เบื้องหลังการทำงานของระบบปฏิบัติการดาวเทียมสำรวจโลก โดย GISTDA

   ในปัจจุบัน ข้อมูลจากดาวเทียมได้ถูกนำมาใช้เพื่อประโยชน์ในด้านต่าง ๆ ของประเทศ ตั้งแต่การถ่ายภาพความละเอียดสูงเพื่อสำรวจผังเมือง จัดการทรัพยากรธรรมชาติ ตลอดจนช่วยสนับสนุนข้อมูลรับมือภัยพิบัติ โดยใช้ข้อมูลจากอวกาศมากขึ้น

GISTDA หรือ สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน) มีดาวเทียมสำรวจโลกความละเอียดสูง 2 ดวง ที่กำลังปฏิบัติภารกิจในวงโคจรนอกโลก ได้แก่ ดาวเทียมไทยโชต (THEOS-1) และดาวเทียม THEOS-2 และยังมีแผนที่จะนำส่งดาวเทียมเพิ่มเติมในอนาคต เพื่อเติมเต็มกลุ่มดาวเทียมสำรวจโลกของประเทศไทย ให้หน่วยงานต่าง ๆ และประชาชนทั่วไปสามารถใช้ข้อมูลจากอวกาศได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

   ด้วยเหตุนี้ GISTDA จึงต้องมี “สำนักปฏิบัติการดาวเทียม” ที่คอยควบคุมดูแลการทำงานของดาวเทียม เหมือนกับศูนย์ควบคุมภารกิจที่หลายคนอาจคุ้นตาจากในภาพยนตร์ โดยเป็นระบบปฏิบัติการเพื่อรองรับการทำงานของดาวเทียมสำรวจโลกเพียงที่เดียวในประเทศไทย พร้อมกับมีวิศวกร และนักเทคโนโลยีอวกาศคนไทย ที่มากประสบการณ์และมีความเชี่ยวชาญคอยปฏิบัติหน้าที่ควบคุมและรับสัญญาณจากดาวเทียมเหล่านี้ เพื่อนำมาใช้สนับสนุนภารกิจต่าง ๆ ของประเทศได้อย่างทันท่วงที

   สำหรับกระบวนการถ่ายภาพของดาวเทียมในแต่ละวัน ต้องเริ่มมาจากขั้นตอนการรับข้อมูลความต้องการของผู้ใช้ ว่าอยากให้ถ่ายภาพบริเวณใด ความเป็นไปได้ในการถ่ายภาพ เป็นลำดับแรก จากนั้นทีมงานต้องมาวางแผนร่วมกันเพื่อกำหนดภารกิจการถ่ายภาพของดาวเทียม เช่นการจัดลำดับความสำคัญ การพยากรณ์ข้อมูลเมฆปกคลุมแต่ละพื้นที่ทั่วโลก และการคำนวณแผนงาน เป็นต้น โดย นายบุญชุบ บุ้งทอง ผู้อำนวยการสำนักปฏิบัติการดาวเทียม เปิดเผยว่า “โดยปกติมีการแบ่งลำดับความสำคัญ 3 ลำดับ ได้แก่ ด่วนที่สุด คือกลุ่มของภัยพิบัติ ความมั่นคง หรือข้อสั่งการจากรัฐบาล ที่ส่งผลกระทบกับประชาชนโดยตรงเราจะต้องถ่ายให้ได้ภายใน 1-3 วัน”

   “กลุ่มต่อมา คือ กลุ่มด่วน เป็นการติดตามภัยพิบัติ ในเหตุที่ไม่รุนแรงมากนัก หรือติดตามความเสียหายจากเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นไปแล้ว เพื่อซึ่งเราจะมีการวางแผนรองรับล่วงหน้าว่าจะต้องเฝ้าติดตามเหนือพื้นที่ใด รวมถึงกลุ่มผู้ใช้ที่มีการจ่ายค่าบริการ และอีกกลุ่มคือ กลุ่มทั่วไป ซึ่งเป็นการถ่ายภาพเก็บไว้โดยดาวเทียม ระหว่างโคจรผ่านเหนือพื้นที่ต่าง ๆ ของประเทศไทยและพื้นที่ทั่วโลก เพื่อเก็บไว้เป็นฐานข้อมูลสำหรับติดตามความเปลี่ยนแปลงในอนาคต”

