กระสวยอวกาศ
จรวดเป็นอุปกรณ์ราคาแพง เมื่อถูกส่งขึ้นสู่อวกาศแล้วไม่สามารถนำมาใช้ใหม่ได้ การส่งจรวดแต่ละครั้งจึงสิ้นเปลืองมาก นักวิทยาศาสตร์จึงพัฒนาแนวคิดในการสร้างยานขนส่งขนาดใหญ่ที่สามารถเดินทาง ขึ้นสู่อวกาศแล้วเดินทางกลับสู่โลกให้นำมาใช้ใหม่ได้หลายครั้ง เรียกว่า "กระสวยอวกาศ" (Space Shuttle) มีองค์ประกอบประกอบ 3 ส่วนตามภาพที่ 1 ดังนี้- จรวดเชิ้อเพลิงแข็ง (Solid Rocket Booster) จำนวน 2 ชุด ติดตัั้งขนาบกับถังเชื้อเพลิงภายนอกทั้งสองข้าง มีหน้าที่ขับดันให้ยานขนส่งอวกาศทั้งระบบทะยานขึ้นสู่อวกาศ
- ถังเชื้อเพลิงภายนอก (External Tank) จำนวน 1 ถัง ติดตั้งอยู่ตรงกลางระหว่างจรวดเชื้อเพลิงแข็งทั้งสองด้าน มีหน้าที่บรรทุกเชื้อเพลิงเหลว ซึ่งมีท่อลำเลียงเชื้อเพลิงไปทำการสันดาปในเครื่องยนต์ซึ่งติดตั้งอยู่ทาง ด้านท้ายของกระสวยอวกาศ
- ยานขนส่งอวกาศ (Orbiter) ทำหน้าที่เป็นยานอวกาศ ห้องทำงานของนักบิน ห้องปฏิบัติการของนักวิทยาศาสตร์ และบรรทุกสัมภาระที่จะไปปล่อยในวงโคจรในอวกาศ เช่น ดาวเทียม หรือชิ้นส่วนของสถานีอวกาศ เป็นต้น เมื่อปฏิบัติภารกิจสำเร็จแล้ว ยานขนส่งอวกาศจะทำหน้าที่เป็นเครื่องร่อน นำนักบินอวกาศและนักวิทยาศาสตร์กลับสู่โลกโดยร่อนลงสนามบิน ด้วยเหตุนี้ยานขนส่งอวกาศจึงต้องมีปีกไว้สำหรับสร้างแรงยก แรงต้านทาน และควบคุมท่าทางการบินขณะที่กลับสู่ชั้นบรรยากาศของโลก ยานขนส่งอวกาศสามารถนำมาใช้ใหม่ได้หลายครั้ง
ภาพที่ 1 ส่วนประกอบของกระสวยอวกาศ
ขั้นตอนการทำงานของกระสวยอวกาศ
- กระสวย อวกาศยกตัวขึ้นจากพื้นโลก โดยใช้กำลังขับดันหลักจากจรวดเชื้อเพลิงแข็ง 2 ชุด และใช้แรงดันจากเครื่องยนต์เชื้อเพลิงเหลวซี่งติดตั้งอยู่ทางด้านท้ายของยาน ขนส่งอวกาศเป็นตัวควบคุมวิถีของกระสวยอวกาศ ดังภาพที่ 2
- หลัง จากทะยานขึ้นสู่ท้องฟ้าได้ 2 นาที ได้ระยะสูงประมาณ 46 กิโลเมตร เชื้อเพลิงแข็งถูกสันดาปหมด จรวดเชื้อเพลิงแข็งถูกปลดออกให้ตกลงสู่พื้นผิวมหาสมุทร โดยกางร่มชูชีพเพื่อชะลออัตราการร่วงหล่น และมีเรือมารอลากกลับ เพื่อนำมาทำความสะอาดและบรรจุเชื้อเพลิงเพื่อใช้ในภารกิจครั้งต่อไป
- กระสวย
อวกาศยังคงทะยานขึ้นสู่อวกาศต่อไปยังระดับความสูงของวงโคจรที่ต้องการ
โดยเครื่องยนต์หลักที่อยู่ด้านท้ายของยานขนส่งอวกาศจะดูดเชื้อเพลิงเหลวจาก
