• ภาษาไทย
  • English

สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน):GISTDA

เป็นองค์กรในการนำคุณค่าจากอวกาศและภูมิสารสนเทศสู่สังคม

จะมั่นใจได้อย่างไรว่าดาวเทียมอยู่รอดในอวกาศ ?

จะมั่นใจได้อย่างไรว่าดาวเทียมอยู่รอดในอวกาศ ?

จะมั่นใจได้อย่างไรว่าดาวเทียมอยู่รอดในอวกาศ ?

cchamanaicchaidyaangairwaadaawethiiymyuurdainwkaas.jpg

หลายต่อหลายครั้งที่แอดมินมีโอกาสได้นำเสนอเรื่องราวเกี่ยวกับดาวเทียม ครั้งนี้ก็ยังคงเป็นเรื่องของดาวเทียมแต่เกี่ยวข้องกับความเชื่อมั่น คนส่วนใหญ่อาจจะมองข้ามไปว่าดาวเทียมจะส่งผลกระทบต่อการใช้ชีวิตประจำวันของตัวเองอย่างไร อาจจะคิดไปว่าดาวเทียมก็อยู่บนฟ้า เราก็อาศัยอยู่บนพื้นดิน มันจะเกี่ยวข้องกันตรงไหน แต่ทุกครั้งที่เราเปิด GPS เพื่อพยายามหาเส้นทางไปร้านอาหารที่เพื่อนแนะนำมา หรือเปิดทีวีเจอพยากรณ์อากาศแจ้งเตือนพายุหรือน้ำท่วมที่กำลังใกล้เข้ามา รวมไปจนถึงอาชีพบางอาชีพที่ต้องใช้ GPS ในการทำงาน เช่น..พนักงานส่งอาหาร ส่งสินค้า เป็นต้น สิ่งเหล่านี้กลายเป็นส่วนหนึ่งของการใช้ชีวิต ซึ่งข้อมูลเหล่านี้นั้นมาจากดาวเทียมแทบทั้งสิ้น การใช้ชีวิตประจำวันของเราในปัจจุบันมีการพึ่งพาการทำงานของดาวเทียมอยู่เป็นปกติ หากระบบดาวเทียมทำงานผิดพลาดก็อาจส่งผลกระทบต่อการดำเนินชีวิตของเราได้อย่างมาก

ในส่วนของค่าใช้จ่ายในการผลิตดาวเทียมแต่ละดวงนั้นมีมูลค่าค่อนข้างสูงมาก อย่างดาวเทียม GPS รุ่นล่าสุด ราคาตกประมาณดวงละกว่าหนึ่งหมื่นล้านบาท โอ้ว..!!ราคาสูงมาก เราคงไม่อยากเห็นเงินเหล่านี้สูญหายไปกับดาวเทียมที่เข้าสู่วงโคจรแล้วใช้งานไม่ได้ กลายเป็นขยะอวกาศที่ไร้ค่า นี่แหละคือเหตุผลที่ทำไมเราจึงจำเป็นต้องมีการทดสอบดาวเทียมทุกดวง ด้วยวิธีที่เหมาะสมก่อนที่จะปล่อยขึ้นสู่อวกาศ

แล้วเราจะทดสอบอย่างไรให้มั่นใจได้ว่าดาวเทียมเราจะปลอดภัย ? 
คำตอบ คือ “ดาวเทียมผ่านสภาพแวดล้อมอะไร เราก็ทดสอบอย่างนั้น”

ในช่วงชีวิตของดาวเทียมก่อนที่จะขึ้นไปโคจรในอวกาศนั้น ต้องผ่านสภาพแวดล้อมอันตรายหลายอย่าง สิ่งแรก...ดาวเทียมต้องประสบพบเจอก็คือ แรงสั่นสะเทือนที่รุนแรงจากจรวดลำเลียง (Launch Vehicle) ขณะเคลื่อนตัวผ่านชั้นบรรยากาศ ขึ้นสู่วงโคจร  หลังจากดาวเทียมแยกตัวออกจากจรวดลำเลียง และโคจรรอบโลกเพื่อปฏิบัติภารกิจตามที่ได้ถูกออกแบบไว้นั้น ดาวเทียมจะต้องทำงานภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีความผันผวนสูงกว่าบนผิวโลกมากและต้องทำงานในสภาวะสุญญากาศ มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่เย็นจัดและร้อนจัด รวมถึงปริมาณรังสีคอสมิกเข้มข้นที่ไม่เพียงแค่ส่งผลอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต  แต่ยังสามารถทำลายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความซับซ้อนได้อีกด้วย

ดาวเทียมจะถูกทดสอบด้วยเครื่องให้กำเนิดการสั่นสะเทือน (Vibration testing) เป็นอย่างแรก  เพราะแรงสั่นสะเทือนจะเป็นสิ่งแรกที่ดาวเทียมต้องเจอเมื่อถูกส่งขึ้นไปยังอวกาศ โดยดาวเทียมถูกติดตั้งเข้าเครื่องทดสอบโดยใช้ตำแหน่งเดียวกับที่จะติดตั้งบนจรวดลำเลียง จำลองให้เหมือนกับแรงสั่นสะเทือนที่ดาวเทียมจะได้รับให้สมจริงที่สุด เซนเซอร์วัดแรงสั่นสะเทือน (Accelerometer sensor) จำนวนมากจะถูกติดตั้งเข้ากับดาวเทียม เพื่อเก็บข้อมูลระหว่างการทดสอบ แล้วนำข้อมูลเหล่านี้ไปวิเคราะห์และประเมินผล เพื่อยืนยันว่าดาวเทียมนั้นไม่เกิดความเสียหายจากแรงสั่นสะเทือนที่ได้รับ และสามารถนำไปทดสอบขั้นต่อไปได้

