ดาวเทียมกระป๋อง เล็กจิ๋ว แต่แจ่มแจ๋ว

โดย...ปริทัศน์ เทียนทอง สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)

หากพูดถึงคำว่า “ดาวเทียม” หลายคนอาจจะคิดว่าเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูงในการที่จะสร้างมันขึ้นมา และมักมีขนาดใหญ่กับทั้งต้องใช้เงินลงทุนมูลค่าหลายพันล้านบาท

แต่เชื่อหรือไม่ว่า เราสามารถใช้เงินเพียงไม่กี่หมื่นบาท ก็สามารถสร้างดาวเทียมขนาดเล็กใช้งานเองได้ โดยมีขนาดเท่ากับกระป๋องน้ำอัดลมเท่านั้น ซึ่งดาวเทียมประเภทนี้เรียกว่า แคนแซท (CanSat)

ดาวเทียมเป็นเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน มีส่วนประกอบหลายอย่างประกอบเข้าด้วยกันและสามารถทำงานได้โดยอัตโนมัติ สามารถโคจรรอบโลกด้วยความเร็วที่สูงพอที่จะหนีจากแรงดึงดูดของโลกได้ การสร้างดาวเทียมนั้น มีความพยายามออกแบบให้ชิ้นส่วนต่างๆ ทำงานได้อย่างประสิทธิภาพมากที่สุด และราคาไม่แพงมาก ดาวเทียมประกอบด้วยส่วนประกอบเป็นจำนวนมาก แต่ละส่วนจะมีระบบควบคุมการทำงานแยกย่อยกันไป และมีอุปกรณ์เพื่อควบคุมให้ระบบต่างๆ ทำงานร่วมกัน

 

ทั้งนี้ มีการส่งดาวเทียมขึ้นไปโคจรรอบโลกครั้งแรก เมื่อปี พ.ศ. 2500 ชื่อว่า “สปุตนิค (Sputnik)” เพื่อทำหน้าที่ตรวจสอบการแผ่รังสีของชั้นบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟีย ต่อมาในปี พ.ศ. 2501 สหรัฐก็ได้ส่งดาวเทียมขึ้นไปโคจรเป็นประเทศที่สอง มีชื่อว่า เอกซ์พลอเรอร์ (Explorer) ทำให้รัสเซียและสหรัฐเป็น 2 ประเทศผู้นำทางด้านการสำรวจทางอวกาศ และการแข่งขันกันระหว่างทั้งคู่ก็เริ่มขึ้นนับจากนั้นมา

สำหรับประเทศไทยของเรา ในปัจจุบันมีดาวเทียมสำรวจใช้งานอยู่คือ ดาวเทียมไทยโชต (Thaichote) หรือดาวเทียมธีออส (THEOS: Thailand Earth Observation Satellite) เป็นดาวเทียมวงโคจรต่ำ (Low Earth Orbit: LEO) ซึ่งจะโคจรสูงจากพื้นโลกประมาณ 820 กิโลเมตร ใช้งานสำหรับสำรวจข้อมูลระยะไกล (Remote Sensing) เช่นสำรวจทรัพยากรธรรมชาติของประเทศไทย สามารถบันทึกภาพคลุมพื้นที่ตามเส้นทางวงโคจรที่ผ่านไป ตามที่สถานีภาคพื้นดินจะกำหนดเส้นทางโคจรอยู่ในแนวขั้วโลก (Polar Orbit) ดาวเทียมวงโคจรระยะต่ำ ขนาดใหญ่บางดวงสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าในเวลาค่ำ หรือก่อนสว่าง เพราะดาวเทียมจะสว่างเป็นจุดเล็กๆ เคลื่อนที่ผ่านในแนวนอนอย่างรวดเร็ว

ดาวเทียมไทยโชต เกิดขึ้นโดยความร่วมมือระหว่างรัฐบาลไทยและรัฐบาลฝรั่งเศส ดำเนินงานโดย สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (สทอภ. หรือ GISTDA) กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ร่วมกับบริษัท อี เอ ดี เอส แอสเตรียม (EADS Astrium) ประเทศฝรั่งเศส ด้วยงบประมาณ 6,000 ล้านบาท นับเป็นดาวเทียมสำรวจทรัพยากรดวงแรกของไทยและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้

