รองศาสตราจารย์ ดร. มงคล รักษาพัชรวงศ์1

สวัสดีครับ หลายท่านคงจะเคยได้ยินโครงการดาวเทียมธีออส (THEOS-THailand Earth Observation Satellite) ของสำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์กรมหาชน) กันไปบ้างแล้วนะครับ ซึ่งดาวเทียมธีออสนี้มีความคาดหวังว่าจะเป็นดาวเทียมสำรวจระยะไกลดวงแรกของประเทศไทยที่สามารถให้ข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียมซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์ต่อประเทศในด้านต่างๆ โดยขณะนี้กำลังอยู่ในขั้นตอนของกำหนดการส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจร แต่ในขณะเดียวกัน ผมเชื่อว่าทุกท่านคงจะไม่ทราบถึงโครงการร่วมสร้างดาวเทียมอีกดวงหนึ่งของประเทศไทย ที่ได้ถูกจัดสร้างและกำลังอยู่ในขั้นตอนการทดสอบขั้นสุดท้าย ณ กรุงปักกิ่ง ประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีน ครับดาวเทียมที่ผมกล่าวถึงนี้มีชื่อว่าดาวเทียมเอนกประสงค์ขนาดเล็ก (SMMS) ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่างรัฐบาลแห่งประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีนและรัฐบาลไทย เพื่อสนับสนุนและเสริมสร้างการพัฒนาและการใช้เทคโนโลยีทางด้านอวกาศเพื่อสันติ ซึ่งสำนักกิจการอวกาศ กระทรวงเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารเป็นผู้รับผิดชอบในโครงการดังกล่าว เพื่อจัดสร้างอุปกรณ์ทดสอบการสื่อสารในย่าน Ka-Band (ที่ความถี่ขาขึ้นและขาลงเท่ากับ 29.22GHz/18.72GHz ตามลำดับ) ซึ่งอุปกรณ์ดังกล่าวมีประโยชน์อย่างยิ่งในการศึกษาและวิจัยผลกระทบของสภาพบรรยากาศที่มีต่อการสื่อสารในย่านความถี่สูง และแนวทางแก้ไขด้วยเทคนิคทางด้านวิศวกรรม อันเป็นแนวโน้มของการสื่อสารผ่านดาวเทียมในอนาคตอันใกล้ ทั้งนี้กระทรวงเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารได้มอบหมายให้คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ เป็นผู้ดำเนินโครงการดังกล่าวตั้งแต่วันที่ 26 ธันวาคม 2546 ที่ผ่านมา และขณะนี้กำลังอยู่ในขั้นตอนของการประกอบและทดสอบขั้นสุดท้ายที่บริษัท DFH Satellite ในกรุงปักกิ่ง โดยมีกำหนดการยิงขึ้นสู่วงโคจรประมาณต้นเดือนกันยายน 2551 ที่จะถึงนี้!


รูปที่ 1 ภาพวาดแสดงส่วนประกอบต่างๆ บนดาวเทียม SMMS 


รูปที่ 2 ดาวเทียม SMMS ขณะดำเนินการทดสอบคุณลักษณะทางไฟฟ้า (Electrical Function Test)


