<font color= : Thummech.com

 บทความ
 พลังงาน
 อิเล็กทรอนิกส์
 ทฤษฏีสัมพัทธภาพ
 ไครโอเจนิกส์
 เฮลิคอปเตอร์
 เกียร์อัตโนมัติ
 โทรศัพท์มือถือ
 ยาง
 รถไฟความเร็วสูง
 คลัตช์ และกระปุกเกียร์ธรรมดา
 เจ็ทแพ็ค
 แผ่นดินไหว
 คู่มือ ต้องรอด
 โรงไฟฟ้าพลังน้ำ
 ดาวเทียม
 เชื่อมโลหะใต้น้ำ
 กังหันลมผลิตไฟฟ้า
 เครื่องยนต์ดีเซล
 เครื่องยนต์เบนซิน
 คัมภีร์สงครามซุนวู ฉบับเข้าใจง่าย
 โลหะ
 ฟิสิกส์
 ปัญหาพระยามิลินท์
 ยานยนต์สมัยใหม่
 แมคาทรอนิกส์
 เครื่องกล 6 แกน
 เครื่องยนต์เจ็ท
 หุ่นยนต์
 สินค้า ผลงาน
 เขียนแบบ
 ออกแบบ คำนวณ
 วางโครงการ
วันนี้ 92
เมื่อวาน 1,011
สัปดาห์นี้ 3,112
สัปดาห์ก่อน 6,161
เดือนนี้ 12,531
เดือนก่อน 24,626
ทั้งหมด 725,234
  Your IP :54.198.96.198

4. การส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจร

 

      ดาวเทียมที่โคจรอยู่รอบโลกเรานั้น เรามีการส่งออกสู่วงโคจรโดยการใช้ จรวด (Rocket) หรือส่งด้วยการบรรทุกไปกับกระสวยอวกาศ (Space shuttle) ในโลกนี้มีอยู่หลายประเทศที่มีศักยภาพในการส่งดาวเทียมออกสู่อวกาศ ยกตัวอย่างเช่น สหรัฐอเมริกา, รัสเซีย, จีน ฯลฯ     

 

รูปจรวดส่งดาวเทียมจีพีเอส Fifth GPS IIR(M)  

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

 

รูปโครงการจรวดส่งสถานีอวกาศนานาชาติโซยูส

 

การส่งดาวเทียมทางกระสวยอวกาศ

 

      ในการปล่อยดาวเทียมด้วยจรวดขับดัน เป้าหมายที่ต้องการก็คือการส่งจรวดที่บรรจุดาวเทียมให้พุ่งทะยานผ่านความหนาของชั้นบรรยากาศ โดยให้มีความเร็วในการพุ่งขึ้นให้เร็วมากที่สุด และจะต้องเผาผลาญเชื้อเพลิงให้น้อยที่สุด

 

รูปอุปกรณ์ใช้ในระบบนำทางเฉื่อย

 

       หลังจากปล่อยจรวดทะยานขึ้นฟ้าไปแล้ว กัปตันผู้ควบคุมยานจะคอยควบคุมกลไก ระบบนำทางเฉื่อย (Inertial guidance system) เพื่อใช้ในการปรับหัวฉีดของจรวด บังคับทิศทางทิศทางจรวด ให้เป็นไปตามแผนการบิน (Flight plan) แผนการบินส่วนใหญ่จะนำจรวดพุ่งไปทางทิศตะวันออก เพราะว่าโลกหมุนไปทางทิศตะวันออก (เหตุผลง่าย ๆ ก็คือเป็นการเสริมแรงให้กับจรวดที่ปล่อย เพื่อให้จรวดพุ่งไปโดยเผาผลาญเชื้อเพลิงได้น้อย เปรียบเหมือนกับการที่เราเหวี่ยงลูกตุ้มและปล่อยลูกตุ้มออกไป) นอกจากแรงเสริมของการหมุนของโลกแล้ว ตัวจรวดจะมีตัวบูสต์ (Boost:ตัวเสริม) เสริมแรงให้จรวดมีความแรงอีกทางด้วย

 

วิดีโอจำลองตัวอย่างการส่งดาวเทียมไปวนดวงจันทร์

 

ฐานปล่อยจรวดที่ดีจะตั้งไว้ที่แนวเส้นหรือใกล้เส้นศูนย์สูตร ซึ่งเป็นจุดที่โลกมีระยะเส้นรอบวงที่มากที่สุด และหมุนเร็วแรงที่สุด (ข้อน่าสังเกต: โลกมีสัณฐานเป็นทรงกลมแบน) รอบตรงกลาง  

 

คำถามตัวบูสต์ จะเสริมจากการปล่อยที่เส้นศูนย์สูตรได้อย่างไร?

