วันศุกร์ที่ 6 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2558

การดำรงชีวิตในยานอวกาศของมนุษย์อวกาศ

   
จากการอยู่ในสภาพไร้น้ำหนักของมนุษย์อวกาศกับการโคจรรอบโลก ทำให้การใช้ชีวิตมีความแตกต่างกับการอยู่บนโลกซึ่งอยู่ในสภาพที่มีน้ำหนัก

การรับประทานอาหาร
ในยุคแรกๆ นั้น มนุษย์อวกาศจะต้องรับประทานอาหารที่ถูกบดจนมีสภาพกึ่งเหลว โดยการบีบใส่ปากรับประทาน ต่อมาในยุคที่มีกระสวยอวกาศ มนุษย์อวกาศจึงได้รับประทานอาหารที่จัดใส่ในภาชนะพร้อมอุปกรณ์ในการรับประทานเช่นเดียวกับที่นั่งทานบนพื้นโลก 

ในอวกาศของเหลวจะติดอยู่ในภาชนะที่ใส่ได้เพราะแรวตึงผิวของของเหลว แต่เมื่อกระแทกออกจากภาชนะก็จะเป็นก้อนลอยคว้าง มนุษย์อวกาศสามารถดื่มน้ำได้โดยการใช้หลอดดูด

เมนูอาหารที่มนุษย์อวกาศรับประทานนั้นมีหลากหลายชนิด โดยในแต่ละวันจะต้องให้พลังงานเฉลี่ย 3,000 กิโลแคลอรี่ ซึ่งจัดว่าเป็นอาหารที่ให้พลังงานสูง เนื่องจากการใช้ชีวิตในสภาพที่ไร้น้ำหนัก จึงต้องใช้กำลังมากกว่าปกติในการทำกิจกรรมต่างๆ ที่สำคัญสัดส่วนของสารอาหารที่นักบินอวกาศควรได้รับก็จะต่างจากตอนที่อยู่บนโลกเพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงของร่างกายที่อยู่ในอวกาศ เช่น กล้ามเนื้อหัวใจเสื่อมถอย กล้ามเนื้อขาเสื่อมถอยเนื่องจากการขาดแรงดึงดูด การสูญเสียแคลเซียม 

การอาบน้ำ
วิธีการอาบน้ำของนักบินอวกาศมี 2 วิธี คือ การใช้ฝักบัวอาบน้ำ และการใช้ผ้าขนหนู สำหรับวิธีแรกนั้นห้องน้ำจะมีลักษณะเป็นทรงกระบอกด้านบนติดเพดาน ด้านล่างติดพื้นมีท่อขดเป็นวงกลมขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 90 ซม. โดยเมื่อเริ่มอาบน้ำน้ำจากฝักบัวจะถูกฉีดไปทั่วร่างกาย และเครื่องดูดอากาศก็จะดูดน้ำและสบู่ที่ติดตัวนักบินผู้อาบและผนังห้องเพื่อประหยัดน้ำ

ส่วนวิธีที่ 2 การใช้ผ้าขนหนู จะเป็นการใช้วิธีฉีดน้ำจากท่อจ่ายน้ำลงบนผ้าขนหนูผืนเล็ก ซึ่งน้ำจะติดบนผ้าทำให้เหมือนมีเจลบางๆ ติดที่ผ้า เมื่อแตะผ้าไปบนร่างกายน้ำก็จะติดผิวและกระจายไปเป็นบริเวณกว้าง จากนั้นก็จะใช้สบู่ทาทั่วตัวเช่นเดียวกัน แล้วเช็ดน้ำสบู่ออกโดยผ้าขนหนู

การขับถ่าย
บนพื้นโลกมีห้องสุขาบนอวกาศก็เช่นเดียวกัน ซึ่งภายในมีอุปกรณ์ที่ใช้ในการปัสสาวะ โดยมีรูปร่างเป็นกรวยสำหรับเก็บปัสสาวะ อากาศจะถูกดูดผ่านกรวยเพื่อดึงปัสสาวะเข้าไปเก็บในถุงภายในกรวยซึ่งถุงนี้จะถูกเปลี่ยนทุกวัน ส่วนของเสียที่เป็นของจะถูกเก็บไว้ในอุปกรณ์ต่างหาก ก่อนถูกนำไปทำให้แห้งและเก็บกลับไปยังโลกเพื่อวิเคราะห์

การนอน
การนอนของนักบินอวกาศจะนอนโดยมีเครื่องรัดตัวให้ติดกับพื้นโดยสอดตัวเข้าถุงนอน

