ศูนย์รวมความรู้

กระทรวงเทคโนโลยี
สารสนเทศและการสื่อสาร

รายละเอียดแนวทางการพัฒนากิจการอวกาศ
ของประเทศไทย
 


หน่วยงานในสังกัดกระทรวงไอซีที












<< เชื่อมโยงเว็บไซต์ >>

  หน้าหลัก \ ศูนย์รวมความรู้

    ศูนย์รวมความรู้

โดย สมภพ ภูริวิกรัยพงศ์
คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร 51 ถนนเชื่อมสัมพันธ์ เขตหนองจอก กรุงเทพ 10530
โทร 02-988-3655, 02-988-3666 ต่อ 2101 โทรสาร 02-988-4040 E-mail: [email protected]


ในอดีตที่ผ่านมา อีซาส่งดาวเทียมสำรวจโลกในด้านอุตุนิยมวิทยาชื่อ Meteosat ในปี 1977 หลังจากที่ Meteosat ประสบผลสำเร็จ อีซาได้ส่งดาวเทียมทางด้านอุตุนิยมวิทยาอีกหลายดวง ได้แก่ ERS-1 ER-2 และ Envisat

จากปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลก(climate change) ที่เกิดขึ้นในปัจจุบันได้ส่งกระทบต่อการดำรงชีพของมนุษยชาติ รวมไปถึงระบบนิเวศวิทยาของทั้งโลก ทำให้องค์การอวกาศแห่งสหภาพยุโรปหรืออีซา (ESA : European Space Agency) ได้เตรียมโครงการที่จะจัดส่งกลุ่มดาวเทียมสำรวจขึ้นสู่อวกาศเพื่อสำรวจและติดตามสภาวะการเปลี่ยนแปลงของโลก


อีซาตั้งชื่อโครงการนี้ว่า "ESA's Living Planet Programme" โดยอีซาคาดหวังว่า ข้อมูลดาวเทียมจะช่วยทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจและหาทางป้องกันภาวะเลวร้ายที่อาจจะเกิดขึ้นในอนาคต


เพื่อให้ผลการศึกษาโลกเป็นไปอย่างแม่นยำ ข้อมูลความละเอียดสูงจากดาวเทียมเป็นสิ่งที่จำเป็นในการประมวลและวิเคราะห์ ในการตอบสนองความต้องการดังกล่าว โครงการ ESA's Living Planet Programme จะประกอบด้วยสองส่วนได้แก่

• ส่วนวิทยาศาสตร์และการวิจัย (Science and Research) โดยได้แก่ พันธกิจสำรวจโลก (Earth Explorer missions) ที่จะกล่าวในรายละเอียดต่อไป

• ส่วนเฝ้าดูโลก (Earth Watch) ถูกออกแบบให้สนับสนุนการส่งข้อมูลดาวเทียม รวมไปถึงความร่วมมือทางอุตุนิยมวิทยากับองค์กร EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites) และ GMES (Global Monitoring for Environment and Security) และดาวเทียมสำรวจดวงอื่นๆ เพื่อผลิตข้อมูลที่จะใช้ในเฝ้าดูสภาวะอากาศ และสร้างแบบจำลองที่ใช้ในการทำนายสภาวะอากาศ

พันธกิจสำรวจโลก
พันธกิจสำรวจโลกของส่วนวิทยาศาสตร์และการวิจัย ได้ถูกออกแบบให้ศึกษาปัจจัยหลายประการที่เกี่ยวข้องกับโลก เช่น ชั้นบรรยากาศ พื้นผิวโลก พื้นน้ำทะเลมหาสมุทร ธารน้ำแข็งที่ปกคลุมพื้นโลก และส่วนที่อยู่ภายในโลก ทั้งนี้พันธกิจสำรวจโลกแบ่งออกได้สองประเภท ได้แก่ พันธกิจหลัก (core missions) และ พันธกิจตามความเหมาะสม (opportunity missions) ทั้งนี้พันธกิจหลักจะตอบสนองโดยตรงต่อประเด็นที่สาธารณะให้ความสนใจในระยะยาว ในส่วนของพันธกิจตามความเหมาะสมนั้นจะเป็นโครงการที่เล็กกว่าแต่เหมาะสำหรับการตอบสนองความต้องการแบบทันท่วงที โดยอีซาใช้เวลาไม่มากในการสร้างดาวเทียมดวงเล็กเพื่อสำรวจสภาพแวดล้อมที่เราห่วงใยในห้วงเวลานั้นๆ

