ความหมายของดาวเทียม

ความหมายของดาวเทียม

ดาวเทียม คือ
ห้องทดลองที่นักวิทยาศาสตร์บรรจุอุปกรณ์ต่างๆเอาไว้แล้วส่งขึ้นไปโคจรรอบโลกเพื่อประโยชน์ในด้านต่างๆ
มีขนาดและรูปร่างแตกต่างกันแล้วแต่ความมุ่งหมายของแต่ละโครงการ
ดาวเทียมอาจมีรูปร่างเป็นทรงกลม รูปกลองหรือหีบก็ได้
และไม่จำเป็นต้องมีรูปร่างเพรียวลมเหมือนยวดยานต่างๆที่เราใช้อยู่บนโลก
เพราะในอวกาศไม่มีอากาศที่จะมาปะทะเป็นแรงต้านทาน
ขนาดของดาวเทียมบางดวงมีขนาดเล็กมาก มีเส้นผ่าศูนย์กลางเพียง 2-3 นิ้ว
หรือ 2-3 ฟุต แต่บางดวงอาจใหญ่โตจนมีเส้นผ่าศูนย์กลางเป็นร้อยๆฟุต
เช่น ดาวเทียมเอกโก (Echo) เป็นต้น ดาวเทียมที่ถูกส่งออกไปสู่อวกาศ
อาจมีระยะเวลาในการโคจรรอบโลกเป็นเวลานานมากน้อยต่างกัน
ทั้งนี้ขึ้นอยู่กีบขนาดและระยะห่างของวงทางโคจร
ถ้าเข้ามาใกล้โลกมากๆจะเกิดแรงต้านทานทำให้ความเร็วของดาวเทียมลดลง
เมื่อมีความเร็วน้อยกว่าที่กำหนด
ดาวเทียมก็จะตกลงสู่โลกและถูกเผาไหม้ในบรรยากาศของโลก
โดยทั่วไปดาวเทียมที่มีขนาดใหญ่และมีวงโคจรต่ำจะสลายตัวไปเร็วกว่าดาวเทียมที่มีขนาดเล็กแต่มีวงโคจรสูง
เช่น ดาวเทียมแวนการ์ด หมายเลข 1 (Vanguard 1)
ซึ่งมีเส้นผ่าศูนย์กลางเพียง 6 นิ้ว โคจรห่างจากโลก 400 ไมล์ ส่งไปเมื่อ
พ.ศ. 2501 ซึ่งคาดว่าจะมีอายุได้เป็นร้อยๆปี

หลักการส่งดาวเทียม

การส่งดาวเทียมออกนอกโลก
อาศัยกฎเกณฑ์ธรรมชาติที่มนุษย์ได้ศึกษาจนพบความจริง เช่น กฎของนิวตัน
เช่น กฎเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ (Law of motion) และกฎแห่งความโน้มถ่วง
(Low of gravitational)

การที่จะส่งดาวเทียมขึ้นไปได้จะต้องมีความเร็วที่พอเหมาะ
คือ ความเร็ว 5 ไมล์ต่อวินาที หรือ 18,000 ไมล์ต่อชั่วโมง
วัตถุก็จะเคลื่อนที่เป็นวงกลม และวัตถุจะไม่มีโอกาสตกถึงพื้นดินอีกเลย
และจะเคลื่อนที่อยู่ในความสูงประมาณ 200-300 กิโลเมตร หรือ 124-186 ไมล์
จากพื้นผิวโลก ถ้าวัตถุเริ่มเคลื่อนที่มีความเร็วมากกว่า 5 ไมล์ต่อวินาที
จะได้วงโคจรแบบวงรีซึ่งใช้สำหรับส่งยานอวกาศไปสำรวจดวงจันทร์
ถ้าหากมีความเร็วต้นเพิ่มขึ้นถึง 7ไมล์ต่อวินาทีจะได้วงโคจรที่เรียกว่า
พาราโบลา ถ้ามีความเร็วมากกว่า 7 ไมล์ต่อวินาที วงโคจรจะเป็นแบบ
ไฮเพอร์โบลา ความเร็ว 7 ไมล์ต่อวินาทีที่ทำให้วัตถุหลุดออกไปจากโลก
เรียกว่า ความเร็วหลุดพ้น (Escape velocity)

ดาวเทียมโคจรรอบโลกได้เพราะมีแรง 2 แรงที่สมดุลกันพอดี
คือ ในขณะที่ดาวเทียมเคลื่อนที่เป็นทางโค้ง จะมีแรงสู่ศูนย์กลาง
(Centripetal force) และ แรงหนีศูนย์กลาง (Centrifugal force) เกิดขึ้น

1. แรงสู่ศูนย์กลาง
เป็นแรงดึงดูดที่เกิดขึ้นระหว่างโลกกับดาวเทียมตามกฎแห่งความโน้มถ่วงของกฎนิวตัน
ที่กล่าวไว้ว่า "แรงดึงดูดระหว่างวัตถุที่มีมวลสาร 2
ชิ้นจะเป็นปฏิภาคโดยตรงกับผลคูณของมวลทั้งสอง
และเป็นปฏิภาคกลับกับกำลังสองของระยะทางระหว่างวัตถุทั้งสอง"

2. แรงหนีศูนย์กลาง
เกิดจากวัตถุเคลื่อนที่เป็นทางโค้งหรือเป็นวงกลม
ถ้าหากดาวเทียมโคจรอยู่ห่างจากโลกมากๆความเร็วของดาวเทียมก็จะลดลงด้วย
ความเร็วที่ต้องการเพื่อให้ดาวเทียมขึ้นไปโคจรตามระยะห่างที่ต้องการนั้นเรียกว่าความเร็วตามวงทางโคจร
(Orbital velocity)


ดาวเทียมที่โคจรอยู่ห่างจากโลกมากเท่าไรก็จะเสียเวลาในการโคจรรอบโลกมากขึ้น
เพราะความเร็วของดาวเทียมลดลง และระยะทางในการโคจรเพิ่มมากขึ้น

ไม่มีความคิดเห็น:

ค้นหาบทเรียนฟิสิกส์

Custom Search