โลก ดวงดาว และดาราศาสตร์

ลำดับตอนที่ #12 : เทคโนโลยีอวกาศ

                               การที่มนุษย์จะเดินทางจากโลกไปยังดาวดวงอื่น หรือมีความอยากรู้อยากเห็นว่าโลกของเราเป็นอย่างไรเมื่อออกไปมองจากอวกาศ ในขณะที่ความรู้พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ที่มีอยู่คือ แรงโน้มถ่วงของโลกพยายามดึงดูดมวลทุกอย่างเข้าสู่โลก ดังนั้นการจะเดินทางออกจากโลกจึงต้องตอบคำถามต่างๆ ที่ท้าทายต่อไปนี้

·       เราจะใช้ยานพาหนะอะไร จึงจะเดินทางไปได้  จะออกแบบยานอย่างไร  ต้องใช้พลังงานจากแหล่งใดเป็นเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ในพาหนะนั้น

·       ทำอย่างไรยานพาหนะจึงสามารถเอาชนะแรงดึงดูดของโลกได้

·       ถ้ามนุษย์ออกไปในอวกาศ จะเกิดอะไรขึ้นกับร่างกาย ต้องเตรียมตัวอย่างไร

การศึกษาเกี่ยวกับอวกาศต้องอาศัยความรู้เกี่ยวกับนักวิทยาศาสตร์ นักคณิตศาสตร์ และความรู้อื่นๆอีกมาก

                การส่งดาวเทียมและยานอวกาศจากผิวโลกขึ้นสู่อวกาศ ต้องต่อสู้กับแรงดึงดูดของโลก ยานอวกาศต้องเอาชนะแรงดึงดูดนี้โดยอาศัยจรวดที่มีแรงขับดันและความเร็วสูง ความเร็วของจรวดต้องมากกว่า 7.91กิโลเมตรต่อวินาที ยานอวกาศจึงจะสามารถขึ้นไปสู่อวกาศ และโคจรรอบโลกในระดับต่ำที่สุด (0 กิโลเมตร) ได้ ถ้าความเร็วมากกว่านี้ ยานจะขึ้นโคจรไปอยู่ในระดับที่สูงกว่า เช่น ถ้าความเร็วจรวดเป็น 8.26กิโลเมตรต่อวินาที ยานจะขึ้นไปได้สูง644 กิโลเมตร หากจะให้ยานหนีออกไปโคจรรอบดวงอาทิตย์   จรวจที่พายานออกไปต้องมีความเร็วที่ผิวโลกมากกว่า 11.2 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งเรียกว่า ความเร็วหลุดพ้น (escape velocity) ความเร็วหลุดพ้นจากโลกจะลดต่ำลงเมื่อห่างจากโลกมากขึ้นดังตาราง7.1

                บันทึกของชาวจีนที่ต่อสู้กับชาวมองโกลในปีพ.ศ.1775กล่าวถึงการใช้ประโยชน์จากจรวดไว้ว่า “ใช้จรวดขับดันลูกธนูพุ่งเข้าหาฝ่ายตรงข้าม” บั้งไฟของไทยก็มีหลักการเดียวกับจรวดคือแรงกิริยาจากไอเสียกระทำต่อบั้งไฟให้พุ่งออกไปข้างหน้าเท่ากับแรงปฏิกิริยาจากบั้งไฟกระทำต่อไอเสียให้พุ่งออกไปข้างหลังดังภาพ7.3แต่ความเร็วยังไม่สูงพอที่จะเคลื่อนที่ออกจากโลกได้   ในปี พ.ศ. 2446ไชออลคอฟสกี (Tsiolkovski) ชาวรัสเซียค้นคว้าเกี่ยวกับเชื้อเพลิงสำหับใช้ในเครื่องยนต์จรวด เสนอว่าการใช้เชื้อเพลิงแข็งจะไม่มีแรงขับดันสูงพอที่จะนำยานอวกาศออกจากพื้นโลกขึ้นสู่อวกาศได้ ควรใช้เชื้อเพลิงเหลว ซึ่งแยกเชื้อเพลิงและสารที่ช่วยในการเผาไหม้แยกออกจากกัน การนำจรวดมาต่อกันเป็นชั้นๆ จะช่วยลดมวลของจรวดลง เพราะเมื่อจรวดชั้นแรกใช้เชื้อเพลิงหมดก็ปล่อยทิ้งไป และให้จรวดชั้นต่อไปทำหน้าที่ต่อ จนถึงจรวดชั้นสุดท้ายที่ติดกับดาวเทียมหรือยานอวกาศ จะมีความเร็วสูงพอที่จะเอาชนะแรงดึงดูดของโลกขึ้นสู่อวกาศได้

                หลักการส่งยานอวกาศของไชออลคอฟสกีถือเป็นหลักการสำคัญในการเดินทางสู่อวกาศ

                ในปี พ.ศ. 2469  โรเบิร์ต กอดดาร์ด (Robert Goddard) ชาวอเมริกันประสบความสำเร็จในการสร้างจรวดเชื้อเพลองเหลว โดยใช้ออกซิเจนเหลวเป็นสารที่ช่วยในการเผาไหม้อยู่ในถังหนึ่ง และไฮโดรเจนเหลวเป็นเชื้อเพลิงอยู่ในอีกถังหนึ่ง

                ได้มีการพัฒนาจรวดเชื้อเพลิงเหลวมาเป็นลำดับ กระทั่งสหภาพโซเวียตประสบความสำเร็จในการใช้จรวดสามท่อนสำหรับส่งยานอวกาศหรือดาวเทียมที่มีน้ำหนักมากขึ้นสู่อวกาศจากนั้นการศึกษาค้นคว้าด้านอวกาศก็มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วเนื่องจากมีการแข่งขันกันระหว่างประเทศมหาอำนาจ

ระบบการขนส่งอวกาศ

                การส่งดาวเทียมและยานอวกาศแต่ละครั้งทั้งดาวเทียมและจรวดนำส่ง ไม่มีส่วนใดนำมาใช้ได้ใหม่ ทำให้สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายในการสำรวจอวกาศสูงมาก

                คำถามสำคัญที่นักวิทยาศาสตร์ต้องศึกษาค้นคว้าต่อไปคอ ทำอย่างไรการส่งดาวเทียมและยานอวกาศขึ้นสู่อวกาศจึงจะประหยัด และมีประสิทธิภาพมากที่สุด

                ระบบการขนส่งอวกาศถูกพัฒนาและออกแบบให้สามารถนำชิ้นส่วนบางอย่างที่ใช้แล้วกลับมาใช้ใหม่ให้มากที่สุด ระบบขนส่งอวกาศประกอบด้วย 3ส่วนหลัก คือจรวดเชื้อเพลิงแข้ง ถังเชื้อเพลิงภายนอกยานขนส่งอวกาศดังภาพ 7.4 มวลรวมเมื่อขึ้นจากฐานประมาณ 2,041,200กิโลกรัม มวลเมื่อยานร่อนลงจอดประมาณ 96,163กิโลกรัม ขั้นตอนการปฏิบัติงานของยานขนส่งอวกาศศึกษาได้จากแผนภาพ 7.5

สภาพบนโลกกับในอวกาศแตกต่างกันอย่างมากมาย มนุษย์ออกจากโลกสู่อวกาศจะดำรงชีวิตอยู่ได้อย่างไร สภาพในอวกาศจะมีผลอย่างไรต่อร่างกายมนุษย์ นักเรียนคงมีคำถามอีกมากมายเกี่ยวกับการใช้ชีวิตในอวกาศ