   เมื่อมีการประมวลข้อมูลอย่างรอบด้าน และยืนยันแผนงานการสั่งถ่ายภาพแล้ว วิศวกรควบคุมดาวเทียมจะส่งคำสั่งไปให้ดาวเทียม ผ่านสถานีดาวเทียมของ GISTDA ที่ตั้งอยู่ภายในอุทยานรังสรรค์นวัตกรรมอวกาศ อำเภอศรีราชา จังหวัดชลบุรี โดยเมื่อดาวเทียมโคจรผ่านเข้ามาในรัศมีการติดต่อกับสถานีภาคพื้นดินประมาณ 2,500 กิโลเมตรจากสถานีฯ ซึ่งเป็นขอบเขตที่สามารถรับ-ส่งสัญญาณได้ ทีมปฏิบัติการจะทำการส่งคำสั่งถ่ายภาพใหม่ขึ้นไปให้ดาวเทียมผ่านคลื่นความถี่ย่าน S-band พร้อมทั้งส่งคำสั่งติดตามสถานะของดาวเทียม ตรวจสอบความพร้อมของอุปกรณ์ระบบต่าง ๆ ของดาวเทียมไปด้วย ในขณะเดียวกันก็มีกิจกรรมการรับสัญญาณข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียมที่ส่งลงมายังสถานีดาวเทียมภาคพื้นดินผ่านคลื่นความถี่ย่าน X-band เพื่อนำไปประมวลผลเป็นข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียมต่อไป

   ในการทำงานของดาวเทียม นายบุญชุบ ระบุว่า “แต่ละวันดาวเทียมจะมีการถ่ายภาพพื้นที่มากกว่า 100 แห่ง ตามแผนงานที่วางไว้ ซึ่งหลังจากส่งแผนงานขึ้นไป ดาวเทียมจะประมวลผลและเปิดกล้องถ่ายภาพเมื่อโคจรผ่านเหนือพื้นที่นั้น ๆ ก่อนเก็บบันทึกข้อมูลไว้ในหน่วยความจำ เพื่อนำส่งกลับโลกในช่วงที่โคจรผ่านใกล้สถานีดาวเทียมอีกครั้ง”

   ระหว่างที่ดาวเทียมโคจรผ่านเหนือประเทศไทย วิศวกรของ GISTDA จะเข้ามาปฏิบัติงานเพื่อรอรับสัญญาณจากดาวเทียมไทยโชต ดาวเทียม THEOS-2 เช่นเดียวกับดาวเทียมจากหน่วยงานพันธมิตร ซึ่งเมื่อรับสัญญาณลงมาแล้ว เจ้าหน้าที่จะมีกระบวนการประมวลผลภาพให้ออกมาในรูปแบบดิจิทัล พร้อมกับการปรับแก้เชิงเรขาคณิต ยึดกับตำแหน่งของผิวโลก เช่นเดียวกับปรับแก้เชิงคลื่น จากสัญญาณที่อาจมีความคลาดเคลื่อน ให้ข้อมูลภาพที่ได้มีความถูกต้องตามมาตรฐานที่กำหนด

   นอกจากการถ่ายภาพวัตถุตามภารกิจที่มอบหมาย นายบุญชุบ ได้เผยว่าดาวเทียมต้องมีการสอบเทียบข้อมูล “เพื่อให้ข้อมูลที่เราได้เห็นมีคุณภาพ ดาวเทียมจึงต้องมีการถ่ายภาพพื้นที่เหนือทะเลตอนกลางคืนโดยเฉพาะบริเวณที่มีแสงจากพื้นโลกน้อยที่สุดในคืนเดือนมืด เพื่อตรวจหาจุดขาวบนเซนเซอร์ของกล้อง และการสั่งถ่ายภาพทะเลทรายในตอนกลางวัน เพื่อวัดคุณภาพของเซนเซอร์ นำมาใช้ปรับแก้ตัวกล้องให้มีความแม่นยำมากที่สุด”