รูปที่ 3 payload ของอุปกรณ์สื่อสารย่าน Ka-Band ที่ถูกติดตั้งบนดาวเทียม SMMS


รูปที่ 4 จานรับสัญญาณขนาด 2.4 เมตร (ซ้าย) และ Radome ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6.5 เมตร
(ขวา) สำหรับสถานีภาคพื้นดินที่จะติดตั้ง ณ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ถ้าหากท่านผู้อ่านสังเกตชื่อของดาวเทียมดวงนี้ว่ามีหลายภารกิจ ก็คงจะไม่ประหลาดใจว่านอกเหนือจากอุปกรณ์ทดสอบการสื่อสารย่าน Ka-Band ของประเทศไทยแล้ว ประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีนเองได้พัฒนาและจัดสร้างอุปกรณ์ด้านการถ่ายภาพเพื่อบรรจุในดาวเทียมอีก 2 อุปกรณ์คือกล้อง Multi-Spectral และกล้อง Hyperspectrum ซึ่งมีความสามารถในการถ่ายภาพพื้นผิวโลกได้ โดยจัดอยู่ในกลุ่มที่มีรายะเอียดของจุดภาพในระดับปานกลางคือ 30 เมตร สำหรับกล้อง Multi-Spectral (เทียบเท่ากับดาวเทียม Landsat-5 และใกล้เคียงกับดาวเทียม SPOT-1,2,3,4) ด้วยเหตุนี้ไม่เพียงแต่ประเทศไทยจะได้ประโยชน์ในการศึกษาวิจัยการสื่อสารข้อมูลผ่านดาวเทียมที่ย่านความถี่สูงมากเท่านั้น แต่ยังสามารถแบ่งปันข้อมูลภาพที่ได้จากกล้องทั้งสองชนิดเพื่อเอื้อประโยชน์ในการประยุกต์ใช้งานในด้านต่างๆ ได้ในลักษณะเดียวกันกับข้อมูลของดาวเทียมธีออสเช่นกัน จากแนวการโคจรของดาวเทียมเอนกประสงค์ขนาดเล็กที่ได้รับการออกแบบจะทำให้โคจรผ่านบริเวณประเทศไทยวันละประมาณ 1-2 รอบ จึงทำให้ข้อมูลภาพถ่ายที่ได้ได้รับการปรับปรุงอยู่เสมอ ทั้งนี้ข้อมูลจากกล้องทั้งสองชนิดจะถูกบริหารจัดการโดยศูนย์ข้อมูลและการประยุกต์ใช้งานดาวเทียมสำรวจทรัพยากรของจีน (China Centre for Resources Satellite Data and Application-CRESDA) ซึ่งได้ให้ชื่อดาวเทียมดวงนี้ว่า HJ-1A และได้วางภารกิจให้เป็นดาวเทียมสำรวจสภาพแวดล้อม (Environmental Observation Satellite) เพื่อให้เกิดความเข้าใจยิ่งขึ้น ผมขอสรุปตารางข้อมูลของดาวเทียมธีออสและดาวเทียม HJ-1A ในตารางที่ 1 และรายละเอียดของอุปกรณ์ (Payload) ในตารางที่ 2 ตามลำดับ

จะเห็นได้ว่ารายละเอียดของจุดภาพ (pixel resolution) ของดาวเทียม HJ-1A หยาบกว่าดาวเทียมธีออส จึงเหมาะสมที่จะนำมาประยุกต์ใช้งานในด้านต่างๆ ที่ต้องการรายละเอียดภาพปานกลาง แต่ที่น่าสนใจคือกล้อง Hyper-spectrum ซึ่งมีความสามารถในการถ่ายภาพได้ถึง 128 แถบสี และเป็นกล้อง Hyper-spectrum ชุดแรกที่พัฒนาขึ้นโดยคณะวิศวกรของจีน โดยคุณลักษณะของข้อมูลภาพที่ได้จากกล้องดังกล่าวจะให้ข้อมูลในรูปแบบ 3 มิติ ที่สามารถนำมาใช้ตรวจจับวัตถุหรือองค์ประกอบที่ไม่สามารถแยกแยะได้ด้วยกล้องถ่ายภาพแบบสองมิติ ทำให้เกิดการวิจัยและประยุกต์ใช้งานได้หลากหลายยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น นักวิจัยสามารถวิเคราะห์หาความแตกต่างของปริมาณคลอโรฟิลล์ของใบไม้ในบริเวณพื้นที่ป่า โดยใช้ข้อมูลจากกล้อง Hyper-spectrum ได้ ซึ่งข้อมูลดังกล่าวอาจนำไปใช้วิเคราะห์ต่อยอดเพื่อหาปริมาณการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของพื้นที่ดังกล่าว เพื่อนำไปใช้ในกระบวนการจัดการปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ขององค์กรได้ ทั้งนี้ในปัจจุบันหน่วยงานหลายแห่งในประเทศไทยได้เริ่มให้ความสำคัญกับกระบวนการดังกล่าว (ดูรายละเอียดได้ที่ http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_credit)


รูปที่ 5 Spectral Image Cube ที่ได้จากกล้อง Hyper-spectrum

ในส่วนของข้อมูลภาพที่ได้จากกล้อง Multi-spectral ของดาวเทียม HJ-1A นั้น นักวิจัยของไทยสามารถนำมาประยุกต์ใช้ในกิจการต่างๆ ได้อย่างหลากหลาย ตัวอย่างเช่น

