UFABET PRESENT : ในตอนของเดือนกรกฏาคม ถึง กันยายน มีวัตถุฟ้า(Celestial Objects) ที่น่าดึงดูดอยู่มากมาย พวกเราจะเสนอแนะวัตถุฟ้าซึ่งสามารถพินิจด้วยตาเปล่ากล้องโทรทรรศน์ และก็กล้องส่องทางไกลเพื่อการสังเกตอย่างง่ายให้กับนักดูดาวมือใหม่ทุกคนได้พินิจกันโดยใช้เครื่องใช้ไม้สอยอะไรบ้างในการสังเกต
ทำไมปล่อยยานตอนกลางคืน
ทำไมยานหนักแค่ 600 กิโลกรัมต้องใช้จรวดที่ใหญ่ที่สุดในโลก พร้อมจรวดขนาบข้างเต็มสูบ และยังต้องใช้ Star-48 VB เครื่องยนต์ขนาดเล็กไว้เร่งความเร็วเพิ่ม
ทำไมถึงส่งให้เดินทางไปดาวศุกร์ก่อน
ซึ่งที่จริงแล้วทั้งหมดทุกอย่างที่เกิดขึ้นมันเป็นเหตุผลโดยสับเรื่องของยาน Parker Solar Probe ที่มีน้ำหนักน้อยมากจนถึงกล่าวได้ว่าสามารถส่งไปดาวอังคารด้วยจรวด Delta II (ที่ใช้เพื่อการส่งยาน Spiritแล้วก็ Oppertunity) ได้อย่างสบายๆแม้กระนั้นเมื่อพวกเราส่งมันไปยังดวงตะวันกลับจำต้องใช้จรวดDelta IV Heavy ที่ในตอนนี้หากไม่นับ Falcon Heavyมันเป็นจรวดที่ทรงประสิทธิภาพที่สุดในโลก รวมทั้งมีขนาดใหญ่ที่สุดในโลกเช่นเดียวกัน (ใหญ่มากยิ่งกว่าFalcon Heavy) บางส่วน
เหตุผลกล้วยๆก็คือ การส่งยานเข้าไปในเส้นทางโคจรชั้นในของเส้นทางโคจรโลกยากกว่าการส่งออกไปชั้นนอกในทางของการใช้พลังงาน โดยเหตุนั้นทุกสิ่งทุกอย่างต้องมีการคำนวณมาเพื่อใช้ Delta V ต่ำที่สุด
ชี้แจงเพิ่มเติมอีกก่อน Delta V ที่พวกเราจะเอ๋ยถึงกันในเนื้อหานี้อย่าได้งงเต็กกับชื่อของจรวดDelta Vหมายถึงผลต่างของความเร็ว อาทิเช่น พวกเรากำลังอยู่บนสเก็ตกระดานด้วยอัตราความเร็ว 5กิโลต่อชั่วโมง แล้วพวกเราเอาตีนไปไถพื้นเพื่อเพิ่มความเร็ว จนกระทั่งเปลี่ยนเป็น 10 กิโลต่อชั่วโมงด้วยเหตุผลดังกล่าว Delta V ของพวกเราเป็น 5 กิโลต่อชั่วโมง เป็นส่วนต่างของความเร็วที่มากขึ้น
สิ่งนี้สำคัญมากสำหรับการดีไซน์วิถีโคจร เนื่องมาจากการออกแบบวิถีโคจรที่ดีจะมีผลให้พวกเราใช้Delta V น้อยแม้กระนั้นผลออกมาไม่ได้แตกต่างกันซึ่งทำให้พวกเราใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่า ถ้าเกิดเปรียบเทียบกับยานอวกาศ สำหรับในการเอาตีนไปไถพื้นนั้นพวกเราจะเรียกว่าการเบิร์น (Burn) การเบิร์นจะเป็นตอนที่เสียวที่สุด เนื่องจากว่าถ้าเกิดใช้เวลาเบิร์นมากหรือน้อยกว่าที่คำนวณไว้ วิถีการโคจรบางทีอาจจะบกพร่องได้ หากน้อยไปบางทีอาจจะเบิร์นเพิ่มได้ แม้กระนั้นถ้าหากมากมายไปวิถีโคจรนั้นจะเสียเลย จำเป็นต้องหันจรวดกลับมาอีกทางเพื่อเบิร์นไปตรงกันข้าม ufabet ซึ่งจะใช้เชื้อเพลิงเกินส่วนเกินแล้วก็ถ้าเกิดยังเบิร์นมั่วๆอยู่ เทียวไปเทียวมายานก็บางทีก็อาจจะไม่ถึงจุดหมายรวมทั้งเชื้อเพลิงหมดก่อน
นี่เป็นสิ่งที่ยานอวกาศทุกลำจำต้องพบ ดีไซน์เนอร์วิถีโคจร ซึ่งเป็นศาสตร์หนึ่งใน Orbital Physics หรือOrbital Dynamics ต้องคำนวณอย่างเที่ยงตรงมากมายๆซึ่งในแต่ละภารกิจ Delta V จะคลาดเคลื่อนได้มากน้อยขนาดไหนก็ขึ้นกับว่าวัตถุประสงค์อยู่ห่างออกไปขนาดไหนนั่นเอง
ส่วนต้นสายปลายเหตุที่จะต้องปลดปล่อยกลางคืนก็เพราะตัวยานต้องบินผ่านแถบรังสีที่โอบล้อมโลกอยู่ซึ่งแถบรังสีเหล่านี้เป็นพวกอนุภาคมีประจุ หากเป็นช่วงๆตอนกลางวันอนุภาคพลังงานสูงจากดวงตะวันจะไปชนกับมันทำให้มันมีพลังงานมากยิ่งกว่าเดิมแล้วก็บางทีก็อาจจะสร้างความย่ำแย่ให้กับเครื่องมือต่างๆบนยานอวกาศได้
ส่งยานไปดวงอาทิตย์ทำไมถึงยากนักหนา
หากการส่งยานเข้าไปในดาวพระเคราะห์วงในจากวิถีโคจรโลกหรือให้โคจรเข้าไปใกล้ดวงตะวันมันยาก ก็จำเป็นต้องทดลองถามกลับก่อนว่าเพราะเหตุใดการส่งยานอวกาศไปยังดาวนพเคราะห์วงนอกของเส้นทางโคจรโลกมันง่ายยิ่งกว่า เหตุผลกล้วยๆก็คือ ufabet โลกพวกเรากำลังเขยื้อนรอบดวงตะวันด้วยความเร็ว 30 กิโลต่อวินาที
พวกเราเรียกความเร็วนี้ว่า ความเร็วสัมพัทธ์กับพระอาทิตย์ (relative to the sun หรือ respect to the sun) ความเร็วนี้ได้มาตั้งแต่ในระหว่างที่ระบบสุริยะของพวกเราเกิดขึ้น ทำให้ดาวนพเคราะห์ต่างๆหมุนรอบพระอาทิตย์
ด้วยเหตุว่ากฏของเคปเลอร์บอกพวกเราว่ายิ่งพวกเราอยู่ใกล้ดวงตะวัน ความเร็วโคจรสัมพัทธ์กับดวงตะวัน(respect to the sun) ก็จะยิ่งมากมายและก็ยิ่งอยู่ในเส้นทางโคจรที่ห่างออกไปก็จะยิ่งช้าลง
โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยอัตราเร็ว 30 กิโลเมตรต่อวินาที
ดาวอังคารโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยอัตราเร็ว 24 กิโลเมตรต่อวินาที
ดาวพฤหัสโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยอัตราเร็ว 13 กิโลเมตรต่อวินาที