                ไม่มีใครรู้หรือบอกได้ว่าจะเกิดอะไรหรือไม่เมื่อต้องไปอยู่ในอวกาศ ดังนั้นเพื่อความมั่นใจ จึงมีการทดลองและฝึกสัตว์หลายชนิด เช่น สุนัข กระต่าย และลิงเป็นต้น เพื่อส่งขึ้นไปอยู่ในอวกาศ ขณะเดียวกันมนุษย์ที่ถูกคัดเลือกให้เดินทางขึ้นสู่อวกาศก็ต้องมีการฝึกความอดทนและทดสอบร่างกายให้มีความแข็งแรง แข็งแกร่งมากที่สุด เพื่อให้สามารถอยู่ในอวกาศในสภาพไร้น้ำนักได้ เมื่อมนุษย์ต้องไปอยู่ในอวกาศเป็นเวลานาน ร่างกายมีการเปลี่ยนแปลงหลายอย่าง เช่น หัวใจทำงานช้าลง กล้ามเนื้อทุกส่วนจะมีขนาดเล็กลง กระดูกจะมีความหนาแน่นน้อยลงกระดูกจึงเปราะและแตกหักง่าย นักเรียนคิดว่า เป็นเพราะเหตุใด

                วิธีการแก้ไขปัญหาต่างๆ ที่เกิดขึ้นกับร่างกายของมนุษย์อวกาศเมื่อต้องไปอยู่ในอวกาศเป็นเวลานานก็คือ การออกกำลังกายอย่างหนัก และสม่ำเสมอ เพื่อให้อวัยวะต่างๆของร่างยังคงใช้งานอย่างเป็นปกติ                         

                                                                การใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยี

                ความสนใจใคร่มนุษย์ที่เกี่ยวกับความมหัศจรรย์บนฟากฟ้า เกี่ยวกับโลกมนุษย์อาศัยอยู่ และดาวดวงอื่นๆ ที่มนุษย์มองเห็น ทำให้มีการศึกษาค้นคว้าอย่างต่อเนื่องมาโดยตลอด ส่งผลให้เกิดความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในอวกาศ มีการใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ในการศึกษา พัฒนา และประดิษฐ์อุปกรณ์ถ่ายภาพในช่วงคลื่นต่าง ๆ จากระยะไกล ตลอดทั้งรับและส่งสัญญาณให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น แล้วนำอุปกรณ์และเครื่องรับส่งสัญญาณ ไปประกอบเป็นดาวเทียมที่ถูกส่งขึ้นไปโคจรรอบโลก ทำให้สามารถสังเกตสิ่งต่าง ๆ บนโลกได้จากระยะไกลในเวลาอันเร็ว  ได้เรียนรู้สิ่งต่าง ๆ เกี่ยวกับ เอกภพ โลก ดวงจันทร์ และดาวอื่น ๆ อีกมากมาย ความก้าวหน้าทางด้านเทคโนโลยีในอวกาศช่วยเปิดเผยความลี้ลับในอดีต และก่อให้เกิดประโยชน์ต่อมนุษย์ด้านต่าง ๆ อีกมากมาย

ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา

                เป็นดาวเทียมที่มีอุปกรณ์ถ่ายภาพเมฆ และเก็บข้อมูลของบรรยากาศในระดับสูง ช่วยให้ได้ข้อมูลที่สำคัญในการพยากรณ์อากาศได้อย่างถูกต้อง รวดเร็ว รวมถึงการเฝ้าสังเกตการก่อตัว การเปลี่ยนแปลง และการเคลื่อนตัวของพายุที่เกิดขึ้นบนโลก ช่วยป้องกันหรือบรรเทาความเสียหายรุนแรงที่จะเกิดขึ้นได้อย่างมาก ข้อมูลจากดาวเทียมเป็นข้อมูลสำคัญมากในการพยากรณ์อากาศ

ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรโลก

                เป็นดาวเทียมที่มีอุปกรณ์สำรวจแหล่งทรัพยากรที่สำคัญ นอกจากนี้ยังเฝ้าสังเกตสภาวะแวดล้อมที่เกิดบนโลก  ช่วยเตือนเรื่องอุทกภัย และความแห้งแล้งที่เกิดขึ้น การตัดไม้ทำลายป่า การทับถมของตะกอนปากแม่น้ำ รวมไปถึงแหล่งที่มีปลาชุกชุม และอื่น ๆ อีกมากมาย

ดาวเทียมสังเกตการณ์ดาราศาสตร์

                เป็นดาวเทียมที่มีกล้องโทรทรรศน์ และอุปกรณ์ดาราศาสตร์สำหรับศึกษาวัตถุท้องฟ้า ดาวเทียมสังเกตการณ์ดาราศาสตร์มีทั้งประเภทที่โคจรอยู่รอบโลก และประเภทที่โคจรผ่านไปใกล้ดาวเคราะห์ หรือลงสำรวจดาวเคราะห์ ซึ่งเรียกอีกอย่างหนึ่งว่ายานอวกาศ เช่น ยานอวกาศวอยเอเจอร์ ที่เดินทางผ่านเฉียดดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน เป็นต้น

ดาวเทียมสื่อสาร

                เป็นดาวเทียมทียมที่มีอุปกรณ์สื่อสารติดตั้งอยู่ เช่นดาวเทียมอินเทลแซท ดาวเทียมชุดนี้อยู่ในวงโคจรรอบโลก 3 แห่ง คือ เหนือมหาสมุทรอินเดียเพื่อการติดต่อระหว่างทวีปเอเชียกับทวีปยุโรป เหนือมหาสมุทรแปซิฟิกเพื่อการติดต่อระหว่างทวีปเอเชียกับทวีปอเมริกา และเหนือมหาสมุทรแอตแลนติกเพื่อการติดต่อระหว่างทวีปอเมริกากับทวีปยุโรป เมื่อรวมทั้งระบบจึงสามารถติดต่อกันได้ทั่วโลก

                 ดาวเทียมสื่อสารของไทย ชื่อไทยคม สร้างโดยบริษัท ฮิวจ์  แอร์คราฟท์ ประเทศสหรัฐอเริกา ส่งขึ้นสู่อวกาศโดยบริษัทแอเรียน  สเปซ ประเทศฝรั่งเศส จากฐานส่งที่เมืองคูรู ดินแดนแฟรนช์เกียนา ดาวเทียมไทยคมช่วยการติดต่อสื่อสารได้ทั่วประเทศไทย และในประเทศแถบอินโดจีนไปจนถึงเกาหลีและญี่ปุ่น รวมทั้งชายฝั่งทะเลด้านตะวันออกของจีน เป็นดาวเทียมสื่อสารที่ประเทศไทยให้บริการสื่อสารโทรคมนาคมด้านต่าง ๆ เช่นการถ่ายทอดโทรทัศน์ วิทยุ โทรศัพท์ การประชุมทางไกล และระบบถ่ายทอดสัญญาณโทรทัศน์สู่อวกาศของผู้รับในบ้านได้โดยตรง

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

                  กล้องโทรทรรศน์ เป็นอุปกรณ์สำคัญที่ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถเฝ้าติดตามสังเกตวัตถุท้องฟ้าได้อย่างชัดเจน และต่อเนื่อง มีการพัฒนากล้องโทรทรรศน์ให้มีประสิทธิภาพสูงตามความต้องการที่จะศึกษา ยานขนส่งอวกาศดิสคัฟเวอรีนำกล้องโทรทรรศน์ มูลค่า 1.500 ล้านเหรียญสหรัฐ ขึ้นสู่อวกาศ ในวันที่ 25 เมษายน พ.ศ. 2533 เพื่อเป็นเกียรติแก่เอ็ดวิน  ฮับเบิล นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกา ผู้ศึกษาค้นคว้าเรื่องราวของกาแล็กซีต่าง ๆ กล้องโทรทรรศน์ กล้องนี้จึงได้ชื่อว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล หรือเรียกสั้น ๆ ว่ากล้องฮับเบิล  กล้องฮับเบิลเป็นกล้องชนิดสะท้อนแสงกระจกเว้ารับแสงมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 เมตร ตัวกล้องมีความกว้าง 4.3 เมตร ยาว 13.3 เมตร มวลประมาณ 11.360 กิโลกรัม ใช้พลังงานจากแผงเซลล์สุริยะที่ปีก 2 ข้าง

