ทำไงดี?.....อยากหนีไปอยู่นอกโลก

เอาบ้าง.....รัสเชียคัดเอกชนสร้างจรวดส่งคนไปดวงจันทร์

             สำนักข่าวบีบีซีนิวส์ระบุว่า องค์การอวกาศรัสเซีย (Russian space agency) หรือ รอสคอสมอส (Roscosmos) ได้ผู้ชนะการประมูลในการเสนอโครงการสร้างยานอวกาศอวกาศ ส่งคนไปปฏิบัติภารกิจบนดวงจันทร์แล้ว โครงการนี้ถือเป็นแผนงานด้านอวกาศชิ้นแรกของรัสเซียที่ มีเป้าหมายหลักอยู่ที่ดวงจันทร์ นับแต่ปี พ.ศ.2507 อีกทั้งนับเป็นครั้งที่ 2 หลังจากสหภาพโซเวียตล่มสลาย ที่มอสโควได้รับรองการพัฒนายานอวกาศลำใหม่ โดยคาดว่าจะได้ทดสอบจรวดใหม่ประมาณปี 2558  (https://www.manager.co.th วันที่ 19 มีนาคม 2552 เวลา 08.48 น.)
          อ่านข่าวนี้แล้วก็ได้แต่นึกอิจฉา  เมื่อไหร่นะ.... ประเทศไทย หรือคนไทยจะได้ไปท่องอวกาศ ประเทศเพื่อนบ้านอย่างมาเลเซียคุณหมอสุดหล่อของเขาก็ได้ไปท่องอวกาศกันแล้วตั้งแต่ปีที่แล้ว เคยนึกสงสัยบ้างไหมคะว่า ทำไมเราจึงสามารถเดินทางไปสู่อวกาศกันได้  ทำไมจรวดหรือยานอวกาศลำใหญ่ ๆ หนักหลายตันถึงสามารถขึ้นไปสู่อวกาศได้  มีวิธีอย่างไร  ถ้าสงสัยลองมาศึกษากันดูค่ะ .........

เดินทางออกสู่อวกาศต้องใช้ยานพาหนะพิเศษที่เรียกว่ายานอวกาศ
ยานอวกาศถูกส่งจากโลกโดยจรวด

          อวกาศอยู่สูงเหนือศีรษะขึ้นไปเพียงหนึ่งร้อยกิโลเมตร  แต่การที่จะขึ้นไปถึงมิใช่เรื่องง่าย ๆ เซอร์ไอแซค นิวตัน นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ ผู้คิดค้นทฤษฎีเรื่องแรงโน้มถ่วงของโลกและการเดินทาง สู่อวกาศเมื่อสามร้อยปีมาแล้ว ได้อธิบายไว้ว่า หากเราขึ้นไปอยู่บนที่สูง และปล่อยก้อนหินให้หล่นจากมือ ก้อนหินก็จะตกลงสู่พื้นในแนวดิ่ง เมื่อออกแรงขว้างก้อนหินออกไปให้ขนานกับพื้นก้อนหินจะเคลื่อนที่เป็นเส้นโค้ง (A) เนื่องจากแรงลัพธ์ซึ่งเกิดจากแรงที่เราขว้างและแรงโน้มถ่วงของโลกรวมกัน หากเราออกแรงมากขึ้น วิถีการเคลื่อนที่ของวัตถุจะโค้งมากขึ้น และก้อนหินจะยิ่งตกไกลขึ้น (B) และหากเราออกแรงมากจนวิถีของวัตถุขนานกับความโค้งของโลก ก้อนหินก็จะไม่ตกสู่พื้นโลกอีก แต่จะโคจรรอบโลกเป็นวงกลม (C) เราเรียกการตกในลักษณะนี้ว่า “การตกอย่างอิสระ” (free fall) และนี่เองคือหลักการส่งยานอวกาศขึ้นสู่วงโคจรรอบโลก
หากเราเพิ่มแรงให้กับวัตถุมากขึ้นไปอีก เราจะได้วงโคจรเป็นรูปวงรี (D) และถ้าเราออกแรงขว้างวัตถุไปด้วยความเร็ว 11.2 กิโลเมตรต่อวินาที วัตถุจะไม่หวนกลับคืนอีกแล้ว แต่จะเดินทางออกสู่ห้วงอวกาศ (E) เราเรียกความเร็วนี้ว่า “ความเร็วหลุดพ้น” (escape speed) และนี่คือหลักการส่งยานอวกาศไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่น