จะมีความคิดเห็นว่าจากข้อมูลเหล่านี้ ยิ่งดาวที่อยู่วิถีโคจรวงนอกเยอะแค่ไหน อัตราความเร็วของมันก็จะยิ่งช้าลงเป็นลำดับ ในทางตรงกันข้ามพวกเราอยากให้ยาน Parker Solar Probe ไปอยู่ที่จุด Perihelion (วัตถุอะไรก็ตามโคจรเป็นวงรี Perihelion เป็นจุดที่รีเข้ามากใกล้ศูนย์กลางที่สุด) ซึ่งมีความห่างจากพระอาทิตย์อยู่ที่ 6.2 ล้านกม. (ใกล้กว่าดาวพุธ 10เท่า) ซึ่งอยู่ในชั้นวัวโรน่าของดวงตะวัน นั่นถือได้ว่าความเร็วโคจรของมันสัมพัทธ์กับดวงตะวันต้องมากยิ่งกว่ายานลำใดในประวัติศาสตร์
แน่ๆ ดังนี้ทำให้ยาน Parker Solar Probe เมื่อมันโคจรเข้าไปในจุด Perihelion หรือจุดในสุดของวงรีแล้ว มันจะมีความเร็วมากถึง 200 กม.ต่อวินาทีสมการนี้คิดกล้วยๆรวมทั้งออกจะ Linear
เอาแท้จริงการตอบหัวแข็งหรือง่ายนั้นขึ้นอยู่กับว่าพวกเรานิยามความยากว่าทำไม ด้วยเหตุว่าใช้เชื้อเพลิงมากมายกว่า, เพราะเหตุว่าใช้การคำนวณที่แม่นกว่า หรือเนื่องจากจำต้องทำ Gravity Assits หลายหนกว่า แม้กระนั้นสำหรับ Parker Solar Probe แล้ว ความยากนี้น่าจะเป็นการเอาทุกข้อมารวมกัน (ฮา)
ด้วยเหตุผลดังกล่าว หากคิดอย่างงี้การส่งยานไปดาวพระเคราะห์ที่อยู่วงนอกของโลกก็คือพวกเราต้องกระทำลดความเร็วหรือเพิ่มความเร็วกันแน่ ? คำตอบก็คือแนวทางต่างหาก
เร่งเข้าจะทำให้คุณไวขึ้น แต่ถ้าเร่งออกจะทำให้คุณช้าลง
ไม่ว่าจะส่งยานไปตรวจดาวดวงไหนพวกเราก็จำเป็นต้องเร่งความเร็วหมดล่ะ เพียงแต่ว่า แรงเป็นจำนวนเวกเตอร์ โดยเหตุนั้นมันก็เลยควรมีทั้งยังขนาดและก็แนวทาง เพราะฉะนั้นการเร่งความเร็วที่พวกเรากล่าวถึงเป็นพวกเรากล่าวถึง Delta V มิได้กล่าวถึง สัมพัทธ์กับดวงตะวัน
เวลาส่งยานสิ่งแรกเลยก็คือพวกเราจำเป็นต้องหมุนรอบโลกให้ได้ก่อน เมื่อหมุนรอบโลกได้แล้วถ้าหากพวกเราเร่งความเร็วให้เกินความเร็วหลุดพ้น (Escape Velocity) ซึ่งแรงโน้มถ่วงของโลกจะไม่อาจจะจับวัตถุนั้นได้อีกต่อไป พวกเราก็จะหลุดจากวิถีโคจรของโลก(Geocentric) แต่ว่าก็จะอยู่ในเส้นทางโคจรระยะห่างพอๆกับที่โลกหมุนรอบพระอาทิตย์อยู่ ซึ่งพวกเราเรียกว่า Heliocentric หรือวิถีโคจรหมุนรอบพระอาทิตย์ แต่ว่า Aphelion และก็ Perihelion จะไม่พอๆกับโลกเป๊ะด้วยเหตุว่าขึ้นกับแนวทางว่ามัน Burn ออกมาทางไหน(ยานอวกาศหลายลำใช้เส้นทางโคจรนี้ อาทิเช่นKepler)
