การเชื่อมต่อยานอวกาศ ความสำเร็จด้านวิศวกรรมขั้นสูงที่เยาวชนไทยก็สามารถทำได้!

เมื่อสัปดาห์ที่ผ่านมา หลายคนคงได้ชมภาพการถ่ายทอดสดการเดินทางสู่สถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ของ 2 นักบินอวกาศสหรัฐ โดยความร่วมมือของ NASA และ SpaceX ผู้ผลิตจรวดและยานขนส่งภาคเอกชนรายแรก ทว่าไม่ใช่แค่ลุ้นกับการเดินทางเท่านั้น ขั้นตอนการเชื่อมต่อยานก็ยังทำให้เราลุ้นกันจนตัวโก่ง แต่ทุกอย่างก็ดำเนินไปอย่างราบรื่นผ่านพ้นไปด้วยดี จากนั้นมาเทคโนโลยีอวกาศต่าง ๆ จึงกลายเป็นหัวข้อที่ใคร ๆ ก็อยากรู้ แต่เชื่อหรือไม่ว่า การเชื่อมต่อยานที่ว่ายาก เยาวชนไทยก็ทำได้

การเชื่อมต่อยานคืออะไร ที่ว่ายากนั้นจริงหรือไม่ 

ดร. พีรพงศ์ ต่อฑีฆะ วิศวกรด้านระบบควบคุมและเมคคาทรอนิกส์ ของ NARIT หรือสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์กรมหาชน) กล่าวว่า “กระบวนการเชื่อมต่อยานอวกาศ เป็นหนึ่งในกระบวนการเชิงเทคนิควิศวกรรมด้านระบบการควบคุมและนำร่อง ควบคู่กับความรู้ด้านวิศวกรรมอากาศยานที่ซับซ้อนมากที่สุด” และอธิบายว่า หากเปรียบวงโคจรของยานอวกาศเหมือนถนน ระบบควบคุมก็เหมือนผู้ขับขี่ที่ต้องมีความรู้ด้านพลวัตของระบบอย่างถ่องแท้ จึงจะสามารถควบคุมเวลา ตำแหน่ง และการวางตัวของวัตถุได้อย่างแม่นยำ

ความผิดพลาดเพียงนิดเดียวย่อมทำให้เกิดความเสี่ยงต่อทั้งยานอวกาศ สถานีอวกาศที่ต้องการเชื่อมต่อ ตลอดจนชีวิตของนักบินอวกาศด้วย วิศวกรผู้ออกแบบระบบจึงจำเป็นต้องมีความเข้าใจในระบบ คำนวณขั้นตอนต่าง ๆ อย่างถี่ถ้วน และทบทวนหาข้อผิดพลาดซ้ำแล้วซ้ำเล่า เพื่ออุดรอยรั่วของระบบทั้งหมดก่อนเริ่มภารกิจ

ยาน Crew Dragon ขณะกำลังจะเชื่อมต่อกับสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS)
ยาน Crew Dragon ขณะกำลังจะเชื่อมต่อกับสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS)

การเชื่อมต่อยาน วิศวกรรุ่นใหม่ และความร่วมมือด้านดาราศาสตร์ในไทย

เนื่องจากเป็นโจทย์ยากที่ท้าทายความสามารถด้านวิศวกรรมขั้นสูง ทำให้วิศวกรส่วนใหญ่ที่สนใจพัฒนาอัลกอริทึมด้านการเชื่อมต่อของวัตถุอวกาศ มักอยู่ในประเทศมหาอำนาจ อาทิ อเมริกา รัสเซีย จีน ญี่ปุ่น 

สำหรับประเทศไทย ล่าสุด นายทวีรัชต์ พิศาลนพวงศ์ หรือ เพชร นักศึกษาชั้นปีที่ 3 จากภาควิชาวิศวกรรมการบิน วิทยาลัยอุตสาหกรรมการบินนานาชาติ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) วิศวกรไทยรุ่นใหม่ ได้พัฒนา ต่อยอด และสร้างงานวิจัยด้านวิศวกรรมอวกาศ ในหัวข้อ “การประมาณค่าพิกัดและการวางตัวของยานอวกาศเพื่อประยุกต์ใช้ในพันธกิจการเชื่อมต่อวัตถุอวกาศที่แม่นยำ” 