กระแสฟ้าที่ผลิตได้จะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่นิเกิล-ไฮโดรเจนขนาดใหญ่ 6 ตัว เพื่อใช้งานเมื่อกล้องโคจรไปอยู่ในเงาของโลกขณะไม่ได้รับแสงอาทิตย์ อุปกรณ์สำคัญที่ติดตั้งไปกับกล้องคือ ระบบคอมพิวเตอร์ กล้องถ่ายภาพมุมกว้าง เครื่องตรวจวัดสเปกตรัม เครื่องปรับทิศทางของกล้อง โดยอุปกรณ์ทั้งหมดสามารถควบคุมการทำงานจากศูนย์ควบคุมบนพื้นโลก ภาพถ่ายจากกล้อง จะได้รับการศึกษาวิเคราะห์โดยสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ เพื่อใช้เป็นข้อมูลทางด้านดาราศาสตร์

                 กล้องบนพื้นโลกส่องสังเกตวัตถุท้องฟ้าได้ไกลราว 2 พันล้านปีแสง แต่กล้องฮับเบิลส่องเห็นไปได้ไกลถึง 14.000 ล้านปีแสง ข้อมูลที่ได้จากกล้องฮับเบิลเพียงระยะเวลาสั้น ๆ ได้แสดงให้เห็นถึงรายละเอียดต่าง ๆ ของวัตถุท้องฟ้า ช่วยให้เกิดความเข้าใจถึงส่วนประกอบในระบบสุริยะ การกำเนิดดาวฤกษ์ โครงสร้าง และการเปลี่ยนแปลงของกาแล็กซีรวมทั้งวิวัฒนาการของเอกภพ ที่นักดาราศาสตร์เฝ้าสังเกตมานานหลายร้อยปีซึ่งไม่เคยเห็นมาก่อน เป็นการมองออกไปในเอกภพอย่างกว้างไกล

                ความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับดาราศาสตร์ช่วยให้เราเข้าใจกำเนิดของโลกในฐานะที่เป็นสมาชิกของระบบสุริยะ และกำเนิดของระบบเอกภพ รวมทั้งสาร และพลังที่มนุษย์นำมาใช้ให้เกิดประโยชน์ในด้านต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับชีวิตของเรา เรื่องราวที่เกี่ยวกับเอกภพและอวกาศยังมีความเร้นลับอีกมากมายที่ยังคงรอการค้นพบ ของนักวิทยาศาสตร์รุ่นต่อไป ในอนาคตนักเรียนอาจเป็นคนหนึ่งในจำนวนนักดาราศาสตร์ ที่เปิดโลกดาราศาสตร์ให้คนทั่วไปได้เรียนรู้มากขึ้น

                                                            ประโยชน์
                1. เพื่อศึกษาถึง โครงสร้าง (Structure) และ หน้าที่ (Function) ของเอกภพ
เพื่อนำไปสู่แนวทางในการจัดการกับรูปแบบและแนวทางที่ควรจะเป็นไปได้ของกิจกรรมต่างๆของมนุษย์ที่พึงจะกระทำต่อเอกภพ
                2 เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีต่างๆที่จำเป็น และเหมาะสม กับรูปแบบ
หรือวิถีทางในการดำเนินชีวิตและรักษาเผ่าพันธุ์ของมนุษยชาติ แม้แต่การพัฒนาอาวุธต่างๆก็ถูกรวมในหัวข้อนี้
                3. วงการแพทย์และสุขอนามัย ยาบางอย่างตอนนี้ถูกนำไปวิจัยในอวกาศ(ในระดับของปฏิกิริยา) โรคบางอย่างถูกเชื่อมโยงไปยังการรักษาในอวกาศ

การส่งยานอวกาศ

                โดยทั่วๆไป ในปัจจุบันการบินออกไปนอกโลกสู่อวกาศ แบ่งออกเป็น 4 ประเภทคือ ใช้จรวดสำรวจเดินทางไปสำรวจนอกบรรยากาศของโลก การโคจรรอบโลก การส่งยานอวกาศ เดินทางไปจากโลกและ การส่งยานอวกาศไปยังดวงจันทร์ หรือดาวเคราะห์ดวงอื่นๆการใช้จรวดสำรวจ นอกบรรยากาศของโลก จรวดส่งไปสำรวจชั้นบนของโลกลำแรกถูกส่งขึ้นไปใน ปี ค.ศ.1945โดยยิงขึ้นไปเกือบเป็นแนวดิ่งโดยทั่วๆไป จะเป็นจรวดตอนเดียว มีความเร็วในการเดินทาง 3,000-5,000 ไมล์ (4,800-8,00กิโลเมตร)ต่อชั่วโมง ส่วนมากเชื้อเพลิงของจรวดจะถูกใช้หมดไป ในระยะทางขึ้นไปได้10-20 ไมล์ (16-32 ไมล์)หลังจากนั้น จรวดจะค่อยๆชะลอความเร็วจนมีความเร็วเป็นสูญ เมื่ออยู่ในระดับสูงสุดแล้วจรวดก็จะค่อยๆตกลงมา มีความเร็วของการตกเร็วขึ้นจนกว่าจะ

ตกลงมาถึงพื้นโลกอุปกรณ์ต่างๆที่ติดขึ้นไปกับจรวดเพื่อรวบรวม ข้อมูลต่างๆบางครั้งจะถูสลัดออกจากจรวดด้วยร่มแต่ส่วนมากเครื่องในจรวดวัดได้จะรายลงมาเป็นคลื่นวิทยุ ให้สถานีที่บริเวณที่ยิงจรวดรับได้หากใช้จรวดตอนเดียวส่วนมากจะขึ้นไปถึงระยะทาง 100 ไมล์

ประวัติความเป็นมาของดาวเทียม

                                                ดาวเทียมก่อนปีทศวรรษที่ 60
                ดาวเทียมได้ถูกส่งขึ้นไปโคจรรอบโลกครั้งแรกเมื่อปี พ.ศ.2500 ดาวเทียมดังกล่าวมีชื่อว่า "Sputnik" โดยรัสเซียเป็นผู้ส่งขึ้นไปโคจร "Sputnik" ทำหน้าที่ตรวจสอบการแผ่รังสีของชั้นบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟีย ในปี พ.ศ.2501 สหรัฐได้ส่งดาวเทียมขึ้นไปโคจรบ้างมีชื่อว่า "Explorer" ทำให้รัสเซียและสหรัฐเป็น 2 ประเทศผู้นำทางด้านการสำรวจทางอวกาศ และการแข่งขั้นกันระหว่างทั้งคู่ได้เริ่มขึ้นในเวลาต่อมา

                                                            ดาวเทียมในปีทศวรรษที่ 60
                ช่วงทศวรรษนี้เป็นช่วงการเฟื่องฟูของดาวเทียมสำหรับมนุษยชาติ ในเดือนสิงหาคม ค.ศ.1960 สหรัฐได้ส่งดาวเทียม Echo 1 ขึ้นไปทำหน้าที่ในการสะท้อนคลื่นวิทยุสู่โลกได้เป็นผลสำเร็จ ทำให้เชื่อได้ว่าการสื่อสารผ่านดาวเทียมเป็นเรื่องที่สามารถเป็นไปได้ซึ่งก่อนหน้านั้น ในเดือนเมษายนปีเดียวกัน สหรัฐก็ได้ส่งดาวเทียม TIROS 1 ขึ้นไปสู่อวกาศ ดาวเทียม TIROS 1 เป็นดาวเทียมสำรวจสภาพอากาศดวงแรกที่ได้ส่งภาพถ่ายกลุ่มเมฆหมอกกลับมายังโลก จากนั้นกองทัพเรือสหรัฐได้พัฒนาดาวเทียมหาตำแหน่งดวงแรกที่ได้ถูกส่งขึ้นไปโคจรในเดือนเมษายน ปี ค.ศ.1960 และหลังจากนั้นเป็นต้นมาก็ได้พัฒนาดาวเทียมเป็นจำนวนมากกว่า 100 ดวงถูกส่งขึ้นไปโคจรแทนที่กันในแต่ละปี

