ศูนย์รวมความรู้

กระทรวงเทคโนโลยี
สารสนเทศและการสื่อสาร

รายละเอียดแนวทางการพัฒนากิจการอวกาศ
ของประเทศไทย
 


หน่วยงานในสังกัดกระทรวงไอซีที












<< เชื่อมโยงเว็บไซต์ >>

  หน้าหลัก \ ศูนย์รวมความรู้

    ศูนย์รวมความรู้

โดย ดร.สมพงษ์ เลี่ยงโรคาพาธ
คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร 51 ถนนเชื่อมสัมพันธ์ เขตหนองจอก กรุงเทพ 10530
โทร 02-988-3655, 02-988-3666 โทรสาร 02-988-4040 E-mail: [email protected]
แก้ไขล่าสุด : 15 สิงหาคม 2550

ในปัจจุบันมีดาวเทียมที่ถูกปลดระวางและยังคงค้างอยู่ในวงโคจรเป็นจำนวนมากรอบๆโลก ทั้งที่ตัวดาวเทียมเองยังใช้งานได้เกือบทั้งระบบ หรือดาวเทียมบางดวงที่อุปกรณ์บางชิ้นส่วนได้รับความเสียหายเพียงเล็กน้อยแต่กลับทำให้ดาวเทียมไม่สามารถปฏิบัติงานได้ต่อไป หรือกรณีที่เชื้อเพลิงที่ใช้ในการรักษาระดับวงโคจรหมดลง นั่นหมายถึงระดับความสูงของดาวเทียมจะต่ำลง ทำให้ดาวเทียมเคลื่อนที่ต่ำลงไปเรื่อยๆ จนเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศในที่สุด ดังนั้นถ้าเราสามารถเปลี่ยนอุปกรณ์ที่เสียหาย หรือเติมเชื้อเพลิงเพื่อให้ดาวเทียมดังกล่าวสามารถปรับเข้าสู่วงโคจรเดิมที่เหมาะสม เราก็จะได้ดาวเทียมที่ปฏิบัติภารกิจเดิมได้อย่างต่อเนื่อง ด้วยงบประมาณที่จำกัด และรอจนกระทั่งมีเทคโนโลยีใหม่ที่เหมาะสมกว่า เพื่อจะได้ประโยชน์สูงสุดในการใช้งานดาวเทียมต่อไป

ในการส่งนักบินอวกาศขึ้นไปปฏิบัติภารกิจในการซ่อมแซมความเสียหายที่เกิดกับดาวเทียม จะต้องใช้งบประมาณจำนวนมาก รวมทั้งความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นกับนักบินอวกาศ ซึ่งโดยส่วนใหญ่ปัจจัยด้านค่าใช้จ่ายและความเสี่ยงจะมีมากกว่าการส่งดาวเทียมดวงใหม่ขึ้นทดแทน เราจึงมีดาวเทียมที่ถ้าได้รับการซ่อมแซมก็จะกลับมาทำงานได้เหมือนเดิม ถูกปลดระวางไปเป็นจำนวนมากในวงโคจร

ด้วยแนวความคิดในการพยายามซ่อมแซมดาวเทียมนี้ ได้มีการนำเสนอแผนปฏิบัติงานในอวกาศหลายโครงงาน แผนงานต่างๆอาจถูกมองว่าเป็นเพียงความเพ้อฝัน แม้บางโครงงานได้ปฏิบัติงานจริงให้เห็นแล้วในอวกาศ ดังที่จะนำเสนอในบทความนี้ต่อไป



ได้มีการนำเสนอแนวความคิดหนึ่ง โดยกำหนดวงโคจรของดาวเทียมขนาดเล็กจิ๋ว ที่จะสามารถโคจรไปรอบดาวเทียมดวงใหญ่ (ที่โคจรรอบโลก) เพื่อสำรวจสภาพภายนอกและสื่อสารกับดาวเทียมหลักดวงใหญ่และส่งข้อมูลกลับมายังสถานีควบคุมภาคพื้นดิน เพื่อให้เราสามารถเห็นสภาพที่เกิดขึ้นจริงของดาวเทียมแบบทันทีทันใด ซึ่งอาจทำให้เราสามารถทำการแก้ไขหรือสั่งงานเปิดปิดอุปกรณ์เพื่อความปลอดภัยของดาวเทียมหลักให้ใช้งานได้ทันท่วงที ทว่าแนวความคิดนี้ยังไม่ถูกนำไปสานต่อให้เป็นความจริงในปัจจุบัน

