จรวดและยานอวกาศการเดินทางที่ทรงพลัง
— May 4, 2018
จรวดมีหลายประเภท ลักษณะของยานพาหนะที่เรียกว่าจรวดมักจะสร้างในแบบฉบับรูปร่าง ที่สูงเพรียวยื่นยาวออกไปในแนวตั้งแต่ก็มีหลายชนิดที่สร้างขึ้นให้มีความแตกต่างกันออกไปอย่าง ยานอวกาศ อพลอลโล 11 เป็นจรวดแซทเทิร์น 5 ของโครงการอะพอลโล (Apollo) ถือเป็นจรวดอวกาศที่ใหญ่ที่สุดและประสบความสำเร็จเป็นลำแรกในการสำรวจอวกาศ ส่วนประเภทอื่นๆ เช่น ขีปนาวุธ รถจรวด เครื่องบินจรวด เลื่อนจรวด รถไฟจรวด จรวดตอร์ปิโด ยานบินส่วนบุคคล และรุ่นเล็กๆ อย่าง จรวดบอลลูน จรวดน้ำ
ว่าด้วยเรื่องของจรวดกับหลักการทางวิทยาศาสตร์
จรวด (Rocket) เป็นพาหนะเครื่องยนต์ที่ใช้ขับเคลื่อนสำหรับการใช้ขนส่งอุปกรณ์หรือมนุษย์ขึ้นสู่อวกาศ จรวดสามารถเดินทางไปอยู่ในอวกาศได้ เนื่องจากจรวดไม่ต้องใช้ออกซิเจนในบรรยากาศมาใช้เพื่อการสันดาปเชื้อเพลิงทั้งนี้เพราะว่าจรวด มีถังบรรจุออกซิเจนอยู่ในตัวเอง จรวดที่ใช้ในการเดินทางไปสู่อวกาศ จะต้องมีการขับเคลื่อนนิย่างต่อเนื่องและใช้พลังงานมากเพื่อที่จะเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลกได้ (Gravity) ซึ่งมีความเร่ง 9.8 เมตร/วินาที หลักการทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวกับจรวด มีหลายแขนงเช่น ฟิสิกส์ เคมี วิทยาศาสตร์เทคโนโลยีสารสนเทศ รวมถึงอาศัยกฎทฤษฏีทางวิทยาศาสตร์เป็นแนวทาง เช่น ทฤษฎีเรื่องแรงโน้มถ่วงของโลกของ เซอร์ไอแซค นิวตัน
หลักการฟิสิกส์ ทฤษฎีเรื่องแรงโน้มถ่วง จรวดทำงานตามกฎของนิวตัน 3 ข้อ
- กฎข้อที่ 1 “กฎของความเฉื่อย” เมื่อจรวดนำดาวเทียมหรือยานอวกาศเข้าสู่วงโคจรรอบโลกแล้ว จะดับเครื่องยนต์เพื่อเคลื่อนที่ด้วยแรงเฉื่อย ให้ได้ความเร็วคงที่เพื่อรักษาระดับความสูงของวงโคจรให้คงที่
- กฏข้อที่ 2 “ความเร่งของจรวดแปรผันตามแรงขับของจรวด แต่แปรผกผันกับมวลของจรวด” ดังนั้นจรวดต้องเผาไหม้เชื้อเพลิงอย่างต่อเนื่องเพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงและเพื่อให้ได้ความเร่งสูงสุด
- กฎข้อที่ 3 “แรงกริยา = แรงปฏิกิริยา” จรวดปล่อยแก๊สร้อนออกทางท่อท้ายด้านล่าง (แรงกริยา) ทำให้จรวดเคลื่อนที่ขึ้นสู่อากาศ (แรงปฏิกิริยา)
หลักการทางเคมี รอเบิร์ต แอสแนลท์ แพลเทลี ผู้คิดค้นทฤษฏีจรวดและการเดินทางระหว่างดาวเคราะห์เกี่ยวกับพลังงานจากนิวเคลียร์ (เรเดียม) คิดค้นต้นแบบจรวดหลายชั้นและพัฒนาเชื้อเพลิงสำหรับจรวดด้วย 3 วิธี คือการเผาไหม้เพื่อการต้านทานแรงกดดัน ตามด้วยการสลัดจรวดส่วนนั้นๆ ทิ้งไปจากการใช้เชื้อเพลิง เหลือแต่ตัวจรวดที่มีมวลน้อยลงเพื่อให้มีอัตราเร็ว เพิ่มขึ้นสามารถเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลกเข้าสู่ห้วงอวกาศได้ สุดท้ายคืออัตราเร็วของไอเสียของจรวดจะเพิ่มขึ้นจนถึงเกินกว่าอัตราเร็วของเสียโดยใช้หัวฉีดเดลาวาล
วิทยาศาสตร์เทคโนโลยีสารสนเทศ
ดร.อาจอง ชุมสาย ณ อยุธยา คนไทยที่ทำงานในนาซ่า เมื่อปี ค.ศ.1976 ผู้สร้างต้นแบบชิ้นส่วนระบบลงจอดของงานอวกาศ ยานอวกาศไวกิ้ง ด้วยการใช้ระบบคอมพิวเตอร์สารสนเทศควบคุมยานอวกาศ ร่อนลงสู่พื้นดินของดาวอังคารและการใช้ระบบสารสนเทศส่งข้อมูลกลับมาที่โลกได้ ยังไม่รวมถึงหลักการวิทยาศาสตร์อีกหลายด้าน รวมหลายแขนงเข้าด้วยกันเพื่อให้จรวดขนาดใหญ่ทะยานขึ้น สู่ห้วงอวกาศได้อย่างประสบความสำเร็จที่เหล่านักวิทยาศาสตร์ต่างร่วมกันพัฒนาจรวดอย่างต่อเนื่อง เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์และโลก