                                                                ดาวเทียมในปีทศวรรษที่ 70
                ช่วงทศวรรษที่ 70 ได้มีการเปลี่ยนแปลงใหม่ๆ เกิดขึ้นในโลกของดาวเทียม อุปกรณ์และเครื่องมือใหม่ๆ ที่มีประสิทธิภาพมากกว่าเดิมได้ถูกนำมาใช้ ชิ้นส่วนอุปกรณ์เหล่านั้นล้วนถูกทำขึ้นมาจากการใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ และเทคโนโลยีในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบและก่อสร้างดาวเทียม

                                                                ดาวเทียมในปีทศวรรษที่ 80
                ช่วงทศวรรษที่ 80 ดาวเทียมได้ถูกนำมาใช้ในการช่วยเหลือมนุษย์มากขึ้น ในเดือนพฤศจิกายน ปี พ.ศ.2525 Palapa B-2 ซึ่งเป็นดาวเทียมเพื่อการช่วยเหลือมนุษย์ดวงแรกที่ถูกส่งขึ้นไปโดยบรรทุกไปกับยานอวกาศ Challenger

                                                                ดาวเทียมในปีทศวรรษที่ 90
                ในช่วงทศวรรษที่ 90 ดาวเทียมถูกใช้งานไปอย่างกว้างขวาง ไม่เว้นแม้แต่งานธรรมดาทั่วไป ยกตัวอย่างเช่น บริษัท TRW Inc. ซึ่งเป็นบริษัทเอกชนธรรมดา ก็ได้มีการวางแผนที่จะสร้างระบบดาวเทียมที่ครอบคลุมเครือข่าย ข่ายการสื่อสารผ่านดาวเทียม ระบบนี้เรียกว่า "Odyssey"ซึ่งได้ถูกใช้ในธุรกิจโทรคมนาคม ดาวเทียมของ TRW จะเน้นให้บริการในเขตพื้นที่สำคัญๆ เหมือนกับว่ามันได้ครอบคลุมโลกทุกส่วนไว้เป็นหนึ่งเดียว ฉะนั้น บริษัทจึงคาดหวังว่าจะสร้างกำไรงามๆ จากธุรกิจดาวเทียมโทรคมนาคม เหล่านี้เป็นวิวัฒนาการที่เกิดขึ้นและถูกพัฒนาไปสู่สิ่งที่ดีกว่าอยู่ตลอดเวลา

                                                                ดาวเทียมหลังปีทศวรรษที่ 90
                หลังทศวรรษที่ 90 จนถึงศตวรรษที่ 21 ดาวเทียมยังคงถูกพัฒนาประสิทธิภาพ และขีดความสามารถต่อไปอย่างไม่หยุดยั้ง จนก้าวไปสู่ระบบอุตสาหกรรมดาวเทียม

ดาวเทียมคือ วัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นไปโคจรรอบโลก เพื่อวัตถุประสงค์ทางด้านการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การรายงานสภาพอากาศ หรือเพื่อการลาดตระเวนทางทหาร ดาวเทียมเพื่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ จะทำหน้าที่ในการ สังเกตการณ์สภาพของอวกาศ โลก ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวอื่นๆ รวมถึงวัตถุประหลาดต่างๆ ในกาแลกซี่ หรือระบบสุริยจักรวาล ...

                                                                ส่วนประกอบของดาวทียม

                ดาวเทียมเป็นเครื่องยนต์กลไกที่ซับซ้อนมาก ส่วนประกอบแต่ละส่วนถูกออกแบบอย่างประณีต และมีราคาแพง ดาวเทียมดวงหนึ่งๆ จะต้องทำงาน โดยไม่มีคนควบคุมโคจรด้วยความเร็วที่สูงพอที่จะหนี จากแรงดึงดูดของโลกได้ ผู้สร้างดาวเทียมจะพยายามออกแบบให้ชิ้นส่วนต่างๆ ทำงานได้อย่างประสิทธิภาพที่สุด และราคาไม่แพงมาก ดาวเทียมมีส่วนประกอบมากมาย แต่ละส่วนจะมีระบบควบคุมการทำงานแยกย่อยกันไป ดาวเทียมจะมีอุปกรณ์เพื่อควบคุมให้ระบบต่างๆ ทำงานร่วมกัน ระบบย่อยๆ แต่ละอย่างต่างก็มีหน้าที่การทำงานเฉพาะ เช่น

1         โครงสร้างดาวเทียม เป็นส่วนประกอบที่สำคัญมาก โครงจะมีน้ำหนักประมาณ 15 - 25% ของน้ำหนักรวม ดังนั้น จึงจำเป็นต้องเลือกวัสดุที่มีน้ำหนักเบา และต้องไม่เกิดการสั่นมากเกินที่กำหนด หากได้รับสัญญาณที่มีความถี่ หรือความสูงของคลื่นมากๆ (amptitude)

2         ระบบเครื่องยนต์ ซึ่งเรียกว่า "aerospike" อาศัยหลักการทำงานคล้ายกับเครื่องอัดอากาศ และปล่อยออกทางปลายท่อ ซึ่งระบบดังกล่าวจะทำงานได้ดีในสภาพสูญญากาศ ซึ่งต้องพิจารณาถึงน้ำหนักบรรทุกของดาวเทียมด้วย

 3.  ระบบพลังงาน ทำหน้าที่ผลิตพลังงาน และกักเก็บไว้เพื่อแจกจ่ายไปยังระบบไฟฟ้าของดาวเทียม โดยมีแผงรับพลังงาน (Solar Cell) ไว้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์เพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า ให้ดาวเทียม แต่ในบางกรณีอาจใช้พลังงานนิวเคลียร์แทน
 4.  ระบบควบคุมและบังคับ ประกอบด้วย คอมพิวเตอร์ที่เก็บรวมรวมข้อมูล และประมวลผลคำสั่งต่างๆ ที่ได้รับจากส่วนควบคุมบนโลก โดยมีอุปกรณ์รับส่งสัญญาณ (Radar System) เพื่อใช้ในการติดต่อสื่อสาร
  5.  ระบบสื่อสารและนำทาง มีอุปกรณ์ตรวจจับความร้อน ซึ่งจะทำงาน โดยแผงวงจรควบคุมอัตโนมัติ
  6.  อุปกรณ์ควบคุมระดับความสูง เพื่อรักษาระดับความสูงให้สัมพันธ์กันระหว่างพื้นโลก และดวงอาทิตย์ หรือเพื่อรักษาระดับให้ดาวเทียมสามารถโคจรอยู่ได้
  7.  เครื่องมือบอกตำแหน่ง เพื่อกำหนดการเคลื่อนที่ นอกจากนี้ยังมีส่วนย่อยๆ อีกบางส่วนที่จะทำงานหลังจาก ได้รับการกระตุ้นบางอย่าง เช่น ทำงานเมื่อได้รับสัญญาณ สะท้อนจากวัตถุบางชนิด หรือทำงานเมื่อได้รับลำแสงรังสี ฯลฯ

