ดาราศาสตร์และเทคโนโลยีอวกาศ (astronomy and space technology)

ดาราศาสตร์และเทคโนโลยีอวกาศ(astronomy and space technology)

เอกภพและวิวัฒนาการของเอกภพเอกภพและวิวัฒนาการของเอกภพ

ทฤษฎีบิกแบง(The Big Bang Theory) • ผู้เสนอทฤษฎีนี้เป็นคนแรกคือ บาทหลวงชาวเบลเยียม จอร์ช เลอแทตร์ • อาร์โน เพนเซียส และโรเบิร์ต วิลสัน ได้ตรวจพบรังสีไมโครเวฟพื้นหลัง (cosmic microwave background – CMB) ซึ่งมีอุณหภูมิ 3 เคลวิล เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีอยู่ทั่วไปในเอกภพที่มีความเข้มน้อยๆ แต่ขนาดสม่ำเสมอ ซึ่งเป็นร่องรอยที่หลงเหลืออยู่จากบิกแบง

ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและช่วงเวลาในการเกิดเอกภพตามทฤษฎีบิกแบงความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและช่วงเวลาในการเกิดเอกภพตามทฤษฎีบิกแบง

กาแลกซี่ (Galaxies) • กาแลกซี่ (Galaxies) เป็นระบบใหญ่ที่ประกอบด้วยดาวฤกษ์ ก๊าซ และฝุ่นผงที่ล่องลอยอยู่ระหว่างดาวฤกษ์ นักดาราศาสตร์ประมาณว่า ในกาแลกซี่หนึ่งๆ จะมีดาวฤกษ์อยู่ประมาณหนึ่งแสนล้านดวง • กาแลกซี่ที่เราอยู่มีชื่อเรียกว่า กาแลกซี่ทางช้างเผือก หรือ กาแลกซี่ทางน้ำนม (The Milky Way)

กาแลกซี่ทางช้างเผือก (The Milky Way) • ในกาแลกซี่ทางช้างเผือก มีจำนวนดาวฤกษ์ทั้งสิ้นประมาณ 1011ดวง กับสสารระหว่างดาวที่มีมวลประมาณ 1010เท่าของมวลของดวงอาทิตย์ • โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่มีความยาวประมาณ 100,000 ปีแสง

การแบ่งประเภทของกาแลกซี่การแบ่งประเภทของกาแลกซี่ • เอ็ดวิน พี ฮับเบิล (Edwin P. Hubble) แบ่งกาแลกซี่ออกเป็น • กาแลกซี่กลมรี (Elliptical Galaxies) • กาแลกซี่แบบก้นหอย (Spiral Galaxies) • กาแลกซี่แบบก้นหอยธรรมดา (Normal) • กาแลกซี่แบบก้นหอยคาน (Barred Spiral Galaxies) • กาแลกซี่แบบไร้รูปร่าง (Irregular Galaxies)

ดาวฤกษ์ (Star) • ดาวฤกษ์ หมายถึงดาวประจำที่ที่เรามักเห็นปรากฏอยู่ในตำแหน่งเดิมเสมอซึ่งแท้จริงแล้วดาวฤกษ์จะเคลื่อนที่ไปรอบศูนย์กลางของ กาแลกซี่ แต่เนื่องจากดาวฤกษ์แต่ละดวงอยู่ไกลกันมากและรักษาระยะห่างกันเท่าเดิมเสมอจึงดูเหมือนอยู่ในตำแหน่งเดิม

การจำแนกดาวตามสเปกตรัม(Draper classification)

ความสว่าง (brightness) และโชติมาตร (magnitude) ของดาว

ระบบสุริยะ (The Solar System)

ดวงอาทิตย์ (The Sun) • ชั้นบรรยากาศประกอบด้วย • โฟโตสเฟียร์ (photosphere) • โครโมสเฟียร์ (chromosphere) • โคโรนา (corona)

วิวัฒนาการของดวงอาทิตย์วิวัฒนาการของดวงอาทิตย์

ดาวเคราะห์ (Planets) • แบ่งได้ 2 กลุ่ม • ดาวเคราะห์แข็ง (Terrestrial Planets) • ดาวเคราะห์ก๊าซ (Jovian Planets) • จากการประชุมสมาพันธ์ดาราศาสตร์สากล เมื่อ 24 สิงหาคม 2549 มีการนิยามดาวเคราะห์ประเภทต่างๆ ใหม่ • และด้วยนิยามใหม่ของดาวเคราะห์ ทำให้ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะเหลือเพียง 8 ดวง • ลดสถานะดาวพลูโตเป็นดาวเคราะห์น้อย

