วิทยาศาสตร์ ม. ปลาย ระบบสุริยะและเทคโนโลยีอวกาศ (ตะลุยโจทย์) โดยครูแมค
ทีมงานทรูปลูกปัญญา
|
06 ส.ค. 64
 | 10.4K views



ระบบสุริยะและเทคโนโลยีอวกาศ (ตะลุยโจทย์)

กำเนิดเอกภพ

ทฤษฎีบิกแบง เป็นทฤษฎีการกำเนิดเอกภพ โดยเชื่อว่าเกิดจากการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ มีการขยายตัวออกของมิติและเวลาออกไปเรื่อย ๆ 

มีอนุภาคและปฏิอนุภาค ได้แก่ โฟตอน (แสง) อิเล็กตรอน โพซิตรอน นิวทริโน แอนตินิวทริโน ควาร์ก และแอนติควาร์ก ที่ถูกปล่อยออกมา ซึ่งถ้าสองอย่างนี้เจอกันจะเกิดการประลัย มวลจะหายไปและกลายเป็นพลังงาน

หลังจากนั้น  
เวลาผ่านไป 0.000001 วินาที ควาร์กรวมตัวเป็นโปรตอนและนิวตรอน

เวลาผ่านไป 3 นาที เกิดนิวเคลียสของฮีเลียม

เวลาผ่านไป 300,000 ปี เกิดอะตอมไฮโดรเจนและฮีเลียม

เวลาผ่านไป 1,000 ล้านปี เกิดกาแล็กซี

 

สเปกตรัมของดาวฤกษ

เรียงจากอุณหภูมิสูงไปต่ำ เรียงจากอายุน้อยไปอายุมาก ดังนี้

O

B

A

F

G

K

M

น้ำเงิน

น้ำเงินแกมขาว

ขาว

ขาวแกมเหลือง

เหลือง

ส้ม

แดง

 

ความสว่างและอันดับความสว่าง

- อันดับความสว่างยิ่งมีค่าน้อย ยิ่งสว่างมาก
- อันดับความสว่างต่างกัน N อันดับ ความสว่างจะต่างกัน (2.5)N
- อันดับความสว่างหรือโชติมาตร แบ่งเป็น 

   -  อันดับความสว่างแท้จริง คือ ค่าความสว่างจริงของดวงดาว ในกรณีที่ดวงดาวอยู่ห่างจากโลกในระยะเท่ากัน โดยกำหนดระยะไว้ที่ 10 พาร์เซก หรือ 32.6 ปีแสง
   -  อันดับความสว่างปรากฏ คือ ค่าความสว่างของดวงดาวที่มองเห็นจากโลก 

 

การหาระยะห่างของดาวฤกษ

    พารัลแลกซ์ เป็นวิธีการหาระยะทางระหว่างดวงอาทิตย์กับดาวฤกษ์ จากการวัดมุมของดาวฤกษ์ 2 ครั้ง เมื่อดาวฤกษ์ขยับเปลี่ยนตำแหน่งเทียบกับดาวฤกษ์พื้นหลังโดยมีระยะเวลาต่างกัน 6 เดือน

 

เทคโนโลยีอวกาศ

แรงดึงดูดระหว่างมวล

    แรงดึงดูดระหว่างมวลมีค่าขึ้นอยู่กับ มวลของวัตถุทั้งสองและระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของมวลทั้งสอง

แรงโน้มถ่วง

    จากกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันมีความสัมพันธ์ระหว่าง แรง มวล และความเร่งของวัตถุ พิจารณาร่วมกับแรงดึงดูดระหว่างมวล ทำให้ทราบค่าความเร่งที่ผิวของดวงดาวต่าง ๆ ได้

ความเร่งจากแรงโน้มถ่วง

    อาศัยแรงลัพธ์ในแนวศูนย์กลางวงกลมซึ่งมีทิศตั้งฉากกับทิศของความเร็ว ทำให้เกิดความเร่งเข้าสู่ศูนย์กลางส่งผลให้ความเร็วเปลี่ยนทิศทางตลอดเวลาที่เคลื่อนที่

อัตราเร็ว ณ วงโคจร

    เราสามารถคำนวนอัตราเร็วที่เหมาะสมของวัตถุ ที่ขึ้นไปโคจร ณ วงโคจรระดับต่าง ๆ ของโลก หรือดวงดาวโดยใช้ความรู้เรื่อง การเคลื่อนที่แบบวงกลมและแรงดึงดูดระหว่างมวล

คาบการโคจร

    เมื่อเราทราบอัตราเร็วในการโคจรและทราบระยะทางของการโคจร 1 รอบ ทำให้เราสามารถคำนวนหาเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ครบ เรียกว่า คาบการโคจร

อัตราเร็วหลุดพ้น

    การส่งวัตถุหรือกระสวยอวกาศออกสู่นอกโลก จะต้องมีความเร็วที่มากเพียงพอ เรียกว่า ความเร็วหลุดพ้น โดยความเร็วหลุดพ้นที่ผิวโลก หรือ ที่ระดับวงโคจรต่าง ๆ มีค่าแตกต่างกันไป

วงโคจรอันดับต่าง ๆ 

- High orbit เป็นวงโคจรระดับสูง สูงจากพื้นโลกมากกว่า 35,000 กิโลเมตร ลักษณะการโคจรเป็นวงรี อยู่ใกล้โลกบ้าง ไกลโลกบ้าง ทำให้สามารถวัดสนามแม่เหล็กทั้งที่อยู่ไกลโลกและใกล้โลกได้

- Medium-Earth orbit เป็นวงโคจรระดับปานกลาง สูงจากพื้นโลก 1,000-35,000 กิโลเมตร ดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรระดับนี้ เช่น เครือข่ายดาวเทียม GPS

- Low-Earth orbit เป็นวงโคจรระดับต่ำ ซึ่งอยู่ใกล้ผิวโลก สูงจากพื้นโลกไม่เกิน 1,000 กิโลเมตร โดยเป็นชั้นการโคจรของดาวเทียมประเภทหนึ่งที่สามารถโคจรรอบโลกได้หลายรอบใน 1 วัน ดังนั้น ดาวเทียมประเภทนี้จะนิยมใช้วงโคจร Polar orbit หรือวงโคจรขั้วโลก เพื่อให้แต่ละรอบของการโคจรผ่านบริเวณที่แตกต่างกัน จึงสามารถเก็บข้อมูลได้ทุกจุดบนโลก

 

โคจรค้างฟ้าหรือวงโคจรสถิต เป็นวงโคจรในระดับประมาณ 35,786 กิโลเมตร ดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรนี้จะใช้เวลาในการโคจรรอบโลก 24 ชั่วโมง ดังนั้น ทุกครั้งที่เรามองขึ้นไปก็จะเห็นดาวเทียมอยู่ที่เดิม เช่น ดาวเทียมสื่อสาร ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา