ดาวเทียมสื่อสาร
เมื่อจรวดบรรทุกดาวเทียมทะยานไปถึงจุดวงโคจรที่เตรียมปล่อยดาวเทียม ณ จุดปล่อยนี้จะต้องมีความสมดุลระหว่าง
แรงดึงดูดของโลก ที่จะคอยดึงดาวเทียมให้ตกลงสู่พื้นโลกและความเฉื่อย (Inertia) ในการเคลื่อนที่ของดาวเทียมในอวกาศ ความเร็วในการเคลื่อนที่ของดาวเทียมในวงโคจรมีค่าความเร็วประมาณ 27,359 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (17,000 ไมล์ต่อชั่วโมง) เราเรียกความเร็วในการเคลื่อนที่ของดาวเทียมโดยไม่ตกสู่พื้นโลก และไม่ล่องลอยออกไปในอวกาศ เรียกว่า ความเร็ววงโคจร (Orbital velocity) ความสูงจากพื้นโลกของดาวเทียมในอวกาศมีค่าประมาณ242กิโลเมตร(150ไมล์)
ความสำคัญของแรง และความเร็วที่กระทำกับดาวเทียม
- ถ้าโลกไม่มีแรงโน้มถ่วงช่วยดึงดาวเทียม มันจะเคลื่อนที่ลอยออกไปในอวกาศ
- ถ้าดาวเทียมเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เร็วเกินไป มันจะหลุดออกไปจากเส้นทางวงโคจร ในทางกลับกัน
- ถ้าดาวเทียมเคลื่อนที่ช้าเกินไป แรงโน้มถ่วงของโลกจะดึงดาวเทียมตกลงสู่พื้นผิวโลก
ดาวเทียมที่เคลื่อนที่ในวงโคจรจะมีแรงจากที่กล่าวข้างต้นมาฉุด จนเกิดเป็น แรงฉุด(Drag) เพื่อให้ดาวเทียมอยู่ในวงโคจรได้นาน ๆ โดยไม่ตกผ่านชั้นบรรยากาศ และถูกเผาไหม้ไปจนหมด และเพื่อไม่ให้ดาวเทียมออกไปจากเส้นทางวงโคจร จะต้องรักษาสมดุลของแรงไว้ให้ดี ในการโคจรรอบโลก
สถานีควบคุมภาคพื้นดินจะคอยควบคุมดาวเทียมให้อยู่ในวงโคจรตลอดเวลา โดยที่ดาวเทียมจะมีระบบไอพ่นขับดัน จะจุดเครื่องยนต์จรวดไอพ่น ก็ต่อเมื่อเห็นว่าดาวเทียมเริ่มห่างไกลจากโลก (Apogee) ของวงโคจรของมัน (จุดจากระยะทางที่มากที่สุดจากโลก) และจุดเครื่องยนต์เมื่อเห็นว่าดาวเทียมเริ่มเข้าใกล้โลก (Perigee) เกินไป คอยบังคับทิศทางให้ดาวเทียมรักษาระดับและทิศทางไปตามวงโคจร เพื่อให้เป็นวงโคจรที่กลมมากตามโลกที่สุด
พื้นที่การให้บริการ ของไทยคม 5 และไทยคม 3 (78.5°E)
ฐานปล่อยจรวดที่ดีจะตั้งไว้ที่แนวเส้นหรือใกล้เส้นศูนย์สูตร ซึ่งเป็นจุดที่โลกมีระยะเส้นรอบวงที่มากที่สุด และหมุนเร็วแรงที่สุด (ข้อน่าสังเกต: โลกมีสัณฐานเป็นทรงกลมแบน) อุ้ยอ้ายรอบตรงกลาง
คำถามตัวบูสต์ จะเสริมจากการปล่อยที่เส้นศูนย์สูตรได้อย่างไร?
เรามาคิดกันอย่างคร่าว ๆ ดังนี้ เราสามารถคำนวณเส้นรอบวงของโลกโดยการคูณกันของเส้นผ่านศูนย์กลางกับค่า p(Pi:ไพ: p= 3.1416) เส้นผ่านศูนย์กลางของโลกที่เส้นศูนย์สูตร (D) เท่ากับ 12,753 กิโลเมตร (7,926 ไมล์)
เส้นรอบวงของโลกที่เส้นศูนย์สูตร = p x D
= 3.1416 x 12,753 km
= 40,065 km
ดังนั้น เส้นรอบวงของโลกที่เส้นศูนย์สูตร มีค่า 40,065 กิโลเมตร (24,900 ไมล์)
โลกหมุนรอบตัวเอง 1 รอบใช้เวลา 24 ชั่วโมง
ความเร็วการหมุนของโลก = เส้นรอบวงของโลกหารด้วยเวลาโลกหมุนรอบตัวเอง
= 40,065 km/24hr
= 1669 km/hr
ณ จุดหนึ่งบนพื้นผิวโลกที่เส้นศูนย์สูตร จะมีการเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 1,669 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (1,038 ไมล์ต่อชั่วโมง) (ตลอดเวลาเราเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 1,669 กิโลเมตรต่อชั่วโมงเชียวนะ!!) ฐานปล่อยยานอวกาศฐานหนึ่งได้แก่ ฐานปล่อยจรวดที่แหลมคานาเวรอล (Canaveral) รัฐฟลอริดา (Florida) สหรัฐอเมริกา จะมีความเร็วของโลกค่านี้อยู่ที่เหมาะในการปล่อยยานอวกาศ โดยไม่จำเป็นต้องเสริมตัวบูสต์ขนาดใหญ่มาก แต่จะใช้ความเร็วในการหมุนตัวของโลกเข้าช่วย
- มิเตอร์วัดความเร่ง (Accelerometers) ซึ่งตั้งอยู่ในวงแหวนอยู่กับที่ ในแกนไจโรสโคป อยู่ในทิศทางที่เหมือนกัน ไจโรสโคปจะเสถียร ตั้งอยู่บนแท่นที่บรรจุมิเตอร์วัดความเร่ง การเปลี่ยนแปลงความเร่งในแนวแกน 3 แกน ทำให้รู้ถึงทิศทางอย่างแน่ชัดที่จรวดถูกปล่อยไป และทราบถึงความเร่งของจรวดในขณะที่บินอยู่
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น