ดาวเทียมแอลอีดี(LED)

การส่องสว่างข้อมูล (visible light communication: VLC) อันเกิดมาจากแสงแอลอีดี(LED)มีข้อดีเรื่องการพ่วงสื่อสารข้อมูลไปกับแสงสว่างในอาคารและประหยัดพลังงาน  จึงทำให้ย้อนนึกถึงก่อนปีค.ศ. 2000 มีโครงการใช้แสงเลเซอร์สื่อสารระหว่างดาวเทียม (laser inter-satellite link) ด้วยความเข้มและประสิทธิภาพดีกว่าแอลอีดี หลายแห่งเริ่มคิดจะทำมากมายงานวิจัย แต่พอจะเล็งเป้าเล็กมากในอวกาศห่างกันเกินคำว่าไกล ทั้งสารพันปัญหาอื่น ๆ จึงยังไม่สำเร็จผลเป็นกิจจะลักษณะ ซึ่งดูเหมือนของเล่นแต่งานนี้ญี่ปุ่นเอาจริงทำนองก้าวแรกเพื่อเป็นก้าวที่ยิ่งใหญ่ต่อ ๆ ไป

มหาวิทยาลัยชินชู (Shinshu) ร่วมกับเอกชนและชุมชนท้องถิ่นด้วยงานด้านวิทยาการดาวเทียม แอลอีดี(LED)ดวงนี้ เป็นการออกนำสังคมกับเรื่องในอนาคตด้วยเทคโนโลยีของ“กินไร (GINREI)” ดาวเทียม แอลอีดี(LED) หรือชื่อเต็มว่า“ชินไดแซท” (ShindaiSat)“ชินไดแซท” (ShindaiSat) กับชื่อเล่นดาวเทียม แอลอีดี(LED) “กินไร(GINREI)” ที่ได้พลังงานจากแบตเตอรีที่รับพลังงานไฟฟ้าที่ต่อจากแผงสุริยะหรือโซล่าเซล(solar cell)

ดาวเทียม แอลอีดี(LED)ขึ้นวงโคจรไปตั้งแต่ต้นปี 2014โดยควบคุมจากศูนย์ภายในมหาวิทยาลัย (ที่ Nagano) และสถานีสำรอง (ที่ Matsumoto) มีสองช่องสัญญาณขาลง (downlink) กับความถี่ 437 MHz ย่านยู (UHF) ส่วนสองช่องขาขึ้น (uplink) ใช้อีกย่าน 145 MHz (VHF) การรับแสงที่ภาคพื้นดินมีจานขนาดเกือบ1 เมตรพร้อมตัวรับความไวสูง (APD) ส่วนบนดาวเทียม แอลอีดี(LED)เป็นกล้องขยายร่วมกับแผงตัวรับแสง (photodiode)

ด้านเทคนิคเริ่มกันที่ตัวดาวเทียม แอลอีดี(LED)ก่อน เหมือนดวงอื่นงานนี้มีหุ่นทรงคล้ายลูกเต๋า (40×40×45 ซม.) กับน้ำหนักเพียง 32.9 กิโลกรัม แล้วติดแผงแอลอีดี(LED)ขนาดเล็กวัดขนาดและประกอบด้วยไมโครมิเตอร์(Micrometer) ประสิทธิภาพสูงความสว่าง ~140 ลูเมนต่อวัตต์ (lumen/W) จำนวน 32 ชุด ส่องขยายเข้าตัวสะท้อน (parabolic) เพื่อรวมพลังแสงส่งข้อมูลลงพื้นโลก (รวมประมาณ ~10,000 ลูเมนที่ ~90 วัตต์) ตั้งเป้ากันไว้ว่าจะได้อัตราข้อมูลที่ 1.2 หรือ 9.6 กิโลบิตต่อวินาที (kbit/s) ขึ้นอยู่กับสภาพบรรยากาศช่วงทดสอบกับงานแสงขาขึ้น แต่เพิ่มแอลอีดี(LED)ความเข้มสูงส่องในทิศพุ่งหาโลกรวมทั้งติดตั้งหน่วยรับแสงเพิ่มขึ้นไปจับแสงขาขึ้น (uplink) จากภาคพื้นดินด้วย ทำเพิ่มเพื่อทดลองและสาธิตการสื่อสารเชิงแสงด้วยรหัสมอร์ส (Morse codes)