อ้างอิงภาพ : https://www.lesa.in.th/2/space_tech/concept/concept.html

 จรวด
        หมายถึงอุปกรณ์สำหรับสร้างแรงขับดันเท่านั้น หน้าที่ของจรวดคือ การนำยานอวกาศ ดาวเทียม หรืออุปกรณ์ประเภทอื่นขึ้นสู่อวกาศ ดังนั้นจรวดจะต้องมีแรงขับเคลื่อนสูงมาก เพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลก จรวดปล่อยก๊าซร้อนออกทางท่อท้าย ทำให้จรวดเคลื่อนที่ไปข้างหน้า 
เราแบ่งประเภทของจรวดตามชนิดของเชื้อเพลิงออกเป็น 2 ประเภท คือ
1.จรวดเชื้อเพลิงแข็ง มีโครงสร้างไม่สลับซับซ้อน แต่เมื่อการเผาไหม้เชื้อเพลิงเกิดขึ้นแล้ว ไม่ สามารถหยุดได้
2.จรวดเชื้อเพลิงเหลว มีโครงสร้างสลับซับซ้อน เพราะต้องมีถังเก็บเชื้อเพลิงเหลว และออกซิเจนเหลว (เพื่อช่วยให้เกิดการสันดาป) ซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง และยังต้องมีท่อและปั๊มเพื่อลำเลียงเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเครื่องยนต์เพื่อทำการเผาไหม้ จรวดเชื้อเพลิงเหลวมีข้อดีคือ สามารถควบคุมปริมาณการเผาไหม้ และปรับทิศทางของกระแสก๊าซได้
  
อุปกรณ์ที่จรวดนำขึ้นไป (Payload)

          ดังที่กล่าวไปแล้ว จรวดเป็นเพียงตัวขับเคลื่อนขึ้นสู่อวกาศ สิ่งที่จรวดนำขึ้นไปมีมากมายหลายชนิด ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์หรือภารกิจ ซึ่งอาจจะมีทั้งการทหาร สื่อสารโทรคมนาคม หรืองานวิจัยทางวิทยาศาสตร์
           ขีปนาวุธ (Missile) เป็นคำที่เรียกรวมของจรวดและหัวรบ เนื่องจากจรวดมีราคาสูง และมีพิกัดบรรทุกไม่มาก หัวรบที่บรรทุกขึ้นไปจึงมีขนาดเล็ก แต่มีอำนาจการทำลายสูงมาก เช่น หัวรบนิวเคลียร์
           ดาวเทียม (Satellite) หมายถึง อุปกรณ์ที่ส่งขึ้นไปโคจรรอบโลก เพื่อใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ เช่น ถ่ายภาพ โทรคมนาคม ตรวจสภาพอากาศ หรืองานวิจัยทางวิทยาศาสตร์
           ยานอวกาศ (Spacecraft) หมายถึง ยานพาหนะที่โคจรรอบโลก หรือเดินทางไปยังดาวดวงอื่น อาจจะมีหรือไม่มีมนุษย์เดินทางไปด้วยก็ได้ เช่น ยานอะพอลโล ซึ่งนำมนุษย์เดินทางไปดวงจันทร์ 
           สถานีอวกาศ (Space Station) หมายถึง ห้องปฏิบัติการในอวกาศ ซึ่งมีปัจจัยสนับสนุนให้มนุษย์สามารถอาศัยอยู่ในอวกาศได้นานนับเดือน หรือเป็นปี สถานีอวกาศส่วนมากถูกใช้เป็นห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ เพื่อประโยชน์ในการวิจัย ทดลอง และประดิษฐ์คิดค้นในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง สถานีอวกาศที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน ได้แก่ สถานีอวกาศนานาชาติ ISS (International Space Station)

ต่อยอดความคิด

1.  มนุษย์พยายามที่จะเดินทางไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ที่อยู่ไกลออกไปโดยจรวด แต่ด้วยข้อจำกัดของระยะทางที่ไกลมาก ๆ เชื้อเพลิงที่ใช้ก็ต้องมีปริมาณมากด้วย แต่ในขณะที่จรวดไม่สามารถบรรทุกน้ำหนักได้คราวละมากๆ  ทำให้การเดินทางไปสำรวจอวกาศไม่สามารถไปได้ไกลอย่างที่ใจต้องการ ลองคิดดูว่ามีวิธีไหนที่จะทำให้เราสามารถเดินทางไปสำรวจอวกาศได้ไกล ๆ คิดออกแล้วอย่างเก็บเอาไว้คนเดียว ส่งมาแลกเปลี่ยนเรียนรู้กันดูนะคะ
2.  คุณอยากให้จรวดส่งอะไรขึ้นสู่อวกาศบ้าง
3.  ถ้าคุณได้รับคัดเลือกให้ขึ้นไปสำรวจอวกาศ  และได้ค้นพบดาวดวงใหม่ที่ยังไม่มีใครเคยค้นพบ คุณจะตั้งชื่อว่าอย่างไร และคุณค้นพบอะไรบ้างจากการสำรวจดาวดวงนั้น เขียนมาเล่าสู่กันฟังบ้างนะคะ

กิจกรรมเสนอแนะ
 เพื่อให้มีความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน  มาทดลองสนุก ๆ กันดีกว่าค่ะ
1.  จรวดอีโน  https://www.lesa.in.th/2/space_tech/eno_rocket/eno_rocket.html
2.  จรวดน้ำ  https://www.lesa.in.th/2/space_tech/water_rocket/water_rocket.html

อ้างอิง
1.  https://www.aksorn.com/images/lib/sci/076.jpg
2.  https://www.lesa.in.th/2/space_tech/concept/concept.html
3.  https://www.lesa.in.th/2/space_tech/concept/concept.html

ครูปู
 

 
ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=22