เราจะเห็นได้ว่าการสร้างดาวเทียมต้องใช้เทคโนโลยีขั้นสูงจากต่างประเทศ และใช้งบประมาณจำนวนหลายพันล้านบาท แต่จะเป็นเรื่องดีขนาดไหน ถ้าหากคนไทยสามารถสร้างดาวเทียมขึ้นมาได้ด้วยตนเอง ช่วยประหยัดเงินภาษีของประชาชนและมีเทคโนโลยีดาวเทียมเป็นของตัวเอง

แต่ในปัจจุบันนี้ การที่ประเทศไทยจะเริ่มสร้างดาวเทียมขนาดใหญ่ คงจะเป็นเรื่องที่ยากมากหรือแทบเป็นไปไม่ได้ ด้วยเหตุนี้ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) เล็งเห็นว่าควรจะเริ่มจากการเรียนรู้ในระดับเล็กๆ ก่อน คือ การสร้างดาวเทียมขนาดเล็ก “แคนแซท” น้ำหนักประมาณ 350 กรัม โดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพียงไม่กี่ชิ้น เช่น บอร์ด Micro Arduino กล้องดิจิตอล GPS Module แบตเตอรี่ และเทอร์โมมิเตอร์ เป็นต้น

 

การปล่อยดาวเทียมขนาดเล็ก “แคนแซท” จะใช้จรวด ยิงขึ้นไปบนท้องฟ้า ที่ความสูงหลายร้อยเมตร จากนั้นส่วนหัวของจรวดก็จะปล่อยแคนแซท แยกตัวออกมา ตัวแคนแซทเองเมื่อถูกปล่อยออกมาแล้วก็กางร่มชูชีพโดยอัตโนมัติ และระบบต่างๆ จะเริ่มทำงาน เช่น บันทึกภาพถ่ายหรือวิดีโอ ระบุตำแหน่งพิกัดของดาวเทียม วัดอุณหภูมิ ซึ่งหากติดตั้งอุปกรณ์ไร้สายที่แคนแซท และที่ภาคพื้นดินมีอุปกรณ์รับสัญญาณ ก็จะสามารถรับส่งข้อมูลได้ทันที

เพื่อสร้างความรู้พื้นฐานให้เด็กเยาวชนระดับมัธยมศึกษาจากทั่วประเทศ ค่ายวิทยาศาสตร์การสร้างดาวเทียมขนาดเล็ก แคนแซท จึงเกิดขึ้นมา ณ บ้านวิทยาศาสตร์สิรินธร (http://www.nstda.or.th/ssh) โดย ดร.สวัสดิ์ ตันติพันธุ์วดี ที่ปรึกษาโครงการสร้างดาวเทียมขนาดเล็กของ สวทช. ร่วมกับนักวิจัยจากศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) เป็นวิทยากรให้ความรู้ ค่ายครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อเดือน ก.ย.ที่ผ่านมา และภายในปี 2557 จะมีการจัดค่ายการสร้างดาวเทียมขนาดเล็กแคนแซท อีกประมาณ 5 ครั้ง

จากการสร้างดาวเทียมขนาดเล็กแคนแซท เราก็จะสามารถต่อยอดการเรียนรู้เทคโนโลยีดาวเทียมได้มากขึ้น สามารถสร้างดาวเทียมที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ในระดับ 1 ฟุต (30 เซนติเมตร) ไปจนถึงระดับ 1 เมตร (100 เซนติเมตร) มีชื่อเรียกต่างๆ กันไป เช่น คิวบ์แซท (CubeSat) นาโนแซท (NanoSat) และไมโครแซท (MicroSat) เป็นต้น

การพัฒนาศักยภาพด้านการสร้างดาวเทียมขนาดจิ๋วอย่างต่อเนื่อง จะทำให้คนไทยสามารถใช้โอกาสในการทำงานร่วมกับประเทศที่สามารถลงทุนด้านระบบจรวด และจะเป็นประโยชน์กับประเทศในระยะยาวอย่างแน่นอน

คุณผู้อ่านสามารถติดตามการโครงการพัฒนาดาวเทียมขนาดเล็กของ สวทช. ได้ที่เว็บไซต์ http://www.nstda.or.th/jaxathailand