การออกกำลังกาย
การออกกำลังกายนับเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับนักบินอวกาศ เพื่อลดการเสื่อมถอยของกล้ามเนื้อ

เรียบเรียงจาก
สุปราณี สิทธิไพโรจน์กุล, ยงยุทธ บัลลพ์วานิช และอาภาภรณ์ บุญยรัตนพันธุ์. เทคโนโลยีอวกาศ ระดับมัธยมศึกษา. ปทุมธานี : ศูนย์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเพื่อสังคม สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ, 2552. (หน้า 90-92)

นักบินอวกาศ

นักบินอวกาศ คือ บุคคลที่เดินทางไปกับยานอวกาศ ไม่ว่าจะไปในฐานะใด และไม่ว่าจะไปด้วยยานอวกาศแบบไหน ทั้งที่โคจรรอบโลก (ในระยะสูงจากพื้นราว 80-100 กิโลเมตรขึ้นไป)หรือที่เดินทางออกไปยังตำแหน่งอื่นใดนอกวงโคจรของโลก
สภาพแวดล้อมในอวกาศ
          
อวกาศเป็นสภาวะไร้อากาศและแรงโน้มถ่วง ดังนั้นการเคลื่อนที่จึงไร้แรงเสียดทานและความเร่ง ยานอวกาศหรือนักบินอวกาศเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ด้วยการจุดจรวดขนาดเล็ก และจุดจรวดด้านตรงข้ามด้วยแรงที่เท่ากันเมื่อต้องการจะหยุด (ภาพที่ 5)บนอวกาศเต็มไปด้วยรังสีคลื่นสั้นซึ่งมีพลังงานสูง ดาวเทียมและยานอวกาศอาศัยพลังงานเหล่านี้ด้วยการใช้เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม รังสีคลื่นสั้นเหล่านี้มีอานุภาพในการกัดกร่อนสสาร ดังจะเห็นว่ายานอวกาศและดาวเทียมส่วนมากถูกห่อหุ้มด้วยโลหะพิเศษ สีเงิน หรือสีทอง อุปกรณ์ทุกอย่างที่ใช้ในอวกาศถูกสร้างขึ้นด้วยวัสดุชนิดพิเศษ จึงมีราคาแพงมากบนพื้นผิวโลกมีบรรยากาศคอยทำหน้าที่กรองรังสีคลื่นสั้นที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต แต่ในอวกาศไม่มีเกราะกำบัง ในขณะที่นักบินอวกาศออกไปทำงานข้างนอกยาน พวกเขาจะต้องสวมใส่ชุดอวกาศ ซึ่งออกแบบมาเพื่อจำลองสภาพแวดล้อมที่อยู่บนโลก กล่าวคือ ปรับอุณหภูมิให้พอเหมาะ มีออกซิเจนให้หายใจ มีแรงดันอากาศเพื่อป้องกันมิให้เลือดซึมออกตามผิวหนัง และรังสีจากดวงอาทิตย




ใช้ชีวิตอยู่ในอวกาศ
การเดินทางของนักบินอวกาศเพื่อเข้าสู่อวกาศครั้งแรก ๆ ในทศวรรษ 1960 แต่ละครั้งนั้นเป็นการก้าวกระโดดเข้าสู่อวกาศในระยะเวลาอันสั้น ๆ เพียงสอง สาม ชั่วโมง แต่เมื่อสหรัฐฯท้าทายอดีตสหภาพโซเวียตด้วยการส่งมนุษย์ไปดวงจันทรในปลาย
ทศวรรษ 1960 ก็ได้ทำให้ยานอวกาศพัฒนาไปสู่ความทันสมัยยิ่งขึ้น นักบินอวกาศสามารถใช้เวลาอยู่ในยานได้นานขึ้น แต่หลังการชิงชัยไปดวงจันทร์ ก็ทำให้เกิดการเปลี่ยแปลง 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

สิ่งมีชีวิตแรกที่เดินทางไปยังอวกาศคือสุนัขมีชื่อว่าไลก้า โดยขึ้นไปกับยานสปุตนิก 2
นักบินอวกาศคนแรกของโลกคือ ยูริ กาการิน สหภาพโซเวียตขึ้นไปกับยานวอสต๊อก 1
นักบินอวกาศคนแรกที่โคจรรอบโลกคือ จอห์น เกลน สหรัฐอเมริกา
นักบินอวกาศหญิงคนแรกของโลกเป็นชาวโซเวียต ชื่อ วาเลนติน่า เทเรชโกว่า เดินทางไปกับยานวอสต๊อก
ยานอวกาศที่เดินทางไปยังดวงจันทร์เป็นของสหรัฐอเมริกาโดย นีลอาร์มสตรอง เป็นคนแรกที่ได้เดินบน
ดวงจันทร์เดินทางไปกับยานอพอลโล 11







