อุปกรณ์วิจัยวิทยาศาสตร์ชิ้นหนึ่งอาจเดินทางไปโคจรรอบดวงจันทร์ได้เพียงครั้งเดียว แต่ "องค์ความรู้และทักษะ" ที่ทีมวิศวกรไทยสั่งสมระหว่างทางตลอดการพัฒนาอุปกรณ์วิจัยวิทยาศาสตร์ CE-7 MATCH (อ่านว่า ฉางเอ๋อ 7 แมตช์) คือสิ่งล้ำค่าที่นำกลับมาใช้ซ้ำ และต่อยอดอุตสาหกรรมในประเทศได้อีกนับไม่ถ้วน
ตอนนี้ CE-7 MATCH ติดตั้งอยู่บนยานฉางเอ๋อ 7 เรียบร้อยแล้ว พร้อมรอนับถอยหลังทะยานสู่ห้วงอวกาศในวันที่ 24 สิงหาคมนี้ เรามาเปิดพิมพ์เขียวดู 6 ทักษะเทคโนโลยีขั้นสูง ที่ทีมวิศวกรไทยได้จากภารกิจนี้กัน
1. ออกแบบโครงสร้างให้เบา แต่ทนทานในอวกาศ
ชิ้นส่วนอวกาศต้องเบาที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อประหยัดเชื้อเพลิงจรวด แต่ต้องรับแรงสั่นสะเทือนจากจรวดและทนต่อสภาพแวดล้อมสุดขั้วในอวกาศได้ ทีมวิศวกรไทยจึงเรียนรู้การออกแบบโครงสร้างให้ตอบโจทย์นั้น เลือกใช้แมกนีเซียมอัลลอยด์ และเลือกอุปกรณ์ยึดโครงสร้างชนิดพิเศษ จนขึ้นรูปชิ้นส่วนด้วยแมกนีเซียมอัลลอยด์ได้สำเร็จเป็นครั้งแรกในประเทศไทย
2. คำนวณวงโคจรของยานรอบดวงจันทร์
ทีมวิศวกรจำลองวงโคจรของยานรอบดวงจันทร์ (Orbiter) ที่ระดับความสูงเหนือพื้นผิวดวงจันทร์ประมาณ 200 กิโลเมตรอย่างละเอียด เพื่อคำนวณช่วงเวลาที่อุปกรณ์ได้รับแสงอาทิตย์ และช่วงที่อยู่ในเงามืดของดวงจันทร์ ตัวเลขเวลาที่ได้จากการคำนวณคือฐานข้อมูลสำคัญที่ใช้ออกแบบระบบทั้งหมดของอุปกรณ์
3. สร้างระบบที่ช่วยปกป้องอุปกรณ์จากอุณหภูมิสุดขั้วในอวกาศ
เมื่อรู้ตัวเลขวงโคจรแล้ว ขั้นต่อไปคือออกแบบให้อุปกรณ์อยู่รอดในสภาวะที่ร้อนจัดและเย็นจัด ทีมวิศวกรเลือกวัสดุสะท้อนและดูดซับความร้อนให้เหมาะกับแต่ละช่วง ออกแบบระบบทำความร้อน (Heaters) ให้เปิดเองอัตโนมัติทันทีที่ยานเข้าสู่ด้านมืดของดวงจันทร์ เพื่อไม่ให้เซนเซอร์และวงจรด้านในแข็งตัวจนเสียหาย
4. พัฒนาสมองกลและระบบอิเล็กทรอนิกส์
ทีมวิศวกรไทยได้ยกระดับทักษะอิเล็กทรอนิกส์ไปอีกขั้น ตั้งแต่การออกแบบวงจร ASIC ให้ทำหน้าที่รับและประมวลผลสัญญาณที่เกิดขึ้นเมื่ออนุภาคตกกระทบอุปกรณ์ CE-7 MATCH การออกแบบระบบจัดการพลังงานที่มีข้อจำกัดสูง รวมถึงระบบรับส่งข้อมูลกับยานโคจรหลักตามมาตรฐานการสื่อสารสำหรับงานอวกาศ เพื่อให้อุปกรณ์ทุกชิ้นและระบบทั้งหมดทำงานประสานกันได้อย่างราบรื่น
5. ทดสอบความพร้อมของอุปกรณ์ก่อนปฏิบัติภารกิจอวกาศ
ทีมวิศวกรไทยได้เรียนรู้วิธีทดสอบอุปกรณ์ทุกรูปแบบเพื่อให้อุปกรณ์มีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดและมาตรฐานของยานฉางเอ๋อ 7 ซึ่งเป็นยานหลักอย่างเคร่งครัด ไม่มีข้อยกเว้น ทั้งการทดสอบแรงสั่นสะเทือนสูงถึง 14G (มากกว่าแรงโน้มถ่วงปกติบนโลก 14 เท่า) และการทดสอบในสภาวะสุญญากาศที่สลับอุณหภูมิร้อนและเย็นภายในตู้ TVAC เพื่อยืนยันว่าโครงสร้าง สายไฟ และหัววัด จะทนทาน สามารถทำงานได้ปกติเมื่ออยู่ในวงโคจรรอบดวงจันทร์
6. สื่อสารข้ามภาษา และทำงานให้ทันในเวลาที่จำกัด
