เทคโนโลยีอวกาศ การศึกษาดาราศาสตร์และห้วงอวกาศที่อยู่นอกเหนืออาณาเขตของโลก เพื่อการเรียนรู้และการทำความเข้าใจต่อจักรวาล ปรากฏการณ์ และดวงดาวต่าง ๆ ยังรวมไปถึงการศึกษาค้นคว้าเพื่อพัฒนานวัตกรรมและเทคโนโลยีต่าง ๆ ที่เป็นประโยชน์แก่มนุษยชาติ

เทคโนโลยีอวกาศ (Space Technology) หมายถึง การนำองค์ความรู้ วิธีการ และเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์มาประยุกต์ใช้ในการศึกษาดาราศาสตร์และห้วงอวกาศที่อยู่นอกเหนืออาณาเขตของโลกอย่างเหมาะสม ทั้งเพื่อการเรียนรู้และการทำความเข้าใจต่อจักรวาล ปรากฏการณ์ และดวงดาวต่าง ๆ ยังรวมไปถึงการศึกษาค้นคว้าเพื่อพัฒนานวัตกรรมและเทคโนโลยีต่าง ๆ ที่เป็นประโยชน์แก่มนุษยชาติ ไม่ว่าจะเป็นการสำรวจทรัพยากรธรรมชาติ การสร้างเครือข่ายติดต่อสื่อสาร หรือ การเตือนภัยพิบัติต่าง ๆ

ในทางวิทยาศาสตร์ “อวกาศ” (Space) หมายถึง อาณาบริเวณของท้องฟ้าที่อยู่สูงเหนือพื้นโลกในระดับน้ำทะเลตั้งแต่ 100 กิโลเมตรขึ้นไป โดยมีเส้นแบ่งขอบเขตของชั้นบรรยากาศกับอวกาศที่เรียกว่า “เส้นคาร์มัน” (Karman Line) ซึ่งเป็นขอบเขตสมมติ (Imaginary Boundary) ที่ถูกกำหนดขึ้นจากการที่ชั้นบรรยากาศในบริเวณนี้ มีอากาศเบาบางมากจนไม่สามารถทำให้เกิดแรงยกใต้ปีกที่เพียงพอสำหรับการบินของเครื่องบินได้อีก อวกาศจึงเป็นเขตพื้นที่สุญญากาศที่ประกอบไปด้วยฝุ่นผง ก๊าซ และโมเลกุลของสสารต่าง ๆ รวมไปถึงรังสีอีกมากมายที่ดำรงอยู่ระหว่างวัตถุท้องฟ้าต่าง ๆ (Astronomical Object) ในจักรวาล

เทคโนโลยีอวกาศที่สำคัญประกอบด้วย

• ดาวเทียม (Satellite) : อุปกรณ์ที่ถูกส่งขึ้นไปโคจรรอบโลกผ่านการติดตั้งบนจรวดหรือยานขนส่งอวกาศ เพื่อปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ในด้านต่าง ๆ ทั้งการถ่ายภาพจากดาวเทียม ตรวจวัดสภาพอากาศ และการสื่อสารโทรคมนาคม โดยมีดาวเทียมของสหภาพโซเวียต “สปุตนิก 1” (Sputnik 1) เป็นดาวเทียมดวงแรกของโลกที่ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในปี 1957 จนกลายเป็นยุคบุกเบิกที่นำไปสู่การแข่งขันทางความรู้ เทคโนโลยี และนวัตกรรมทางอวกาศที่ดำเนินมาถึงปัจจุบัน

• จรวด (Rocket) : ยานพาหนะที่เป็นส่วนประกอบสำคัญในการส่งดาวเทียมหรือยานสำรวจออกสู่อวกาศ ทำให้จรวดจำเป็นต้องมีเครื่องยนต์พลังสูงที่สามารถเพิ่มความเร็วและมีแรงขับเคลื่อนที่เพียงพอต่อการเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลกหรือที่เรียกว่า “ความเร็วหลุดพ้น” (Escape Velocity) ซึ่งมีความเร็วอยู่ที่ 11.2 กิโลเมตรต่อวินาที

• ยานขนส่งอวกาศหรือกระสวยอวกาศ (Space Shuttle) : ระบบยานพาหนะที่ถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้ส่งดาวเทียมหรือยานอวกาศแทนการใช้จรวด เนื่องจากจรวดมีค่าใช้จ่ายสูงและมักพังเสียหายเมื่อตกลงสู่พื้น ทำให้ไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้เหมือนยานขนส่งอวกาศ

• สถานีอวกาศ (Space Station) : สถานีหรือสิ่งก่อสร้างขนาดใหญ่ที่เคลื่อนที่โคจรรอบโลก ด้วยความเร็วกว่า 27,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เช่น สถานีอวกาศเมียร์ (Mir Space Station) ของรัสเซีย และสถานีอวกาศนานาชาติ (International Space Station) ที่ใช้เป็นห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ในด้านต่าง ๆ ขณะลอยตัวอยู่เหนือพื้นโลกกว่า 400 กิโลเมตร