ดาวเทียม



 ดาวเทียม คือ สิ่งประดิษฐ์ที่มนุษย์คิดค้นขึ้น ที่สามารถโคจรรอบโลก โดยอาศัยแรงดึงดูดของโลก ส่งผลให้สามารถโคจรรอบโลกได้ในลักษณะเดียวกันกับที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลก และโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ วัตถุประสงค์ของสิ่งประดิษฐ์นี้เพื่อใช้ ทางการทหาร การสื่อสาร การรายงานสภาพอากาศ การวิจัยทางวิทยาศาสตรเช่นการสำรวจทางธรณีวิทยาสังเกตการณ์สภาพของอวกาศ โลก ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร และดาวอื่นๆ รวมถึงการสังเกตวัตถุ และดวงดาว กาแล็กซี ต่างๆ





กลุ่มดาวจักรราศี

zodiac_full

เนื่องจากโลกโคจรไปรอบดวงอาทิตย์ ดังนั้น ผู้สังเกตบนโลกจะเห็นราวกับว่า ดวงอาทิตย์โคจรรอบโลก โดยเคลื่อนที่ไปตามแนวสุริยะวิถี (Eclipse) ครบ รอบใน ปี กลุ่มดาวต่างๆ ที่ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ปรากฎผ่าน เราเรียกว่า “กลุ่มดาวจักรราศี” (Zodiac) โดยในความเป็นจริง กลุ่มดาวดังกล่าวไม่ได้อยู่บนแนวสุริยวิถีพอดี แต่จะอยู่ในช่วงแถบกว้างประมาณ 18 อาศา ผ่านแนวสุริยวิถี โดยมี 12 กลุ่มดาว แต่ละกลุ่มดาวห่างกัน ประมาณ 30 องศา [โดย Hipparchu นักดาราศาสตร์ชาวกรีก (150 ปีก่อนคริสตศักราช)] เวลาดูในท้องฟ้า จะเห็นกลุ่มดาว 12 ราศีเรียงตามลำดับ จาก ทิศตะวันตก ไปทิศตะวันออก
กลุ่มดาวจักรราศี หรือ กลุ่มดาว 12 ราศี บางทีเรียกว่า กลุ่มดาว 12 นักษัตร เพราะ 11 กลุ่มเป็นสัตว์จริงหรือสัตว์สมมุติ อีก กลุ่มเป็นสิ่งของ คือ ตาชั่ง กลุ่มดาว 12 ราศี มีชื่อตามเดือนทั้ง 12 เริ่มนับจากราศีเมษ ไปจนถึงราศีมีน 

