีอวกาศนานาชาติได้ด้วยตาเปล่าจากพื้นโลก[9] เนื่องจากสถานีอวกาศแห่งนี้เป็นสิ่งก่อสร้างที่ใหญ่ที่สุดที่อยู่ในระดับวงโคจรของโลก โดยมีมวลมากกว่าสถานีอวกาศใดๆที่มนุษย์เคยสร้างมาก่อนหน้านี้ทั้งหมด[10] สถานีอวกาศนานาชาติทำหน้าที่เป็นห้องทดลองวิจัยอย่างถาวรในอวกาศ ทำการทดลองด้านต่าง ๆ ได้แก่ ชีววิทยา ชีววิทยามนุษย์ ฟิสิกส์ ดาราศาสตร์ และ อุตุนิยมวิทยา ซึ่งต้องอาศัยการทดลองในสภาวะที่มีแรงโน้มถ่วงน้อยมากๆ[11][12][13] สถานีอวกาศแห่งนี้ยังทำหน้าที่เป็นสถานที่ทดสอบสำหรับระบบกระสวยอวกาศที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ ซึ่งจำเป็นต้องใช้สำหรับปฏิบัติการระยะยาวเพื่อการไปสู่ดวงจันทร์และดาวอังคาร[14] การทดลองและการบริหารสถานีอวกาศนานาชาติดำเนินการโดยคณะนักบินอวกาศซึ่งอยู่ปฏิบัติหน้าที่ในระยะยาว สถานีเริ่มปฏิบัติการนับแต่ลูกเรือถาวรคณะแรก คือ เอ็กซ์เพดิชั่น 1 ที่ไปถึงสถานีอวกาศตั้งแต่ 2 พฤศจิกายน ค.ศ. 2000 จนถึงเดือนมิถุนายน ค.ศ. 2011 คณะลูกเรือชุด เอ็กซ์เพดิชั่น 28 อยู่ในระหว่างปฏิบัติหน้าที่[15] นับรวมแล้วปฏิบัติการนี้ได้ดำเนินการมาเป็นเวลากว่า 10 ปี และถือเป็นสถิติการอยู่อาศัยของมนุษย์ในอวกาศโดยไม่ขาดความต่อเนื่องที่ยาวนานที่สุดอีกด้วย[16]

ตัวสถานีอวกาศนานาชาติประกอบด้วยสถานีอวกาศในโครงการต่าง ๆ ของหลายประเทศ ซึ่งรวมไปถึง เมียร์-2 ของอดีตสหภาพโซเวียต, ฟรีดอม ของสหรัฐ, โคลัมบัส ของชาติยุโรป และ คิโบ ของญี่ปุ่น[17][18] งบประมาณจากแต่ละโครงการทำให้ต้องแยกออกเป็นโครงการย่อย ๆ หลายโครงการก่อน แล้วจึงนำไปรวมกันเป็นสถานีนานาชาติที่เสร็จสมบูรณ์ในภายหลัง[17] โครงการสถานีอวกาศนานาชาติเริ่มต้นปี ค.ศ. 1994 จากโครงการกระสวยอวกาศ เมียร์[19] โมดูลแรกของสถานีอวกาศนานาชาติคือ ซาร์ยา ถูกส่งขึ้นในปี ค.ศ. 1998 โดยประเทศรัสเซีย[17] หลังจากนั้นได้มีการเชื่อมต่อกันหลายครั้งด้วยโมดูลที่ได้รับการปรับความดันอย่างซับซ้อน โครงสร้างภายนอกสถานี และองค์ประกอบอื่นๆ ที่นำส่งขึ้นโดยกระสวยอวกาศของสหรัฐอเมริกา จรวดโปรตอนของรัสเซีย และจรวดโซยูสของรัสเซีย[18] นับถึงเดือนกุมภาพันธ์ 2010 สถานีอวกาศมีชิ้นส่วนโมดูลปรับความดัน 13 โมดูล ติดตั้งอยู่บนโครงค้ำหลัก (Integrated Truss Structure; ITS) ระบบไฟฟ้าของสถานีมาจากแผงรับแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ 16 แผงติดตั้งอยู่บนโครงสร้างภายนอก และมีแผงขนาดเล็กกว่าอีก 4 แผงอยู่บนโมดูลของรัสเซีย[20] สถานีอวกาศนานาชาติลอยอยู่ในวงโคจรที่ความสูงระดับ 278-460 กิโลเมตรเหนือพื้นโลก เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วเฉลี่ย 27,724 กิโลเมตรต่อชั่วโมง โคจรรอบโลก 15.77 รอบต่อวัน[21]

