การออกแบบและพัฒนาอุปกรณ์วิทยาศาสตร์สำหรับภารกิจสำรวจดวงจันทร์ คือการแก้โจทย์ทางวิศวกรรมที่ซับซ้อน เพื่อสร้างเครื่องมือที่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพภายใต้ข้อจำกัดหลายด้าน ทั้งขนาด น้ำหนัก การใช้พลังงาน ความทนทานต่อรังสี และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างรุนแรงในสภาพแวดล้อมอวกาศห้วงลึก
โดย NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.) ได้อธิบายว่า CE-7 MATCH อุปกรณ์วิทยาศาสตร์ฝีมือคนไทยชิ้นแรกที่จะไปโคจรรอบดวงจันทร์ ซึ่งเตรียมปล่อยขึ้นสู่อวกาศในเดือนสิงหาคมนี้ ออกแบบและพัฒนาโดย NARIT ร่วมกับมหาวิทยาลัยมหิดล ตัวอุปกรณ์มีขนาด 145 × 146 × 265 มิลลิเมตร น้ำหนักประมาณ 4,850 กรัม โครงสร้างภายในได้รับการออกแบบให้จัดเรียงตัวตรวจวัดซ้อนกันเป็น "แซนด์วิช" จำนวน 7 ชั้น แบ่งการทำงานเป็น 3 ส่วนหลัก ดังนี้
ส่วนบน เป็นหัววัดด้านที่หันขึ้นสู่อวกาศ (Space-facing) ประกอบด้วยตัวตรวจจับซิลิกอน (Double-Sided Silicon Strip Detector: DSSD) จำนวน 2 ชั้น ทำหน้าที่ตรวจวัดทิศทางการเคลื่อนที่ (Tracking) ของอนุภาคพลังงานสูงจากอวกาศและวัดพลังงานที่อนุภาคสูญเสียเมื่อผ่านชั้นซิลิกอน ซึ่งเป็นข้อมูลสำคัญในการระบุชนิดของอนุภาค ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาทิศทางการเคลื่อนที่ การกระจายตัว คุณสมบัติ และแหล่งกำเนิดของอนุภาคพลังงานสูงที่เดินทางมาจากห้วงอวกาศได้อย่างแม่นยำ
ส่วนกลาง ประกอบด้วยผลึกคริสตัล BGO (Bismuth Germanium Oxide) จำนวน 3 ชั้น ที่มีความหนาแตกต่างกัน ทำหน้าที่เป็นเครื่องวัดพลังงานรวม เมื่ออนุภาคทะลุผ่านชั้นซิลิกอนเข้ามา ผลึก BGO จะดูดกลืนและหยุดอนุภาคไว้ การทำงานของ BGO ทำให้สามารถระบุชนิดและวัดพลังงานของอนุภาคได้อย่างแม่นยำ
ดีไซน์ CE-7 MATCH ภาพจาก NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.)
ส่วนล่าง เป็นหัววัดด้านที่หันลงสู่พื้นผิวดวงจันทร์ (Moon-facing) ประกอบด้วยตัวตรวจจับซิลิกอน (DSSD) จำนวน 2 ชั้น ทำหน้าที่ตรวจวัดทิศทางและวัดพลังงานที่อนุภาคสูญเสียเมื่อผ่านชั้นซิลิกอน เพื่อศึกษาอนุภาคที่สะท้อนกลับจากพื้นผิวดวงจันทร์ (Albedo particles) โดยเฉพาะ ข้อมูลที่ได้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษา และทำความเข้าใจอันตรกิริยาระหว่างอนุภาคพลังงานสูงกับพื้นผิวดวงจันทร์ที่สะท้อนกลับมาที่หัววัด ทั้งรังสีคอสมิกจากนอกระบบสุริยะ (Galactic Cosmic Rays: GCRs) และอนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์ (Solar Energetic Particles: SEPs) ที่เข้าปะทะกับสสารในชั้นดินดวงจันทร์ รวมถึงคุณสมบัติพื้นฐานของวัสดุบนพื้นผิวดวงจันทร์ได้อย่างละเอียด
เบื้องหลังการทำงานของ CE-7 MATCH คือการเลือกใช้เทคโนโลยีและวัสดุที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมอวกาศ โดยโครงสร้างหลักขึ้นรูปจากแมกนีเซียมอัลลอยด์ชนิดพิเศษ (Magnesium Alloy) มีน้ำหนักเบาแต่ความแข็งแรงสูง ภายในผสานการทำงานร่วมกันระหว่างตัวตรวจจับซิลิกอน (DSSD) และผลึกคริสตัลสารเรืองแสง BGO เข้ากับการพัฒนาระบบสมองกลฝังตัว และระบบสื่อสารข้อมูลกับยานโคจร เพื่อรองรับการทำงานในสภาพแวดล้อมอวกาศที่มีความรุนแรงและซับซ้อนได้อย่างมีเสถียรภาพ
CE-7 MATCH เป็นผลลัพธ์ของการบูรณาการองค์ความรู้ด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมอวกาศอย่างสมบูรณ์แบบ ระหว่างประสิทธิภาพการตรวจวัด ความแม่นยำ น้ำหนัก ความแข็งแรง และข้อจำกัดของการปฏิบัติงานในอวกาศ ทุกองค์ประกอบตั้งแต่วัสดุ โครงสร้าง ตัวตรวจจับ ระบบอิเล็กทรอนิกส์ ไปจนถึงระบบประมวลผลสัญญาณ ล้วนได้รับการออกแบบให้ทำงานร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด เพื่อให้ภารกิจสำรวจดวงจันทร์ครั้งแรกของประเทศไทยนี้ โดยจะถูกนำไปติดตั้งที่ฉางเอ๋อ 7 ซึ่งเป็นยานโคจรรอบ (Orbiter) ดวงจันทร์ ซึ่งจะสามารถสร้างองค์ความรู้ใหม่ และยกระดับขีดความสามารถทางเทคโนโลยีอวกาศขั้นสูงให้แก่ประเทศไทยบนเวทีโลกได้สำเร็จ
📌อ่าน : จากพื้นดินสู่ดวงจันทร์! CE-7 MATCH อุปกรณ์วิจัยวิทย์ไทย ร่วมภารกิจสำรวจดวงจันทร์กับจีน
📌อ่าน : ดีเดย์ 24 ส.ค. นี้! CE-7 MATCH คืออะไร? ทำไมได้ไปดวงจันทร์กับยานฉางเอ๋อ
📌อ่าน : ILRS คืออะไร? รู้จักโครงการจัดตั้งสถานีวิจัยบนดวงจันทร์ที่มี “ไทย” ร่วมอยู่ด้วย
📌อ่าน : “ดวงจันทร์” ห้องทดลองแห่งอนาคต กับบทบาทใหม่ของไทยบนเวทีอวกาศโลก
📌อ่าน : ครั้งแรกของไทย! ร่วมภารกิจสำรวจดวงจันทร์กับจีน ภายใต้โครงการ ILRS
อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
ที่มาข้อมูล : NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.)
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