ทีมวิศวกรไทยทำงานร่วมกับผู้เชี่ยวชาญชาวจีน วิเคราะห์แบบจำลองรุ่นแรก ปรับปรุงการออกแบบ และทดสอบตามมาตรฐานของภารกิจ ทุกอย่างต้องเสร็จตามกำหนด แม้จะมีอุปสรรคด้านภาษาและวัฒนธรรม แต่ทุกคนก็หาทางสื่อสารกัน ทั้งภาษาจีน ภาษาอังกฤษ ภาษาคณิตศาสตร์ และบางครั้งอาศัยภาษามือ จนได้ข้อสรุปร่วมกันทำให้ CE-7 MATCH ผ่านการรับรองจนติดตั้งบนยานฉางเอ๋อ 7 สำเร็จ
อุปกรณ์วิจัยวิทยาศาสตร์ฝีมือคนไทย CE-7 MATCH ที่กำลังจะเดินทางไปกับยานฉางเอ๋อ 7 ในวันที่ 24 สิงหาคมนี้ เป็นบทพิสูจน์สำคัญของคนไทย ที่สามารถเปลี่ยน "โจทย์วิทยาศาสตร์ขั้นแนวหน้าของโลก" ให้เกิดขึ้นจริง ผ่านฝีมือและมันสมองของทีมนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรไทย ยกระดับขีดความสามารถ ทั้งด้านดาวเทียม หุ่นยนต์ ระบบอัตโนมัติ และอุตสาหกรรมการผลิตขั้นสูงของประเทศ
องค์ความรู้ด้านเทคโนโลยีวิศวกรรมการสำรวจอวกาศในห้วงลึกที่วิศวกรไทยสั่งสมมาตลอดในโครงการ CE-7 MATCH พร้อมแล้วที่จะนำกลับมาขับเคลื่อนเศรษฐกิจใหม่ และสร้างโครงสร้างพื้นฐานด้านนวัตกรรมขั้นสูงเพื่อยกระดับเทคโนโลยีของประเทศไทย
รู้จัก “วิทยาศาสตร์อวกาศ” หรือ “Space Science”
สำหรับ “วิทยาศาสตร์อวกาศ” เป็นหมวดวิชาวิทยาศาสตร์ว่าด้วยการศึกษาเกี่ยวกับทุกสิ่งที่อยู่ในอวกาศ ตั้งแต่การสำรวจอวกาศอันไกลโพ้น สิ่งมีชีวิตนอกโลก จนมาถึงเรื่องใกล้ตัวเรา อย่างปรากฏการณ์ทางธรรมชาติรวมไปถึงภัยพิบัติ ซึ่งในวิทยาศาสตร์อวกาศ ยังมีอีก 2 สาขาใหญ่ ๆ ที่น่าสนใจดังนี้
1. ดาราศาสตร์ (Astronomy) เป็นการศึกษาวัตถุท้องฟ้า รวมทั้งปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นจากนอกชั้นบรรยากาศของโลก
2. วิศวกรรมการบินและอวกาศ (Aerospace engineering) เป็นการศึกษาสาขาวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับการวิจัย การออกแบบ สร้าง พัฒนา และทดสอบวิทยาศาสตร์
อยากเป็นนักบินอวกาศ มีสาขาอะไรให้เลือกเรียนบ้าง? แล้วยากไหม?
จริง ๆ แล้วสาขาที่เรียนก็ไม่ยากเกินความสามารถ หากมุ่งมั่นตั้งใจเชื่อว่าทำได้แน่นอน ซึ่งจะแบ่งเป็น 2 สาขาหลัก ๆ ก็คือ
1. สาขาวิศวกรรมอวกาศ (Astronautical Engineering)
เป็นการศึกษา ออกแบบ และสร้างยานที่สามารถเคลื่อนที่ได้ในอวกาศนอกชั้นบรรยากาศของโลก ศึกษาพฤติกรรมและสภาพของอวกาศ รวมทั้งผลกระทบที่มีผลต่อยานและการเคลื่อนที่ ซึ่งยานที่สามารถเคลื่อนที่ได้ในอวกาศคือ ยานอวกาศ เช่น กระสวยอวกาศ ยานส่ง และดาวเทียม
2. วิศวกรรมอากาศยาน (Aeronautical Engineering)
เป็นการศึกษา ออกแบบ และสร้างยานที่สามารถเคลื่อนที่ได้ในอากาศภายในชั้นบรรยากาศของโลกและธรรมชาติของอากาศ รวมทั้งผลกระทบที่มีผลต่อยานและการเคลื่อนที่ ซึ่งยานที่สามารถเคลื่อนที่ได้ในอากาศ ได้แก่ ยานที่เบากว่าอากาศ ประเภท เครื่องร่อน และอากาศยาน ทั้งเครื่องบินและเฮลิคอปเตอร์ โดยทั้ง 2 สาขามีความแตกต่างกันแต่ก็มีความน่าสนใจทั้งคู่ เมื่อเรียนจบแล้วก็จะเริ่มเข้าสู่การทำงานต่อไป
แล้วหน้าที่ของ “นักบินอวกาศ” ต้องทำอะไรบ้าง?