สถานีอวกาศนานาชาติเป็นโครงการร่วมกันระหว่างหน่วยงานด้านอวกาศ 5 หน่วยจากชาติต่างๆ ได้แก่ องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ (NASA, สหรัฐอเมริกา), องค์การอวกาศสหพันธรัฐรัสเซีย (RKA, รัสเซีย) ,องค์การอวกาศแคนาดา (CSA, แคนาดา) ,องค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (JAXA, ญี่ปุ่น) และ องค์การอวกาศยุโรป (ESA, สหภาพยุโรป) [22] การระบุความเป็นเจ้าของและการใช้สอยสถานีดำเนินการภายใต้สนธิสัญญาและข้อตกลงระหว่างประเทศหลายฉบับ[23] โดยที่รัสเซียเป็นเจ้าของชิ้นส่วนโมดูลของรัสเซียเองโดยสมบูรณ์[24] ESA ประเมินค่าใช้จ่ายของโครงการสถานีอวกาศนานาชาติอยู่ที่ประมาณ 100,000 ล้านยูโรตลอดช่วงระยะเวลา 30 ปี[25] ด้วยงบประมาณมหาศาลนี้ทำให้โครงการกระสวยอวกาศนานาชาติตกเป็นเป้าของการวิพากษ์วิจารณ์มากมายทั้งในด้านการเงิน ความสามารถในการทำวิจัย และการออกแบบทางเทคนิค[26]

ส่วนต่างๆ ของสถานีถูกควบคุมโดยศูนย์ควบคุมปฏิบัติการบนพื้นโลกหลายแห่ง รวมไปถึง ศูนย์ควบคุมปฏิบัติการของนาซา (MCC-H) ศูนย์ควบคุมปฏิบัติการของ RKA (Russian Space Agency - TsUP) ศูนย์ควบคุมโครงการโคลัมบัส (Col-CC) ศูนย์ควบคุม ATV (ATV-CC) ศูนย์ควบคุมปฏิบัติการของญี่ปุ่น (JEM-CC) และศูนย์ควบคุมปฏิบัติการสำคัญอื่นๆ (HTV-CC และ MSS-CC) [27] การซ่อมบำรุงสถานีอวกาศนานาชาติดำเนินการโดยกระสวยอวกาศทั้งแบบที่ใช้มนุษย์และไม่ใช้มนุษย์ควบคุม รวมถึงกระสวยอวกาศโซยูส กระสวยอวกาศโพรเกรส ยานขนส่งอัตโนมัติ และ ยานขนส่ง H-II[27] มีนักบินอวกาศและนักสำรวจอวกาศจากประเทศต่างๆ 15 ประเทศได้ขึ้นไปเยี่ยมชมแล้ว[10]

กระสวยอวกาศ(space shutte)

กระสวยอวกาศ (อังกฤษ: space shuttle) คือ เครื่องบินอวกาศของสหรัฐอเมริกา สร้างขึ้นโดยองค์การนาซ่า (NASA) มีชื่อเรียกอย่างเป็นทางการว่า Space Transportation System (STS) ผลิตโดยบริษัท North American Aviation ซึ่งปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของบริษัท Rockwell International สเปซชัทเทิลทะยานขึ้นเหมือนจรวดและไปโคจรรอบโลก มีปีกและตอนกลับสู่โลกจะร่อนลงตามรันเวย์ กระสวยอวกาศสามารถนำมาใช้ได้หลาย ๆ ครั้ง

กระสวยอวกาศถูกออกแบบมาให้ใช้งานซ้ำได้ 100 ครั้ง หรือปฏิบัติการได้ 10 ปี โครงการถูกเริ่มขึ้นในท้ายยุค 60 หลังจากนั้นก็มีบทบาทสำคัญในปฏิบัติการที่ต้องใช้คนเข้าร่วมของนาซามาโดยตลอด