• ยานสำรวจอวกาศ (Spacecraft) : ยานพาหนะที่นำมนุษย์และอุปกรณ์อัตโนมัติออกสำรวจอวกาศหรือเดินทางไปสำรวจยังดวงดาวอื่น ๆ โดยยานสำรวจอวกาศสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ
  • ยานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุม (Manned Spacecraft) เป็นยานขนาดใหญ่ที่สามารถรองรับการใช้งานของมนุษย์ ขณะดำรงชีวิตอยู่ในอวกาศ อย่างเช่น ยานอะพอลโล 11 (Apollo 11) ที่นำมนุษย์ไปยังดวงจันทร์เป็นครั้งแรกในปี 1969
  • ยานอวกาศที่ไม่มีมนุษย์ควบคุม (Unmanned Spacecraft) เป็นยานขนาดเล็กที่มีระบบสมองกลทำหน้าที่ควบคุมการทำงาน โดยยานอวกาศประเภทนี้ มักทำหน้าที่สำรวจดาวเคราะห์และห้วงอวกาศอันห่างไกล เป็นการปฏิบัติภารกิจแทนมนุษย์ เนื่องจากเวลาที่ต้องใช้ในการเดินทางอันยาวนานและปัจจัยในการดำรงชีวิตในอวกาศที่ยากลำบาก เช่น ยานแคสสินี (Cassini) ที่เดินทางไปสำรวจดาวเสาร์ ยานกาลิเลโอ (Galileo) ที่เดินทางไปสำรวจดาวพฤหัสบดี และยานแมกเจลแลน (Magellan) ที่ไปสำรวจดาวศุกร์

ประโยชน์ของเทคโนโลยีอวกาศ

มนุษย์เฝ้ามองท้องฟ้า สังเกตดวงดาว และพยายามทำความเข้าใจต่อปรากฏการณ์และความลี้ลับเกี่ยวกับห้วงอวกาศมาเนิ่นนาน ทำให้เกิดการศึกษาดาราศาสตร์และการพัฒนาทั้งเครื่องไม้เครื่องมือและเทคโนโลยีต่าง ๆ เรื่อยมา จนกระทั่งในปัจจุบัน เทคโนโลยีอวกาศถูกนำมาใช้ประโยชน์เพื่อมนุษยชาติในหลากหลายด้าน เช่น

• การสื่อสารและโทรคมนาคม : ดาวเทียมสื่อสารทำหน้าที่เป็นสถานีรับส่งคลื่นวิทยุและเชื่อมโยงเครือข่ายการสื่อสารของโลก ไม่ว่าจะเป็นการสื่อสารภายในหรือภายนอกประเทศ ทั้งโทรศัพท์ โทรเลข โทรสาร รวมถึงการถ่ายทอดสัญญาณโทรทัศน์ สัญญาณวิทยุ และการส่งข้อมูลดิจิตอลต่าง ๆ
• การตรวจวัดและพยากรณ์อากาศ : ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาทำหน้าที่ส่งสัญญาณภาพถ่ายทางอากาศพร้อมทั้งเก็บข้อมูลทางอุตุนิยมวิทยา เช่น การสำรวจจำนวนและชนิดของเมฆ ติดตามลักษณะอากาศที่แปรปรวน การตรวจวัดความเร็วลม ความชื้น และอุณหภูมิ เพื่อการพยากรณ์และเตือนภัยพิบัติต่าง ๆ โดยเฉพาะการเกิดพายุที่รุนแรง
• การสังเกตการณ์ดาราศาสตร์ : ดาวเทียมสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์และยานสำรวจอวกาศส่วนใหญ่มีการติดตั้งกล้องโทรทรรศน์และอุปกรณ์ สำหรับการศึกษาวัตถุท้องฟ้า มีทั้งดาวเทียมที่โคจรอยู่รอบโลกและโคจรผ่านไปใกล้ดาวเคราะห์ดวงอื่น รวมไปถึงการลงสำรวจดาวเคราะห์ที่ต้องการโดยตรง
• การสำรวจทรัพยากรธรรมชาติ : ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรธรรมชาติเป็นการผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีการถ่ายภาพและโทรคมนาคม มักถูกใช้เป็นสถานีเคลื่อนที่ในการสำรวจแหล่งทรัพยากรทางธรรมชาติที่สำคัญ รวมถึงการตรวจตราและเฝ้าสังเกตการเปลี่ยนแปลงบนพื้นผิวโลก อีกทั้ง ยังช่วยในการเก็บข้อมูลทางธรณีวิทยาและนิเวศวิทยาที่เป็นประโยชน์ เช่น การสำรวจพื้นที่ป่าไม้ การสำรวจพื้นที่การเกษตรและการใช้ที่ดิน รวมไปถึงเพื่อการอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติ ประเทศไทยมีดาวเทียมธีออส (Thailand Earth Observation System: THEOS) เป็นดาวเทียมสำรวจทรัพยากรธรรมชาติดวงแรก

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ

อ้างอิง

สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) – https://www.nstda.or.th

ศูนย์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์โลกและดาราศาสตร์ (LESA) – http://www.lesa.biz/space-technology/rocket

ทรูปลูกปัญญา – https://www.trueplookpanya.com

สถานีวิทยุโทรทัศน์เพื่อการศึกษากระทรวงศึกษาธิการ  – http://www.etvthai.tv

เรื่องอื่น ๆ ที่น่าสนใจ : ตรวจจับ สัญญาณวิทยุลึกลับ จากดาวใกล้เคียง หรือนั้นจะเป็นเอเลี่ยน