          ทั้งนี้ เมื่อประมาณ 1000 ปีก่อนคริสตศักราช กลุ่มดาวกลุ่มแรก ที่ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ผ่าน จุดที่สุริยะวิถี เคลื่อนที่ตัดกับเส้นศูนย์สูตรฟ้าพอดี ในเริ่มต้นของฤดูร้อน คือ กลุ่มดาวแกะ (Aries) ในราศีเมษ กลุ่มดาวแกะจึงถูกเรียกในสมัยนั้นว่า “ผู้นำแห่งกลุ่มดาว 12 ราศี”, “March Equinox” หรือ “0 Aries” (เมื่อ1000 ปีที่ผ่านมา  Vernal Equinox อยู่ในราศีเมษ ในวันที่ 21 มีนาคม)
เนื่องจากแกนของโลกไม่ได้ชี้ตรงไปที่ดาวเหนือตลอดเวลา การหมุนของโลกมีอาการส่าย คล้าย ๆ กับลูกข่าง การส่ายของโลกเป็นผลเนื่องมาจากแรงดึงดูด ของดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์ที่มีต่อโลก ดังนั้นVernal Equinox อันเป็นจุดตั้งต้นของกลุ่มดาว 12 ราศี
ดวงอาทิตย์จะเริ่มยกเข้าสู่ ราศีเมษนั้น ก็ไม่ตรงกับที่ Hipparchus กล่าวคือ ในวันที่ 21 มีนาคม ซึ่งถือว่าเป็นวันเริ่มต้นฤดู ใบไม้ผลิ ดวงอาทิตย์เริ่มยกเข้าสู่ ราศีเมษนั้น  ความจริงแล้วดวงอาทิตย์พึ่งจะเข้าสู่ราศีมีน  คือกลุ่มดาวปลา  ดวงอาทิตย์ยังไม่ได้ยกเข้าสู่ราศีเมษ จนกว่าจะถึงปลายเดือนเมษายน (19เมษายน) ดังนั้น เมื่อประมาณ ค.ศ. 0 (รวมถึงปัจจุบัน) จุด Equinox ดังกล่าวได้ขยับ มาอยู่ในกลุ่มดาวปลาคู่ (Pisces) หรือราศีมีน เข้าสู่ยุคที่เรียกว่า “the Age of Pisces” หรือยุค “the New Great Age“
คาดว่า ประมาณปี ค.ศ. 2600 จุดดังกล่าวจะขยับ เข้าสู่กลุ่มดาวคนแบกหม้อน้ำ (Aquarius) เริ่มต้นยุคที่เรียกว่า “the Age of Aquarius” อันจะส่งผลให้ จุด Vernal Equinox ขยับไปสู่ราศีกุมภ์
นั่นคือ ทุกๆ ประมาณ 2100 ปี จุด Vernal Equinox จะขยับไปทางทิศตะวันตกทีละ จักรราศี แต่ความคลาดเคลื่อนของกลุ่มดาว 12 ราศี ไม่มีความสำคัญ และไม่มีความจำเป็น ที่จะต้องใช้และเอามาอ้างอิงในทางดาราศาสตร์ แต่ในทางโหราศาสตร์ นักโหราศาสตร์จะทำนาย เหตุการณ์ และวิถี ชีวิตโดย อาศัยรากฐานมาจากการเคลื่อนที่ของดวงดาว ที่บนท้องฟ้าแถบเส้นสุริยะวิถี [ซึ่งปรากฏว่าดวงดาว ทั้งหมายไม่ได้ปรากฏตามที่ นักโหราศาสตร์พูดหรือกะไว้อย่างแท้จริงเลย ดังนั้น จึงไม่น่าเป็นไปได้ที่ ดาวเคราะห์จะมีอิทธิพลเหนือชีวิตมนุษย์ เว้นแต่มนุษย์จะยอมให้ความเชื่อเหล่านั้น มีอิทธิพลต่อวิถีชีวิตของตนเอง]
เนื่องจากคนไทยถือเอาวันที่ 13 เมษายน หรือ วันสงกรานต์ นับเป็นวันขึ้นปีใหม่ของไทย วันขึ้นปีใหม่ของไทยนี้ จะใกล้เคียง กับวันตั้งต้นปีใหม่ของนักดาราศาสตร์ คือวันที่ 21 มีนาคม สำหรับนักโหราศาสตร์ถือว่า วันที่ 21 มีนาคม ดวงอาทิตย์เริ่มเข้าสู่ราศีเมษ หรือดวงอาทิตย์ปรากฏโคจรอยู่ใน กลุ่มดาวแกะ (ในความเป็นจริง ยังไม่ได้เข้าสู่ราศีเมษ) แต่สำหรับนักดาราศาสตร์ถือว่า วันที่ 21 มีนาคม เป็นวันเริ่มเข้าสู่ฤดูใบไม้ผลิ ของซีกโลกเหนือ เป็นวันตั้งต้นชีวิตใหม่ประจำปี ทุกชาติทุกภาษา ตั้งต้นกลุ่มดาว 12 ราศีเหมือนกันหมด คือให้กลุ่ม ดาวแกะ (ราศีเมษ) เป็นราศีที่ และกลุ่มดาวปลา ราศีมีน เป็นราศีสุดท้าย
หลักในการสังเกตหากกลุ่มดาว 12 ราศี กลุ่มต่าง ๆ ดังนี้ ครั้งแรกต้องหากลุ่มดาว 12 ราศีที่สังเกตเห็นได้ง่าย ๆ เป็นหลักตั้งต้นก่อน เมื่อเห็นกลุ่มดาว 12 ราศีกลุ่มใดแล้ว แบ่งท้องฟ้าขณะนั้นเป็น ส่วน ส่วนละ30 องศา ถ้านับไปทางทิศตะวันตก ส่วน หรือ 30 องศา จะเป็นกลุ่ม 12 ราศี ที่ผ่านมาแล้ว ถ้านับไปทางทิศตะวันออก ส่วน หรือ 30 องศา จะเป็นกลุ่มดาว 12 ราศี ทีกลุ่มจะถึงต่อไป จำง่าย ๆ ว่า กลุ่มดาว 12ราศี มีชื่อตามชื่อเดือนทั้ง 12 การนับตั้งต้นนับจากทิศตะวันตกไปทางทิศตะวันออก หมายความว่า ทางทิศตะวันตกของกลุ่มดาวราศีเมษ (แกะตัวผู้) เป็นกลุ่มดาวราศีมีน (ปลา) และทางทิศตะวันออกเป็นราศีพฤษภ (วัว) เป็นต้น
ถ้าหากจะกำหนดดูดาวในเวลา ทุ่ม เราจะสามารถมองเห็นกลุ่มดาว 12 ราศีอยู่กลางท้องฟ้าตรงตำแหน่งศีรษะ ในเดือนต่าง ๆ ตามลำดับดังนี้ 15 มกราคม กลุ่มดาววัว, 20 กุมภาพันธ์ กลุ่มดาวคนคู่, 15มีนาคม กลุ่มดาวปู, 10 เมษายน กลุ่มดาวสิงโต,  25 พฤษภาคม กลุ่มดาวหญิงพรหมจรรย์,  20มิถุนายน กลุ่มดาวคันชั่ง, 20  กรกฎาคม กลุ่มดาวแมงป่อง, 20 สิงหาคม กลุ่มดาวคนถือธนู, 20กันยายน กลุ่มดาวแพะทะเล, 10 ตุลาคม กลุ่มดาวคนถือหม้อน้ำ, 10 พฤศจิกายน กลุ่มดาวปลา และ 10ธันวาคม กลุ่มดาวแกะ
ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการส่ายของโลก (Precession)
     