แล้วก็มีอีกสี่ชุดติดอยู่ที่ตำแหน่งคล้ายต่างหูสี่ด้านของดวงลูกเต๋าขนาดเล็กประกอบเข้าด้วยกันด้วยไมโครมิเตอร์(Micrometer) เพื่อใช้ส่องให้ได้วงแสงกว้างประสานสัญญาณควบคุมกับภาคพื้นดินปรับแต่งมุมการคงตำแหน่งและเล็งเป้าต่อได้เนื่อง โดยใช้ไฟอัตโนมัติแอลอีดี(LED) 1,920 ลูเมนที่สี่จุดนี้ เมื่อรวมพลังกันแล้วจะสว่างถึงโลกได้ แสงของดาวเทียม แอลอีดี(LED)นี้ส่องจากความสูง 400 กิโลเมตร หากส่องถึงจะได้วงคลุมแสงหรือรัศมีพื้นที่ครอบพื้นโลก (footprint) 40 กิโลเมตรจากมุมการส่อง 6 องศา เพียงแค่ได้เห็นคล้ายดาวเทียม แอลอีดี(LED)ดวงที่จางสุดในนภาก็น่าจะดีแล้ว ดังนั้น จึงมิใช่เพื่อใช้ส่องสว่างให้โลกแต่เพื่อทดลองสื่อสารและเป็นสนามทดสอบสู่งานที่ซับซ้อนกว่าในอนาคต รอบนี้จึงใช้พิสูจน์ว่าทำได้

จากการเป็น ดาวเทียม แอลอีดี(LED)ดวงสาธิตแสงแรกแล้ว ทีมงานมองการต่อยอดไกลไปถึงการสื่อสารระหว่าง ดาวเทียม แอลอีดี(LED)กันเอง ดาวเทียม แอลอีดี(LED)กับเรือหรืออากาศยาน ส่องประภาคาร ส่องผ่านคลุมสถานีอุตนิยมวิทยาและตรวจวัดทางทะเล จนถึงสถานีถาวรบนอาคารภาคพื้นดิน สถานีรถเคลื่อนที่ จนกระทั่งประยุกต์เล่นระหว่างไฟฉายมือถือ

ญี่ปุ่นใช้เริ่มเปิดทางพัฒนาอนาคตการสื่อสารด้านแสงในอวกาศที่แบนด์วิดธ์กว้างมาก เตรียมพร้อมสร้างทีมหลากหลายรอเหมือนการตัดถนนเทคโนฯเส้นเล็กสู่ทางหลวงใหญ่ในอนาคต เมื่อเห็นของเขามาดังว่า จึงต้องย้อนกลับเอาใจช่วยสองทีมที่สร้างสรรค์ดาวเทียมดวงน้อยในประเทศไทยกันต่อ

โครงการ“ไทพัฒ” TMSAT (Thai Micro-SATellite) ดวงเล็กแรกภายใต้ความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานครกับหลายภาคส่วน เริ่มโครงการพ.ศ.2539 เสร็จเมษายนส่งขึ้นสู่อวกาศที่ 10 กรกฎาคม พ.ศ.2540มีวงโคจรสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ที่ความสูง 815กิโลเมตรจากพื้นโลก

โครงการKNACKSATการออกแบบและจัดส่งดาวเทียมขนาดเล็กเพื่อการศึกษาของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ เริ่มจากโครงการต้นแบบวิศวกรรมขนาด (CubeSeat) ตั้งแต่ปี 2555 ต่อมาได้รับการสนับสนุนจากกสทช. 2558เพื่อสร้างและส่งเข้าสู่วงโคจรภายใน 2 ปี

โครงการเหล่านี้ก็ได้สร้างบุคคลากรและนักศึกษาให้มีความรู้ความเข้าใจในวิธีการออกแบบและสร้างดาวเทียมเพื่อก้าวไปสู่อนาคต เมื่อวันใดพร้อมมากขึ้นอาจได้เห็นการร่วมมือร่วมใจของทั้งผู้สนับสนุน ผู้สร้าง ผู้ใช้งาน ผู้เรียนรู้ศึกษาร่วมทำโครงการไทยประยุกต์อื่นต่ออีกที่เป้าหมายสูงไกลใหญ่กว่าเดิมก็เป็นได้ ทั้งสองสถาบันเริ่มกันมาพักนึงแล้ว ...

Cr.เดลินิวส์