ยานอวกาศ
ยานอวกาศ (Spacecraft) หมายถึง ยานพาหนะที่นำมนุษย์หรืออุปกรณ์อัตโนมัติขึ้นไปสู่อวกาศ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสำรวจโลกหรือเดินทางไปยังดาวดวงอื่น ยานอวกาศมี 2 ประเภท คือ ยานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุม และยานอวกาศที่ไม่มีมนุษย์ควบคุม
ยานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุม (Manned Spacecraft) มีขนาดใหญ่ เพราะต้องมีปริมาตรพอที่มนุษย์อยู่อาศัยได้ และยังต้องบรรทุกปัจจััยต่างๆ ที่มนุษย์ต้องการ เช่น อากาศ อาหาร และเครื่องอำนวยความสะดวกในการยังชีพ เช่น เตียงนอน ห้องน้ำ ดังนั้นยานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุมจึงมีมวลมาก การขับดันยานอวกาศที่มีมวลมากให้มีอัตราเร่งสูงจำเป็นต้องใช้จรวดที่บรรทุกเชื้อเพลิงจำนวนมาก ซึ่งทำให้มีค่าใช้จ่ายสูงมาก ยานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุมได้แก่ ยานอะพอลโล (Apollo) ซึ่งนำมนุษย์ไปยังดวงจันทร์
 ภาพที่ 1 ยานอะพอลโล (ที่มา: NASA)
ยานอวกาศที่ไม่มีมนุษย์ควบคุม (Unmanned Spacecraft) มีขนาดเล็กมากเมื่อเปรียบเทียบกับยานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุม ยานอวกาศชนิดนี้มีมวลน้อยไม่จำเป็นต้องใช้จรวดนำส่งขนาดใหญ่ จึงมีความประหยัดเชื้อเพลิงมาก อย่างไรก็ตามในการควบคุมยานในระยะไกลไม่สามารถใช้วิทยุควบคุมได้ เนื่องจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต้องใช้เวลาในการเดินทาง ยกตัวอย่างเช่น ดาวเสาร์อยู่ไกลจากโลกประมาณ 1 พันล้านกิโลเมตร หรือ 1 ชั่วโมงแสง หากส่งคลื่นวิทยุไปยังดาวเสาร์ คลื่นวิทยุต้องใช้เวลานานถึง 1 ชั่วโมง ดังนั้นการควบคุมให้ยานเลี้ยวหลบหลีกก้อนน้ำแข็งบริเวณวงแหวนจะไม่ทัน ยานอวกาศประเภทนี้จึงต้องมีสมองกลคอมพิวเตอร์และระบบซอฟต์แวร์ซึ่งฉลาดมาก เพื่อให้ยานอวกาศสามารถต้องปฏิบัติภารกิจได้เองทุกประการและแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้าได้ทันท่วงที เหตุผลอีกส่วนหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์นิยมใช้ยานอวกาศที่ไม่มีมนุษย์ควบคุมในงานสำรวจระยะบุกเบิกและการเดินทางระยะไกล เนื่องจากการออกแบบยานไม่ต้องคำนึงถึงปัจจัยในการดำรงชีวิต ทำให้ยานสามารถเดินทางระยะไกลได้เป็นระยะเวลานานนอกเหนือขีดจำกัดของมนุษย์ ยานอวกาศที่ไม่มีมนุษย์ควบคุมได้แก่ ยานแคสินี (Cassini spacecraft) ซึ่งใช้สำรวจดาวเสาร์ เป็นต้น
ภาพที่ 2 ยานแคสสีนี
(ที่มา: NASA)
