เทคโนโลยีอวกาศ : แรงขับดันสู่อวกาศ

เทคโนโลยีอวกาศ : แรงขับดันสู่อวกาศ

     นั่นหมายถึงจรวดจะยิ่งทะยานไปข้างหน้าด้วยความเร็วมากขึ้นถ้ามวลบางส่วนถูกทิ้งออกไปทางด้านหลัง ต้นแบบของจรวดเกิดขึ้นในราวคริสตศตวรรษที่ 13 โดยชาวจีนเป็นผู้คิดค้นขึ้นเพื่อใช้ในการทหารจรวดชนิดแรกๆ นี้จะใช้แรงขับดันจากการเผาไหม้ของส่วนผสมระหว่างถ่านไม้ ดินประสิว และกำมะถันแรงขับดันดังกล่าวสามารถทำให้จรวดพุ่งทะยานขึ้นสู่ท้องฟ้าได้แต่ยังไม่แรงพอที่จะทำให้จรวดมีความเร็วถึงความเร็วหลุดพ้น จนในปี พ.ศ. 2469 โรเบิร์ต กอดดาร์ด นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันได้ประดิษฐ์จรวดที่ใช้เชื้อเพลิงเหลวจากน้ำมันและออกซิเจนเหลวเป็นตัวขับเคลื่อน จรวดดังกล่าวเป็นต้นแบบของจรวดสมัยใหม่ที่มีการปรับปรุงประสิทธิภาพให้เป็นจรวดที่มีแรงขับดันสูงมากยิ่งขึ้นไปอีก จนในวันที่ 24 กุมภาพันธ์ 2492ประเทศเยอรมนีสามารถสร้างจรวดลำแรกที่เรียกว่า วี 2 และถูกใช้เดินทางออกสู่ห้วงอวกาศได้สำเร็จโดยใช้เชื้อเพลิงจากแอลกอฮอล์และออกซิเจนเหลวเป็นตัวขับเคลื่อน

     หลักการเบื้องต้นในการขับเคลื่อนจรวดโดยใช้เชื้อเพลิงจากแอลกอฮอล์ โดยมีออกซิเจนเหลวเป็นตัวเผาไหม้ เริ่มจากการสูบเอาสารทั้งสองมาผสมกันที่ห้องเผาไหม้ด้วยความเร็วภายใต้ความดันสูง ทำให้เกิดการเผาไหม้ และเกิดก๊าซไหลออกจากปลายจรวดในปริมาณมาก จรวดจึงสามารถเคลื่อนไปข้างหน้าได้ แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นห้องเผาไหม้และปลายจรวดจะต้องใช้วัสดุที่ทนความร้อนสูง และมีการหล่อเย็นด้วยของเหลวอุณหภูมิต่ำตลอดเส้นทางที่เคลื่อนที่ และจะต้องไม่มีเชื้อเพลิงรั่วไหลออกจากบริเวณอื่นนอกจากที่ปลายจรวดเท่านั้น

     นอกจากใช้แอลกอฮอล์และออกซิเจนเหลวดังเช่นจรวด วี 2 เป็นเชื้อเพลิงในการขับเคลื่อนแล้ว ในโครงการอะพอลโลได้ใช้น้ำมันก๊าซและออกซิเจนเป็นเชื้อเพลิง ส่วนโครงการอวกาศหลักๆโดยทั่วไปขององค์การนาซาใช้ไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลวเป็นเชื้อเพลิงขับเคลื่อน

ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาเชื้อเพลิงขับดันยานอวกาศโดยอาศัยการเร่งอนุภาคมีประจุหรือไอออนของธาตุ แทนการเผาไหม้และปลดปล่อยก๊าซออกสู่ห้วงอวกาศของจรวด โดยการวิจัยของหน่วย JPL (Jet Propulsion Laboratory) ในองค์การนาซา และถูกนำไปใช้ในโครงการ Deep space ซึ่งได้สำรวจดาวเคราะห์น้อยและดาวหางในปี พ.ศ. 2541