ใช่ โดยเหตุนี้สิ่งที่จำเป็นเลยก็คือแนวทาง ufabet คิดภาพกล้วยๆถ้าเกิดพวกเราหลุดออกมาจากแรงโน้มถ่วงของโลกในแนวทางเดียวกับที่โลกโคจร Aphelion ก็จะถูกชูให้สูงมากขึ้นในช่วงเวลาที่ Perihelion จะอยู่ที่เดิม (ราว 1 AU)
แม้กระนั้น หากพวกเราหลุดออกมาจากเส้นทางโคจรโลกมาในแนวทางตรงกันข้ามกับที่โลกหมุนรอบดวงตะวัน Perihelion ของพวกเราก็จะน้อยลง ในตอนที่ Aphelion ของพวกเราเหมือนเดิม เหตุนี่ก็เนื่องจากว่าพวกเราพวกเราหลุดออกมาด้วยการเร่งความเร็วไปในด้านต้านทานกับที่โลกหมุนรอบพระอาทิตย์
เอาจริงเอาจังก็มานะคิดภาพเอาละกัน เรื่องของฟิสิกส์วิถีโคจรเป็นอะไรที่จำเป็นต้องใช้จินตนาการแล้วก็ไอเดียเรื่องความสัมพัทธ์มากมาย
ยาน Messenger ละ Helios
แม้กระนั้น Messenger กลับไม่ใช่ยานที่เข้าไปอยู่ในจุดที่ทำให้มันมีความเร็วสูงที่สุด สถิติกลับเป็นของยานHelios 1 รวมทั้ง 2 ที่ถูกส่งไปยังวิถีโคจรใกล้ดวงตะวันที่ระยะ 43 ล้านกิโล ในปี 1976 ซึ่งเป็นครั้งแรกที่มีการส่งยานเข้าไปใกล้กว่าวิถีโคจรของดาวพุธแต่ว่าเวลาที่ Perihelion ของมันใกล้ขนาดนั้น แม้กระนั้น Aphelion ของมันก็ยังอยู่ในระยะของเส้นทางโคจรโลกอยู่ ufabet (ด้วยเหตุนั้นจากภาพจะมีความเห็นว่าวิถีโคจรของมันจะมีความรีมากมายทีเดียว)
ยาน Helios ถูกปลดปล่อยด้วยจรวด Titan IIIE กับCentaur Upper-stage ซึ่งก็ถือได้ว่าเป็นการใช้จรวดที่ใหญ่ที่สุดในในขณะนั้นเช่นกัน ไม่ได้มีความแตกต่างจากการปลดปล่อย Parker Solar Probe เท่าใด เพียงแต่ว่า สิ่งที่ทำให้การปลดปล่อย Helios ใช้พลังงานมาก แม้กระนั้นสำเร็จที่ไม่ Efficient เท่าParker Solar Probe ก็เพราะเหตุว่า Parker Solar Probe ใช้ดาวศุกร์เป็นวัสดุเพื่อเร่งความเร็วต่างหาก
ใช้ดาวศุกร์เป็นเครื่องมือในการเร่งความเร็ว
ในช่วงเวลาที่ยาน Helios จำต้องเดินทางสู่ดวงตะวันด้วยการฝากความมุ่งหวังทั้งปวงไว้กับจรวด Titan IIIEยาน Parker Solar Probe ใช้กรรมวิธีที่ฉลาดหลักแหลมกว่านั้น ภายหลังที่มันเดินทางหลุดออกมาจากเส้นทางโคจรของโลกในแนวทางตรงกันข้าม ufabet ufabet (กับที่โลกหมุนรอบดวงตะวัน) มันก็ยังกระทำการ Flybyหรือบินผ่านดาวศุกร์ เพื่อเร่งความเร็วไปตรงกันข้าม(กับที่ดาวศุกร์หมุนรอบดวงตะวัน) โดยมันจะเดินทางถึงดาวศุกร์ในวันที่ 2 ต.ค. แล้วก็ใช้แรงโน้มถ่วงของดาวศุกร์ผลักรั้งมันเอาไว้ให้ Perihelion เข้าไปใกล้กว่า มันจะทำอย่างนี้ทั้งผอง 7 ครั้งร่วมกัน (ใช้การโคจร 24 รอบ แล้วก็ผ่านดาวศุกร์ 7 รอบ) จนกระทั่งทำให้มันไปถึงจุดที่ใกล้ดวงตะวันที่สุดในภารกิจเป็น6.2 ล้านกิโล
