คนไทยสร้างระบบควบคุมดาวเทียมได้เองแล้ว

ปัจจุบันคนไทยสามารถสร้างต้นแบบระบบควบคุมดาวเทียมเปรียบเสมือนเป็นสมองดาวเทียม ซึ่งต้องทำงานได้มีประสิทธิภาพและเสถียรภาพสูง เนื่องจากหากมีปัญหาระหว่างปฏิบัติภารกิจ การซ่อมบำรุงค่อนข้างลำบากและมีค่าใช้จ่ายที่สูงมาก ดังนั้นดาวเทียมทุกดวงจึงต้องมีสมองสั่งการได้อย่างมีประสิทธิภาพ เชื่อถือได้ และแก้ปัญหาได้เมื่อเกิดความผิดพลาดในระหว่างปฏิบัติภารกิจ
GISTDA มีโครงการวิจัยพัฒนาระบบควบคุมดาวเทียมฝีมือคนไทย ผ่านการเรียนรู้จากการวิจัยพัฒนาระบบควบคุมดาวเทียมภาคพื้นมากกว่า 2 ทศวรรษ นักวิจัยและวิศวกรของ GISTDA สามารถสร้างระบบควบคุมดาวเทียม (Onboard flight software) ได้ด้วยตนเอง ลดการพึ่งพาเทคโนโลยีต่างชาติ และสร้างองค์ความรู้เทคโนโลยีอวกาศของประเทศไทย โดยมีเป้าหมายในอนาคตอันใกล้คือ คนไทยสร้างดาวเทียมโดยทั้งระบบและถ่ายทอดองค์ความรู้นี้ต่อไปเพื่อสนับสนุนอุตสาหกรรมอวกาศของประเทศไทย

#เราควบคุมดาวเทียมได้อย่างไร?
สถานีควบคุมดาวเทียมจะส่งสัญญาณวิทยุด้วยความเร็วแสงไปยังดาวเทียมที่อยู่ในอวกาศ ดาวเทียมมีเครื่องรับสัญญาณและปฏิบัติตามคำสั่งของสถานีควบคุมฯ โดยที่ชุดคำสั่งต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับการออกแบบโปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อสั่งให้อุปกรณ์ต่าง ๆ ของดาวเทียมทำภารกิจที่กำหนดไว้...อ๋อ เป็นเช่นนี่เอง

#เราออกแบบดาวเทียมให้แก้ปัญหาเมื่อเกิดความผิดพลาดได้อย่างไร?
ในเมื่อเราตามขึ้นไปซ่อมบำรุงในอวกาศไม่ได้ สมองของดาวเทียมต้องสามารถแก้ไขสถานการณ์ได้เมื่อจำเป็น สมองของดาวเทียมจะตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์ทุกชิ้นอยู่ตลอดเวลา การออกแบบดาวเทียม จะติดตั้งอุปกรณ์ 2 ชุด เพื่อความต่อเนื่องในการปฏิบัติภารกิจ หากตรวจพบว่าอุปกรณ์ชิ้นใดทำงานไม่เป็นปกติ สมองของดาวเทียมจะสั่งให้อุปกรณ์ฝาแฝดทำงานแทน สลับกันไปมา
ขั้นตอนสำคัญของการประกอบดาวเทียม ก็คือการตรวจสอบระบบควบคุมดาวเทียมซ้ำแล้วซ้ำเล่า และการทดสอบการทำงานด้วยเครื่องมือจำลองสภาวะอวกาศ เนื่องจากตั้งแต่เริ่มส่งดาวเทียมไปปฏิบัติภารกิจในอวกาศ จะต้องเจอการสั่นสะเทือนที่รุนแรงระหว่างนำส่ง อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และอนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์ การทดสอบจึงใช้เวลานาน และจะละเลยขั้นตอนใดไปไม่ได้เลย เพื่อให้แน่ใจว่าดาวเทียมที่ออกแบบมา สามารถปฏิบัติภารกิจได้ลุล่วงตามที่กำหนดไว้

#ออกแบบสมองให้ดาวเทียม? #ดาวเทียมก็มีสมอง
ภารกิจของดาวเทียมแต่ละดวงแตกต่างกันไป GISTDA ควบคุมดาวเทียมสำรวจโลก โดยโปรแกรมที่ใช้ควบคุมก็จะมีไว้เพื่อสั่งให้อุปกรณ์ต่าง ๆ ของดาวเทียมทำงานและส่งข้อมูลกลับมายังสถานีควบคุมดาวเทียมภาคพื้นดิน อาทิ การถ่ายภาพ การตรวจวัดอุณหภูมิ การติดตามสภาพอากาศ เป็นต้น
แต่ละภารกิจก็จะมีรายละเอียดปลีกย่อยที่สถานีควบคุมฯ จะต้องสั่งการด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ตามที่ได้ออกแบบ และส่งให้ดาวเทียม โดยระบบควบคุมดาวเทียม(Onboard flight software) จะนำไปควบคุมดาวเทียมให้ปฏิบัติตามโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ได้รับมา เช่น เมื่อต้องการถ่ายภาพผลกระทบจากพายุที่เกิดขึ้นในทะเลจีนใต้ ขณะที่ดาวเทียมอยู่ค่อนมาทางประเทศไทย ก็จะต้องสั่งการให้ดาวเทียมเอียงตัวให้ได้องศาที่ถูกต้อง เพื่อให้ได้ภาพที่ต้องการ
ความผิดพลาดเพียงเล็กน้อยอาจทำให้ภารกิจไม่สำเร็จ และอาจต้องรออีกหลายชั่วโมงกว่าดาวเทียมจะโคจรกลับมาในตำแหน่งที่เหมาะแก่การถ่ายภาพได้ นี้เป็นหน้าที่ของระบบควบคุมดาวเทียม (Onboard flight software) ดังนั้น การเขียนโปรแกรมควบคุมดาวเทียมจึงเป็นเรื่องซับซ้อนและต้องการความเชี่ยวชาญ และวันนี้คนไทยก็สามารถเขียนโปรแกรมดังกล่าวได้สำเร็จแล้ว จากการวิจัยและพัฒนานี้สามารถทำการออกแบบภารกิจอื่นๆ นอกเหนือจากภารกิจการถ่ายภาพได้ และวันนี้เราทำได้แล้วจริงๆ