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
สเปกตรัมของดาวฤกษ์
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
การหาระยะห่างของดาวฤกษ์
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