เรื่องน่ารู้..กับระบบวิเคราะห์วงโคจรของดาวเทียม Flight Dynamics System

มาต่อกันที่เรื่องราวของดาวเทียมอีกเช่นเคยนะครับ แอดมินยังคงมีข่าวสารสาระน่ารู้และเทคนิคทางวิศวกรรมมาเล่าสู่กันฟัง เรามาทำความรู้จักกับดาวเทียม THEOS-2 SmallSAT กันต่อ เนื่องจากดาวเทียมนี้เป็นดาวเทียมในวงโคจร Low Earth Orbit (LEO) จะมีการเคลื่อนที่อยู่ในวงโคจรระดับความสูงประมาณ 500 กิโลเมตรจากพื้นโลก และเป็นดาวเทียมที่โคจรด้วยความเร็วกว่า 7 กิโลเมตรต่อวินาที ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมี ระบบวิเคราะห์วงโคจรหรือว่า Flight Dynamics System (FDS) ทำหน้าที่คาดการณ์การเคลื่อนที่ของดาวเทียม เพื่อที่จะสามารถบอกตำแหน่งและความเร็วที่แน่ชัดของดาวเทียมในแต่ละเวลาที่สนใจได้
โดยในหลักการทำงานของระบบวิเคราะห์วงโคจรในแต่ละครั้งจะสามารถแบ่งกระบวนการหลักๆออกเป็น 2 ส่วน คือ

1.การนำข้อมูลการเคลื่อนที่ของดาวเทียมที่ถูกบันทึกมาทำการหาวงโคจรที่แท้จริง

2.พยากรณ์การเคลื่อนที่ของดาวเทียมในอนาคต

   โดยปกติแล้วที่มาของข้อมูลการเคลื่อนที่ของดาวเทียมจะมาจากอุปกรณ์ GPS ซึ่งติดตั้งอยู่บนดาวเทียม โดยดาวเทียมจะทำการบันทึกข้อมูล GPS ที่ระบุค่าตำแหน่งและความเร็วของดาวเทียม ณ เวลานั้นๆ ไว้ในหน่วยความจำบนดาวเทียม และเมื่อดาวเทียมเคลื่อนที่ผ่านสถานีภาคพื้นดิน (Ground Segment) ก็จะทำการส่งข้อมูลดังกล่าวลงมาที่สถานีภาคพื้นดิน หลังจากนั้นสถานีภาคพื้นดินจะประมวลผลข้อมูลเบื้องต้น และส่งข้อมูลต่อไปที่ระบบวิเคราะห์วงโคจร เพื่อทำการประมวลผลในขั้นตอนต่อไป แต่เนื่องจากข้อมูลการวัดค่าต่างๆจากเครื่องมือวัดที่ได้มาจากอุปกรณ์ GPS นั้นจะมีค่าความคลาดเคลื่อนของตัวอุปกรณ์เอง ทำให้ระบบวิเคราะห์วงโคจรไม่สามารถนำข้อมูลการเคลื่อนที่ของดาวเทียมมาใช้ในการพยากรณ์การเคลื่อนที่ของดาวเทียมในอนาคตได้เลยทันที จึงต้องมีกระบวนการ การหาวงโคจรที่แท้จริงของดาวเทียมก่อนที่จะการพยากรณ์การเคลื่อนที่ของดาวเทียม โดยอาศัยหลักการทางคณิตศาสตร์ผ่านการคำนวณและประมวลผลด้วยซอฟต์แวร์ ของระบบวิเคราะห์วงโคจร เพื่อให้การพยากรณ์การเคลื่อนที่ของดาวเทียม มีความถูกต้องแม่นยำสูงสุดนั่นเองครับ

   การพยากรณ์การเคลื่อนที่ที่แม่นยำของดาวเทียมจากระบบวิเคราะห์วงโคจรนั้น มีความสำคัญมากกับระบบวางแผนการใช้งานดาวเทียม Mission Planning System (MPS) และการปรับวงโคจรของดาวเทียม Orbit Maneuver (ถ้ามี) เพราะตำแหน่งและความเร็วของดาวเทียม ณ เวลานั้นๆ มีผลต่อกระบวนการเหล่านี้อย่างมาก และนี่ก็เป็นเหตุผลที่ว่าทำไมระบบภาคพื้นจึงต้องมี “ระบบวิเคราะห์วงโคจรของดาวเทียม”

   เรื่องราวของดาวเทียมยังไม่จบเพียงแค่นี้นะครับ ยังมีเนื้อหาน่ารู้ต่างๆอีกมากมาย เอาไว้แอดมินจะนำมาเล่าให้ฟังเพิ่มเติมอีกนะครับ / ขอบคุณที่ติดตามข้อมูลสาระดีๆจากทาง GISTDA

ขอบคุณข้อมูลจาก
พิชญ์ จันทวิชญสุทธิ์
Flight Dynamics and Mission Planning System Engineer โครงการ THEOS-2 SmallSAT