          ชิ้นส่วนต่างๆ ของดาวเทียมได้ถูกทดสอบอย่างละเอียด ส่วนประกอบต่างๆ ถูกออกแบบสร้าง และทดสอบใช้งานอย่างอิสระ ส่วนต่างๆ ได้ถูกนำมาประกอบเข้าด้วยกัน และทดสอบอย่างละเอียดครั้งภายใต้สภาวะที่เสมือนอยู่ในอวกาศก่อนที่มัน จะถูกปล่อยขึ้นไปโคจร ดาวเทียมจำนวนไม่น้อยที่ต้องนำมาปรับปรุงอีกเล็กน้อย ก่อนที่พวกมันจะสามารถทำงานได้ เพราะว่าหากปล่อยดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรแล้ว เราจะไม่สามารถปรับปรุงอะไรได้ และดาวเทียมต้องทำงานอีกเป็นระยะเวลานาน ดาวเทียมส่วนมากจะถูกนำขึ้นไปพร้อมกันกับจรวด ซึ่งตัวจรวดจะตกลงสู่มหาสมุทรหลังจากที่เชื้อเพลิงหมด

                                                การใช้ชีวิตอยู่ในอวกาศ
                การเดินทางของนักบินอวกาศเพื่อเข้าสู่อวกาศครั้งแรก ๆ ในทศวรรษ 1960 แต่ละครั้งนั้นเป็นการก้าวกระโดดเข้าสู่อวกาศในระยะเวลาอันสั้น ๆ เพียงสอง สาม ชั่วโมง แต่เมื่อสหรัฐฯท้าทายอดีตสหภาพโซเวียตด้วยการส่งมนุษย์ไปดวงจันทร์ในปลายทศวรรษ 1960 ก็ได้ทำให้ยานอวกาศพัฒนาไปสู่ความทันสมัยยิ่งขึ้น นักบินอวกาศสามารถใช้เวลาอยู่ในยานได้นานขึ้น แต่หลังการชิงชัยไปดวงจันทร์ ก็ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง เมื่อสองประเทศเริ่มเห็นว่าการส่งนักบินอวกาศเป็นสิ่งที่ฟุ่มเฟือยและ ราคาแพง รวมทั้งต้องเสี่ยงกับอันตรายที่มีอยู่ในอวกาศด้วย ดังนั้นเพื่อให้การขึ้นไปบนยานอวกาศเป็นไปอย่างเหมาะสมกับค่าใช้จ่าย นักบินอวกาศจะต้องทำงานให้คุ้มค่า ด้วยเหตุนี้อวกาศจึงได้ เปลี่ยนโฉมหน้าของมันไป จากเวทีการแสดงวีรกรรม และสร้าง "สงครามดวงดาว" ไปสู่เวทีของ การทดสอบทางเทคนิคใหม่ ๆ ในการผลิต โซเวียตเป็นผู้บุกเบิกในทางนี้โดยพัฒนาสถานีอวกาศ ซาลยุต และ เมียร์ ซึ่งนักบินอวกาศสามารถที่จะดำเนินการทดลองในเรื่องต่าง ๆ ได้นานเป็นสัปดาห์ เป็นเดือน หรือว่าเป็นปีได้ ส่วนสหรัฐอเมริกาก็ได้ทำการทดลองต่าง ๆ บนกระสวยอวกาศในช่วงเวลาที่สั้นกว่า และขณะนี้กำลังสร้างสถานีอวกาศของตนเอง ทั้งหมดนี้แสดงถึงการใช้ชีวิตอยู่ในอวกาศเป็นเวลายาวนานทั้งสิ้น มนุษย์เผชิญสถานการณ์เหล่านี้กันอย่างไร

แพทย์ในอวกาศ : นักบินอวกาศสหรัฐอเมริกา แชนนอน ลูซิต กำลังตรวจสอบการไหลเวียนของเลือดในร่างกายเพื่อนร่วมงานโดนัลด์ วิลเลียมส์ ซึ่งเป็นผู้บังคับการกระสวยอวกาศ แอตแลนติส ระหว่างปฏิบัติการในปี 1989 ในสภาวะไร้น้ำหนักของอวกาศนั้น เลือดและของเหลวอื่นในร่างกายไม่รู้ทิศทางใดเป็น "เบื้องล่าง"

                                                เราอยู่ในอวกาศได้หรือไม่ !
                นักบินอวกาศบางคนเคยอยู่บนสถานี เมียร์ นานกว่าหนึ่งปี แต่การดำรงชีวิตอยู่ในอวกาศไม่ใช่ของงาย นักบินอวกาศเกือบครึ่ง "เมาอวกาศ" มีอาการวิงเวียนและคลื่นเหียนเมื่อต้องเผชิญกับสภาพไร้น้ำหนักเป็นครั้งแรก แต่ในไม่ช้าส่วนใหญ่ปรับตัวเข้ากับสภาพได้ แต่ที่ร้ายกวานั้นก็คือ การที่ตับ หัวใจ และอวัยวะที่สำคัญอื่น ๆ มีปฏิกิริยาต่อการเปลี่ยนแปลงการหมุนเวียนของเลือด และของเหลวอื่นในร่างกาย อย่างไรก็ดี การที่ของเหลวไหลไปที่ใบหน้า อาจจะทำให้นักบินดูหนุ่มสาวขึ้นมาชั่วคราว กล้ามเนื้อเสื่อม ซึ่งนักบินอวกาศจะต้องออกกำลังกายเพื่อที่จะต้านทางเอาไว้ เป็นอันตรายที่สุด ก็คือการสูญเสียธาตุแคลเซียม ซึ่งอาจจะทำให้กระดูกเปราะ และที่อาจร้ายเท่ากันก็คือผลทางจิตใจจากการเดินทางยาวนานในอวกาศซึ่งเป็นเรื่องที่ยังไม่รู้กันเพียงพอ บางที่จุดนี้อาจจะเป็นการเดินทางไกลไปสู่ดาวเคราะห์อื่นก็เป็นไปไม่ได้ก็ได้

                                                                                เคลื่อนสู่อวกาศ
                ที่จริงนั้นอวกาศอยู่ไม่ไกล ถ้าสามารถขับรถยนต์ขึ้นไปได้ก็จะถึงได้ในระยะเวลา 2 ชั่วโมง แต่ความเป็นจริงนั้นมันไม่ง่ายอย่างที่พูด ประการแรกเพราะว่าแรงดึงมหาศาลของความโน้มถ่วงของโลกจะรั้งทุกสิ่งเอาไว้ ไม่ว่าจะกระโดดสูงเพียงใด แรงโน้มถ่วงของมวลของโลกก็จะดึงเรากลับลงมาเสมอ ถ้าเราสามารถเดินทางได้ด้วยความเร็ว 11 กม./วินาที หรือเกือบเท่ากับ 40,000 กิโลเมตร ต่อชั่วโมง อันเป็นความเร็วในการผละหนีจากโลกแล้ว เราก็สามารถออกจากด่าวเคราะห์ของเราไปได้ ประการที่สองในอวกาศนั้นไม่มีอากาศ เพราะว่ามันอยู่เหนือบรรยากาศของโลก ดังนั้นเมื่อเราออกไปอยู่ในอวกาศแล้วก็จะต้องใช้ยานพาหนะ ซึ่งไม่อาศัยอากาศในการรองรับการขับเคลื่อนไป จรวดเป็นยานที่สามารถบินไปได้ในความว่างของอวกาศ และเคลื่อนที่ได้เร็วพอที่จะสลัดหลุดจากพันธนาการของความโน้มถ่วงของโลกได้

                                                            เข้าสู่วงโคจร
                ความโน้มถ่วงจะรั้งวัตถุลงสู่พื้นผิว และดึงเข้าหาจุดศูนย์กลางของโลก ลองนึกภาพการขว้างลูกบอลออกจากหอคอยสูง ลูกแรกลองขว้างเบา ๆ จะเห็นว่าแรงโน้มถ่วงจะดึงมันให้ตกลงสู่พื้นผิวโลกที่ 1 เมื่อขว้างลูกที่สองแรงขึ้น มันก็จะตกอยู่ในตำแหน่งที่ 2 ครั้นขว้างลูกที่สามแรงขึ้นอีก มันก็จะไปตกในตำแหน่งที่ 3 ยิ่งขว้างลูกบอลออกไปแรงมากเท่าใด มันก็จะเคลื่อนที่ไปทางด้านข้างมากขึ้นเท่านั้นก่อนที่จะตกกระทบพื้น ถ้าเราสามารถขว้างลูกบอลให้เคลื่อนที่เร็วถึง 28,000 กม./ชม. มันจะไม่ตกลงพื้นเลย เพราะว่ามันจะ เข้าสู่วงโคจร 4 ยานอวกาศที่อยู่เหนือบรรยากาศของโลกสามารถเคลื่อนที่เรื่อยไปด้วยความเร็วอันนี้เอง เพราะมันไม่สัมผัสถึงความต้านทานของอากาศ ถ้าหากจะให้มันหลุดพ้นจากความโน้มถ่วงของโลกโดยสิ้นเชิง ยานอวกาศจะต้องเคลื่อนที่ด้วยความเร็วถึง 40,000 กม./ชม.