เจ้าหน้าที่ของอีซากล่าวว่ามีสามพันธกิจหลัก และสามพันธกิจตามความเหมาะสมที่ได้ถูกคัดเลือกไว้

พันธกิจหลัก
GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) เป็นหนึ่งในสามพันธกิจหลักและพันธกิจแรกที่จะถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในเดือนมีนาคม 2009 ทั้งนี้ GOCE จะให้ข้อมูลความละเอียดสูงเชิงพื้นที่ของการเปลี่ยนแปลงแรงดึงดูดของโลก ซึ่งข้อมูลดังกล่าวจะถูกนำมาใช้ในการปรับปรุงแบบจำลองสนามแม่เหล็กโลกรวมไปถึงพื้นผิวและสัณฐานของโลก

ดาวเทียม GOCE

ภาพจำลองสัณฐานโลก

ดาวเทียม GOCE ในห้องปลอดฝุ่น

ดาวเทียม GOCE ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อเวลา 14:21 ตามเวลามาตรฐานกรีนิช วันที่ 17 มีนาคม พ.ศ.2552 โดยจรวดร็อคค็อท (Rockot) จากฐานยิงเพสเสทซ์ (Plesetsk) ซึ่งอยู่ทางตอนเหนือของรัสเซีย

ข้อมูลเฉพาะของ GOCE
น้ำหนัก 1,100 กิโลกรัม
จำนวนเครื่องมือวัด 3 ชุด
อายุการปฏิบัติงาน 20 เดือน
วงโคจร ความสูง 260 กิโลเมตร และ สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์
ขนาด ความยาว 5.3 เมตร และเส้นผ่านศูนย์กลางของลำตัวดาวเทียม 1 เมตร
ถังเชื้อเพลิงระบบขับเคลื่อน ซีนอน 40 กิโลกรัม
มูลค่า 350 ล้านยูโร (รวมค่ายิงและค่าปฏิบัติการ)
ความแม่นยำในการวัดสัณฐานโลก 1-2 เมตร ในแนวดิ่ง
100 กิโลเมตร เชิงพื้นที่

ดาวเทียม GOCE และอุปกรณ์ภายในดาวเทียม

ดาวเทียม GOCE ติดตั้งแผงเซลสุริยะจำนวน 4 แผงบนลำตัวของดาวเทียม และอีก 2 แผงสำหรับส่วนปีก เนื่องจากการตัวโครงสร้างของดาวเทียมที่ถูกออกแบบเป็นรูปทรงแท่งแปดเหลี่ยม ที่มีขนาดยาว 5 เมตร และมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 เมตรนั้น ทำให้แผงเซลสุริยะจะต้องเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงทางอุณหภูมิอย่างสุดขั้ว ดังนั้นวัสดุที่ถูกเลือกนำมาใช้งานจะต้องทนกับอุณหภูมิที่สูงถึง 160 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิที่ต่ำถึง -170 องศาเซลเซียส

ภายในดาวเทียม GOCE ได้ถูกออกแบบให้ประกอบด้วยชั้นสำหรับวางครื่องมือวัดและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ จำนวน 7 ชั้น ทั้งนี้ตัวโครงสร้างทำจากไฟเบอร์ที่เสริมด้วยแผ่นพลาสติกเพื่อให้โครงสร้างมีเสถียรภาพและน้ำหนักเบา สำหรับเครื่องมือวัดการเปลี่ยนแปลงของสนาม แม่เหล็กโลก (gradiometer) ซึ่งตัวโครงสร้างใช้เทคโนโลยีทางวัสดุศาสตร์ชั้นสูงจะถูกติดตั้ง ณ ตำแหน่งศูนย์กลางน้ำหนักของตัวดาวเทียม ทั้งนี้เรากล่าวได้ว่า GOCE เป็นพันธกิจแรกที่ใช้หลักการวัดการเปลี่ยนแปลงความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงในอวกาศ

เครื่องมือวัดการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กโลกของ GOCE

ในการวัดการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กโลกให้มีความแม่นยำ ตัวดาวเทียมและอุปกรณ์ของระบบการวัดและควบคุมทั้งหมดจะต้องถูกจัดวางและกำหนดให้เสมือนเป็นตัวอุปกรณ์วัดแรงโน้มถ่วงโลกชุดเดียวกัน ทั้งนี้ก็เนื่องจากตัวดาวเทียมเองก็ต้องทำหน้าที่เป็นตัวตรวจวัดหลักด้วย หรืออีกนัยหนึ่ง อาจกล่าวได้ว่าทั้งตัวดาวเทียมและอุปกรณ์การวัดและควบคุมเสมือนถูกหลอมเป็นวัตถุเดียวกัน