 

เรามาคิดกันอย่างคร่าว ๆ ดังนี้

 

เราสามารถคำนวณเส้นรอบวงของโลกโดยการคูณกันของเส้นผ่านศูนย์กลางกับค่า p (Pi:ไพ: p= 3.1416) เส้นผ่านศูนย์กลางของโลกที่เส้นศูนย์สูตร (D) เท่ากับ 12,753 กิโลเมตร (7,926 ไมล์)

 

เส้นรอบวงของโลกที่เส้นศูนย์สูตร = p x D

 

= 3.1416 x 12,753 km

 

= 40,065 km

 

ดังนั้น เส้นรอบวงของโลกที่เส้นศูนย์สูตร มีค่า 40,065 กิโลเมตร (24,900 ไมล์)

 

โลกหมุนรอบตัวเอง 1 รอบใช้เวลา 24 ชั่วโมง

 

ความเร็วการหมุนของโลก = เส้นรอบวงของโลกหารด้วยเวลาโลกหมุนรอบตัวเอง

 

= 40,065 km/24hr

 

= 1,669 km/hr

 

ณ จุดหนึ่งบนพื้นผิวโลกที่เส้นศูนย์สูตร จะมีการเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 1,669 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (1,038 ไมล์ต่อชั่วโมง) (น่าคิดนะ เราอยู่บนพื้นโลกตลอดเวลานี้ เราเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 1,669 กิโลเมตรต่อชั่วโมงเชียวนะ!!)

 

      ฐานปล่อยยานอวกาศฐานหนึ่งได้แก่ ฐานปล่อยจรวดที่แหลมคานาเวรอล (Canaveral) รัฐฟลอริดา (Florida) สหรัฐอเมริกา จะมีความเร็วของโลกค่านี้อยู่ ซึ่งเป็นสถานที่ที่เหมาะในการปล่อยยานอวกาศ โดยไม่จำเป็นต้องเสริมตัวบูสต์ขนาดใหญ่มาก แต่จะใช้ความเร็วในการหมุนตัวของโลกเข้าช่วย

 

ฐานปล่อยจรวดที่แหลมคานาเวรอล รัฐฟลอริดา

 

รูปการปล่อยจรวดที่แหลมคานาเวรอล

 

      ในอเมริกายังมีอีกที่หนึ่งได้แก่ จุดปล่อยยาน 39-A (Launch complex 39-A) ที่ศูนย์อวกาศเคเนดี้ (Kennedy space center) เป็นอีกที่หนึ่งที่สามารถปล่อยยานได้อย่างดี ตำแหน่งที่ตั้งคือ ที่ 28 องศา 36 นาที 29.7014 วินาที ละติจูดเหนือ มีความเร็วการหมุนของโลกอยู่ที่ค่า 1,440 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (894 ไมล์ต่อชั่วโมง) จะเห็นได้ว่าความเร็วการหมุนของโลกต่ำกว่าที่แหลมคานาเวรอลอยู่นิดหนึ่ง

 

รูปจุดปล่อยยานอวกาศ39-A ณ ศูนย์อวกาศเคเนดี้

 

      ความแตกต่างในความเร็วพื้นผิวโลกระหว่างเส้นศูนย์สูตร และศูนย์อวกาศเคเนดี้ มีค่าประมาณ 229 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (144 ไมล์ต่อชั่วโมง)

 

      ทีนี้มาพิจารณาที่จรวดสามารถทำความเร็วได้เป็นพันไมล์ต่อชั่วโมง คุณอาจสงสัยว่าทำไมความเร็วที่มีความแตกต่างกัน 229 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ในภารกิจที่กระทำ จะมีผลอย่างไรต่อการปล่อยยาน

 

คำตอบก็คือจรวดจะบินขึ้นได้จะต้องมี น้ำมันเชื้อเพลิง และน้ำหนักบรรทุก ซึ่งจะมีน้ำหนักบรรทุกที่มาก ยกตัวอย่างในวันที่ 11 กุมภาพันธ์ ปี 2000 มีการปล่อยยานอวกาศเอนเดเวอร์ (Endeavor) พร้อมกับภารกิจ การส่งยานอวกาศเรดาร์ทำแผนที่ จะต้องบรรทุกน้ำหนักทั้งหมดถึง 2,050,447 กิโลกรัม (4,520,415 ปอนด์)