                                                                เอเรียน : สามขึ้นสู่สวรรค์
                ยานส่ง เอเรียน ขององค์การอวกาศยุโรปเป็นแบบฉบับของยานส่งยานสำรวจอวกาศส่วนใหญ่ มันมีหน้าที่นำส่งน้ำหนักบรรทุกอันได้แก่ ดาวเทียม หรือยานสำรวจอวกาศขึ้นสู่อวกาศ น้ำหนักบรรทุกยิ่งมาก ก็จะต้องใช้เครื่องยนต์จรวดใหญ่ และมีกำลังมากขึ้นตามลำดับ ยานส่งจะต้องยกน้ำหนักของตัวมันเองกับเชื้อเพลิงขึ้นไปด้วย นี่เป็นเหตุผลที่ว่าทำไมยานส่ง เอเรียน จึงมีสามขั้นตอน กล่าวคือเป็นจรวดสามเครื่องซ้อนกันตามลำดับ แต่ละขั้นจะหลุดออกเมื่อเชื้อเพลิงหมด และจรวดขั้นถัดไปก็จะทำหน้าที่ต่อไป ยาน ส่ง เอเรียน 44LP เป็นยานส่งแบบหนึ่งในจำนวนหลาย ๆ แบบที่ใช้กันอยู่

                                                                การเดินทางเข้าสู่อวกาศ
                การเดินทางของ เอเรียน เริ่มต้นที่ฐานส่งจรวดกูรู ในดินแดน กิอานา ของฝรั่งเศส หลังจากทะยานขึ้นแล้ว มันก็จะเคลื่อนที่ไปทางด้านทิศตะวันออก เหนือมหาสมุทรแอตแลนติก โดยอาศัยแรงช่วยจากการหมุนรอบตัวของโลก เพื่อให้มันมีความเร็วสูงพอที่จะหลุดจากการพันธนาการของโลกได้ การเดินทางของมันได้รับการติดตามโดยสถานีติดตามตรวจสอบบนพื้นโลก เป็นลำดับในขณะที่มันไต่ขึ้นสู่อวกาศ ขั้นที่สามอันเป็นขั้นสุดท้าย เอเรียน จะนำเอาน้ำหนักบรรทุกซึ่งในกรณีนี้เป็นดาวเทียมสองดวงเข้าสู่วงโคจร เอเรียนเป็นยานส่งดาวเทียมที่สละทิ้งได้โดยไม่สามารถนำส่วนใดกลับมาใช้ได้อีก

ถังเชื้อเพลิงภายนอกบรรจุไฮโดรเจนเหลว
และออกซิเจนเหลว

จรวดช่วยขับเชื้อเพลิงแข็ง

กระสวยอวกาศโคจรรอบโลก

กระสวยอวกาศซึ่งมีขนาดใหญ่เท่ากับเครื่องบิน เคลื่อนที่ขึ้นด้วยกำลังเทียบเท่ากับ
เครื่องจัมโบเจต 140 เครื่องในปัจจุบันกองกระสวยอวกาศขององค์การ นาซา มียาน 4ลำ ได้แก่ แอตแลนติส โคลัมเบีย ดิสคัฟเวอรี่ และ เอ็นดีเวอร์ (แชลเลนเจอร์ พังพินาศไปในปี 1986) ยานแต่ละลำบรรทุกลูกเรือได้ 8 คน และรับระวางบรรทุก29,5000 กก. ในช่วงบรรจุสินค้ายาว 18.3 เมตร

กระสวย : ยานส่งซึ่งนำมาใช้ได้อีก
                                การส่งดาวเทียมโดยใช้จรวดนั้นมีราคาแพง เพราะว่าจรวดจะถูกทำลายไปในการส่งครั้งเดียว ส่วนกระสวยอวกาศของสหรัฐฯ เป็นความพยายามที่จะลดค่าใช้จ่ายของการเดินทางสู่อวกาศ โดยทำให้ส่วนใหญ่ของยานส่งสามารถที่จะนำกลับมาใช้ได้อีก เมื่อเริ่มออกเดินทาง กระสวยจะถูกดีดเข้าสู่อวกาศโดยเครื่องยนต์จรวดช่วยขับเชื้อเพลิงแข็งสองเครื่องซึ่งมีกำลังมหาศาลแต่ทำงานชั่วระยะเวลาสั้น ๆ จรวดช่วยขับนี้เมื่อหมดเชื้อเพลิงแล้วจะตกกลับลงในมหาสมุทรโดยมีร่มชูชีพช่วยพยุง และถูกเก็บกลับมาใช้ได้อีก ส่วนเดียวของระบบที่ถูกทำลายไปคือ ถังเชื้อเพลิงใหญ่ภายนอกกระสวย ถังนี้จะถูกดีดออกเมื่อเดินทางขึ้นไปได้ 8 นาที ซึ่งในขณะนั้นกระสวยก็เข้าสู่อวกาศแล้ว

                                ในการปฏิบัติการแต่ละคราวซึ่งโดยทั่วไปใช้เวลาราวหนึ่งสัปดาห์ นักบินอวกาศสามารถที่จะปล่อยดาวเทียมได้หลายลูก เพื่อทำการทดลองในอวกาศ พวกเขาสามารถทำได้แม้กระทั่งการซ่อมแซมดาวเทียมที่ชำรุดในขณะอยู่ในวงโคจร เมื่อเสร็จภารกิจแล้วกระสวยก็จะกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ และบินกลับสู่พื้นผิวโลกดังเช่นเครื่องร่อน โดยมีกระเบื้องทนความร้อนห่อหุ้มลำตัวไว้แตะพื้น ! หลังจากที่ปฏิบัติภารกิจเสร็จแล้ว กระสวยอวกาศ แอตแลนติส ก็ร่อนลงแตะพื้นที่แอ่งแห้งแล้งของทะเลสาบโรเจอร์ในรัฐแคลิฟอร์เนีย์ แม้ขณะวิ่งลงกระสวยก็มีความเร็วถึงประมาณ 350 กม./ชม.