ดาวเคราะห์บริวารของดวงอาทิตย์แบ่งออกได้เป็น 2 กลุ่ม • ดาวเคราะห์วงใน (interior planet) • ดาวเคราะห์ที่มีวงโคจรอยู่ระหว่าง ดวงอาทิตย์กับโลก • ดาวเคราะห์วงในโคจรเข้ามาอยู่ในตำแหน่งใกล้โลกมากที่สุด ซึ่งอยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ จึงหันด้านมืดมายังโลก • ดาวเคราะห์วงในโคจรไปอยู่ในตำแหน่งไกลจากโลกมากที่สุด แม้จะหันด้านสว่างมายังโลก แต่ก็ถูกบดบังด้วยแสงสว่างจากดวงอาทิตย์ • ดาวเคราะห์วงนอก (exterior planet) • ดาวเคราะห์ที่มีวงโคจรอยู่หลังจากโลก

ดาวศุกร์ • ปรากฏในตอนรุ่งสางทางฟากฟ้าทิศตะวันออกเราเรียกว่าดาวรุ่ง ดาวประกายพฤกษ์หรือดาวกัลปพฤกษ์ (Morning Star) • ถ้าเห็นตอนค่ำทางทิศตะวันตกเรียกว่าดาวประจำเมือง (Evening Star) • เดือนธันวาคม พ.ศ. 2521 ยานไพโอเนียร์-วินัส 1 และ 2 ทำการสำรวจพื้นผิวดาวศุกร์ ทำให้ทราบว่าดาวศุกร์มีเมฆหนาถึง 70 กิโลเมตร ชั้นบนสุดประกอบด้วยกรดซัลฟูริก • อุณหภูมิพื้นผิวสูงถึง 430 องศาเซลเซียส ความกดดันอากาศสูงกว่าโลก 91 เท่า พื้นผิวเป็นที่ราบแห้งแล้งคล้ายทะเลทรายมีร่องรอยจากลาวาภูเขาไฟในอดีตและหลุมอุกกาบาตเพียงเล็กน้อย ซึ่งสรุปได้ว่าไม่เหมาะกับสิ่งมีชีวิตใดๆ

ดาวอังคาร • ได้ชื่อว่า “ดาวแดง” เทพเจ้าแห่งสงคราม เนื่องจากจะสังเกตเห็นเป็นดาวสีแดง • มีดวงจันทร์เป็นบริวาร 2 ดวง ชื่อ “โฟบอส” (Phobos) และ “ไดมอส” (Deimos) • จากผลการสำรวจของยานไวกิ้งเมื่อเดือนตุลาคม พ.ศ. 2518 • อังคารมีมวลเพียง 0.11 เท่าของโลก • บรรยากาศประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 95 เปอร์เซ็นต์ ที่เหลือเป็นไนโตรเจน คาร์บอนและก๊าซเฉื่อยต่าง ๆ มีน้ำเพียง 0.01-0.1 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น • อุณหภูมิที่ผิว ต่ำประมาณ -30 ถึง -50 องศาเซลเซียส แห้งแล้งและไม่พบสิ่งมีชีวิตชนิดใดเลย

หน่วยวัดระยะทางทางดาราศาสตร์หน่วยวัดระยะทางทางดาราศาสตร์ • 1 AU = 150 ล้านกิโลเมตร คิดจากระยะห่างระหว่างโลกและดวงอาทิตย์ • หน่วยปีแสง (ly) เป็นระยะทางที่แสงเดินทางได้ใน 1 ปี = 9.5 x 1012 km

กลุ่มดาว (Constellations)

เส้นสุริยะวิถีและกลุ่มดาวจักราศีเส้นสุริยะวิถีและกลุ่มดาวจักราศี

ดวงจันทร์ (Moon) • ดวงจันทร์เป็นดาวเคราะห์บริวารและอยู่ใกล้โลกมากที่สุด มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 3,476 กิโลเมตร • มีมวลเพียง 1 /81 ของโลกเท่านั้น แรงดึงดูดน้อยกว่าโลก 6 เท่า • พื้นผิวเต็มไปด้วยหลุมบ่อที่เรียกว่า “เครเตอร์” (crater) ตั้งแต่ขนาดเล็ก ๆ ไปจนถึงขนาดใหญ่หลายร้อยกิโลเมตร • ไม่มีน้ำ กลางวันร้อนจัดถึง 117 องศาเซลเซียส กลางคืนหนาวจัดถึง -173 องศาเซลเซียส และไม่พบว่ามีสิ่งมีชีวิตอยู่