   แต่ภารกิจการควบคุมดาวเทียม ไม่ได้มีเพียงแค่การถ่ายภาพจากอวกาศเพียงอย่างเดียว ยังต้องคอยดูแลความพร้อมในการทำงานของดาวเทียม ทั้งการตรวจดูการจราจรอวกาศ ควบคู่ไปกับระบบ Zircon (ระบบจัดการจราจรอวกาศ ของ GISTDA) ภายใต้การพัฒนาของศูนย์วิจัยเทคโนโลยีอวกาศของ GISTDA ซึ่งนำไปสู่การปรับเปลี่ยนวิถีวงโคจรของดาวเทียมให้เหมาะสม และยังสามารถปฏิบัติภารกิจได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตลอดจนการแก้ไขปัญหาเมื่อดาวเทียมเกิดปัญหา เช่น การเข้าสู่ Safe Mode เมื่อระบบทำงานผิดพลาด เกิดพายุสุริยะ เป็นต้น ซึ่งวิศวกรของไทยต้องคอยตรวจดู และไล่เช็คตามลำดับเพื่อค่อย ๆ แก้ไขข้อผิดพลาด ในการกู้คืนให้ดาวเทียมกลับมาทำงานตามปกติให้ได้โดยเร็วที่สุด

   ท้ายที่สุด สำหรับเยาวชนที่สนใจทำงานในด้านการปฏิบัติการดาวเทียม แบบเดียวกับเจ้าหน้าที่ของ GISTDA ทางผู้อำนวยการสำนักปฏิบัติการดาวเทียมได้ให้คำแนะนำว่า “เรามีอยู่หลายภาคส่วนมาก ตั้งแต่ระบบปฏิบัติการที่อาศัยความรู้พื้นฐานด้านคอมพิวเตอร์ แบบที่เยาวชนไทยในปัจจุบันมีพื้นฐานเพื่อนำมาต่อยอดได้ แต่หากสนใจทำในด้านการสอบเทียบข้อมูล พื้นฐานด้านฟิสิกส์และ Earth Science จะมีความสำคัญ หรือหากต้องการทำด้านควบคุมและติดต่อสื่อสารกับดาวเทียม ทักษะด้านการสื่อสารไร้สาย อย่างเช่นการเรียนด้านวิศวกรรมโทรคมนาคม หรือไฟฟ้าสื่อสารก็มีความสำคัญมากเช่นกัน”

   “นอกจากนี้ ยังมีการประมวลผลข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียม ผู้ที่เรียนด้านภูมิศาสตร์และภูมิสารสนเทศจะมีพื้นฐานในการนำมาต่อยอดได้ หรือการดูเรื่องวงโคจรของดาวเทียม ผู้ที่เรียนด้านวิศวกรรมเมคคาทรอนิกส์จะสามารถนำพื้นฐานมาเรียนรู้ต่อได้เร็ว แต่ก็ยังมีงานในด้านการบริหารคลังข้อมูล การบำรุงรักษาระบบ และอีกหลายภาคส่วนที่สามารถมาเรียนรู้ต่อได้ ซึ่งจะเห็นว่างานด้านเทคโนโลยีดาวเทียมต้องการทักษะที่หลากหลายมาก เป็นโอกาสสำหรับน้อง ๆ ที่สนใจ”

   จะเห็นว่าสำนักปฏิบัติการดาวเทียม เป็นทีมเบื้องหลังที่สำคัญของการปฏิบัติงานด้านอวกาศของไทย เพื่อนำภาพถ่ายและข้อมูลจากอวกาศมาใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ และเป็นหนึ่งในความภาคภูมิใจของคนไทย ที่มีบุคลากรและโครงสร้างพื้นฐานเพรียบพร้อมสำหรับการสำรวจ และนำข้อมูลจากอวกาศมาใช้งานอย่างเกิดประโยชน์สูงสุดกับประเทศไทย