ยุคอวกาศเริ่มขึ้นเมื่อสหภาพส่งดาวเทียมสปุตนิก 1 (Sputnik 1) ขึ้นสู่อวกาศในปี พ.ศ.2500 หลังจากนั้นการแข่งขันทางอวกาศในยุคสมัยของสงครามเย็นก็เริ่มขึ้น ดาวเทียมที่ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเป็นลำดับที่ 2 ไม่ใช่ของสหรัฐอเมริกา แต่เป็นดาวเทียมสปุตนิก 2 (Sputnik 2) และสุนัขชื่อ ไลก้า (Laika) ของสหภาพโซเวียต และนักบินอวกาศคนแรกของโลกเป็นเป็นชาวรัสเซียชื่อ ยูริ กาการิน (Yuri Gagarin) ขึ้นสู่วงโคจรโลกด้วยยานอวกาศวอสต็อก (Vostok) ในปี พ.ศ.2504 ด้วยเหตุนี้ประธานาธิบดีจอห์น เอฟ เคเนดี้ จึงสนับสนุนโครงการอะพอลโลขององค์การ NASA จนนักบินอวกาศคนแรกที่เหยียบพื้นผิวดวงจันทร์คือ นีล อาร์มสตรอง (Neil Armstrong) โดยยานอะพอลโล 11 (Apollo 11) เมื่อปี พ.ศ.2512 จนกระทั่งสงครามเย็นสิ้นสุดลง ประเทศมหาอำนาจต่างๆ ได้ร่วมมือกันก่อสร้างสถานีอวกาศนานาชาติ (International Space Station) หรือ ISS ขึ้นไปโคจรรอบโลกตั้งแต่ปี พ.ศ.2541 เป็นต้นมา
 (ที่มา: NASA)
การปล่อยกระสวยอวกาศ
การปล่อยจรวดนั้น โดยปกติแล้วก็จะปล่อยจากฐานปล่อยที่ไม่เคลื่อนที่ แต่บางทีก็อาจมีการพลิกแพลงได้เหมือนกันเช่น ปล่อยจากฐานปล่อยเคลื่อนที่ ในทะเล เช่นเรือรบ หรือเรือดำน้ำ ปล่อยจากเครื่องบินก็มีเช่น สเปซชิบวัน (SpaceShipone) เครื่องบินรบ หรือปล่อยจากบอลลูนก็ได้ แต่ๆๆ คราวนี้จะมาพูดถึงการปล่อยจรวดหรือยานอวกาศออกไปสู่วงโคจรโดยฐานปล่อยอยู่กับที่อย่างคร่าวๆนะครับ โดยตัวอย่างที่ยกมาจะอ้างอิงการปล่อยยานอวกาศของนาซ่า เป็นหลัก เพราะข้อมูลและภาพประกอบหาง่ายกว่า สังกัดอื่นๆเช่น ของยุโรป รัสเซียเป็นต้น ครับ
การปล่อยจรวดนั้น จะมีส่วนประกอบหลักที่ใช้ในการปล่อยอยู่สามส่วนครับ คือ เซอร์วิสทาวเวอร์ (Service tower) ฐานปล่อยจรวด (Launch pad) และพระเอกของเรา คือ ยานอวกาศ(Space vehicle) ครับ ยานอวกาศในที่นี้หมายความรวมถึง กระสวยอวกาศ และ จรวดแบบต่างๆด้วย บางแหล่งข้อมูลอาจเรียกเป็น launch vehicle ก็ได้ครับ
-จรวดเชื้อเพลิงแข็ง (Solid Rocket Booster, SRBs) สองอัน คิดเป็น80เปอร์เซ็นต์ของกำลังส่ง ทั้งหมด
-ถังเชื้อเพลิงภายนอก ที่เป็นสีสนิมใหญ่ๆน่ะครับ ซึ่งจะส่งเชื้อเพลิงเหลว (ไฮโดรเจนเหลว และ ออกซิเจนเหลว)ให้กับ เครื่องยนต์หลักของกระสวยอวกาศทั้งสามอันระหว่างขั้นตอน การปล่อย
-ตัวกระสวยอวกาศเอง คือเป็นที่ของนักบินอวกาศและสัมภาระ รวมถึงอุปรณ์ที่เอาไว้เชื่อมต่อ กับสถานีอวกาศนานาชาติด้วย(ถ้าจำเป็น)