                                                            เครื่องบินอวกาศ
                                เครื่องบินธรรมดาไม่สามารถเข้าไปในสูญญากาศแห่งอวกาศได้ เพราะว่าเครื่องยนต์ของมันต้องดูดอากาศเข้าไป "หายใจ" จึงจะทำงานได้ หลายประเทศกำลังพัฒนาเครื่องบินอวกาศกันอยู่ ยานชนิดนี้จึงออกเดินทางตามแนวราบเหมือนเครื่องบินธรรมดา และจะใช้ออกซิเจนในอวกาศขณะที่ยังบินอยู่ในบรรยากาศของโลก แต่เมื่อขึ้นถึงเขตต่อกับอวกาศแล้ว เครื่องยนต์ของมันจะเปลี่ยนการทำงานเป็นจรวด เพื่อที่จะให้มันสามารถที่จะทำงานได้ในสุญญากาศขณะที่ยังโคจรอยู่ เครื่องยนต์ของเครื่องบินอวกาศซึ่งกำลังพัฒนากันอยู่นี้เป็นความลับอย่างยิ่ง แต่ยานเช่นนี้คงจะสามารถเคลื่อนที่เร็วถึง 25เท่าของความเร็วของเสียง และสามารถที่จะบรรทุกผู้โดยสารจากกรุงลอนดอน ไปยังนครซีดนีย์ในเวลาเพียง 2 ชั่วโมง

                                                            จรวดทำงานอย่างไร
                                เครื่องยนต์จรวดเป็นตัวอย่างดีเยี่ยมของการสาธิตหลักที่ว่า "แรงกระทำทุกอันจะมีแรงปฏิกิริยาซึ่งมีขนาดเท่ากันและอยู่ในทิศทางตรงกันข้าม" ไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลวผสมกันในคูหาทำให้เกิดการระเบิดต่อเนื่อง ซึ่งก่อแรงดันมหาศาลกระทำกับผนังของคูหาทั้งหมด ยกเว้นด้านหลัง ซึ่งเป็นจุดที่ปล่อยให้ก๊าซขยายตัวหนีออกไปทางพวยท้ายได้ ผลก็คือ เกิดแรงดันสูงกระทำกับผนังคูหาด้านหน้า แรงอันนี้ซึ่ง เป็ฯแรงปฏิกิริยาของความดันจะผลักจรวดให้ไปข้างหน้า

                                                        ฐานส่งอุปกรณ์สำรวจ
                                คนส่วนใหญ่มักจะคิดว่าแอตลาส เป็นหนังสือที่ว่าด้วยแผนที่โลก ที่จริงแล้วโลกเป็นเพียงส่วนน้อยส่วนหนึ่งเท่านั้น ในสภาพแวดล้อมแห่งอวกาศซึ่งกว้างขวางกว่า คำว่าอวกาศอาจจะฟุ้งดูห่างไกล แต่แท้จริงแล้วมันไม่ได้ไกลเลย มันเริมที่ระดับสูง 150 กิโลเมตรขึ้นไป ซึ่งเป็นระดับที่บรรยากาศเริ่มจางลง ระยะทางขนาดนี้คนบางคนเดินทางเป็นประจำทุกวัน ยิ่งกว่านั้นสิ่งต่าง ๆ ที่เราเห็นว่าเป็นเรื่องธรรมดาทุกวัน เป็นต้นว่า การสื่อสาร การพยากรณ์ ลมฟ้าอากาศ แม้กระทั่งเรื่องที่เราอ่านในหนังสือพิมพ์หรือว่าที่เราเห็นในโทรทัศน์ คงจะไม่เป็นอย่างที่เราเห็นนี้ถ้าหากอวกาศไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งแห่งชีวิตของเรา นับวันอวกาศจะยิ่งมีความสำคัญต่อชีวิตของเรามากขึ้นทุกที แผนที่ความรู้เล่มนี้จะมองดูสภาพแวดล้อมของเรา  ในมาตราที่กว้างใหญ่ที่สุด แสดงภาพแผ่คลุมเอกภพจากพื้นผิวโลกถึงขอบสุดของอวกาศ เป็นเวลานานนับศตวรรษแล้วที่นักดาราศาสตร์ได้ศึกษาดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ ดาราจักร และเทห์ฟากฟ้าอื่น ๆ และบัดนี้เขาก็สามารถค้นคว้าเรื่องราวของเอกภพทั้งหมดได้ โดยใช้อุปกรณ์อันทันสมัยมากมายหลายประเภท นับตั้งแต่ฐานรับคลื่นวิทยุขนาดยักษ์ที่ตั้งอยู่ในระดับน้ำทะเลกล้องโทรทัศน์บนยอดเขาสูง จนถึงหอดูดาวบินและยานอวกาศหุ่นยนต์ที่เดินทางไกลนับล้านกิโลเมตรเพื่อสำรวจโลกอื่นในระยะใกล้อุปกรณ์ทั้งหมดนี้ เป็นเครื่องมือที่ระเอียด แม่นยำ และมีประสิทธิภาพสูงที่ใช้ขบปัญหาความลี้ลับของจักรวาล การเดินทางสู่ขอบของเอกภพเริ่มต้นที่ดาวเคราะห์โลกนี่เองปรับคลื่น  วิธีหนึ่งที่ใช้สำรวจเอกภพจากพื้นผิวโลก คือ การใช้อุปกรณ์โทรทรรศน์วิทยุ วัตถุในอวกาศหลายประเภท โดยเฉพาะที่มีความรุนแรงและอยู่ไกล เช่น ดาราจักรระเบิด (Exploding galaxy) จะแผ่รังสีพลังงานในรูปของคลื่นวิทยุ ซึ่งทะลุบรรยากาศโลกเข้ามา และจานรับคลื่นวิทยุสามารถรับไว้ได้ คลื่นวิทยุนั้นมีความยาวกว่าคลื่นแสงมาก (คือ ยาวนับร้อย ๆ เมตร เมื่อเทียบกับคลื่นแสงที่ยาวเพียงเศษหนึ่งส่วนล้านเมตร) ดังนั้นจานรับคลื่นวิทยุจึงต้องมีขนาดใหญ่กว่ากล้องโทรทรรศน์ที่รับแสงมาก เพื่อที่จะสามารถ "เห็น" รายละเอียดที่เท่าเทียมกัน

                                อุปกรณ์โทรทรรศน์วิทยุของออสเตรเรียที่ปาร์กส์ มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 64 เมตร ด้วยอุปกรณ์โทรทรรศน์วิทยุนักดาราศาสตร์ได้ค้นพบวัตถุชนิดใหม่ในเอกภพมากมายรวมทั้งพัลซาร์ (pulsars - สิ่งซึ่งแผ่รังสีวิทยุเป็นห้วง ๆ ) และคเวซาร์ (quasars) ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นดาราจักรเกิดใหม่ด้วย

เรื่องน่ารู้

สถานีอวกาศ

                สถานีอวกาศมีสภาพแวดล้อมที่สมบูรณ์แบบสำหรับการอยู่อาศัยและการทำงาน ที่ซึ่งนักบินอวกาศใช้เวลาหลายเดือนอยู่ในอวกาศแต่ละครั้ง ภายในสถานี นักบินอวกาศจะอยู่ในสภาพไร้น้ำหนัก สถานีอวกาศแห่งเเรกของอเมริกาคือ สกายแล็ป หรือห้องทดลองลอยฟ้า เข้าสู่วงโคจรเมื่อ ค.ศ. 1973 ในระยะเวลาหลายปี จนเข้าสู่คริสต์ศตวรรษที่ 21 ส่วนต่างๆ ของสถานีอวกาศนานาชาติก็ถูกส่งเข้าไปเชื่อมต่อกันในอวกาศ สถานีอวกาศนานาชาติ เป็นโครงการร่วมมือระหว่างสหรัฐอเมริกากับอีก ๑๕ ประเทศ

สถานีอวกาศเมียร์

                ขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 29 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1986 สถานีอวกาศขนาดใหญ่ของรัสเซีย กว่า 15 ปี ที่สถานีอวกาศเมียร์ (Mir Space Station) ขึ้นไปโคจร โดยประเทศรัสเซีย เพื่อทำหน้าที่ศึกษา และค้นคว้า ด้านอวกาศ ได้ยุติภารกิจลง เมื่อวันศุกร์ที่ 23 มีนาคม 2544 ที่ผ่านมา โดยเริ่มลดวงโคจร โดยการจุดระเบิดเครื่องยนต์ 3 ครั้ง โดยครั้งแรก เมื่อเวลา 00:31 GMT ของวันที่ 22 (หรือ 07:31:59 ตามเวลา ในประเทศไทย) , ครั้งที่ 2 เมื่อเวลา 14:01 GMT ของวันที่ 22 (หรือ 21:01 ตามเวลา ในประเทศไทย), และครั้งสุดท้าย เมื่อเวลา 05:07 GMT ของวันที่ 23 (หรือ 12:07 ตามเวลาในประเทศไทย)