เนื่องจากโลกโคจรไปรอบๆดวงอาทิตย์ โดยที่แกนโลกเอียง ทำมุมประมาณ 23.5 องศา กับ แนวตั้งฉากกับแนวการเคลื่อนที่ของโลก รอบดวงอาทิตย์ แกนดังกล่าวไม่ได้เอียงคงที่ แต่จะส่าย เช่นเดียวกับแกนของลูกข่าง ที่ส่ายในขณะที่หมุน และเคลื่อนที่ไปรอบๆ เพียงแต่ขนาดของวงโคจร ที่โลกเคลื่อนที่ มีขนาดใหญ่กว่ามาก ทำให้คาบเวลาในการส่าย ใช้เวลานานถึง 26,000 ปี ซึ่งปัจจุบัน แกนขั้วฟ้าเหนือ ชี้ไปใกล้กับดาวเหนือ ชื่อ Polaris และจะชี้ไปใกล้ดาวเหนือ มากที่สุด ประมาณปี ค.ศ. 2100
     หลังจากนั้นอีกประมาณ 13,000 ปี แกนขั้วฟ้าเหนือ จะชี้ไปใกล้ดาววีกา (Vega) ในกลุ่มดาวพิณ (Lyra) แทน ซึ่งการเปลี่ยนแปลงนี้ ทำให้จุด Vernal Equinox ค่อยๆขยับ ไปทางทิศตะวันตกช้าๆ ปีละประมาณ 50 ฟิลิปดา (50/3600 องศา) นั่นเอง
     ในอดีตกาล เมื่อราวประมาณ 4800 ปีมาแล้ว ดาวขั้วฟ้าเหนือ คือ ดาวทูบาน (Thuban) ในกลุ่มดาวมังกร (Draco) ซึ่งเป็นดาวดวงที่ นับจากหางรูปมังกร ซึ่งทำให้ปิระมิดของชาวอียิปต์ มีช่องจากภายใน ชี้ไปดาวเหนือ หรือดาวทูบาน





อุปราคา (Eclipse)
                เกิดจากการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์และโลกรอบดวงอาทิตย์ อุปราคาแบ่งออกเป็น 2ชนิดคือ จันทร์ทรุปราคา เกิดเมื่อดวงจันทร์อยู่ตรงข้ามกับดวงอาทิตย์และดวงจันทร์เคลื่อนผ่านเข้าไปในเงาของโลก คนบนโลกด้านที่หันเข้าหาดวงจันทร์จึงมองเห็นดวงจันทร์มืดสลัวไป จันทรุปราคายังมีการแบ่งย่อยๆ ตามลักษณะการเกิดได้อีกหลายแบบได้แก่ จันทรุปราคาแบบเงามัว แบบบางส่วน และ แบบเต็มดวง อุปราคาอีกชนิดหนึ่งคือ สุริยปราคา เกิดเมื่อดวงจันทร์อยู่ตรงกับดวงอาทิตย์เงาของดวงจันทร์ทอดยาวตกลงบนพื้นโลก เฉพาะคนบนโลกท่อยู่ในเขตของเงาดวงจันทร์เท่านั้นที่เห็นดวงอาทิตย์ถูกบัง การเกิดสุริยุปราคาแต่ละครั้งจึงมีคนเห็นไม่มากนักเพราะเงาของดวงจันทร์ตกลงบนพื้นโลกครอบคลุมพื้นที่แคบๆเท่านั้น สุริยุปราคาแบ่งย่อยตามลักษณะการเกิดได้หลายแบบเช่นกันได้แก่ สุริยุปราคาแบบบางส่วน แบบเต้มดวง และแบบวงเหวน 

