ยานอะพอลโล 11

ผลการศึกษา

1. การดำรงชีวิตขณะอยู่นอกโลก

      สิ่งแวดล้อมในอวกาศเต็มไปด้วยอันตรายจากอุกกาบาตและอนุภาคความเร็วสูงในอวกาศ รังสีคลื่นสั้นและประจุจากดวงอาทิตย์ นอกจากนั้นแล้วในอวกาศยังปราศจากปัจจัยที่เอื้ออำนวยต่อการดำรงชีวิต  ดังนั้นยานอวกาศจึงต้องเป็นเกราะคุ้มกันและจำลองสภาพแวดล้อมในยานให้เหมือนบนพื้นผิวโลก ไม่ว่าจะเป็น อุณหภูมิ ความดัน ความชื้น และองค์ประกอบทางเคมีของอากาศ อย่างไรก็ตามในยุคปัจจุบันยังไม่สามารถจำลองแรงโน้มถ่วงโลกได้ ยานอวกาศจึงอยู่ในสภาพไร้น้ำหนัก  

       มนุษย์อวกาศจึงต้องปรับร่างกายและการใช้ชีวิตให้เข้ากับสภาพไร้น้ำหนัก ขณะที่อยู่ในยานอวกาศ มนุษย์อวกาศสามารถแต่งตัวตามสบายเหมือนที่อยู่บนพื้นโลก เนื่องจากยานอวกาศได้ปรับสภาพแวดล้อมให้เหมือนบนพื้นโลก แต่จะต้องสวมใส่ชุดอวกาศในขณะที่ยานขึ้นสู่อวกาศหรือกลับสู่โลก เพื่อเป็นการเตรียมพร้อมต่อภาวะฉุกเฉินหรือออกไปปฏิบัติภารกิจนอกยาน ชุดอวกาศทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันรังสี เป็นฉนวนควบคุมอุณหภูมิ และบรรจุแก๊สออกซิเจนสำหรับหายใจและสร้างความกดอากาศ  ชุดอวกาศจึงมีขนาดใหญ่และพองลม อาหาร

       เมื่ออยู่บนยานอวกาศกินอาหารสำเร็จรูปซึ่งถูกทำให้แห้งเพื่อลดมวล โดยจะผสมน้ำก่อนรับประทาน เนื่องจากสภาวะไร้น้ำหนัก ช้อนส้อมและภาชนะใส่อาหารจะถูกวางบนแถบแม่เหล็กในการตักกินจะต้องระวังไม่ให้อาหารกระจายไปทั่วยาน หากเป็นน้ำและอาหารเหลวจะบรรจุอยู่ในภาชนะปิดมิดชิดแล้วใช้หลอดดูดในการขับถ่าย มนุษย์อวกาศปัสสาวะลงท่อซึ่งจะนำไปรีไซเคิลให้เป็นน้ำบริสุทธิ์เพื่อใช้อุปโภคบริโภคต่อไป โถอุจจาระมีลักษณะคล้ายกับโถส้วมบนเครื่องบินซึ่งใช้ความดันอากาศดูดของเสียออกแทนการใช้น้ำชักโครก  ของเสียที่ถ่ายออกจะทำให้สลายในอวกาศ หรือทำให้แห้ง เก็บกลับมาทิ้งบนโลก

2. ยานอะพอลโล 11

      อะพอลโล (Apollo) เป็นโครงการอวกาศของสหรัฐอเมริกา ซึ่งมีวัตถุประสงค์ในการส่งมนุษย์ไปสำรวจดวงจันทร์ ระหว่างปี พ.ศ.2504 - 2518 โดยมียานอวกาศทั้งหมด 12 ลำ ได้แก่ ยานอะพอลโล 1, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 โดยยานอวกาศลำแรกที่ลงจอดบนพื้นผิวของดวงจันทร์คือ อะพอลโล 11 เมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม 2512  นักบินอวกาศคนแรกที่เหยียบวงจันทร์ชื่อ นีล อาร์มสตรอง (Neil Armstrong) ยานอะพอลโลนำนักบินอวกาศ 3 คน ทะยานขึ้นสู่อวกาศจากแหลมแคนาเวรัล มลรัฐฟลอริดา ประเทศสหรัฐอเมริกา ด้วยจรวดแซทเทิร์น 5 (Saturn V) ซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 เมตร สูง 111 เมตร เป็นจรวดเชื้อเพลิงเหลว 3 ท่อน (S-IC, S-II, S-IVB) มีมวลรวม 3 ล้านกิโลกรัม ดังภาพที่ 1 จรวดท่อนแรก (S-IC) ใช้เชื้อเพลิงเคโรซีน  จรวดท่อนที่ 2 (S-II) และจรวดท่อนที่ 3 (S-IVB) ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเหลว  โดยที่จรวดแต่ละท่อนบรรทุกออกซิเจนเหลวขึ้นไปด้วย เพื่อใช้ในการสันดาปเชื้ิอเพลิง 