 

ซึ่งมันมีน้ำหนักขนาดมหึมา ที่ต้องทำให้ยานสามารถเอาชนะน้ำหนักเหล่านี้และต้องทะยานขึ้นให้ได้ นอกเหนือจากน้ำหนักยานแล้ว มันยังต้องเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลก และเอาชนะความเร็วการหมุนของโลก ที่มีความแตกต่างกัน 229 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และนี่คือความแตกต่างกันระหว่างการปล่อยยานที่บริเวณเส้นศูนย์สูตร กับสถานีปล่อยยานที่ศูนย์อวกาศเคเนดี้

 

      ทันทีที่จรวดพุ่งขึ้นสู่อากาศ สูงขึ้นไปประมาณ 193 กิโลเมตร (120 ไมล์) ขึ้นไป ระบบนำทางของจรวดจะจุดจรวดขนาดเล็ก ตอนนี้ก็จะเกิดการแยกชิ้นส่วนยานออกไป ให้เครื่องยนต์ชั้นต่อไปทำงานต่อ เมื่อถึงตำแหน่งที่เข้าวงโคจรดาวเทียมก็จะถูกปล่อยออกมา และจะใช้เครื่องยนต์ของดาวเทียมในการที่จะควบคุมให้อยู่ในวงโคจรดาวเทียมนั้น ๆ  

 

ระบบนำทางเฉื่อย (Inertial Guidance Systems: IGS)

 

การบรรจุอุปกรณ์นำทางเฉื่อยในจรวด

 

      จรวดจะต้องมีการควบคุมอย่างแม่นยำที่จะปล่อยดาวเทียมไปสู่วงโคจร ระบบนำทางเฉื่อยภายในจรวดทำหน้าที่ควบคุมให้สิ่งเหล่านี้เป็นไปได้ไอจีเอส ทำให้ตำแหน่งของจรวดพุ่งไปอย่างถูกต้อง และแม่นยำเที่ยงตรง ตรงตามเป้าหมายที่จะไป ภายในไอจีเอส จะมีอุปกรณ์ที่สำคัญอยู่สองส่วนดังนี้

 

- ไจโรสโคป (Gyroscopes) หรือเครื่องมือวัดการหมุนวน หน้าที่ของมันคือ ท้าทายแรงดึงดูดของโลก ทำไว้สำหรับเป็นเข็มทิศให้กับอากาศยาน และยานอวกาศ เพื่อไม่ให้หลงทิศทางรายละเอียดลึก ๆ ส่วนรายละเอียดจะยังไม่กล่าวในที่นี้

-

รูปไจโรสโคปอย่างง่าย

 

รูปไจโรสโคปที่ติดตั้งในอวกาศยาน

 

วิดีโอแสดงหลักการทำงานของไจโรสโคปก่อนที่จะมีการพัฒนานำมาใช้ในการบิน และอวกาศ

 

- มิเตอร์วัดความเร่ง (Accelerometers) ซึ่งตั้งอยู่ในวงแหวนอยู่กับที่ ในแกนไจโรสโคป อยู่ในทิศทางที่เหมือนกัน ไจโรสโคปจะเสถียร ตั้งอยู่บนแท่นที่บรรจุมิเตอร์วัดความเร่ง การเปลี่ยนแปลงความเร่งในแนวแกน 3 แกน ทำให้รู้ถึงทิศทางอย่างแน่ชัดที่จรวดถูกปล่อยไป และทราบถึงความเร่งของจรวดในขณะที่บินอยู่

 

ดังนั้น อุปกรณ์เหล่านี้จะทำให้ระบบนำทางเฉื่อย สามารถทำการคำนวณตำแหน่งจรวด และเป้าหมายในอวกาศได้อย่างแม่นยำ

 

วิดีโอแอนิเมทชันการปล่อยดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจร

 

 

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก


“อนาคตเป็นของคนที่เชื่อในความฝันของตัวเองเท่านั้น

The future belongs to those who believe in the beauty of their dreams.
                                                                                                        Eleanor Roosevelt

 

 

Share on Facebook
 
Google

WWW
http://www.thummech.com/
ฟังเพลงออนไลน์ คลิกเลย
 
Copyright © 2013-2015 Thummech All Rights Reserved. 
Powered by  ThaiWebPlus 
คนธรรมดามีความรู้คือคนฉลาด คนฉลาดมีความเข้าใจคือคนธรรมดา