กำเนิดระบบสุริยะ
      ระบบสุริยะเกิดจากกลุ่มฝุ่นและก๊าซในอวกาศซึ่งเรียกว่า “โซลาร์เนบิวลา” (Solar Nebula) รวมตัวกันเมื่อประมาณ 4,600 ล้านปีมาแล้ว  (นักวิทยาศาสตร์คำนวณจากอัตราการหลอมรวมไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมภายในดวงอาทิตย์)  เมื่อสสารมากขึ้น แรงโน้มถ่วงระหว่างมวลสารมากขึ้นตามไปด้วย กลุ่มฝุ่นก๊าซยุบตัวหมุนเป็นรูปจานตามหลักอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม ดังภาพที่ 1    แรงโน้มถ่วงที่ใจกลางสร้างแรงกดดันมากทำให้ก๊าซมีอุณหภูมิสูงพอที่จุดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน หลอมรวมอะตอมของไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียม  ดวงอาทิตย์จึงถือกำเนิดเป็นดาวฤกษ์  

ภาพที่ 1  กำเนิดระบบสุริยะ
            วัสดุชั้นรอบนอกของดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิต่ำกว่า ยังโคจรไปตามโมเมนตัมที่มีอยู่เดิม รอบดวงอาทิตย์เป็นชั้นๆ   มวลสารของแต่ละชั้นพยายามรวมตัวกันด้วยแรงโน้มถ่วง  ด้วยเหตุนี้ดาวเคราะห์จึงถือกำเนิดขึ้นเป็นรูปทรงกลม เนื่องจากมวลสารพุ่งใส่กันจากทุกทิศทาง 
            อิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงทำให้วัสดุที่อยู่รอบๆ พยายามพุ่งเข้าหาดาวเคราะห์  ถ้าทิศทางของการเคลื่อนที่มีมุมลึกพอ ก็จะพุ่งชนดาวเคราะห์ทำให้ดาวเคราะห์นั้นมีขนาดใหญ่ขึ้น เนื่องจากมวลรวมกัน  แต่ถ้ามุมของการพุ่งชนตื้นเกินไป ก็จะทำให้แฉลบเข้าสู่วงโคจร และเกิดการรวมตัวต่างหากกลายเป็นดวงจันทร์บริวาร  ดังเราจะเห็นได้ว่า ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ เช่น ดาวพฤหัสบดี จะมีดวงจันทร์บริวารหลายดวงและมีวงโคจรหลายชั้น เนื่องจากมีมวลสารมากและแรงโน้มถ่วงมหาศาล  ต่างกับดาวพุธซึ่งมี
ขนาดเล็กมีแรงโน้มถ่วงน้อย ไม่มีดวงจันทร์บริวารเลย  วัสดุที่อยู่โดยรอบจะพุ่งเข้าหาดวงอาทิตย์ เพราะ
มีแรงโน้มถ่วงมากกว่าเยอะ
องค์ประกอบของระบบสุริยะ
 ดวงอาทิตย์ (The Sun)  เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ตรงตำแหน่งศูนย์กลางของระบบสุริยะและเป็นศูนย์กลาง
ของแรงโน้มถ่วง ทำให้ดาวเคราะห์และบริวารทั้งหลายโคจรล้อมรอบ