                โดยสถานีอวกาศเมียร์ ได้เริ่มเผาไหม้ เมื่อตกผ่านระดับความสูง ประมาณ 100 กิโลเมตร น่าเสียดายที่การตกครั้งนี้ ไม่มีผู้ที่อยู่บนพื้นดิน คนใดบนโลก ที่จะได้เห็นการลุกไหม้ ในช่วงประมาณ 40 นาทีสุดท้ายนี้ มีเพียงแต่ผู้โชคดี ไม่กี่คน ที่ได้โดยสารไปกับเครื่องบิน ที่จัดโดย MirReentry.com เท่านั้น

สถานีอวกาศซัลยุต 1

สถานีอวกาศรุ่นแรกของรัสเซีย เป็นสถานีอวกาศแห่งแรกของโลก วันที่ 19 เมษายน ค.ศ. 1971 รัสเซียส่งสถานีอวกาศ ซัลยุต 1 ขึ้นไปอยู่เหนือโลก 220 ไมล์ หลังจากนั้นวันที่ 23 เมษายน ยานโซยุซ 10 พร้อมลูกเรือ 3 นาย วลาดิมีร์ ซาตาลอฟ, อเลกซี่ เยลีเซเยฟ และนิโคไล รูคาวิชนิคอฟเดินทางไปยังสถานีอวกาศซัลยุต 1

วันที่14 พฤษภาคม ค.ศ. 1973 นาซาส่งสถานีอวกาศสกายแล็ป ซึ่งเป็นสถานีอวกาศรุ่นที่ 1 ของสหรัฐขึ้นสู่วงโคจรรอบโลก นาซาใช้ยานอพอลโลพานักบินอวกาศ เดินทางไปยังสถานีอวกาศสกายแล็ป สามเที่ยวบิน

สถานีอวกาศฟรีดอม
                สถานีอวกาศแห่งใหม่ชื่อว่า ฟรีดอม จะเริ่มเป็นรูปเป็นร่างขึ้นมาในวงโคจรรอบโลกในอนาคตอันใกล้นี้ โดยวิธีการใช้มอดูลเช่นเดียวกับสถานีเมียร์ ตัวสถานีอวกาศพื้นฐานประกอบด้วย จากมอดูลที่อัดอากาศสี่หน่วย เกาะกลุ่มเรียงตัวอยู่กับโครงสร้างขวางยาว 145 เมตร ซึ่งมีแผ่นแบตเตอรี่แสงอาทิตย์ขนาดมหึมาติดตั้งอยู่ด้วย มอดูลหน่วยหนึ่งจะเป็นที่อยู่ของเจ้าหน้าที่ มอดูลที่เหลือใช้เป็นที่ปฏิบัติการ สถานีอวกาศฟรีดอมเป็นโครงการนานาชาติ ซึ่งสหรัฐอเมริกาเป็นแกนนำโดยมี แคนาดา ญี่ปุ่น และยุโรปเข้าร่วมด้วย บางฝ่ายจะร่วมมือจัดตั้งหอปฏิบัติการทดลองที่เชื่อมต่อกับสถานีอวกาศการวิจัยของ ฟรีดอม จะเน้นที่การทดลองทางชีววิทยา และการผลิตวัสดุพิเศษ เพราะว่าในอวกาศเราสามารถผลิตตัวยาและชิ้นส่วนเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีความบริสุทธิ์สูงมากได้ นอกจากนี้ยังมีมอดูลอิสระเคลื่อนที่ได้อย่างเสรีเคียงคู่ไปกับ ฟรีดอมที่อยู่ในวงโคจรผ่านขั้วโลกอีกด้วยมอดูลเหล่านี้จะทำงานวิทยาศาสตร์เพิ่มเติมและได้รับการบริการจากสถานีอวกาศ
ในวันหนึ่งข้างหน้าฟรีดอมอาจจะกลายเป็นฐานส่งยานอวกาศที่เดินทางไปสู่ดาวอังคารได้

                การผลิตในอวกาศ : ชาร์ลส์ วอร์กเกอร์ วิศวกรชาวสหรัฐอเมริกาทดสอบอุปกรณ์ผลิตยาบนกระสวยอวกาศ ในสภาวะไร้น้ำหนักนั้นกลอุปกรณ์การเคลื่อนย้ายสู่ขั้วไฟฟ้าสามารถแยกแยะวัสดุให้มีความบริสุทธิ์สูงยิ่งกวาที่ทำได้บนโลก และผลิตได้ปริมาณมากกว่าถึง 700 เท่า จึงเป็นที่หวังว่าจะเป็นที่ผลิตอินซูลีน สำหรับรักษาโรคเบาหวานและตัวยาอื่น ๆ ในเชิงพาณิชย์ได้ในอวกาศ

                                                    นันักบินอวกาศจำเป็น

                    นักบินอวกาศ"คนแรกของโลก"แท้ที่จริงแล้วไม่ใช่มนุษย์ผู้กล้าหาญแต่กลับเป็นสัตว์ที่อาจจะเรียกได้ว่า "ซวย"ที่จะต้องมาอุทิศชีวิตของมันให้กับการพัฒนาโครงการอวกาศปฏิบัติการส่งสัตว์ขึ้นสู่อวกาศแล้วนำ มันกลับมายังโลกได้เป็นผลสำเร็จครั้งแรกเมื่อพ.ศ.2494โดยที่ญาติทางพันธุกรรมที่ใกล้ชิดกับมนุษย์ ที่สุดคือลิงเป็นสิ่งมีชีวิตชนิดแรกที่ขึ้นสู่เบื้องบนพ้นชั้นโอโซนไปสู่บรรยากาศชั้นเมโสสเฟียร์ได้ส่วนสุนัข นับเป็นสัตว์ชนิดแรกที่สามารถขึ้นไปโคจรรอบโลกได้นอกจากนั้นยังมีสัตว์อีกหลายชนิดที่ได้ไปเยือน อวกาศตั้งแต่หนูไปจนถึงชิมแปนซีและแม้กระทั้งประเทศฝรั่งเศสก็เคยเตรียมแมวบ้านสำหรับโครงการ อวกาศเช่นเดียวกัน

                      แต่สำหรับพวกเราแล้วความทรงจำเกี่ยวกับนักบินอวกาศรุ่นแรก ๆ ก็จะมีชื่อของ ยูริ กาการิน หรืออลันเชปพาร์ดและมักจะหลงลืมไปว่าความสำเร็จของมนุษย์ในฐานะนักบินอวกาศนั้นเป็นหนี้บุญคุณต่อบรรดาสัตว์ทดลองเหล่านั้น สัตว์ที่เข้ามาช่วยทดสอบสภาวะต่าง ๆ ในอวกาศซึ่งนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถจำลองให้เกิดขึ้นบนโลกได้ คนทั่วไปไม่รู้จัก แซม, แฮม หรือแม้กระทั้งไลก้า นักบินอวกาศที่เป็นผู้ทดสอบสภาพไร้น้ำหนัก และความเครียดที่จะมีต่อสิ่งมีชีวิตในยามที่ต้องเดินทางไปสู่อวกาศ คนทั่วไปลืมไปว่าพัฒนาการของโครงการอวกาศสำหรับมนุษย์นั้นขึ้นอยู่กับความสามารถในการเอาตัวรอดของนักบินรุ่นบุกเบิกที่ไม่ใช่มนุษย์ ไลก้า, อัลเบิร์ต, พเชลกา, มุชกา และ กอร์โต เป็นเพียงสัตว์จำนวนหนึ่งเท่านั้นที่แผ้วถางทางสำหรับการมุ่งไปสู่ "พรมแดนสุดท้าย" ของเรา ทั้งยูริ และอลัน รวมทั้งพวกเราเป็นหนี้อันใหญ่หลวงที่เกิดจากผู้บุกเบิกยุคแรกทุกตัว