วิทยาศาสตร์ระดับประถม สารบัญ


กล้องโทรทรรศน์

คืออุปกรณ์ที่ใช้ขยายวัตถุบนท้องฟ้าโดยอาศัยหลักการรวมแสง

ประกอบด้วย 2 คุณสมบัติ

  • ความสามารถในการรวมแสง
    ช่วยให้สามารถมองเห็นวัตถุที่มีความสว่างน้อย
  • ความสามารถในการขยาย
    ช่วยขยายภาพให้มองเห็นรายละเอียดของวัตถุได้

ประเภทของกล้องโทรทรรศน์

  1. กล้องแบบหักเหแสง
    • ประกอบด้วยเลนส์นูน 2 ชิ้น คือ เลนส์ใก้ลวัตถุ และเลนส์ใกล้ตา
    • กำลังขยาย = ความยาวโฟกัสของเสนส์ใกล้วัตถุ / ความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตา
  2. กล้องแบบสะท้อนแสง
    • ประกอบด้วยกระจกเว้า และเลนส์ใกล้ตา
    • กำลังขยาย = ความยาวโฟกัสของกระจกเว้า / ความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตา
  3. กล้องโทรทรรศน์ประเภทอื่นๆ
ประเภทของกล้องโทรทรรศน์ คุณสมบัติ การใช้งาน
กล้องโทรทรรศน์รังสีแกมมา Gamma-ray Large Area Space Telescope (GLAST) ศึกษาในช่วงคลื่นรังสีแกมมา นักดาราศาสตร์ใช้ GLAST ในการศึกษาแอคทีฟกาแล็กซี สสารมืด ดาวนิวตรอน และการประทุจ้าของดวงอาทิตย์
กล้องโทรทรรศน์รังสีเอ็กซ์ Chandra X-ray Observatory (CXO) ศึกษาในช่วงคลื่นรังสีเอ็กซ์ นักดาราศาสตร์ใช้ Chandra ในการศึกษาดาวนิวตรอน หลุมดำ ซูเปอร์โนวา
กล้องโทรทรรศน์รังสีอัลตราไวโอเล็ต Far Ultraviolet Space Explorer (FUSE) ศึกษาในช่วงคลื่นรังสีอัลตราไวโอเล็ต นักดาราศาสตร์ใช้ FUSE ในการศึกษาดิวทีเรียมซึ่งเป็นหลักฐานของทฤษฎีบิกแบง และองค์ประกอบทางเคมีของกาแล็กซี
กล้องโทรทรรศน์รังสีอินฟราเรด Spitzer Space Telescope (SST) ศึกษาในช่วงคลื่นรังสีอินฟราเรด นักดาราศาสตร์จึงใช้ SST ในการศึกษาโครงสร้างของเนบิวลาและกาแล็กซีชนิดต่างๆ
กล้องโทรทรรศน์วิทยุ Radio Telescope ไม่ต้องส่งขึ้นชั้นบรรยากาศเพราะคลื่นวิทยุสามารถผ่านชั้นบรรยากาศมายังพื้นดินได้ นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุเพื่อศึกษา พัลซาร์ แอคทีฟกาแล็กซี และควอซาร์ ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุของจักรวาล
กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล Hubble Space Telescope (HST) HST เป็นกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง ศึกษาในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น นักดาราศาสตร์ใช้ HST ในการศึกษาวัตถุต่างๆ ได้อย่างหลากหลาย ไม่ว่าจะเป็น ดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ เนบิวลา ซูเปอร์โนวา กาแล็กซี สสารมืด เลนส์ความโน้มถ่วง และเอกภพตอนเยาว์วัย

จรวด

  • เป็นเครื่องยต์ที่ใช้ขับเคลื่อนพาหนะสำหรับขนส่งอุปกรณ์หรือมนุษย์ขึ้นสู่อวกาศ เช่น ดาวเทียม, ยานอวกาศ, สถานีอวกาศ เป็นต้น
  • จรวดจะต้องมีแรงขับเคลื่อนมากพอเพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลก
  • แบ่งประเภทตามชนิดของเชื้อเพลิงได้ออกเป็น 2 ประเภท
    จรวดเชื้อเพลิงแข็ง
    จรวดเชื้อเพลิงเหลว

