มั่นใจได้จริงหรือ ? ว่าดาวเทียมจะอยู่รอดในอวกาศ!

ซึ่งทุกครั้งที่เราเปิดจีพีเอสเพื่อพยายามหาเส้นทางไปร้านอาหารที่เพื่อนแนะนำมา หรือเปิดทีวีเจอพยากรณ์อากาศแจ้งเตือนพายุหรือน้ำท่วม รวมไปจนถึงบางอาชีพที่ต้องใช้จีพีเอสในการทำงาน เช่น พนักงานส่งอาหาร ส่งสินค้า เป็นต้น 

ข้อมูลเหล่านี้นั้นมาจากดาวเทียมแทบทั้งสิ้น การใช้ชีวิตประจำวันของเราในปัจจุบัน มีการพึ่งพาการทำงานของดาวเทียมอยู่เป็นปกติ หากระบบดาวเทียมทำงานผิดพลาดก็อาจส่งผลกระทบต่อการดำเนินชีวิตของเราอย่างมาก

ในส่วนของค่าใช้จ่ายในการผลิตดาวเทียมแต่ละดวงนั้นมีมูลค่าค่อนข้างสูง อย่างดาวเทียมจีพีเอสรุ่นล่าสุดตกประมาณดวงละกว่า 1 หมื่นล้านบาท เราคงไม่อยากเห็นเงินเหล่านี้สูญหายไปกับดาวเทียมที่เข้าสู่วงโคจรแล้วใช้งานไม่ได้ กลายเป็น “ขยะอวกาศที่ไร้ค่า” นี่แหละคือเหตุผลที่ทำไมเราจึงจำเป็นต้องมีการทดสอบดาวเทียมทุกดวง ด้วยวิธีที่เหมาะสมก่อนที่จะปล่อยขึ้นสู่อวกาศ

แต่กระนั้นเราจะทดสอบอย่างไรให้มั่นใจได้ว่าดาวเทียมเราจะปลอดภัย คำตอบคือ “ดาวเทียมผ่านสภาพแวดล้อมอะไร เราก็ทดสอบอย่างนั้น” ซึ่งในช่วงชีวิตของดาวเทียมก่อนที่จะขึ้นไปโคจรในอวกาศนั้น ต้องผ่านสภาพแวดล้อมอันตรายหลายอย่าง 

สิ่งแรกที่ดาวเทียมต้องประสบพบเจอคือ แรงสั่นสะเทือนที่รุนแรงจากจรวดลำเลียง (Launch Vehicle) ขณะเคลื่อนตัวผ่านชั้นบรรยากาศขึ้นสู่วงโคจร หลังจากดาวเทียมแยกตัวออกจากจรวดลำเลียง และโคจรรอบโลกเพื่อปฏิบัติภารกิจตามที่ได้ถูกออกแบบไว้นั้น ดาวเทียมจะต้องทำงานภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีความผันผวนสูงกว่าบนผิวโลกมาก และต้องทำงานในสภาวะสุญญากาศ มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่เย็นจัดและร้อนจัด รวมถึงปริมาณรังสีคอสมิกเข้มข้น ที่ไม่เพียงแค่ส่งผลอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต แต่ยังสามารถทำลายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความซับซ้อนได้อีกด้วย

ดาวเทียมจะถูกทดสอบด้วยเครื่องให้กำเนิดการสั่นสะเทือน (Vibration testing) เป็นอย่างแรก เพราะแรงสั่นสะเทือนจะเป็นสิ่งแรกที่ดาวเทียมต้องเจอเมื่อถูกส่งขึ้นไปยังอวกาศ โดยดาวเทียมถูกติดตั้งเข้าเครื่องทดสอบโดยใช้ตำแหน่งเดียวกับที่จะติดตั้งบนจรวดลำเลียง 