ทั้งสามส่วนจะถูกประกอบเข้าด้วยกันล่วงหน้าเป็นเดือนใน โรงประกอบพาหนะ(Vehicle Assembly Building, VAB) โดยจรวดเชื้อเพลิงแข็งเป็นส่วนแรก และนำถังเชื้อเพลิงถายนอกมาวางตรงกลาง และสุดท้าย กระสวยอวกาศก็จะโดนหิ้วโดยเครนขนาดยักษ์เข้ามาวางเป็นอันดับสุดท้าย ส่วนประกอบทั้งหมดนี้ประกอบลงบนฐานปล่อยจรวดเคลื่อนที่ (Mobile Launcher Platform, MLP) ในแนวตั้ง ซึ่งเป็นลักษณะท่าทางที่พร้อมในการปล่อยแล้ว ซึ่งไอ้เจ้ารถนี้เองก็คือฐานปล่อยจรวดที่วางอยู่บนล้อตีบตะขาบขนาดยักษ์นั้นเอง
|
จากนั้นฐานปล่อยจรวดเคลื่อนที่ก็จะค่อยๆขยับไปยัง เซอร์วิสทาวเวอร์ ซึ่งอยู่ห่างจากโรงประกอบออกไป 5-6 กิโลเมตร โดยใช้เวลาเคลื่อนที่ทั้งหมดประมาณ 8ชั่วโมง (!!!) เจ้ารถนี้ก็จะนำฐานปล่อยจรวดไปวางยังเซอร์วิสทาวเวอร์ แล้วก็ถอยออกไปยังระยะปลอดภัย 5กิโลเมตรจากเซอร์วิสทาวเวอร์
เซอร์วิสทาวเวอร์ก็ยังแยกย่อยออกไปอีกเป็นสองส่วน คือส่วนอยู่กับที่ (Fixed Service Structure,FSS) และ ส่วนที่หมุนได้ (Rotating Service Structure,RSS) เซอร์วิสทาวเวอร์ส่วนที่อยู่กับที่นั้นมีไว้เพื่อที่จะสามารถเข้าถึงกระสวยอวกาศ และสามารถหดเก็บกลับเข้าที่ได้เมื่อไม่ใช้ ส่วนที่หมุนได้เป็นส่วนที่สามารถเข้าถึง “ข้างใน”ของกระสวยอวกาศได้ เพราะว่ามีส่วนของห้องควบคุมสภาพแวดล้อม เอาไว้ขนย้ายสัมภาระจากภายนอกเข้ามาได้โดยไม่มีการปนเปื้อน ออกซิเจนเหลว และ ไฮโดรเจนเหลวที่เป็นเชื้อเพลิงให้แก่ fuel cell ก็ส่งผ่านมาทางเซอร์วิสทาวเวอร์ส่วนที่หมุนได้นี้ด้วย โดยเซอร์วิสทาวเวอร์ส่วนที่หมุนได้นี้หมุนอยู่รอบเซอร์วิสทาวเวอร์ส่วนอยู่กับทีนั้นเอง จะสังเกตุได้ว่าการเติมเชื้อเพลิงเหลวนั้นจะเติมก่อนที่จะปล่อยกระสวยอวกาศเท่านั้น ส่วนเจ้าหน้าที่ ที่ไม่มีหน้าที่ตรงส่วนนี้ก็จะต้องอพยพไปยังที่ปลอดภัยด้วย เพื่อความปลอดภัย
หลังจากเช็คความเรียบร้อยของสัมภาระ ระบบควบคุม และการสื่อสารต่างๆเรียบร้อย ทีนี้ก็ถึงขั้นตอนการปล่อยกระสวยอวกาศของเราขึ้นสู่อวกาศแล้วครับ! เนื่องจากเครื่องยนต์ของกระสวยอวกาศนั้นกำเนิดการสั่นและเสียงออกมาเป็นปริมาณมาก จนอาจเป็นอันตรายต่อสัมภาระและตัวกระสวยอวกาศเอง จึงต้องมีระบบลดแรงสั่นสะเทือนเข้ามาช่วย โดยระบบที่ว่านี้ก็คือการใช้น้ำจำนวนมากเข้ามาช่วยลดแรงสั่นสะเทือนขณะที่เครื่องยนต์หลักทำงาน ข้างๆแท่นปล่อยจะมีแทงค์น้ำขนาด 1.1ล้านลิตรอยู่ น้ำในทั้งนี้จะถูกปล่อยออกมาทั้งหมดภายใน41วินาทีขณะปล่อยกระสวยอวกาศเท่านั้น! น้ำนี้จะถูกปล่อยออกมาจากทั้งฐานปล่อยและจากเครื่องยนต์หลักเอง ความร้อนจากเครื่องยนต์นี้เองที่ทำให้น้ำระเหย กลายเป็นไอน้ำจำนวนมากขณะทำการปล่อย
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น