1. ในด้านเกษตรกรรม

  • ในภาวะวิกฤตการณ์อาหารในปัจจุบัน การวางแผนและบริหารจัดการพื้นที่และผลิตผลทางการเกษตรจึงเป็นปัจจัยสำคัญที่จะทำให้ประเทศไทยพลิกวิกฤตเป็นโอกาสได้ การนำข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียมมาประยุกต์ใช้ จะสามารถทำการวิเคราะห์การเพาะปลูกพืชผลทางการเกษตร การใช้พื้นที่ทางการเกษตร ปริมาณผลผลิตที่คาดว่าจะได้ เพื่อประเมินแนวโน้มในการใช้พื้นที่และสนับสนุนการตัดสินใจในด้านเศรษฐกิจและสังคมของพื้นที่อย่างเหมาะสม (ภาพตัวอย่างแสดงพื้นทีเพาะปลูกข้าวสาลี เมืองหยางโจว)

2. ในด้านการป่าไม้และการจำแนกพื้นที่

  • เราสามารใช้ข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียมในการวิเคราะห์พื้นที่ป่าไม้ และจำแนกประเภทของพื้นที่ (ภาพตัวอย่างแสดงพื้นที่ป่าในมณฑลฟูเจี้ยนที่ลดลง พื้นที่ป่าแสดงด้วยสีเขียวในวงกลม ภาพซ้ายถ่ายเมื่อ 16/11/03 และภาพขวาถ่ายเมื่อ 21/10/01)

 

  • ภาพข้างล่างแสดงถึงการจำแนกประเภทของพื้นที่ว่าเป็น พื้นที่ป่าสน (conifer) พื้นที่ป่าไม้ (broadleaf tree) พื้นที่ป่าไผ่ (bamboo) พื้นที่เพาะปลูก (tillable field) พื้นที่อยู่อาศัย (residential area) แหล่งน้ำ (water body)

3. ในด้านการเฝ้าดูภัยพิบัติ

  • เพื่อวิเคราะห์ผลกระทบก่อนและหลังการเกิดภัยพิบัติ และเฝ้าระวังภัยพิบัติที่อาจจะเกิดขึ้นได้ (ภาพตัวอย่างแสดงดินถล่มที่ขวางทางเดินของลำน้ำในทิเบต ทำให้เกิดการสะสมของน้ำเป็นจำนวนมาก และอาจจะเป็นอันตรายต่อพื้นที่ลุ่มปลายน้ำได้ โดยสีน้ำเงิน แดง และเขียว แสดงพื้นที่ของน้ำที่สะสมเพิ่มมากขึ้น)

4. ในด้านการอนุรักษ์น้ำ

  • เมื่อใช้ประกอบกับข้อมูลองค์ประกอบของพื้นดิน ขอบเขตพื้นที่การเจริญเติบโตของพืช ลักษณะการใช้งานพื้นที่ ความลาดชัด แนวความลาด ความต่ำสูงของพื้นที่ และอื่นๆ ก็จะสามารถประเมินความรุนแรงของการกัดเซาะผิวดินโดยน้ำและลมได้ ซึ่งฝุ่นดินที่เกิดขึ้นจะถูกพัดกระจายและอาจสร้างผลกระทบเป็นลูกโซ่ต่อแหล่งน้ำบริเวณใกล้เคียง (ภาพตัวอย่างแสดงแผนที่การกัดเซาะผิวดินในบริเวณ Laogaochuan ใกล้แม่น้ำฮวงโห)

5. ในด้านการปกป้องสภาพแวดล้อม

  • เพื่อเฝ้าดูเหมืองถ่านหินที่อาจเกิดการปะทุขึ้น และเป็นผลให้เกิดมลพิษต่อสภาพแวดล้อม (ภาพตัวอย่างแสดงเหมืองถ่านหินในมณฑลหนิงเซียะ ซึ่งตรวจจับคลื่นความร้อนที่สูงผิดปกติในบริเวณที่วงด้วยสีแดง)

6. ในด้านการใช้พื้นที่และทรัพยากร

  • เพื่อใช้วิเคราะห์และวางแผนการเติบโตของพื้นที่เมือง หรือควบคุมให้เป็นในทิศทางที่เหมาะสม (ภาพตัวอย่างแสดงความพยายามในการเพิ่มพื้นที่สีเขียว ของกรุงปักกิ่งเพื่อรองรับกีฬาโอลิมปิก)