ภาพที่ 2  ระบบสุริยะ
 ดาวเคราะห์ชั้นใน (Inner Planets)  เป็นดาวเคราะห์ขนาดเล็ก มีความหนาแน่นสูงและพื้นผิวเป็น
ของแข็ง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นธาตุหนัก มีบรรยากาศอยู่เบาบาง ทั้งนี้เนื่องจากอิทธิพลจากความร้อนของ
ดวงอาทิตย์และลมสุริยะ ทำให้ธาตุเบาเสียประจุ ไม่สามารถดำรงสถานะอยู่ได้   ดาวเคราะห์ชั้นใน
บางครั้งเรียกว่า ดาวเคราะห์พื้นแข็ง “Terrestrial Planets"เนื่องจากมีพื้นผิวเป็นของแข็งคล้ายคลึง
กับโลก  ดาวเคราะห์ชั้นในมี 4 ดวง คือ ดาวพุธ  ดาวศุกร์  โลก
   และดาวอังคาร
 ดาวเคราะห์ชั้นนอก (Outer Planets)  เป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ แต่มีความหนาแน่นต่ำ เกิดจาก
การสะสมตัวของธาตุเบาอย่างช้าๆ  ทำนองเดียวกับการก่อตัวของก้อนหิมะ เนื่องจากได้รับอิทธิพลของ
ความร้อนและลมสุริยะจากดวงอาทิตย์เพียงเล็กน้อย  ดาวเคราะห์พวกนี้จึงมีแก่นขนาดเล็กห่อหุ้มด้วย
ก๊าซจำนวนมหาสาร  บางครั้งเราเรียกดาวเคราะห์ประเภทนี้ว่า ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ (Gas Giants) หรือ  Jovian Planets   ซึ่งหมายถึงดาวเคราะห์ที่มีคุณสมบัติคล้ายดาวพฤหัสบดี  ดาวเคราะห์ชั้นนอกมี 4 ดวง
คือ ดาวพฤหัสบดี    ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน
                                                                                  
 ดวงจันทร์บริวาร (Satellites)  โลกมิใช่ดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่มีดวงจันทร์บริวาร  โลกมีบริวาร
ชื่อว่า “ดวงจันทร์” (The Moon)  ขณะที่ดาวเคราะห์ดวงอื่นก็มีบริวารเช่นกัน  เช่น ดาวพฤหัสบดีมี
ดวงจันทร์ขนาดใหญ่ 4 ดวงชื่อ ไอโอ (Io), ยูโรปา (Europa), กันนีมีด (ganymede) และคัลลิสโต (Callisto)  ดาวเคราะห์และดวงจันทร์ถือกำเนิดขึ้นพร้อมๆ กัน เพียงแต่ดวงจันทร์มิได้รวมตัวกับ
ดาวเคราะห์โดยตรง แต่ก่อตัวขึ้นภายในวงโคจรของดาวเคราะห์  เราจะสังเกตได้ว่า หากมองจากด้านบน
ของระบบสุริยะ  จะเห็นได้ว่า ทั้งดวงอาทิตย์    ดาวเคราะห์และดวงจันทร์ส่วนใหญ่  จะหมุนรอบตัวเองในทิศทวนเข็มนาฬิกา  และโคจรรอบดวงทิตย์ในทิศทวนเข็มนาฬิกาเช่นกันหากมองจากด้านข้างของ
ระบบสุริยะก็จะพบว่า    ทั้งดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ และดวงจันทร์บริวาร จะอยู่ในระนาบที่ใกล้เคียงกับ
สุริยะวิถีมาก  ทั้งนี้ก็เนื่องมาจากระบบสุริยะทั้งระบบ ก็กำเนิดขึ้นพร้อมๆ กัน โดยการยุบและหมุนตัว
ของจานฝุ่น  
 ดาวเคราะห์แคระ (Dwarf Planets) เป็นนิยามใหม่ของสมาพันธ์ดาราศาสตร์สากล (International    Astronomical Union) ที่กล่าวถึง วัตถุขนาดเล็กที่มีรูปร่างคล้ายทรงกลม แต่มีวงโคจรเป็นรูปรี    ซ้อนทับกับดาวเคราะห์ดวงอื่น และไม่อยู่ในระนาบของสุริยะวิถี ซึ่งได้แก่ ซีรีส พัลลาส พลูโต    และดาวที่เพิ่งค้นพบใหม่ เช่น อีริส เซ็ดนา วารูนา  เป็นต้น (ดูภาพที่ 3 ประกอบ)

ภาพที่ 3  ขนาดของดาวเคราะห์แคระเปรียบเทียบกับโลก (ที่มา: NASA, JPL)
 ดาวเคราะห์น้อย  (Asteroids) เกิดจากวัสดุที่ไม่สามารถรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ได้    เนื่องจากแรงรบกวนจากดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ เช่น ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์  ดังเราจะพบว่า   ประชากรของดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่อยู่ที่ “แถบดาวเคราะห์น้อย” (Asteroid belt)   ซึ่งอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี   ดาวเคราะห์แคระเช่น เซเรส   ก็เคยจัดว่าเป็นดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดใหญ่ที่สุด (เส้นผ่านศูนย์กลาง 900 กิโลเมตร)    ดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่จะมีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นรูปรีมาก  และไม่อยู่ในระนาบสุริยะวิถี   ขณะนี้มีการค้นพบดาวเคราะห์น้อยแล้วประมาณ 3 แสนดวง