การเลือกระดับวงโคจรที่ต่ำใกล้โลกให้กับพันธกิจ GOCE ก็เพื่อให้ดาวเทียมได้รับสัญญาณแรงโน้มถ่วงโลกที่ดีขึ้น แต่อย่างไรก็ตาม วงโคจรที่ใกล้โลกจะส่งผลให้ดาวเทียมต้องเผชิญกับปัญหาเรื่องฝุ่นอวกาศ (air drag) และความดันเหตุรังสี (radiation pressure) ซึ่งทีมนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรได้เตรียมการแก้ไขปัญหาดังกล่าวไว้แล้ว

เพย์โหลดที่เป็นอุปกรณ์หรือเครื่องมือวัดทางวิทยาศาสตร์บนดาวเทียม GOCE มี 4 ชุด ได้แก่

  • เครื่องมือวัดการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กโลก (EGG : Electrostatic Gravity Gradiometer)
  • เครื่องรับสัญญาณจีพีเอส สำหรับระบุตำแหน่งของดาวเทียม GOCE
  • ระบบชดเชยสำหรับแรงกระทำที่ไม่ได้เป็นแรงโน้มถ่วงโลก เช่น ฝุ่นอวกาศ และความดันเหตุรังสี
  • ตัวสะท้อนแสงเลเซอร์ ใช้สำหรับการติดตามดาวเทียม GOCE โดยสถานีภาคพื้นดิน
ตัวสะท้อนแสงเลเซอร์

ADM-Aeolus (Atmospheric Dynamics Mission) เป็นหนึ่งในสามพันธกิจหลักและมีกำหนดการส่งขึ้นสู่อวกาศในปี 2011 ทั้งนี้ ADM-Aeolus จะทำการวัดกระแสลมในแนวดิ่ง ซึ่งจะถูกนำไปใช้ในการปรับปรุงการพยากรณ์สภาพอากาศ พันธกิจนี้ยังเป็นพันธกิจนำร่องสำหรับโครงการดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาในอนาคตที่จะทำการวัดกระแสลมโลก

ดาวเทียม ADM-Aeolus

ข้อมูลเฉพาะของ ADM-Aeolus
น้ำหนัก 1,000 กิโลกรัม
จำนวนเครื่องมือวัด 1 ชุด (ALADIN)
วงโคจร ความสูง 400 กิโลเมตร และ สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์
ความแม่นยำในการวัดสัณฐานโลก 1-2 เมตร ในแนวดิ่ง
100 กิโลเมตร เชิงพื้นที่

พันธกิจ ADM-Aeolus จะทำการสำรวจและตรวจวัดกระแสลมทั่วทั้งโลก ซึ่งจะทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาและทำความเข้าใจในการไหลเวียนและสมดุลย์ของกระแสลมที่เกิดขึ้นบนโลกของเรา รวมไปถึงความเข้าใจในปรากฏการณ์เอลนิโญ

การวัดการเปลี่ยนแปลงของชั้นบรรยากาศ

เพย์โหลดบนดาวเทียม ADM-Aeolus มีชื่อว่า ALADIN (Atmospheric Laser Doppler Instrument) ซึ่งจะทำการส่งแสงเลเซอร์พัลซ์แคบๆ ไปยังชั้นบรรยากาศ และทำการวัดการเลื่อนดอปเพลอร์ของสัญญาณที่สะท้อนกลับมาจากชั้นบรรยากาศ จากค่าความถี่ที่เลื่อนไปจะสัมพันธ์กับการเคลื่อนของการกระเจิงในชั้นบรรยากาศ ซึ่งการเคลื่อนดังกล่าวจะสัมพันธ์กับลมที่พัดอยู่ในชั้นบรรยากาศ

ภาพแสดงอุปกรณ์บนดาวเทียม ADM-Aeolus

เครื่องมือวัดการเปลี่ยนแปลงของชั้นบรรยากาศ ALADIN

EarthCARE (Earth Clouds Aerosols and Radiation Explore) เป็นหนึ่งในสามพันธกิจหลัก โดยมีกำหนดการส่งขึ้นสู่อวกาศในปี 2013 EarthCARE เป็นโครงการความร่วมมือระหว่างอีซาและแจ๊กซา (องค์การสำรวจอวกาศแห่งประเทศญี่ปุ่น JAXA: Japan Aerospace Exploration Agency) เพื่อศึกษาการทำปฏิกิริยากันระหว่างกลุ่มเมฆและละอองในอากาศ ซึ่งทั้งคู่มีส่วนสำคัญในการก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาวะอากาศ ทั้งนี้ความเข้าใจในเรื่องดังกล่าวจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถปรับปรุงแบบจำลองการพยากรณ์อากาศให้แม่นยำขึ้น

