8 ก.ย. 2020 เวลา 14:10 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
วงโคจรสู่ดวงจันทร์ (จันทรายาน 2 ของอินเดีย - ตอน 3/5)
การไปดวงจันทร์อาจแบ่งเป็น 3 ขั้นหลักๆ ได้แก่
1. Launch - จากผิวโลกสู่วงโคจรรอบโลก
2. Transfer - วงโคจรรอบโลกสู่วงโคจรรอบดวงจันทร์
3. Landing - จากวงโคจรรอบดวงจันทร์สู่ผิวดวงจันทร์
ในส่วนของการส่งจรวดขึ้นสู่อวกาศนั้น ปัจจุบัน(ช่วงปี 2018-2020) มีแทบทุกสัปดาห์ สัปดาห์ละ 1-2 ครั้ง โดยราว 30% เป็นจีน อีก 30% เป็นสหรัฐอเมริกา และที่เหลือเป็นประเทศอื่นๆ
อินเดียส่งจรวดโดยเฉลี่ย 2 เดือนครั้ง การเข้าถึงอวกาศกลายเป็นเรื่องธรรมดาเพียงแค่มีเงินจ่าย
ในกรณีของจันทรายานสองจ่าย 3.8 พันล้านรูปี หรือ 1.6 พันล้านบาท เพื่อส่งมวล 3.8 ตัน ไปแถวๆ GTO ด้วยจรวด GSLV
จรวดปล่อยตัวเมื่อวันที่ 22 กรกฎาคม 2019 เวลา 9:13 ตามเวลาสากล ใช้เวลาเพียง 16 นาที หน้าที่ของจรวดก็เสร็จสิ้น จันทรายานอยู่ในวงโคจรสูงกว่า GTO เล็กน้อย
GTO: Geostationary Transfer Orbit คือวงโคจรวงรี ที่ใช้เข้าสู่วงโคจรค้างฟ้า (GEO: Geostationary Orbit) ซึ่งเป็นวงกลม โดยจุดไกลสุดที่ 42,164 กิโลเมตร หรือคิดเป็น 35,786 กิโลเมตรจากระดับน้ำทะเล
GEO (วงโคจรค้างฟ้า) มีคาบการโคจร 1 วันพอดี ทำให้ดาวเทียมอยู่ตำแหน่งเดิมบนท้องฟ้าตลอดเวลา
ดาวเทียมสื่อสาร เช่น ไทยคม หรือ ดาวเทียมเพื่อการพยากรณ์อากาศ เช่น ฮิมาวาริ จึงนิยมอยู่ในวงโคจรนี้
GEO นั่นอยู่ไกลทำให้ค่าจรวดแพงขึ้น ดาวเทียมส่วนใหญ่นั้นอยู่ในวงโคจรระดับต่ำ (LEO: Low Earth Orbit) ที่ความสูง 400-1000 กิโลเมตร
ในกรณีของจันทรายานซึ่งไม่ได้ต้องการโคจรรอบโลก จึงต้องการทำวงโคจรให้เป็นวงรีไกลออกไปจนถึงดวงจันทร์ โดยค่อยๆเพิ่มความรีของวงโคจร 6 ครั้ง ในเวลา 1 เดือน ดังภาพเคลื่อนไหว จาก 0.4 แสนกิโลเมตร ไปจนถึง 4 แสนกิโลเมตร
Hohmann Transfer from Low Earth Orbit (LEO) via Geostationary Transfer Orbit (GTO) to Geostationary Orbit (GEO)
ในระบบวงโคจรนั้น การจะออกไปไกลขึ้นโดยใช้เชื้อเพลิงอย่างมีประสิทธิภาพนั้น
จะเร่งความเร็วเฉพาะตอนที่อยู่ปลายสุดของวงรี ซึ่งทิศทางของความเร็วจะตั้งฉากกับแรงโน้มถ่วง การควบคุมจรวดแบบนี้ มีชื่อเรียกว่า การเปลี่ยนวงโคจรแบบโฮมันน์ (Hohmann Transfer)
หากเครื่องยนต์มีกำลังมากอาจเร่งความเร็วครั้งเดียวจากระดับ 200 กิโลเมตร ไป 400,000 กิโลเมตรได้ในทีเดียว และใช้เวลาแค่ 3 วัน แบบอะพอลโล แต่สำหรับจันทรายานยอมใช้เวลา 30 วัน เร่ง 6 ครั้ง เพื่อใช้เครื่องยนต์ที่เล็กลงในราคาประหยัด
เมื่อไปถึงรอบดวงจันทร์ในวันที่ 20 สิงหาคม 2019 จันทรายานต้องชะลอความเร็วอีก 6 ครั้ง เพื่ออยู่ในวงโคจรเกือบกลมที่ความสูง 120 กิโลเมตร
ตั้งแต่วันที่ 1 กันยานยน 2019 จนถึงปัจจุบัน ดาวเทียมจันทรายานยังคงใช้การได้ และน่าจะยังใช้การได้อีกหลายปี แม้จะไม่ค่อยมีข่าวหรือภาพออกมามากนัก
ดูรายละเอียดได้ที่
โฆษณา