Head GISDTDA

รู้มั้ย..!! ก่อนจะส่งดาวเทียมออกนอกโลก จะต้องทดสอบและจำลองภารกิจของดาวเทียมมากมาย

กลับมาอีกแล้วครับ...กับสาระความรู้ดีๆจากพี่ๆวิศวกรดาวเทียม ครั้งนี้แอดมินได้มีโอกาสได้คุยกับคุณอรุณศักดิ์  บุตรไชย วิศวกรดาวเทียมด้าน Simulator Software Engineer จากโครงการ THEOS-2 Small Sat ถึงเรื่องราวของดาวเทียมว่า เมื่อดาวเทียมถูกส่งไปออกสู่นอกบรรยากาศโลกแล้ว เราจะรู้ได้อย่างไรว่าดาวเทียมของเราจะสามารถทำงานได้ปกติดี

อรุณศักดิ์เล่าให้ฟังว่า ในกิจกรรมต่างๆของดาวเทียมนั้น ไม่ว่าจะเป็นการออกแบบ การทดลอง การประกอบ หรือแม้แต่กระทั่งตอนปฏิบัติงาน การจำลอง ( Simulation ) จึงมีความสำคัญมากๆ  เพราะการจำลองนี้เอง จะทำให้เราสามารถคาดเดาตัวแปรต่างๆ ของสภาพแวดล้อมในเวลาหนึ่งๆได้ โดยอาจจะเป็นได้ทั้งอุปกรณ์ที่จับต้องได้ หรือเป็นเพียงซอฟท์แวร์จำลองที่อยู่ในคอมพิวเตอร์เพียงอย่างเดียว นี่เป็นแค่ตัวอย่างเดียว ของการจำลองในภารกิจดาวเทียม   ซึ่งการจำลองในกิจกรรมภารกิจดาวเทียมนี้ สามารถแบ่งได้ 3 ประเภท อาทิ

* การจำลองภารกิจ ( Mission Performance Simulators ) 
จุดมุ่งหมายเพื่อการหานิยามเบื้องต้นของภารกิจ  การทำงานคร่าวๆ และเพื่อให้เห็นภาพรวมของภารกิจ และประเภทของดาวเทียมนั้นๆ ซึ่งจะสอดคล้องกับอุปกรณ์ที่ใช้ รวมทั้งเพื่อนำมาจำลองหาค่าของหน่วยความจำ พลังงานที่ใช้ หรือแม้กระทั่งต้นทุนของภารกิจเป็นต้น  ซึ่งหัวข้อในส่วนนี้ก็จะเป็นส่วนการจำลองแรกๆ ของภารกิจการสร้างดาวเทียม โปรแกรมการจำลองในหมวดนี้ จะได้แก่  การจำลองของวงโคจร และหาระยะเวลาของภารกิจ เป็นต้น

* การจำลองเพื่อทดสอบอุปกรณ์ ( Instrument Performance Simulators )
จุดมุ่งหมายเพื่อทดสอบอุปกรณ์ที่จะใช้ในดาวเทียมว่า สอดคล้องกับภารกิจ และทดสอบความสามารถของอุปกรณ์ให้อยู่ในสภาวะแวดล้อมของอวกาศได้ตลอดอายุของภารกิจ  โปรแกรมการจำลองในหมวดนี้ เช่น การจำลองอุณหภูมิ เป็นต้น

* การจำลองการปฏิบัติการดาวเทียม ( Operational Satellite Simulators )
การจำลองควบคุมภารกิจ เพื่อตรวจสอบและจำลองการใช้งานในส่วนของงานภาคพื้นดิน เพื่อพิสูจน์คำสั่งงานให้ดาวเทียมว่าสามารถทำงานได้อย่างถูกต้อง ก่อนจะส่งคำสั่งจริงให้กับดาวเทียม ทั้งนี้งานการจำลองนี้จะทำการจำลองภารกิจดาวเทียมทั้งภารกิจ ให้อยู่ในรูปแบบของโปรแกรม โดยสามารถทำงานได้เฉกเช่นดาวเทียม ทั้งการส่งคำสั่ง และการตรวจเช็คสถานะอุปกรณ์ต่างๆ รวมถึงซอฟท์แวร์ที่สร้างขึ้น จะเปรียบเป็นดาวเทียมเสมือน ที่สามารถพิสูจน์คำสั่ง และทดลองคำสั่ง ก่อนที่จะปฎิบัติการจริงได้นั่นเองครับ

การจำลองดาวเทียมนี้เอง สามารถจำลองบนคอมพิวเตอร์ทั่วไปได้ หากมีฐานข้อมูลที่เพียงพอ อาจจะมาจากการคำนวณ หรือเป็นข้อมูลจากดาวเทียม ก็สามารถคำนวณด้วยสมการผ่านโปรแกรมง่ายๆ เช่น Python C แต่หากต้องการความแม่นยำของข้อมูล หรือเพิ่มความเป็นไปได้จริงของข้อมูล ก็จะต้องใช้อุปกรณ์ดาวเทียมจริงมาเป็นส่วนประกอบในการทำงานด้วย เช่น ในโครงการ THEOS-2 ก็เป็นการใช้อุปกรณ์ Onboard Computer (OBC) มาประกอบการจำลอง โดยการส่ง / รับข้อมูลผ่านฮาร์ดแวร์ผสมกับซอฟท์แวร์ที่อยู่ในคอมพิวเตอร์ ซึ่งกระบวนการนี้เองเรียกว่า Hardware-in-the-loop จะเป็นการทำงานร่วมกันของคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ โดยให้ซอฟท์แวร์ในคอมพิวเตอร์ทดแทนอุปกรณ์ต่างๆที่จะอยู่อวกาศแทน แค่นี้เราก็จะรู้ได้แล้วว่า..เมื่อดาวเทียมถูกส่งไปออกสู่นอกบรรยากาศโลกแล้วดาวเทียมของเราจะสามารถทำงานได้ปกติดี เหตุที่ต้องทดสอบอะไรต่อมิอะไรมากมายเพื่อเป็นการสร้างความมั่นใจนั่นเองว่าดาวเทียมสามารถใช้งานได้อย่างแน่นอน ถ้าเราไม่มีการทดสอบที่ดีพอ...หากเกิดปัญหาในอวกาศเราไม่สามารถขึ้นไปซ่อมแซมหรือแก้ไขปัญหานั้นได้ การทดสอบจึงต้องรัดกุมที่สุดนั่นเองครับ

ขอบคุณข้อมูลจาก
นายอรุณศักดิ์  บุตรไชย
Simulator Software Engineer โครงการ THEOS-2 Small Sat

Admin 29/6/2564 332 0
Share :