ดาวเทียม EarthCARE


จากเป็นที่ทราบกันดีในแวดวงวิทยาศาสตร์ว่า ละอองอากาศ กลุ่มเมฆ และความชื้นในชั้นบรรยากาศ เป็นปัจจัยที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ ทั้งนี้ กลุ่มเมฆเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดความไม่แน่นอนในการพยากรณ์สภาพภูมิอากาศ โดยในปัจจุบันแบบจำลองที่ใช้ในการอธิบายขบวนการเกิดละอองอากาศ และกลุ่มเมฆยังมีข้อจำกัด ดังนั้นพันธกิจ EarthCARE จะช่วยให้ข้อมูลความละเอียดสูงที่สามารถนำมาปรับปรุงแบบจำลองดังกล่าวให้มีความแม่นยำมากขึ้น

พันธกิจตามความเหมาะสม
SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) มีกำหนดถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในฤดูร้อน 2009 นี้ โดยมีภารกิจสำรวจความชื้นและความเค็มของผิวน้ำมหาสมุทร เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจวัฏจักรการไหลเวียนของน้ำ ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญอันหนึ่งในการวิจัย การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลก

ดาวเทียม SMOS

กระแสน้ำอุ่น (สีแดง) และน้ำเย็น (สีฟ้า)

วงโคจรดาวเทียม SMOS

วงโคจรของ SMOS จะเป็นวงโคจรที่สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ และโคจรในเส้นทางขั้วโลกเหนือขั้วโลกใต้ โดยมีระดับความสูงไม่มากนัก ทั้งนี้ SMOS จะบรรทุกโครงสร้างที่มีขนาดที่ใหญ่มากสำหรับวางสายอากาศเพื่อใช้สำหรับการถ่ายภาพ(โดยใช้สัญญาณเรดาร์)และสำรวจความชื้นของดินและความเค็มของผิวน้ำมหาสมุทรให้มีความแม่นยำเชิงพื้นที่มากที่สุด

หลังจากการพัฒนาร่วม 10 ปี เครื่องมือวัดดังกล่าวมีชื่อเรียกว่า MIRAS (Microwave Imaging Radiometer using Aperture Synthesis) ทั้งนี้เมื่อ SMOS ถูกปล่อยในอวกาศแล้ว (และกางแผงเซลสุริยะเป็นที่เรียบร้อยแล้ว) โครงสร้างขนาดใหญ่สำหรับวางสายอากาศจะถูกกางออก

ดาวเทียม SMOS (พร้อมแผงสุริยะที่กางออกแล้ว) ในขณะที่กำลังกางโครงสร้างสำหรับวางสายอากาศ

MIRASประกอบด้วยโครงสร้างขนาดใหญ่ที่มีสามแขน สำหรับวางสายอากาศทั้งหมด 69 ชุด
ทั้งนี้สายอากาศแต่ละชุด(เรียกว่า LICEF) จะมีเครื่องรับสัญญาณความถี่ย่าน L ที่ถูกปลดปล่อยมาจากโลก

CryoSat-2 เป็นพันธกิจที่จะถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในปลายปี 2009 เพื่อทดแทนดาวเทียม CryoSat ที่ประสบปัญหาในขณะส่งขึ้นสู่อวกาศในปี 2005 ทั้งนี้ดาวเทียม CryoSat-2 จะทำการสำรวจและวัดการเปลี่ยนแปลงของน้ำแข็งที่อยู่บนพื้นดิน (บนยอดเขา) และในทะเล (ธารน้ำแข็ง) เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่าน้ำแข็งและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลก

ดาวเทียม CryoSat-2

Swarm มีกำหนดถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในปี 2010 โดยมีภารกิจตรวจวัดสนามแม่เหล็กโลกเพื่อให้ได้แบบจำลองที่ดีที่สุดที่เคยสำรวจมา ทั้งนี้ข้อมูลดังกล่าวจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจระบบภายในของโลกว่ามีผลอย่างไรต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ดาวเทียม Swarm