จรวดท่อนแรก (S-IC) ขับดันให้ยานอวกาศทะยานขึ้นสู่ความสูง 68 กิโลเมตร เผาไหม้เชื้อเพลิงหมดภายในเวลา 2 นาที 41 วินาที แล้วสลัดทิ้งเพื่อลดมวลและเพิ่มความเร่ง ตามกฎของนิวตันข้อที่ 2 (a = f/m) 

        จรวดท่อนที่ 2 (S-II) ขับดันให้ยานอวกาศขึ้นไปสู่สูง 175 กิโลเมตร เผาไหม้หมดภายใน 6 นาที แล้วสลัดท้ิง 

        จรวดท่อนที่ 3 (S-IVB) ขับดันยานให้เคลื่อนที่ต่อไปอีก 2.5 นาที  แล้วทำการดับเครื่องยนต์ ทำให้ยานอวกาศเข้าสู่วงโคจรรอบโลกที่ระยะสูง 2,640 กิโลเมตร ด้วยความเร็ว 28,000 กิโลเมตร/ชั่วโมง ตามกฎของนิวตันข้อที่ 1 (แรงเฉื่อย) โดยทำการโคจรรอบโลก 2 รอบครึ่ง จากนั้นจุดจรวดอีกครั้งเพื่อทำความเร็วหลุดพ้น 40,320 กิโลเมตร/ชั่วโมง หรือ 11.2 กิโลเมตร/วินาที เพื่อเดินทางสู่ดวงจันทร์ 

3. การเดินทางไปปฏิบัติภารกิจที่ดวงจันทร์ 

      ยานควบคุม (Command Module: CM) จะกลับลำมาต่อเชื่อมกับยานสำรวจดวงจันทร์ (Lunar Module: LM) นักบิน 2 คนจะเข้าไปอยู่ในยานสำรวจเพื่อเตรียมลงสู่พื้นผิวดวงจันทร์  นักบินที่เหลืออีกคนจะอยู่บนยานควบคุม เพื่อถ่ายภาพทำแผนที่และส่งผ่านสัญญาณวิทยุติดต่อกับโลก  หลังจากเดินทางจากโลกได้ 4 วัน ก็ถึงวงโคจรรอบดวงจันทร์ ยานสำรวจจะแยกออกจากยานควบคุม เพื่อลงสู่พื้นผิวดวงจันทร์ โดยจุดจรวดต้านแรงโน้มถ่วงเพื่อชะลอความเร็วของยาน จนกระทั่งสัมผัสพื้นผิวของดวงจันทร์อย่างนุ่มนวล  

      ระหว่างที่อยู่บนดวงจันทร์ นักบินอวกาศปฏิบัติภารกิจการทดลองทางด้านวิทยาศาสตร์ ได้แก่ การเก็บตัวอย่างหินดวงจันทร์กลับมายังโลก ติดตั้งเครื่องวัดแผ่นดินไหว ติดตั้งอุปกรณ์วัดรังสีจากดวงอาทิตย์ ติดตั้งอุปกรณ์สะท้อนแสงเลเซอร์จากโลกเพื่อวัดระยะทางระหว่างโลกกับดวงจันทร์ เป็นต้น หลังจากที่ปฏิบัติภารกิจเสร็จสิ้น นักบินทั้งสองจะกลับเข้าสู่ยานสำรวจและจุดจรวดที่ฐานล่างของยาน เพื่อกลับขึ้นไปต่อเชื่อมกับยานควบคุม จากนั้นนักบินทั้งสองจะย้ายกลับไปที่ยานควบคุม  สลัดยานสำรวจทิ้งไว้ในอวกาศ แล้วจุดจรวดท้ายยานควบคุมทำความเร็ว หลุดพ้น 2.4 กิโลเมตร/วินาที เพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ แล้วใช้แรงโน้มถ่วงของโลกช่วยดึงยานกลับ 

      เมื่อยานควบคุมเดินทางกลับถึงวงโคจรอบโลก สถานีควบคุมภาคพื้นดินจะตัดสินใจเลือกเวลาและสถานที่ใน    การร่อนลงที่เหมาะสม จากนั้นยานควบคุมจะสลัดถังเชื้อเพลิงและเครื่องยนต์จรวดซึ่งติดตั้งอยู่ด้านหลังทิ้งในอวกาศ แล้วร่อนลงสู่พื้นโลกโดยกางร่มชูชีพขนาดใหญ่ 3 ชุด เพื่อชะลอความเร็ว และตกลงสู่พื้นมหาสมุทร โดยมีเฮลิคอปเตอร์และหน่วยค้นหาช่วยชีวิตมารอรับดังภาพที่ 6  ยานอะพอลโลใช้เวลาเดินทางไปกลับและปฏิบัติงานบนดวงจันทร์ เป็นเวลารวมทั้งสิ้นประมาณ 7 วัน