การเคลื่อนที่ของดวงจันทร์การเคลื่อนที่ของดวงจันทร์ • ดวงจันทร์อยู่ห่างจากโลกประมาณ 384,600 กิโลเมตร • โคจรรอบโลกไปในทิศทางเดียวกับที่โลกหมุนรอบตัวเอง ใช้เวลา 29.5 วัน ใกล้เคียงกับการหมุนรอบตัวเองซึ่งกินเวลา 27.3 วัน • การที่ดวงจันทร์หมุนรอบตัวเอง ใช้เวลาเกือบเท่ากับโคจรรอบโลก ทำให้เราซึ่งเป็นผู้สังเกตอยู่บนโลกมองเห็นดวงจันทร์เพียงด้านเดียวอยู่เสมอ

พื้นผิวของดวงจันทร์ • พื้นผิวของดวงจันทร์มีทั้งส่วนที่เป็นภูเขาและที่ราบอันกว้างใหญ่ ที่เรียกว่า “มาเรีย” (maria) ซึ่งเกิดจากลาวาของภูเขาไฟ • และบริเวณที่เป็นหลุมบ่อใหญ่น้อยที่เรียกว่า“เครเตอร์” (crater) ซึ่งเกิดจากอุกกาบาตพุ่งชนในอดีต ปัจจุบันไม่พบว่ามีเครเตอร์ใหญ่ ๆ เพิ่มขึ้น เนื่องจากไม่มีอุกกาบาตขนาดใหญ่พุ่งชนดวงจันทร์อีก

น้ำขึ้น - น้ำลง

ดิถีของดวงจันทร์

โลก • ลักษณะภายในของโลกมี 4 ชั้น • แก่นโลกชั้นใน • แก่นโลกชั้นนอก • ชั้นแมนเทิล (The Mantle) • ชั้นเปลือกโลก (The Crust)

เทคโนโลยีอวกาศ

กล้องโทรทรรศน์ กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง

กล้องโทรทรรศน์ กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง

กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล

กล้องโทรทรรศน์วิทยุ • หลักการของกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ต้องใช้หลักการ ของการสะท้อนคลื่นวิทยุที่ได้รับ ซึ่งก็ต้องมีตัวสะท้อนและตัวรับคลื่น เช่นเดียวกับกล้องโทรทรรศน์ แบบใช้แสง เพียงแต่คลื่นวิทยุ มีขนาดของความยาวคลื่นมากกว่า มีความถี่ต่ำกว่า และมีพลังงานต่ำกว่า จึงต้องอาศัยขนาดของจานสะท้อน ที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ • ภาพซ้ายมือแสดงกล้องโทรทรรศน์วิทยุ VLR (The Very Large Radio Telescope) ในประเทศแม็กซิโก ซึ่งประกอบด้วยจานรับคลื่นวิทยุ จำนวน 27 จาน ประกอบกันเสาวิทยุเสมือน ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 36 กิโลเมตร

ดาวเทียม • ดาวเทียม (อังกฤษ: Satellite) คือ สิ่งประดิษฐ์ที่มนุษย์คิดค้นขึ้น ที่สามารถโคจรรอบโลก โดยอาศัยแรงดึงดูดของโลก ส่งผลให้สามารถโคจรรอบโลกได้ในลักษณะเดียวกันกับที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลก และโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ วัตถุประสงค์ของสิ่งประดิษฐ์นี้เพื่อใช้ ทางการทหาร การสื่อสาร การรายงานสภาพอากาศ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เช่นการสำรวจทางธรณีวิทยาสังเกตการณ์สภาพของอวกาศ โลก ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวอื่นๆ รวมถึงการสังเกตวัตถุ และดวงดาว ดาราจักร ต่างๆ

ดาวเทียม • โดยองค์ประกอบส่วนใหญ่ของดาวเทียมประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังนี้ • โครงสร้างดาวเทียม • ระบบเครื่องยนต์ • ระบบพลังงาน • ระบบควบคุมและบังคับ • ระบบสื่อสารและนำทาง • อุปกรณ์ควบคุมระดับความสูง

ดาราศาสตร์และเทคโนโลยีอวกาศ (astronomy and space technology)