กลุ่มดาวเทียม Swarm ที่ประกอบด้วยดาวเทียม 3 ดวง

ภาพสนามแม่เหล็กโลกและภายในของโลก

ทั้งนี้นักวิทยาศาสตร์เตรียมที่จะส่งดาวเทียม Swarm จำนวน 3 ดวงเพื่อการสำรวจสนามแม่เหล็กโลกและการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นภายในโลก โดยดาวเทียมแต่ละดวงมีน้ำหนักประมาณ 400 ถึง 500 กิโลกรัม ทั้งนี้ดาวเทียมจะโคจรในระดับความสูงประมาณ 450 ถึง 550 กิโลเมตรจากพื้นโลก

พันธกิจอื่นๆ สำหรับการสำรวจโลก
Sentinel เป็นโครงการที่อีซากำลังพัฒนาอยู่ โดยมีวัตถุประสงค์ทั้งในด้านการสำรวจโลก และในด้านการเฝ้าดูและทำนายสภาพภูมิอากาศของโลก พันธกิจนี้จะมีดาวเทียม 5 ดวง โดยดวงที่ 1 มีเรดาห์สำหรับการให้บริการทั้งบนพื้นดินและในทะล ดวงที่ 2 มีกล่องถ่ายภาพความละเอียดสูงสำหรับการให้บริการบนพื้นดิน ดวงที่ 3 มีอุปกรณ์วัดความสูงและวัดสัญญาณวิทยุ สำหรับการเฝ้าดูทั้งบนพื้นดินและในทะล สำหรับดวงที่ 4 และ 5 เป็นภารกิจเฝ้าดูชั้นบรรยากาศจากวงโคจรค้างฟ้าและวงโคจรโพลาร์ ตามลำดับ

ดาวเทียม Sentinel-1

MTG (Meteosat Third Generation) เป็นโครงการดาวเทียมพยากรณ์อากาศ Meteosat รุ่นที่ 3 โดยเป็นความร่วมมือกันระหว่างอีซา และEUMETSAT ซึ่งได้ร่วมกันพัฒนา Meteosat ตั้งแต่รุ่นที่1 และรุ่นที่ 2 (MSG : Meteosat Second Generation) ตามลำดับ ทั้งนี้ดาวเทียมทั้ง 4 ดวงของ MSG อยู่ที่วงโคจรค้างฟ้าทำหน้าที่ให้ข้อมูลด้านพยากรณ์อากาศบริเวณพื้นที่ยุโรปและแอฟริกา สำหรับ Meteosat รุ่นที่3 นี้มีกำหนดถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในปี 2015

ดาวเทียม MTG

MetOp-A เป็นดาวเทียมดวงแรกของยุโรปในวงโคจรโพลาร์ที่ปฏิบัติภารกิจทางด้านอุตุนิยมวิทยา โดยถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในเดือนตุลาคม 2006 ทั้งนี้ดาวเทียมอีกสองดวงจะถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในอนาคต เพื่อให้บริการได้อย่างต่อเนื่องจนถึงปี 2020

ดาวเทียม MetOp-A

นอกจากโครงการข้างต้นแล้ว ในปี 2005 อีซาเปิดโอกาสให้นักวิทยาศาสตร์ของประเทศสมาชิกอีซาและประเทศแคนาดายื่นข้อเสนอโครงการอวกาศทางด้านสำรวจโลกโดยเฉพาะ โดยมี 24 โครงการได้รับการพิจารณาและในจำนวนนั้นมี 3 โครงการที่ได้รับการคัดเลือก ได้แก่ BIOMASS (วัดมวลชีวภาพของป่าไม้) CoReH2O (Cold Regions Hydrology High-resolution Observatory ภารกิจสำรวจหิมะ น้ำแข็ง และการรไหลเวียนของน้ำ) และ PREMIER (PRocess Exploration through Measurements of Infrared and millimetre-wave Emitted Radiation ภารกิจศึกษาความเชื่อมโยงระหว่างก๊าซ การแผ่รังสี ส่วนประกอบทางเคมี และสภาวะอากาศ ในชั้นบรรยากาศ) ทั้งนี้ทั้งสามโครงการจะถูกพัฒนาและส่งขึ้นสู่อวกาศในปี 2016

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

แก้ไขล่าสุด 28 มีนาคม 2552

กลับไปด้านบน


copyright © 2016 กองโครงสร้างพื้นฐานเทคโนโลยีดิจิทัล สำนักงานคณะกรรมการดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ กระทรวงดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคม
ชั้น 7 อาคาร B ศูนย์ราชการเฉลิมพระเกียรติ 80 พรรษา 5 ธันวาคม 2550 ถนนแจ้งวัฒนะ แขวงทุ่งสองห้อง เขตหลักสี่ กรุงเทพฯ 10210
โทรศัพท์ 0-2141-6877 โทรสาร 0-2143-8027 e-mail: [email protected]