อีกแนวความคิดหนึ่งคือการสร้างหุ่นยนต์ซ่อมบำรุง ให้โคจรไปในอวกาศและตรวจหาดาวเทียมที่ได้รับความเสียหาย เมื่อพบดาวเทียมดังกล่าว จะทำการเชื่อมต่อในอวกาศ และทำการซ่อมแซม เปลี่ยนอุปกรณ์ หรือเติมเชื้อเพลิงให้กลับมาปฏิบัติหน้าที่ได้ดังเดิม จากนั้นจึงแยกตัวออก และคอยดูแลดาวเทียมดวงอื่นๆในบริเวณใกล้เคียงได้ต่อไป

โครงการที่ทำให้ความเพ้อฝันเป็นความจริงขึ้นมา คือโครงการจากสำนักงานโครงงานวิจัยก้าวหน้ากลาโหม (Defense Advanced Research Projects Agency) ของสหรัฐอเมริกา โดยว่าจ้างบริษัทโบอิ้ง ทำการสร้างและปล่อยดาวเทียม 2 ดวงเพื่อปฏิบัติภารกิจ Orbital Express มูลค่ากว่า 300 ล้านเหรียญสหรัฐฯ โครงการดังกล่าวประกอบด้วยแผนการพัฒนาระบบทดสอบการเชื่อมต่อกันแบบอัตโนมัติของดาวเทียม 2 ดวงในอวกาศ และระบบทดสอบการซ่อมแซมและบำรุงรักษาด้วยแขนหุ่นยนต์ ประกอบด้วยการเติมเชื้อเพลิงและการเปลี่ยนอุปกรณ์ให้กับดาวเทียมอีกดวงในอวกาศ โดยดาวเทียมทั้งสองดวงถูกยิงสู่วงโคจรตั้งแต่เดือนมีนาคม 2550 และมีระยะเวลาปฏิบัติการประมาณ 90 วัน



ดาวเทียมดวงแรกมีชื่อว่า ASTRO (Autonomous Space Transfer and Robotic Orbiter) ปฏิบัติหน้าที่เป็นดาวเทียมหุ่นยนต์ซ่อมบำรุง และอีกดวงชื่อ NextSat เป็นดาวเทียมที่ทำตัวเป็นดาวเทียมที่ต้องการการบำรุงรักษา

ดาวเทียมทั้งสองดวงถูกปล่อยให้โคจรรอบโลกไปด้วยระยะทางที่ไม่ห่างกันนัก จากนั้นดาวเทียมหุ่นยนต์ซ่อมบำรุง ASTRO จะเคลื่อนที่เข้าหาดาวเทียม NextSat และทำการเชื่อมต่อกันในอวกาศด้วยระบบอัตโนมัติ โดยไม่อาศัยการควบคุมจากภาคพื้นดิน ซึ่งเป็นงานที่สหรัฐฯยังไม่ประสบความสำเร็จกับดาวเทียมดวงใดมาก่อน หลังจากการเชื่อมต่อ แล้ว ASTRO จะทำการทดสอบการเติมเชื้อเพลิง และการเปลี่ยนอุปกรณ์ให้กับ NextSat รวมทั้งทดสอบเปลี่ยนอุปกรณ์บางส่วนให้กับตัวเองด้วย



ASTRO มีการติดตั้งระบบนำทางด้วยวีดีโอที่พัฒนาโดย NASA เพื่อใช้ในการเชื่อมต่อในอวกาศโดยอาศัยตรวจจับลำแสงเลเซอร์ที่สะท้อนจากตัวสะท้อนที่ติดตั้งบน NextSat แล้วใช้การรู้จำแบบ (pattern recognition) ในการพิจารณาตำแหน่ง ความเร็ว และการวางตัวของดาวเทียมเป้าหมาย

เพื่อให้ ASTRO ปรับความเร็วและมุมของตัวเอง ในการเคลื่อนเข้าหาได้อย่างแม่นยำ ระบบดังกล่าวนี้นำทางได้จากระยะ 300 เมตร แต่ ASTRO จะสามารถเคลื่อนเข้าหา NextSat ที่อยู่ห่างออกไปไกลที่สุดได้ถึง 7 กิโลเมตร เมื่อ ASTRO อยู่ห่างจาก NextSat มากกว่า 300 เมตร ASTRO จะใช้ข้อมูลจากระบบนำร่องจีพีเอส (Global Positioning System, GPS) และเลเซอร์เรนจ์ไฟน์เดอร์ในการนำทางเข้าหา NextSat โดยอุปกรณ์ที่ใช้ในระบบนำทางนี้ ได้รับการทดสอบให้แน่ใจว่าสามารถทำงานได้ภายใต้สภาพแสงต่างๆกันรอบโลก



