ใส่สมองให้ 'ดาวเทียม' ด้วยฝีมือคนไทย

ทุกวันนี้เรื่องของอวกาศไม่ได้ไกลเกินเอื้อมสำหรับคนไทยอีกต่อไป หลายประเทศทั่วโลกกำลังเร่งพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศแม้แต่ประเทศไทยเองก็ตาม

จิสด้าในฐานะองค์กรด้านอวกาศของประเทศ กำลังเร่งเครื่องเต็มสูบเพื่อพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานด้านอวกาศ บุคลากร เทคโนโลยี ตลอดจนความร่วมมือกับหน่วยงานภาครัฐ ภาคเอกชน และสถาบันการศึกษา เพื่อร่วมกันสร้างนวัตกรรมจากอวกาศฝีมือคนไทย ลดการพึ่งพาจากต่างชาติ ตามแผนงานระดับชาติของการวิจัยขั้นแนวหน้าระบบโลกและอวกาศ หรือ Earth Space System Frontier research (ESS) ของประเทศไทย

คนไทยสามารถสร้างต้นแบบซอฟต์แวร์ควบคุมดาวเทียม (On-board Flight Software) ที่เปรียบเสมือนเป็น “สมองดาวเทียม” ซึ่งต้องทำงานได้มีประสิทธิภาพสูงสุดและมีความอัจฉริยะ เนื่องจากหากมีปัญหาระหว่างปฏิบัติภารกิจ การซ่อมบำรุงจะค่อนข้างยากลำบากและมีค่าใช้จ่ายที่สูงมากเลยทีเดียว ดังนั้น ดาวเทียมทุกดวงจึงต้องมีสมองสั่งการได้อย่างมีประสิทธิภาพ เชื่อถือได้ และแก้ปัญหาได้เมื่อเกิดความผิดพลาดในระหว่างปฏิบัติภารกิจ 

ขณะนี้ ทีมนักวิจัยและวิศวกรภายใต้ AstroLab ของจิสด้า ซึ่งเป็นแล็บวิจัยด้านกลศาสตร์วงโคจรในอวกาศ สามารถพัฒนาระบบควบคุมดาวเทียมหรือสมองดาวเทียมได้ด้วยตนเองแล้ว ช่วยลดการพึ่งพาเทคโนโลยีต่างชาติ และสร้างองค์ความรู้เทคโนโลยีอวกาศของประเทศไทย โดยมีเป้าหมายในอนาคตอันใกล้คือคนไทยสร้างดาวเทียมได้เอง 100 เปอร์เซ็นต์ทั้งระบบ และมีการถ่ายทอดองค์ความรู้นี้ต่อไปเพื่อส่งเสริมและสนับสนุนอุตสาหกรรมอวกาศของประเทศไทยจากรุ่นสู่รุ่น

ดาวเทียมแต่ละดวงจะมีภารกิจแตกต่างกันออกไป จิสด้าควบคุมดาวเทียมสำรวจโลกโดยโปรแกรมที่ใช้ควบคุมก็จะมีไว้เพื่อสั่งให้อุปกรณ์ต่างๆ ของดาวเทียมทำงานและส่งข้อมูลกลับมายังสถานีควบคุมดาวเทียมภาคพื้นดิน อาทิ การถ่ายภาพ การตรวจวัดอุณหภูมิ การติดตามสภาพอากาศ เป็นต้น แต่ละภารกิจก็จะมีรายละเอียดปลีกย่อยที่สถานีควบคุมฯ จะต้องสั่งการด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ตามที่ได้ออกแบบ และส่งให้ดาวเทียม

ขณะที่ระบบควบคุมดาวเทียม (On-board Flight Software) จะถูกนำไปควบคุมดาวเทียมให้ปฏิบัติตามโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ได้รับมา เช่นเมื่อต้องการถ่ายภาพผลกระทบจากพายุที่เกิดขึ้นในทะเลจีนใต้ ขณะที่ดาวเทียมอยู่ค่อนมาทางประเทศไทย ก็จะต้องสั่งการให้ดาวเทียมเอียงตัวให้ได้องศาที่ถูกต้อง เพื่อให้ได้ภาพที่ต้องการนั่นเอง

ความผิดพลาดแม้แต่เพียงเล็กน้อยอาจทำให้ภารกิจของดาวเทียมไม่สำเร็จ และอาจต้องรออีกหลายชั่วโมงกว่าดาวเทียมจะโคจรกลับมาในตำแหน่งที่เหมาะแก่การถ่ายภาพได้ ถือเป็นความท้าทายอย่างมากและนี่จึงเป็นหน้าที่ของระบบควบคุมดาวเทียม (Onboard flight software) ดังนั้น การเขียนโปรแกรมควบคุมดาวเทียมจึงเป็นเรื่องซับซ้อนและต้องการความเชี่ยวชาญเฉพาะทางอย่างมาก และวันนี้ทีมวิศวกรจิสด้าสามารถเขียนโปรแกรมดังกล่าวได้สำเร็จแล้ว ทำให้เราสามารถทำการออกแบบภารกิจสำคัญอื่นๆ นอกเหนือจากภารกิจการถ่ายภาพได้แล้วจริงๆ และทำได้ดีด้วย

สำหรับการซ่อมบำรุงนั้น ในเมื่อเราตามขึ้นไปซ่อมบำรุงในอวกาศไม่ได้ สมองของดาวเทียมจำเป็นต้องถูกออกแบบให้สามารถตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์ทุกชิ้นอยู่ตลอดเวลาและแก้ไขสถานการณ์เฉพาะหน้าได้ ด้วยเหตุผลตามที่กล่าวมา ระบบดาวเทียมถูกออกแบบให้มีระบบ 2 ชุดที่เหมือนกัน เนื่องมาจากหากตรวจพบว่าอุปกรณ์ชิ้นใดทำงานไม่เป็นปกติ สมองของดาวเทียมจะสั่งให้อุปกรณ์สำรองสลับไปใช้งานระบบอีกชุดทันที

และอีกหนึ่งขั้นตอนสำคัญของการประกอบดาวเทียมก็คือการตรวจสอบระบบควบคุมดาวเทียมซ้ำแล้วซ้ำเล่าก่อนนำส่งอวกาศด้วยเครื่องมือจำลองสภาวะอวกาศ เนื่องจากตั้งแต่เริ่มส่งดาวเทียมไปปฏิบัติภารกิจในอวกาศ จะต้องเจอการสั่นสะเทือนที่รุนแรงระหว่างนำส่ง อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และอนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์ การทดสอบจึงจำเป็นต้องละเอียดและรอบคอบ และจะละเลยขั้นตอนใดไปไม่ได้เลย เพื่อให้แน่ใจว่าดาวเทียมที่ออกแบบมา สามารถปฏิบัติภารกิจได้ลุล่วงตามที่กำหนดไว้ 

ในเร็วๆ นี้ จิสด้าจะร่วมมือกับสถาบันการศึกษาและหน่วยงานภายในประเทศ เพื่อออกแบบการศึกษาวิจัยพัฒนาองค์ความรู้และวิศวกรรมขั้นสูงด้านอวกาศอย่างต่อเนื่อง เพื่อเป้าหมายสูงสุดตามที่แผนงานระดับชาติของการวิจัยขั้นแนวหน้าระบบโลกและอวกาศได้วางไว้