ระบบจะจำลองให้เหมือนกับแรงสั่นสะเทือนที่ดาวเทียมจะได้รับให้สมจริงที่สุด เซนเซอร์วัดแรงสั่นสะเทือน (Accelerometer sensor) จำนวนมากจะถูกติดตั้งเข้ากับดาวเทียม เพื่อเก็บข้อมูลระหว่างการทดสอบ แล้วนำข้อมูลเหล่านี้ไปวิเคราะห์และประเมินผล เพื่อยืนยันว่าดาวเทียมนั้นไม่เกิดความเสียหายจากแรงสั่นสะเทือนที่ได้รับ และสามารถนำไปทดสอบขั้นต่อไปได้

สิ่งที่ดาวเทียมต้องเจอต่อมาคือสภาวะสุญญากาศและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่เย็นจัดและร้อนจัดในอวกาศ ดาวเทียมจะถูกติดตั้งในห้องที่เป็นสภาวะสุญญากาศ พร้อมกับการควบคุมอุณหภูมิร้อนและเย็นสลับกันไป เพื่อยืนยันว่าดาวเทียมสามารถทำงานได้ปกติในทุกช่วงอุณหภูมิ 

แต่เนื่องจากส่วนประกอบหลักของดาวเทียมคือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งสามารถปล่อยหรือรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเหล่านี้อาจก่อให้เกิดสัญญาณรบกวน ไปรบกวนการทำงานของอุปกรณ์ภายในดาวเทียมด้วยกันเอง หรือรบกวนต่ออุปกรณ์ภายนอก เช่น ระบบควบคุมการทำงานของจรวดลำเลียง 

ดังนั้น จำเป็นต้องมีการทดสอบความเข้ากันได้ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า นอกจากนี้ยังมีการทดสอบเพื่อหาโมเมนต์ความเฉื่อยและมวลที่แน่นอนของดาวเทียม ที่จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าดาวเทียมจะสามารถเข้ากันได้กับจรวดลำเลียง จากนั้นวิศวกรดาวเทียมจะนำผลการทดสอบที่ได้ไปปรับปรุงระบบควบคุมการเคลื่อนไหวของดาวเทียมให้แม่นยำยิ่งขึ้น หลังจากผ่านการทดสอบที่กล่าวมาทั้งหมดข้างต้นแล้ว ข้อมูลที่ได้จะถูกนำมาประเมินและส่งให้กับ Launch agency เพื่อเป็นการยืนยันถึงความปลอดภัยพร้อมที่จะส่งขึ้นสู่วงโคจร

จะเห็นได้ว่า ก่อนที่ดาวเทียมจะถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศและปฏิบัติภารกิจให้กับคนบนพื้นโลกนั้น ต้องผ่านการทดสอบที่ซับซ้อนและเข้มงวด วิธีการทดสอบต้องออกแบบมาให้เหมาะสม ครอบคลุมทุกความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น และที่สำคัญจะต้องไม่รุนแรงเกินไปจนสร้างความเสียหายให้กับตัวดาวเทียมเอง ทั้งหมดนี้ก็เพื่อให้มั่นใจได้ว่าดาวเทียมจะอยู่รอดในอวกาศและสามารถปฏิบัติภารกิจได้ตามทุกคนคาดหวังไว้นั่นเอง

ในส่วนของดาวเทียมธีออส-2 (THEOS-2) หลังจากที่การประกอบเสร็จสิ้นที่บริษัทในสหราชอาณาจักร ดาวเทียมจะถูกส่งมาที่ประเทศไทยเพื่อดำเนินการทดสอบทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้นภายในประเทศ ซึ่งถือว่าเป็นดาวเทียมดวงแรกที่ดำเนินการทดสอบแบบครบวงจรโดยใช้โครงสร้างพื้นฐานในประเทศไทย 

เพื่อเป็นการยืนยันและพิสูจน์ความสามารถในการทดสอบดาวเทียมในประเทศ พร้อมสำหรับรองรับการทดสอบดาวเทียมดวงต่อไปที่จะเกิดขึ้น และเชื่อว่าเทคโนโลยีและนวัตกรรมที่เกี่ยวข้องกับดาวเทียมจะต้องมีการพัฒนาต่อไปเรื่อยๆ เพื่อให้ได้สิ่งที่ดีที่สุด และตอบโจทย์มนุษย์โลกอย่างเรา