ส่วนสำคัญของกระสวยอวกาศ เรียกว่า ออร์บิเตอร์ (orbiter หมายถึง ยานโคจร) จะพาลูกเรือและสัมภาระไปยังอวกาศในขณะที่จะส่งกระสวยอวกาศขึ้นไป กระสวยจะอยู่ที่ฐานส่งโดยจะตั้งชี้ขึ้นไปคล้ายจรวด ข้าง ๆ ออร์บิเตอร์จะมีแทงค์น้ำมันขนาดใหญ่ ซึ่งเรียกว่า แทงค์ด้านนอก (External Tank) ซึ่งมันจะเก็บออกซิเจนและไฮโดรเจนในขณะที่มันขึ้นเชื้อเพลิงเหล่านี้จะถูกสูบเข้าไปยังเครื่องยนต์หลัก 3 เครื่อง ของออร์บิเตอร์

นอกจากนี้ยังมีแทงค์ขนาดเล็กที่อยู่ข้าง ๆ ออร์บิเตอร์บนฐานส่งเพื่อให้แรงผลักดันพิเศษในขณะส่งกระสวยขึ้น ซึ่งเรียกว่า Solid Fuel Rocket Booster หรือ SRB ทำงานคล้ายกับจรวดดอกไม้ไฟขนาดใหญ่

เมื่อกระสวยอวกาศทะยานขึ้น หลังจากนั้นประมาณ 2 นาที เชื้อเพลิงในแทงค์เชื้อเพลิง SRB จะหมดลง และตกลงในทะเลกับร่มชูชีพ อัตราความเร็วของกระสวยค่อย ๆ เพิ่มขึ้นจนถึงความเร็วประมาณ 72 ไมล์ จากนั้นเครื่องยนต์หลักจึงหยุดทำงาน และถังเชื้อเพลิงภายนอกซึ่งว่างเปล่าจะถูกปล่อยตกลงสู่ทะเล เครื่องยนต์ของจรวดสองลำจะรับภาระต่อไป ซึ่งเรียกว่า ระบบการยักย้ายการโคจร ในระหว่างการโคจร

เมื่อถึงเวลากลับสู่โลก เครื่องยนต์ระบบการยักย้ายการโคจรจะถูกยิงคล้ายกับตอนล่างของจรวด และยานจะหลุดออกจากการโคจร แล้วกลับลงมาสู่บรรยากาศโลกในอัตราความเร็ว 15,900 ไมล์ต่อชั่วโมง (หรือประมาณ 25,700 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) แผ่นกำบังความร้อนข้างใต้กระสวยอวกาศจะเปล่งแสงสีแดงจัดพร้อมกับความร้อนในการกลับเข้ามาสู่โลก แผ่นกระเบื้องพิเศษบนกระสวยอวกาศจะป้องกันลูกเรือและยานอวกาศออร์บิเตอร์จะช้าลงเมื่อเข้ามาถึงบริเวณส่วนล่างของบรรยากาศ จะร่อนลงบนพื้นดินบนรันเวย์ด้วยความเร็วประมาณ 210 ไมล์แล้วภารกิจก็จะจบลง

กระสวยอวกาศของนาซ่า[แก้]

กระสวยอวกาศของนาซ่าถูกสร้างขึ้นมาทั้งหมด 6ลำ ตามลำดับคือ

• กระสวยอวกาศเอนเทอร์ไพรซ์ ถูกใช้ในการทดสอบระบบต้นแบบเท่านั้น ไม่เคยถูกใช้งานในอวกาศจริง

• กระสวยอวกาศโคลัมเบีย ขึ้นบินครั้งแรกเมื่อวันที่ 12 เมษายน ค.ศ. 1981 นับเป็นกระสวยอวกาศลำแรกที่ได้ขึ้นบินในอวกาศ