สิ่งที่ดาวเทียมต้องเจอต่อมาคือ สภาวะสุญญากาศและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่เย็นจัดและร้อนจัดในอวกาศ การทดสอบด้วยห้องควบคุมอุณหภูมิสุญญากาศ (Thermal vacuum test) เป็นสิ่งที่ช่วยจำลองสภาวะดังกล่าวได้ ดาวเทียมจะถูกติดตั้งในห้องที่เป็นสภาวะสุญญากาศ พร้อมกับการควบคุมอุณหภูมิร้อนและเย็นสลับกันไป นอกจากนี้เพื่อยืนยันว่าดาวเทียมสามารถทำงานได้จริง ระหว่างที่อยู่ในสภาวะที่ร้อนจัดและเย็นจัด วิศวกรจะทำการควบคุม เช็คสถานะ สั่งงาน ผ่านระบบ Electronic Ground Support Equipment (EGSE) เพื่อให้มั่นใจได้ว่าดาวเทียมสามารถทำงานได้ปกติในทุกช่วงอุณหภูมิ แต่เนื่องจากส่วนประกอบหลักของดาวเทียมคืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งสามารถปล่อยหรือรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเหล่านี้อาจก่อให้เกิดสัญญาณรบกวน ไปรบกวนการทำงานของอุปกรณ์ภายในดาวเทียมด้วยกันเองหรือรบกวนต่ออุปกรณ์ภายนอก เช่น ระบบควบคุมการทำงานของจรวดลำเลียง ดังนั้นจำเป็นต้องมีการทดสอบความเข้ากันได้ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic compatibility) หรือ EMC โดยการทดสอบจะเป็นการยืนยันว่า

  • คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากสภาพแวดล้อมภายนอกไม่ส่งผลต่อดาวเทียม (Radiated susceptibility)
  • คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากดาวเทียมไม่ส่งผลต่อการทำงานของจรวดลำเลียง (Radiated emissions)
  • คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากดาวเทียมไม่ส่งผลต่อการทำงานของตัวดาวเทียมเอง (Radiated self- susceptibility)

นอกจากนี้ยังมีการทดสอบเพื่อหาโมเมนต์ความเฉื่อยและมวลที่แน่นอนของดาวเทียม ที่จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าดาวเทียมจะสามารถเข้ากันได้กับจรวดลำเลียงและวิศวกรดาวเทียมจะนำผลการทดสอบที่ได้ไปปรับปรุงระบบควบคุมการเคลื่อนไหวของดาวเทียมให้แม่นยำยิ่งขึ้น
หลังจากผ่านการทดสอบที่กล่าวมาทั้งหมดข้างต้นแล้ว ข้อมูลที่ได้จะถูกนำมาประเมินและส่งให้กับ Launch agency เพื่อเป็นการยืนยันว่าดาวเทียมปลอดภัยพร้อมที่จะส่งขึ้นสู่วงโคจร จะเห็นได้ว่าก่อนที่ดาวเทียมจะถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศและปฏิบัติภารกิจให้กับคนบนพื้นโลกนั้น ต้องผ่านการทดสอบที่ซับซ้อนและเข้มงวด วิธีการทดสอบต้องออกแบบมาให้เหมาะสม, ครอบคลุมทุกความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นและที่สำคัญจะต้องไม่รุนแรงเกินไปจนสร้างความเสียหายให้กับตัวดาวเทียมเอง ทั้งหมดนี้ก็เพื่อให้มั่นใจได้ว่า ดาวเทียมจะอยู่รอดในอวกาศและสามารถปฏิบัติภารกิจได้ตามทุกคนคาดหวังไว้นั่นเอง

ในส่วนของดาวเทียม THEOS-2 – SmallSAT นั้นหลังจากที่การประกอบดาวเทียมเสร็จสิ้น ณ บริษัท Surrey Satellite Technology Limited (SSTL) สหราชอาณาจักร  ดาวเทียมจะถูกส่งมาที่ประเทศไทยเพื่อดำเนินการทดสอบทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้นภายในประเทศ ซึ่งถือว่าเป็นดาวเทียมดวงแรกที่ดำเนินการทดสอบแบบครบวงจรโดยใช้โครงสร้างพื้นฐานในประเทศไทย เพื่อเป็นการยืนยันและพิสูจน์ความสามารถในการทดสอบดาวเทียมในประเทศพร้อมสำหรับรองรับการทดสอบดาวเทียมดวงต่อไปที่จะเกิดขึ้น แอดมินเชื่อว่า เทคโนโลยีและนวัตกรรมที่เกี่ยวข้องกับดาวเทียมจะต้องมีการพัฒนาต่อไปเรื่อยๆ เพื่อให้ได้สิ่งที่ดีที่สุด และตอบโจทย์มนุษย์โลกอย่าเราๆยังไงละครับ / ขอบคุณสำหรับการติดตามครับ

เรียบเรียงโดย
นายวสันต์ สุวรรณหงส์
AIT/EGSE/Launch (Mechanic) Engineer โครงการ THEOS-2 SmallSAT
#เกร็ดความรู้จากวิศวกรดาวเทียม #เรื่องเล่าจากแดนไกล #THEOS2 #จิสด้า #จิสด้าก้าวสู่ปีที่21 #space #Thailand #อวกาศ #mhesi #อว #GISTDA #ดาวเทียม #gistdathenameyoucantrust

 

ติดตามความก้าวหน้า โครงการ THEOS-2 ได้ที่นี่ คลิก