โดยเหตุนี้ทำให้ Aphelion ของมันจะเบาๆลดน้อยลงเรื่อยรวมทั้งท้ายที่สุดจะต่ำลงมาเหลือเพียงแค่ 100ล้านกม.แค่นั้น และก็ใน Final Orbit นี้ยานจะใช้เวลาหมุนรอบพระอาทิตย์ในเวลาเพียง 88 วัน (พอๆกับดาวพุธเลย)
รวมช่วงเวลาที่ใช้เพื่อการปรับวิถีโคจรเพื่อได้วิถีโคจรFinal Orbit นี้จะใช้เวลาถึง 7 ปีอย่างยิ่งจริงๆ
จงหลงรักศาสตร์แห่งการออกแบบวงโคจร
อย่างที่บอกไปช่วงแรกศาสตร์ของการออกแบบเส้นทางโคจรเป็นสิ่งที่ยาก รวมทั้งจนถึงทุกวันนี้หากว่าพวกเราจะมีคอมพิวเตอร์ช่วยประเมินผล ufabet แม้กระนั้นทั้งผองก็เกิดขึ้นมาจากสมการและก็กรอบแนวทางคิดเดิมๆเป็นกฏของนิวตัน, กฏของเคปเลอร์, สมการจรวดไซคอฟสกี ท้ายที่สุดมารวมกับอัลกอริทึมที่พวกเราเขียนเป็นโปรแกรมใส่คอมพิวเตอร์ไว้ มีการ Optimize ตามหลักทางเลขคณิตเพื่อสร้างโมเดลใหม่ๆ
ถึงแม้ในขณะนี้ความเข้าใจเรื่อง Orbital Physics ของพวกเราจะก่อให้พวกเราสามารถส่งยานไปตรวจวัตถุต่างๆในระบบสุริยะได้อย่างไร้ข้อจำกัด พวกเราส่งคนไปพระจันทร์ได้ด้วยสมการนิวตัน แต่ว่าพวกเราก็เอาสมการนิวตันมาชี้แจงเส้นทางโคจรของดาวพุธมิได้หากไม่มีทฤษฏีสัมพัทธภาพ
อย่างที่บอกไปช่วงแรกศาสตร์ของการออกแบบเส้นทางโคจรเป็นสิ่งที่ยาก รวมทั้งจนถึงทุกวันนี้หากว่าพวกเราจะมีคอมพิวเตอร์ช่วยประเมินผล ufabet แม้กระนั้นทั้งผองก็เกิดขึ้นมาจากสมการและก็กรอบแนวทางคิดเดิมๆเป็นกฏของนิวตัน, กฏของเคปเลอร์, สมการจรวดไซคอฟสกี ท้ายที่สุดมารวมกับอัลกอริทึมที่พวกเราเขียนเป็นโปรแกรมใส่คอมพิวเตอร์ไว้ มีการ Optimize ตามหลักทางเลขคณิตเพื่อสร้างโมเดลใหม่ๆ
ถึงแม้ในขณะนี้ความเข้าใจเรื่อง Orbital Physics ของพวกเราจะก่อให้พวกเราสามารถส่งยานไปตรวจวัตถุต่างๆในระบบสุริยะได้อย่างไร้ข้อจำกัด พวกเราส่งคนไปพระจันทร์ได้ด้วยสมการนิวตัน แต่ว่าพวกเราก็เอาสมการนิวตันมาชี้แจงเส้นทางโคจรของดาวพุธมิได้หากไม่มีทฤษฏีสัมพัทธภาพ
Comments