• กระสวยอวกาศชาเลนเจอร์ ขึ้นบินครั้งแรกเมื่อวันที่ 4 เมษายน ค.ศ. 1983

• กระสวยอวกาศดิสคัฟเวรี ขึ้นบินครั้งแรกเมื่อวันที่ 30 สิงหาคม ค.ศ. 1984

• กระสวยอวกาศแอตแลนติส ขึ้นบินครั้งแรกเมื่อวันที่ 3 ตุลาคม ค.ศ. 1985

• กระสวยอวกาศเอนเดฟเวอร์ ถูกสร้างขึ้นหลังกระสวยอวกาศชาเลนเจอร์ประสบอุบัติเหตุ ขึ้นบินครั้งแรกเมื่อวันที่ 7 พฤษภาคม ค.ศ. 1992

จรวด(rocket)

จรวด หมายถึงขีปนาวุธ, ยานอวกาศ, เครื่องบิน หรือพาหนะอื่นใดที่อาศัยแรงผลักดันของไอเสียที่มีต่อตัวจรวดในการพุ่งไปข้างหน้า โดยใช้การเผาผลาญเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์จรวด ในจรวดทุกชนิดไอเสียจะเกิดขึ้นทั้งหมดจากเชื้อเพลิงขับดันที่บรรทุกไปด้วยภายในจรวดก่อนที่จะถูกใช้งาน [1] จรวดเคมีสร้างพลังงานจากการเผาผลาญเชื้อเพลิงจรวด ผลจากการเผาผลาญเชื้อเพลิงและตัวอ๊อกซิไดซ์ภายในห้องเผาไหม้จะทำให้เกิดก๊าซร้อนที่มีอุณหภูมิสูงมากและขยายตัวออกไปทางหัวฉีดทำให้ก๊าซเคลื่อนที่ด้วยความเร่งในระดับไฮเปอร์โซนิก ซึ่งทำให้เกิดแรงผลักมหาศาลต่อตัวจรวดตามกฎข้อที่สามของนิวตัน (แรงกิริยาเท่ากับแรงปฏิกิริยา)โดยในทางทหารและสันทนาการมีประวัติของการใช้จรวดเป็นอาวุธและเครื่องมือในช่วงเวลานั้น

จรวดได้ถูกใช้สำหรับงานทางทหารและสันทนาการ ย้อนกลับไปอย่างน้อยศตวรรษที่ 13 ในประเทศจีน[2] ในทางทหาร, วิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมได้ใช้จรวดเป็นอาวุธและเครื่องมือแต่ก็ยังไม่เป็นที่แพร่หลายจนกระทั่งถึงศตวรรษที่ 20, เมื่อวิทยาการที่เกี่ยวกับจรวดได้ถือกำเนิดขึ้น เป็นการเปิดประตูสู่ยุคอวกาศ,กับการที่มนุษย์กำลังจะไปเหยียบดวงจันทร์ จรวดได้ถูกใช้สำหรับทำดอกไม้ไฟและอาวุธ, เก้าอี้ดีดตัวสำหรับนักบินและพาหนะสำหรับนำส่งดาวเทียม, นักบินอวกาศ และการสำรวจดาวเคราะห์ต่าง ๆ ในขณะที่จรวดที่ไม่ค่อยมีประสิทธิภาพนั้นจะใช้สำหรับการขับเคลื่อนด้วยอัตราเร็วที่ต่ำ ๆ, นักวิทยาศาสตร์จะเปรียบเทียบหาจรวดที่มีแรงขับเคลื่อนในระบบอื่น ๆ, ที่มีน้ำหนักเบากว่าและมีประสิทธิภาพสูงกว่า, ทำให้สามารถสร้างความเร่งในการเคลื่อนที่ของจรวดได้มากขึ้น และสามารถทำให้เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วที่สูงอย่างยิ่งด้วยประสิทธิภาพที่เหมาะสม

จรวดเคมีเป็นชนิดของจรวดที่พบมากที่สุดและพวกมันมักจะสร้างไอเสียโดยการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงจรวด จรวดเคมีต้องการที่เก็บพลังงานเชื้อเพลิงที่มีขนาดใหญ่โตมากในรูปแบบที่พร้อมจะปลดปล่อยตัวเองออกมาได้อย่างง่ายดาย และมีอันตรายมาก อย่างไรก็ตาม, จะต้องทำด้วยการออกแบบอย่างรอบคอบ, การทดสอบ, การก่อสร้าง, และใช้ความเสี่ยงอันตรายให้น้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้