ผลงานวิจัยดังกล่าว นำระเบียบวิธีการเรียนรู้เชิงลึก หนึ่งในกระบวนการด้านปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence: AI) มาประยุกต์ใช้เป็นสมองกลให้กับระบบ เพื่อช่วยประมาณค่าเชิงพิกัดของยานอวกาศที่จะมาเชื่อมต่อ 

เพื่อให้ได้ข้อมูลที่ใช้ในกระบวนการเรียนรู้ของปัญญาประดิษฐ์ เพชรใช้การประมวลผลภาพจำลองสามมิติเสมือนจริง และกำหนดให้วัตถุอวกาศสามารถเคลื่อนไหวแบบพลวัตได้ตามต้องการ ด้วยการใช้โปรแกรม Unreal Engine 4 โดยเลือกจำลองภาพยานอวกาศ Soyuz ของรัสเซีย (ยานที่มีพันธกิจเดียวกันกับยาน Crew Dragon ของ SpaceX) ทำให้ได้ข้อมูลมหาศาล 

แบบจำลองรูปภาพยานอวกาศ Soyuz ของรัสเซีย ที่สร้างจากโปรแกรม Unreal Engine 4 โดย นายทวีรัชต์ พิศาลนพวงศ์
แบบจำลองรูปภาพยานอวกาศ Soyuz ของรัสเซีย ที่สร้างจากโปรแกรม Unreal Engine 4 โดย นายทวีรัชต์ พิศาลนพวงศ์

อย่างไรก็ตาม แค่เพียงคน ๆ เดียว ไม่อาจทำให้ภารกิจแสนยากนี้ลุล่วงไปได้ นอกจากเจ้าของผลงาน งานวิจัยชิ้นนี้ยังอยู่ภายใต้การดูแลของที่ปรึกษาและผู้เชี่ยวชาญหลากหลายภาคส่วนซึ่งล้วนเป็นชาวไทยทั้งสิ้น ได้แก่ 

  • ดร. พัชรินทร์ คำสิงห์ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมการบิน และ อาจารย์ผู้ดูแลห้องปฏิบัติการ Air-Space Control, Optimization and Management Laboratory สจล.  – ที่ปรึกษาหลักด้านระเบียบวิธีการเรียนรู้เชิงลึก และการประมวลผลภาพ 
  • ดร. พีรพงศ์ ต่อฑีฆะ วิศวกรด้านระบบควบคุมและเมคคาทรอนิกส์ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (NARIT) – ที่ปรึกษาเกี่ยวกับ Spacecraft kinematics และ On-orbit relative motion
  • ดร. อุเทน แสวงวิทย์ นักวิจัยชำนาญการและหัวหน้าโครงการพัฒนาระบบคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง ศูนย์ข้อมูลดาราศาสตร์แห่งชาติ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (NARIT) จึงช่วยให้การประมวลผลเชิงกราฟิกของข้อมูลจำนวนมหาศาลเป็นไปได้ 

การประมวลผลข้อมูลครั้งนี้ ใช้หน่วยประมวลผลเชิงกราฟิก 3 มิติ 32GB จำนวน 4 ตัว และ 16GB จำนวน 4 ตัว ที่จำเป็นอย่างยิ่งในการคำนวณเชิงลึก ทำให้งานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในการประชุมวิชาการระดับนานาชาติที่จัดขึ้นโดยสถาบันวิศวกรรมไฟฟ้าและวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์นานาชาติ (Institute of Electrical and Electronics Engineers : IEEE) เมื่อเดือนกุมภาพันธ์ที่ผ่านมา