สำหรับ “นักบินอวกาศ” จะถูกแบ่ง ตามกลุ่มงานที่รับผิดชอบดังนี้
- Pilot astronauts มีหน้าที่บัญชาการและควบคุมยานอวกาศ
- Mission specialist astronauts มีหน้าที่ศึกษาทำการทดลองวิทยาศาสตร์และดูแลรักษาเครื่องมือภายในยานอวกาศและสภาพยานอวกาศ
นี่ก็เป็นเพียงส่วนหนึ่งเท่านั้นในอาชีพด้านอวกาศ นอกจากนี้แล้ว ยังมีอาชีพอื่น ๆ ที่จะได้มีโอกาสรู้จักและทำงานกับอวกาศอย่างใกล้ชิด นอกจากนักบินอวกาศ แต่จะเป็นอาชีพอะไรนั้นมาดูกัน...
1. อาชีพด้านงานวิศวกรรม: จะแบ่งย่อยลงมาในแต่ละด้าน ทั้งวิศวกรระบบดาวเทียม วิศวกรเครื่องกล วิศวกรการบิน วิศวกรสื่อสาร และวิศวกรพัฒนาหุ่นยนต์ เป็นต้น
2. อาชีพด้านสายงานวิทยาศาสตร์: ซึ่งประกอบไปด้วย นักดาราศาสตร์ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ นักธรณีวิทยา นักอุตุนิยมวิทยา นักจักรวาลวิทยา นักชีววิทยา นักเคมี และนักภูมิศาสตร์ เป็นต้น
3. อาชีพด้านนักเทคโนโลยีและช่างเทคนิคอวกาศ: อาทิ นักคอมพิวเตอร์ นักเขียนแบบ ช่างอิเล็กทรอนิกส์ เป็นต้น
จะก้าวสู่การเป็นวิศวกรการบินและอวกาศได้อย่างไร?
เช่นเดียวกับวิศวกรเกือบทั้งหมด วิศวกรการบินและอวกาศจำเป็นต้องมีปริญญาตรีด้านวิศวกรรมการบินและอวกาศหรือสาขาที่เกี่ยวข้อง อย่างไรก็ตาม นักเรียนมัธยมปลายที่สนใจวิศวกรรมการบินและอวกาศควรเรียนวิชาเคมี ฟิสิกส์ คณิตศาสตร์ขั้นสูง การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ และภาษาโปรแกรม นักเรียนที่ต้องการสำรวจบทบาทในสาขาวิศวกรรมการบินและอวกาศต้องเลือกเรียนวิชาด้านวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ ตัวอย่างเช่น ฟิสิกส์ คอมพิวเตอร์ และคณิตศาสตร์ขั้นสูง เป็นวิชาที่สำคัญอย่างยิ่งสำหรับวิศวกรรมทุกประเภท
ในการประกอบอาชีพวิศวกรการบินและอวกาศ นักศึกษาต้องสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีสาขาวิศวกรรมการบินและอวกาศ อย่างไรก็ตาม เราสามารถสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาในสาขาอื่นที่เกี่ยวข้องกับการบินและอวกาศได้เช่นกัน วิศวกรที่ต้องทำงานในโครงการป้องกันประเทศต้องได้รับใบอนุญาตด้านความปลอดภัย
ทำไม? “วิศวกรรมการบินและอวกาศ” จึงมีความสำคัญ
สาเหตุก็เพราะ อาชีพด้านวิศวกรรมการบินและอวกาศ เป็นการเปิดประตูสู่โลกแห่งนวัตกรรมและการสำรวจ วิศวกรการบินและอวกาศมีบทบาทสำคัญ ในการผลักดันขีดจำกัดของเทคโนโลยี และความสามารถของมนุษย์ สาขานี้มอบโอกาสในการทำงานในโครงการที่ก้าวล้ำ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อการขนส่ง การสื่อสาร และการสำรวจอวกาศทั่วโลก
นอกจากนี้ ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยี วิศวกรรมการบินและอวกาศยังคงเป็นสาขาวิชาที่มีพลวัตและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง มอบโอกาสอันไม่มีที่สิ้นสุดสำหรับการเติบโตและการพัฒนาทางวิชาชีพ การมีส่วนร่วมในอนาคตของการบินและการเดินทางในอวกาศทำให้การทำงานในสาขาวิศวกรรมการบินและอวกาศเป็นอาชีพที่ทั้งคุ้มค่าและสร้างแรงบันดาลใจ
📌เกาะติดภารกิจ CE-7 MATCH ครั้งแรกของไทยสู่การโคจรรอบดวงจันทร์ ได้ที่ www.thaipbs.or.th/sciandtech/CE7MATCH
อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
ที่มาข้อมูล : NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.), GISTDA, tryengineeringinstitute
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
