เทคโนโลยีอวกาศ : ยานอวกาศและการเดินทางระหว่างดาวเคราะห์

ชม 187,537 ครั้ง

เทคโนโลยีอวกาศ : ยานอวกาศและการเดินทางระหว่างดาวเคราะห์

มนุษย์มีความกระหายและกระตือรือร้นในการแสวงหาความรู้จากดินแดนใหม่ๆ มาเป็นเวลานาน ภายหลังจากที่มนุษย์คิดค้นจรวดได้ เป็นแรงปรารถนาอันยิ่งใหญ่ที่จะส่ง ยานอวกาศ ไปพร้อมกับจรวดเพื่อสำรวจดินแดนอันกว้างใหญ่ในอวกาศ จวบจนกระทั่งมาถึงปัจจุบัน ความก้าวหน้าทางด้านเทคโนโลยีอวกาศดำเนินมาเรื่อยๆ หากแบ่งประเภทของการสำรวจอวกาศแล้ว สามารถแบ่งได้เป็นสองประเภทใหญ่ๆ คือ การสำรวจอวกาศโดย ยานอวกาศ ที่ไม่มีมนุษย์ขับควบคุมบนยาน กับการสำรวจอวกาศโดย ยานอวกาศ ที่มีมนุษย์ขับควบคุมไปด้วย

การส่งยานอวกาศไปสู่ดาวเคราะห์ต่างๆ ในระบบสุริยะ จำเป็นต้องอาศัยความรู้ทางด้านวงโคจรในสนามแรงโน้มถ่วงอย่างแม่นยำอย่างมาก จึงต้องมีการวางแผนด้านการเดินทางของยานอวกาศอย่างละเอียดรอบคอบและระมัดระวังเป็นอย่างสูง เนื่องจากการส่งยานเพื่อไปโคจรรอบหรือลงจอดบนดาวเคราะห์ดวงหนึ่งนั้นไม่ใช่การเดินทางอย่างตรงไปตรงมาจากโลกถึงดาวเคราะห์ดวงนั้นเลย แต่จำเป็นต้องอาศัยการเคลื่อนที่ไปตามวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ และในบางครั้งต้องอาศัยแรงเหวี่ยงจากดาวเคราะห์ดวงอื่นเพื่อเปลี่ยนเส้นทางโคจรให้ไปถึงจุดหมายปลายทาง เพื่อให้สามารถเดินทางไปยังจุดหมายไกลๆ ได้โดยไม่ต้องสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงในการขับเคลื่อน เพื่อความเข้าใจเบื้องต้นในเรื่องแรงเหวี่ยงเพื่อเปลี่ยนเส้นทางโคจร จะขอยกตัวอย่างเส้นทางการเคลื่อนที่ของยานอวกาศแคสสินีซึ่งมีจุดหมายหลักในการสำรวจอยู่ที่ดาวเสาร์ ดังแสดงในรูป

การเดินทางจากโลกไปยังดาวเสาร์ของยานอวกาศแคสสินี

จากรูปจะเห็นว่ายานอวกาศแคสสินีเดินทางออกจากโลกเมื่อวันที่ 15 ตุลาคม 2540 โดยแรกเริ่มยานอวกาศแคสสินีโคจรอยู่ในวงโคจรรูปวงรีวงโคจรหนึ่งที่มีดวงอาทิตย์เป็นจุดโฟกัสของวงรี จนวันที่ 26 เมษายน 2541 ยานอวกาศแคสสินีเดินทางไปอ้อมหลังดาวศุกร์เพื่ออาศัยสนามแรงโน้มถ่วงจากดาวศุกร์เหวี่ยงตัวยานอวกาศให้เปลี่ยนไปสู่วงโคจรรูปวงรีอีกวงโคจรหนึ่งซึ่งมีดวงอาทิตย์เป็นจุดโฟกัสเช่นกัน แต่มีระยะครึ่งแกนยาวมากกว่าเดิม ซึ่งยานอวกาศแคสสินีจะโคจรอยู่ในวงโคจรนี้อยู่ประมาณ 10 เดือน จนถึงวันที่ 24 มิถุนายน 2542 ก็ไปอยู่ตำแหน่งหลังดาวศุกร์เพื่อเหวี่ยงตัวเองให้หลุดจากวงโคจรเดิมไปสู่วงโคจรรูปวงรีอันใหม่ แต่จะอยู่ในวงโคจรนี้แค่ประมาณ 2 เดือนเท่านั้น ก็จะอาศัยแรงเหวี่ยงจากสนามแรงโน้มถ่วงของโลกและแรงเหวี่ยงจากสนามแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีเพื่อเดินทางไปยังจุดหมายคือดาวเสาร์ต่อไป สรุปแล้วในการเดินทางของยานอวกาศแคสสินีจากโลกไปยังดาวเสาร์ใช้เวลาประมาณเกือบ 7 ปี และอยู่ภายใต้วงโคจรรูปวงรีที่มีดวงอาทิตย์เป็นจุดโฟกัสทั้งหมด 5 วงโคจร โดยการเปลี่ยนวงโคจรจะใช้แรงเหวี่ยงจากสนามแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ 3 ดวง ดังนั้นการคำนวณแผนการเดินทางจากโลกไปยังดาวเสาร์ของยานอวกาศแคสสินีจึงต้องอาศัยความแม่นยำและรายละเอียดของตัวเลขพารามิเตอร์ต่างๆ อย่างมาก