กระสวยอวกาศ

  • ยานขนส่งที่สร้างขึ้นมาเพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลายครั้ง
  • ประกอบด้วย
    • ยานขนส่งอวกาศออร์บิเตอร์
    • ส่วนเชื้อเพลิง
  • Business vector created by Macrovector - Freepik.com

ชุดนักบินอวกาศ

นักบินอวกาศที่ปฏิบัติภารกิจนอกโลกต้องเผชิญสภาวะที่แตกต่างกับสภาวะบนโลก ไม่ว่าจะเป็นสภาวะไร้ออกซิเจนซึ่งทำให้สามารถหมดสติได้ภายในเวลา 15 วินาที เลือดและของเหลวในร่างกาย จะเดือดเนื่องจากไม่มีแรงดันบรรยากาศ รังสีอันตรายในอวกาศ รวมถึงอุณหภูมิที่ผันแปรจากบริเวณที่โดนแสงอาทิตย์ซึ่งอุณหภูมิสูงถึง 121 องศาเซลเซียส และบริเวณที่ไม่โดนแสงอาทิตย์ซึ่งอุณหภูมิต่ำกว่า -156 องศาเซลเซียส ดังนั้นนักบินอวกาศจึงจำเป็นต้องสวมใส่ชุดอวกาศที่ออกแบบมาให้เหมาะสมกับสภาวะนอกโลก

ชุดนักบินอวกาศ

มี 3 ประเภทได้แก่

  1. ชุดนักบินอวกาศสำหรับสวมใส่ขณะอยู่ในยานอวกาศ (Intravehicular activity, IVA)จะเป็นชุดที่เบาและสวมใส่สบายกว่า
  2. ชุดนักบินอวกาศสำหรับสวมใส่ขณะปฏิบัติภารกิจในอวกาศ (Extraveheciular activity, EVA)
  3. ชุดนักบินอวกาศสำหรับทั้งสวมใส่ขณะอยู่ในยานอวกาศและในอวกาศ (Intra/Extravehicular activity, IEVA)

ส่วนประกอบของชุดนักบินอวกาศ

ประกอบด้วย

  1. วัสดุผ้า 14 ชั้น
    • ชั้นที่ 1-3 เป็นชั้นควบคุมอุณหภูมิและระบายอากาศ เป็นชั้นที่สัมผัสกับร่างกาย ชั้นที่ 1 ทำจากไนลอน ชั้นที่ 2-3 ทำจากผ้าสแปนเด็กซ์ซึ่งมีความยืดหยุ่นสูง และมีระบบท่อน้ำเย็นขนาดเล็กทำหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิ
    • ชั้นที่ 4 เป็นชั้นควบคุมความดัน ทำจากไนลอนเคลือบยูรีเทน
    • ชั้นที่ 5 เป็นชั้นเสริมความแข็งแรงและทรงรูปร่างให้แก่ชุด ทำจากเส้นใยเดครอน
    • ชั้นที่ 6 เป็นชั้นรองพื้นให้กับชั้นที่ 7-13 ทำจากไนลอนเคลือบด้วยยางนีโอปรีน
    • ชั้นที่ 7-13 เป็นชั้นที่ทำหน้าที่เป็นฉนวนป้องกันความร้อนความเย็นและป้องกันอันตรายจากการชนของสะเก็ดดาว หินหรือฝุ่นละออง ทำจากไมลาร์เคลือบอะลูมิเนียม
    • ชั้นที่ 14 เป็นชั้นเสริมความทนทานและป้องกันการฉีกขาด ทำจากกอร์เทกซ์ และเคฟลาร์(ที่ใช้ทำเสื้อกันกระสุน)
  2. วัสดุดูดซับ (Maximum Absorption Garment): ดูดซับของเสียในร่างกายเช่น ปัสสาวะ อุจจาระ
  3. วัสดุระบายและระบบความเย็น
  4. ระบบสื่อสาร
  5. ถุงมือ
  6. หมวก
  7. อุปกรณ์ดำรงชีพพื้นฐาน
  8. แพคสำรองออกซิเจน
  9. รองเท้าบู๊ท
  10. อื่นๆ