ภาพที่ 4  แถบดาวเคราะห์น้อย (ที่มา: Pearson Prentice Hall, Inc)
 ดาวหาง (Comets) เป็นวัตถุขนาดเล็กเช่นเดียวกับดาวเคราะห์น้อย    แต่มีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงยาวรีมาก  มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นก๊าซในสถานะของแข็ง    เมื่อดาวหางเคลื่อนที่เข้าหาดวงอาทิตย์ ความร้อนจะให้มวลของมันระเหิดกลายเป็นก๊าซ    ลมสุริยะเป่าให้ก๊าซเล่านั้นพุ่งออกไปในทิศทางตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ กลายเป็นหาง
 วัตถุในแถบไคเปอร์ (Kuiper Belt Objects) เป็นวัตถุที่หนาวเย็นเช่นเดียวกับดาวหาง   แต่มีวงโคจรอยู่ถัดจากดาวเนปจูนออกไป บางครั้งจึงเรียกว่า Trans Neptune Objects    ทั้งนี้แถบคุยเปอร์จะอยู่ในระนาบของสุริยะวิถี โดยมีระยะห่างออกไปตั้งแต่ 40 – 500 AU (AU ย่อมาจาก   Astronomical Unit หรือ หน่วยดาราศาสตร์ เท่ากับระยะทางระหว่างโลกถึงดวงอาทิตย์ หรือ 150   ล้านกิโลเมตร)   ดาวพลูโตเองก็จัดว่าเป็นวัตถุในแถบคุยเปอร์ รวมทั้งดาวเคราะห์แคระซึ่งค้นพบใหม่ เช่น อีริส   เซ็ดนา วารูนา  เป็นต้น  ปัจจุบันมีการค้นพบวัตถุในแถบไคเปอร์แล้วมากกว่า 35,000 ดวง

ภาพที่ 5  แถบไคเปอร์ และวงโคจรของดาวพลูโต (ที่มา: NASA, JPL)
 เมฆออร์ท (Oort Cloud)  เป็นสมมติฐานที่ตั้งขึ้นโดยนักดาราศาสตร์ชาวเนเธอร์แลนด์ชื่อ แจน ออร์ท (Jan Oort) ซึ่งเชื่อว่า ณ สุดขอบของระบบสุริยะ รัศมีประมาณ 50,000 AU จากดวงอาทิตย์  ระบบสุริยะ
ของเราห่อหุ้มด้วยวัสดุก๊าซแข็ง ซึ่งหากมีแรงโน้มถ่วงจากภายนอกมากระทบกระเทือน   ก๊าซแข็งเหล่านี้ก็จะหลุดเข้าสู่วงโคจรรอบดวงอาทิตย์ กลายเป็นดาวหางวงโคจรคาบยาว (Long-period   comets)

ภาพที่ 6 ตำแหน่งของแถบไคเปอร์และเมฆออร์ท (ที่มา: NASA, JPL)





กาแล็กซี่หรือดาราจักร



galaxy


กาแล็กซี่ คือ ระบบของดวงดาวที่ประกอบด้วยดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ ดาวบริวารของดาวเคราะห์ ดาวหาง อุกกาบาต ฝุ่นละอองและแก๊สในอวกาศ รวมกันเป็นระบบใหญ่มีแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน ในเอกภพประกอบด้วยกาแล็กซี่ประมาณ 100,000 ล้านกาแล็กซี่ และใน 1 กาแล็กซี่ประกอบด้วยดาวฤกษ์ประมาณ 100,000 ล้านดวง ซึ่งดาวฤกษ์แต่ละดวงอยู่ห่างกันมาก ดาวฤกษ์ในแต่ละกาแล็กซี่จะเคลื่อนที่วนรอบจุดศูนย์กลางของกาแล็กซี่ กาแล็กซี่ที่เราสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ได้แก่ กาแล็กซี่ทางช้างเผือก กาแล็กซี่แอนโดรเมดา(Andromeda Galaxy) กาแล็กซี่แมกเจลแลนใหญ่(Large Magellanic Cloud Galaxy) กาแล็กซี่แมกเจลแลนเล็ก(Small Magellanic Cloud Galaxy) แต่ ละกาแล็กซี่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100,000 ปีแสง หนาประมาณ 10,000 ปีแสง กาแล็กซี่ทาง ช้างเผือก มีอายุประมาณ 14,000 ล้านปี ซึ่งมีดาวฤกษ์ ดาวหาง อุกกาบาต รวมทั้งดวงอาทิตย์ โลก และดาวเคราะห์ในระบบสุริยะเป็นดวงดาวที่อยู่ในกาแล็กซี่ทางช้างเผือก