วิศวกรรมขั้นสูงกับอนาคตของไทย

ที่ผ่านมา ประเทศไทยยังไม่ค่อยมีใครใช้โจทย์งานวิจัยด้านวิศวกรรมเชิงลึก เป็นเครื่องมือพัฒนาศักยภาพของบุคคลเช่นนี้ ทั้งที่ในต่างประเทศมักใช้วิธีดังกล่าว เพิ่มองค์ความรู้ ขยายขีดความสามารถให้แก่คนในประเทศของตน 

ส่วนหนึ่งอาจเป็นเพราะคนส่วนใหญ่มักมองโจทย์ด้านอวกาศเป็นสิ่งที่ต้องใช้การลงทุนจากภาครัฐมูลค่ามหาศาล ทว่าปัจจุบัน มีเครื่องมือหลายๆ ชนิดช่วยทำให้เราสามารถศึกษาศาสตร์ด้านนี้โดยไม่ต้องลงทุน และไม่จำเป็นต้องเดินทางไปถึงอวกาศ ก็สามารถนำเสนอแนวคิด ใช้การทดสอบในสภาวะจำลองบนพื้นโลกเช่นเดียวกัน

นอกจากนี้ ผลงานวิจัยดังกล่าวยังสามารถประยุกต์ใช้ความรู้ด้านวิศวกรรมระบบควบคุม ในภารกิจอวกาศด้านอื่น ๆ ได้ด้วย เช่น สร้างระบบ Active debris removal : ADR หรือระบบดาวเทียมกำจัดขยะอวกาศ ซึ่งเป็นภารกิจที่องค์การอวกาศแห่งสหภาพยุโรปนำโดยสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธ์สวิส โลซาน และ บริษัท Actroscale บริษัทเอกชนด้านอวกาศของประเทศญี่ปุ่น ให้ความสนใจและกำลังพัฒนาดาวเทียมเพื่อภารกิจนี้เช่นกัน 

การพัฒนาบุคลากรไทยให้มีศักยภาพทัดเทียมนานาอารยประเทศ รวมทั้งการสนับสนุนงานวิจัยด้านอวกาศ วิศวกรรมขั้นสูง ถือเป็นโอกาสอันดีในการสร้างเทคโนโลยีชั้นแนวหน้า และจะช่วยให้ประเทศเจริญก้าวหน้า ลดการพึ่งพาเทคโนโลยีจากต่างประเทศต่อไป

ขอบคุณข้อมูลจาก: สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) (NARIT)

อ้างอิง

พิสูจน์อักษร : สุชยา เกษจำรัส

เราใช้คุกกี้เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพ และประสบการณ์ที่ดีในการใช้เว็บไซต์ของคุณ คุณสามารถศึกษารายละเอียดได้ที่ นโยบายความเป็นส่วนตัว และสามารถจัดการความเป็นส่วนตัวเองได้ของคุณได้เองโดยคลิกที่ ตั้งค่า

Privacy Preferences

คุณสามารถเลือกการตั้งค่าคุกกี้โดยเปิด/ปิด คุกกี้ในแต่ละประเภทได้ตามความต้องการ ยกเว้น คุกกี้ที่จำเป็น

อนุญาตทั้งหมด
Manage Consent Preferences
  • คุกกี้ที่จำเป็น
    Always Active

    ประเภทของคุกกี้มีความจำเป็นสำหรับการทำงานของเว็บไซต์ เพื่อให้คุณสามารถใช้ได้อย่างเป็นปกติ และเข้าชมเว็บไซต์ คุณไม่สามารถปิดการทำงานของคุกกี้นี้ในระบบเว็บไซต์ของเราได้

  • คุกกี้เพื่อการวิเคราะห์

    คุกกี้ประเภทนี้จะทำการเก็บข้อมูลการใช้งานเว็บไซต์ของคุณ เพื่อเป็นประโยชน์ในการวัดผล ปรับปรุง และพัฒนาประสบการณ์ที่ดีในการใช้งานเว็บไซต์ ถ้าหากท่านไม่ยินยอมให้เราใช้คุกกี้นี้ เราจะไม่สามารถวัดผล ปรังปรุงและพัฒนาเว็บไซต์ได้

บันทึก