สถานีอวกาศ

เป็นสิ่งก่อสร้างที่ออกแบบมาให้มนุษย์สามารถดำรงชีพในอวกาศได้ อยู่ในระดับวงโคจรต่ำ

วัตถุประสงค์

  • เพื่อศึกษาติดตามสภาวะร่างกายในการดำรงชีวิตในสภาพไร้แรงโน้มถ่วง
  • เพื่อทำการค้นคว้าทดลองทางวิทยาศาสตร์ในสภาพไร้แรงโน้มถ่วง ผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาบนอวกาศและนำมาใช้ทั่วไปบนโลก เรียกว่า NASA spinoffs ตัวอย่างเช่น ระบบ GPS, เมมโรี่โฟม สามารถดูผลิตภัณฑ์ที่มาจากการพัฒนาของ NASA ได้ที่ NASA Spinoff
  • เรียนรู้การดำรงชีวิตเพื่อเตรียมพร้อมให้กับการเดินทางสำรวจดวงดาวอื่นๆในอนาคต
  • ทดสอบระบบ ตรวจสอบและซ่อมแซมกระสวยอวกาศเพื่อใช้ในการปฏิบัติการของกระสวยอวกาศในการเดินทางสำรวจดาวเคราะห์และดวงจันทร์
STS-133 International Space Station after undocking 5 ภาพ ISS จาก NASA [Public domain], via Wikimedia Commons

ตัวอย่างสถานีอวกาศ

  1. ซัลยุท 1 (19 เมษายน 2514- 11 ตุลาคม 2514)
  2. สกายแล็บ (14 พ.ค. 2516- 11 ก.ค.2522)
  3. ซัลยุท 3 ( 25 มิ.ย. 2517-24 ม.ค. 2518)
  4. ซัลยุท 4 ( 26 ธ.ค. 2517- 3 ก.พ. 2520)
  5. ซัลยุท 5 (22 มิ.ย. 2519-8 ส.ค. 2520)
  6. ซัลยุท 6 (29 มิ.ย. 2520-29 ก.ค. 2525)
  7. ซัลยุท 7 (19 เม.ย. 2525-7 ก.พ. 2534)
  8. เมียร์ (19 ก.พ. 2529- 23 มี.ค. 2544)
  9. ISS (20 พ.ย. 2541- ปัจจุบัน) เป็นสถานีอวกาศที่มีขนาดใหญ่ที่สุด เป็นความร่วมมือกันระหว่าง NASA (สหรัฐอเมริกา), Roscosmos (รัสเซีย), European Space Agency (สหภาพยุโรป), Japanese Aerospace Exploration Agency (ญี่ปุ่น) และ Canadian Space Agency (แคนาดา)
  10. เทียนกง 1 (29 ก.ย. 2554- 2 เม.ย. 2561)
  11. เทียงกง 2 ( 15 ก.ย. 2559- ปัจจุบัน)

ดาวเทียม

อุปกรณ์ที่สร้างขึ้นและส่งไปในวงโคจรรอบโลก เพื่อใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ

อุปกรณ์ของดาวเทียม

  • ระบบนำร่อง มีหน้าที่ตรวจสอบตำแหน่งของดาวเทียม
  • ระบบควบคุมและสื่อสาร
  • ระบบเซนเซอร์ และอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ต่างๆตามภารกิจของดาวเทียม
  • ระบบพลังงาน เช่น แผงสุริยะ,เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (ในดาวเทียมขนาดใหญ่)
  • ระบบเครื่องยนต์ มีหน้าที่สร้างแรงขับดันเพื่อรักษาระดับความสูงของวงโคจร

ดาวเทียมจะถูกส่งไปตามระดับความสูงที่แตกต่างกัน ได้แก่

  • วงโคจรระยะต่ำ ความสูง < 1,000 กม. เหมาะสำหรับถ่ายภาพละเอียดสูง
  • วงโคจรระยะปานกลาง 1,000 < ความสูง <35,000 กม. สามารถถ่ายภาพ และส่งสัญญาณวิทยุ
  • วงโคจรประจำที่ ความสูง = 35,786 กม. ถูกเรียกว่า “วงโคจรค้างฟ้า” นิยมใช้สำหรับการถ่ายภาพทั้งดวงใช้ในการโทรคมนาคมข้ามทวีป