ถังเชื้อเพลิงภายนอก มาสันดาปจนหมดภายในเวลา 5 นาที
แล้วสลัดถังเชื้อเพลิงภายนอกทิ้งให้เสียดสีกับชั้นบรรยากาศจนลุกไหม้หมดก่อน
ตกถึงพื้นโลก ณ
เวลานั้นยานขนส่งอวกาศจะอยู่ในระดับความสูงของวงโคจรที่ต้องการเป็นที่เรียบ
ร้อยแล้ว ภาพที่ 2 ขั้นตอนการส่งกระสวยอวกาศ
- ยาน
ขนส่งอวกาศเข้าสู่วงโคจรอบโลกด้วยแรงเฉื่อย
โดยมีเชื้อเพลิงสำรองภายในยานเพียงเล็กน้อยเพื่อใช้ในการปรับทิศทาง
เมื่อถึงตำแหน่ง ความเร็ว และทิศทางที่ต้องการ
จากนั้นนำดาวเทียมที่เก็บไว้ในห้องเก็บสัมภาระออกมาปล่อยเข้าสู่วงโคจร
ซึ่งจะเคลื่อนที่โดยอาศัยแรงเฉื่อยจากยานขนส่งอวกาศนั่นเอง
ภาพที่ 3
แสดงให้เห็นยานขนส่งอวกาศกำลังใช้แขนกลยกกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลออกจาก
ห้องเก็บสินค้าที่อยู่ด้านบน เพื่อส่งเข้าสู่อวงโคจรรอบโลก
ภาพที่ 3 ยานขนส่งอวกาศกำลังส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเข้าสู่วงโคจร - จาก
นั้นยานขนส่งอวกาศจะเคลื่อนที่จากออกมา
โดยยานขนส่งอวกาศสามารถปรับท่าทางการบินโดยใช้เครื่องยนต์จรวดเชื้อเพลิง
เหลวขนาดเล็ก ซึ่งเรียกว่า "ทรัสเตอร์" (Thrusters)
หลายชุดซึ่งติดตั้งอยู่รอบยาน ดังในภาพที่ 3 ยกตัวอย่างเช่น
หากต้องการให้ยานก้มหัวลง
ก็จะจุดทรัสเตอร์หัวยานด้านบนและทรัสเตอร์ท้ายยานด้านล่างพร้อมๆ กัน
เมื่อได้ทิศทางที่ต้องการก็จะจุดทรัสเตอร์ในทิศตรงการข้ามเพื่อหยุดการ
เคลื่อนไหว หากต้องการหันยานไปทางขวามือ
ก็จุดทรัสเตอร์หัวยานด้านซ้ายและทรัสเตอร์ท้ายยานด้านขวาพร้อมๆ กัน
เมื่อได้ทิศทางที่ต้องการจุดทรัสเตอร์ในทิศตรงการข้ามเพื่อหยุดการเคลื่อน
ไหว
ภาพที่ 4 การปรับทิศทางของกระสวยอวกาศ - เมื่อ
เสร็จสิ้นภารกิจในวงโคจร
ยานขนส่งอวกาศจะใช้ปีกในการต้านทานอากาศเพื่อชะลอความเร็ว
และสร้างแรงยกเพื่อร่อนลงสู่สนามบินในลักษณะคล้ายเครื่องร่อนซึ่งไม่มีแรง
ขับเคลื่อนใดๆ นอกจากแรงโน้มถ่วงของโลกที่กระทำต่อตัวยาน
ดังนั้นเมื่อตัดสินใจจะทำการลงแล้วต้องลงให้สำเร็จ
ยานขนส่งอวกาศจะไม่สามารถเพิ่มระยะสูงได้อีก
หลังจากที่ล้อหลักแตะพื้นสนามบินก็จะปล่อยร่มชูชีพเพื่อชะลอความเร็ว
เพื่อให้ใช้ระยะทางบนทางวิ่งสั้นลง ดังภาพที่ 5
ภาพที่ 5 ยานขนส่งอวกาศกางร่มชูชีพเพื่อชะลอความเร็วขณะลงจอด
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น