เมื่อ ASTRO เข้าใกล้กับ NextSat เพียงพอ ASTRO จะใช้แขนหุ่นยนต์ที่ยาว 3.3 เมตร เพื่อจับ NextSat และลากให้เข้าใกล้ เพื่อทำเริ่มการเชื่อมต่อด้วยลำแสงเลเซอร์จากตัวสะท้อนของ NextSat ดังที่กล่าวมาแล้ว เมื่อการเชื่อมต่อในอวกาศสำเร็จลง ASTRO จะทำหน้าที่เป็นช่างซ่อมบำรุงและเป็นสถานีเชื้อเพลิงสำหรับ NextSat การเติมเชื้อเพลิงในอวกาศแตกต่างจากพื้นโลกมาก เนื่องจากการเกิดฟองขึ้นในเชื้อเพลิงเหลวในอวกาศ ดังนั้นระบบการเติมเชื้อเพลิงจึงได้รับการออกแบบให้ใช้ลูกสูบผลักเชื้อเพลิงเหลวไปสู่เป้าหมาย เมื่อการเติมเชื้อเพลิงสำเร็จลง ภาระกิจต่อไป ASTRO จะใช้แขนอันเดิมในการเปลี่ยนแบตเตอรีให้กับ NextSat นอกจากนี้จะทำการทดสอบเปลี่ยนระบบคอมพิวเตอร์ของ ASTRO เองด้วย


ด้วยเทคโนโลยีการซ่อมบำรุงดังที่กล่าวมานี้ จะทำให้ดาวเทียมทั่วไปสามารถบรรทุกเครื่องไม้เครื่องมือได้มากขึ้นเมื่อถูกส่งเข้าสู่วงโคจรด้วยเชื้อเพลิงน้อยลงเท่าที่จำเป็น และเราจะสามารถเติมเชื้อเพลิงให้กับดาวเทียมในอวกาศได้ในภายหลัง

นอกจากประโยชน์ดังกล่าวแล้ว มีผู้เชี่ยวชาญบางคนให้ความเห็นว่า ด้วยระบบนำทางอัตโนมติและระบบตรวจหาดาวเทียม อาจถูกนำมาใช้ในการปิดการทำงานของดาวเทียมฝ่ายตรงข้ามในสงครามที่อาจเกิดขึ้นได้ แต่ทางฝ่ายผู้ดำเนินโครงการยืนยันว่า โครงการ Orbital Express ไม่ได้รับการออกแบบมาเพื่อการจู่โจมยานอวกาศอื่นๆ แต่มันอาจถูกดัดแปลงไปใช้ในการเตือนภัยดาวเทียมดวงอื่น เมื่อมีดาวเทียมอีกดวงเคลื่อนเข้าไปใกล้ เพื่อเป็นการป้องกันตัวเองมากกว่า

ผู้บริหารของโบอิ้งกล่าวว่าโครงการทดลองนี้เป็นก้าวแรกของระบบปฏิบัติการดาวเทียมซ่อมบำรุง เพื่อสนับสนุนภารกิจของดาวเทียมดวงอื่นๆในอวกาศ และเทคโนโลยีที่ใช้ในการเชื่อมต่อกันในอวกาศแบบอัตโนมัติจะเป็นก้าวแรกสำหรับภารกิจบนดวงจันทร์และดาวอังคารที่จะมีขึ้นในอนาคต เพราะสัญญาณการควบคุมด้วยมนุษย์บนพื้นโลกกว่าจะส่งไปถึงดวงจันทร์ก็ใช้เวลากว่า 1 วินาที และช้ามากขึ้นไปอีกในกรณีส่งไปดาวอังคาร ดังนั้นจึงเป็นแนวความคิดที่มีประสิทธิผลมากที่จะมีระบบหุ่นยนต์ปฏิบัติหน้าที่ได้ด้วยตัวเอง



โครงการ Orbital Express ที่มาจากความเพ้อฝันนี้ ได้ปฏิบัติภารกิจทดสอบสำเร็จลุล่วงทุกเป้าหมายไปเมื่อไม่กี่วันก่อนหน้าที่จะปิดต้นฉบับของจดหมายข่าวนี้ โครงการนี้จึงเป็นความหวังของมนุษยชาติ ที่จะได้ใช้ดาวเทียมอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นในอวกาศ จึงเป็นการรักษาสภาพแวดล้อมในอวกาศรอบโลกจากเศษซากขยะอวกาศให้มีจำนวนลดน้อยลง

ขณะนี้ สำนักงานอวกาศแห่งสหภาพยุโรป (European Space Agency) กำลังพัฒนายานบรรทุกอัตโนมัติที่มีชื่อว่า Junes Verne สำหรับการซ่อมบำรุงสถานีอวกาศนานาชาติ และจะถูกส่งขึ้นไปปฏิบัติหน้าที่ภายในปีนี้

เอกสารอ้างอิง

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]