ประเภทของดาวเทียม

ประเภทของดาวเทียม คุณสมบัติ ตัวอย่าง
1. ดาวเทียมสำรวจทรัพยากร 1. จัดเป็นดาวเทียมวงโคจรต่ำ
2. จับภาพจากการแผ่รังสีอินฟาเรดของโลก
3. ใช้สำหรับสำรวจแหล่ง ทรัพยากร
แลนด์แซต, ธีออส
2. ดาวเทียมทำแผนที่ 1. จัดเป็นดาวเทียมวงโคจรต่ำ
2.เพื่อให้ได้ภาพที่มีรายละเอียดสูง
3. ใช้สำหรับทำแผนที่
จีโออาย-1, ควิกเบิร์ด
3.ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา 1. มีวงโคจรหลายระดับ
2. นักอุตุนิยมวิทยาใช้ภาพถ่ายดาวเทียมในการพยากรณ์อากาศ
1. โนอา (วงโคจรต่ำ)-ถ่ายภาพได้ละเอียดกว่า
2. GOES และ MTSAT (วงโคจรค้างฟ้า) ถ่ายภาพมุมกว้าง
4. ดาวเทียมโทรคมนาคม 1. มีวงโคจรค้างฟ้า
2. มีหน้าที่ถ่ายทอดสัญญาณ
อินเทลแซต, ไทยคม, ปาลาปา

การดูดาว



รู้จักกับเส้นสมมติต่างๆก่อน

  • เส้นศูนย์สูตรฟ้า (Celestial Equator) เป็นเส้นที่ผ่านจุดทิศ“ตะวันออก” ไปทางทิศ “ตะวันตก” เป็นแนวเดียวกับเส้นศูนย์สูตร
  • เส้นขอบฟ้า (Horizon) คือ เส้นสมมติในแนวระดับสายตา หรือแนวบรรจบของทรงกลมท้องฟ้าส่วนบนกับท้องฟ้าส่วนล่าง
  • เส้นเมริเดียน (Meridian) คือ แนวเส้นที่ลากจากจุดทิศเหนือไปจุดทิศใต้
  • จุดเหนือศีรษะ (Zenith) คือ จุดที่ตั้งฉากกับผู้สังเกตขึ้นไปทางทรงกลมฟ้า

การบอกตำแหน่งดาว

ใช้ ระบบขอบฟ้า (The Horizontal System) อาศัย

  • อัลติจูด (Altitude) หรือ มุมเงย - วัดจากขอบฟ้า (0 องศา ขึ้นไปจุดเหนือศีรษะ (90 องศา)
  • อะซิมุท (Azimuth) หรือ มุมทิศ-วัดตามแนวขอบฟ้าจาก ทิศเหนือ (0 องศา) หมุนตามเข็มนาฬิกา ไปทิศตะวันออก (90 องศา) ไป ทิศใต้ (180 องศา) ไป ทิศตะวันตก (270 องศา)และกลับมาทิศเหนือที่ (360 องศา)

ดาวจะขึ้นทางตะวันออก/ตะวันออกเฉียงเหนือ-ใต้ และจะไปตกทางทิศตะวันตก/ตะวันตกเฉียงเหนือ-ใต้>

แผนที่ดาว

  • ได้จัดทำขึ้นโดย สสวท เป็นแผนที่ที่เหมาะสมกับการสังเกตดาว ณ ละติจูด ระหว่าง 5-20 องศา เหนือ ซึ่งก็คือตำแหน่งของประเทศไทย
  • เป็นแผนที่ที่ใช้ศึกษาดาวฤกษ์ (ดาวฤกษ์ไม่มีการเคลื่อนที่ แต่ที่เห็นว่ามีการเคลื่อนที่เพราะโลกหมุนรอบตัวเอง นอกจากนี้ โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ จึงทำให้ดวงดาวบางอย่างเห็นได้ในช่วง หน้าร้อนและหน้าหนาว)
  • ประกอบด้วย 2 ส่วน คือ ส่วนที่เป็นซอง และ แผ่นแสดงกลุ่มดาว

การวัดระยะบนท้องฟ้า

  • ใช้อุปกรณ์วัดมุมทิศและมุมเงย
  • ใช้มือเราเป็นเครื่องวัดมุม เช่น ถ้าดวงดาวนั้นอยู่ห่างจากเส้นขอบฟ้าไป 2 กำปั้นมือ ก็จะมีมุมเงยที่ 20 องศา

รู้จักทิศและชื่อทิศ