 

7. ในด้านการจัดทำแผนที่

  • ความละเอียดของจุดภาพที่ 30 เมตร (pixel resolution) มีรายละเอียดเพียงพอที่จะทำแผนที่ที่ความละเอียด 1:75,000 (ภาพตัวอย่างแสดงการทำแผนที่ความละเอียด 1:50,000 จากภาพถ่ายดาวเทียม CBERS-01 ที่มีความละเอียดของจุดภาพ 20 เมตร)

8. ในด้านการเฝ้าดูมลพิษ

  • สามารถประเมินผลกระทบจากมลพิษในแหล่งน้ำที่เกิดขึ้น (ภาพตัวอย่างแสดงการเติบโตอย่างผิดปกติของสาหร่ายในทะเลสาบ Taihu ซึ่งเป็นหนึ่งในทะเลสาบที่ใหญ่ที่สุดของจีน และเป็นแหล่งน้ำบริโภคสำหรับประชาชนเป็นจำนวนหลายล้านคนในภาคตะวันออกของประเทศ ภาพซ้าย-แสดงด้วยสีแดง-เมื่อวันที่ 28/03/07 ภาพขวาแสดงการเติบโตเป็นอย่างมากในเดือนเมษายน-พฤษภาคม 2007)


 

  • นอกเหนือจากการประยุกต์ใช้ข้อมูลภาพถ่ายที่จะได้รับจากดาวเทียม HJ-1A แล้ว ในปัจจุบันกระทรวงเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารยังได้จัดทำศูนย์บริการวิชาการและเผยแพร่ข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาด้วยระบบ DVB-S (Digital Video Broadcasting via Satellite) ณ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ โดยใช้อุปกรณ์ที่ได้รับบริจาคจากประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีน เพื่อรับสัญญาณภาพถ่ายดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา FY-2C ของประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีน และดาวเทียม MTSAT-1R ของประเทศญี่ปุ่น ซึ่งเป็นดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า ด้วยระบบ DVB-S ซึ่งประมวลผลโดยศูนย์ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาแห่งชาติ (NSMC-National Satellite Meteorological Center) ในกรุงปักกิ่ง และให้ข้อมูลภาพถ่ายสภาพภูมิอากาศครอบคลุมตั้งแต่ชายฝั่งตะวันออกของทวีปอาฟริกา จนถึงบริเวณหมู่เกาะฮาวายในมหาสมุทรแปซิฟิก โดยศูนย์ฯ ดังกล่าวมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นคลังข้อมูลของภาพถ่ายดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาของประเทศไทย (ซึ่งเริ่มจัดเก็บตั้งแต่เดือนสิงหาคม 2550 ที่ผ่าน จนถึงปัจจุบันมีข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียมอุตุนิยมวิทยามากกว่า 1TB) และให้บริการข้อมูลดังกล่าวแก่ผู้สนใจผ่านเว็บไซต์ http://dvbs.ee.ku.ac.th ทั้งในรูปแบบภาพเคลื่อนไหวและภาพนิ่งโดยไม่เสียค่าบริการ นอกจากนี้ยังมีภารกิจในการส่งเสริมการนำข้อมูลดังกล่าวเพื่อประยุกต์ใช้ในการวิจัยด้านต่างๆ อีกด้วย โดยผู้สนใจสามารถดูรายละเอียดได้จากเว็บไซต์ข้างต้น ซึ่งสามารถลงทะเบียนสมาชิกได้ฟรีครับ

 




รูปที่ 6 ข้อมูลที่ได้จากศูนย์ฯ แสดงเส้นทางเดินของพายุนาร์กิสที่เข้าสู่ประเทศเมียนมาร์ ในช่วงวันเสาร์ที่ 2 พฤษภาคม 2551 เวลา 8.00, 12.00, 16.00, 20.00, และ 23.30 น. ตามลำดับ



รูปที่ 7 ข้อมูลที่ได้จากศูนย์ฯ แสดงเส้นทางเดินของพายุรามสูร ในช่วงเวลา 18.00 และ 22.00น ของวันที่ 9 และช่วงเวลา 2.00 และ 6.00น ของวันที่ 10 พฤษภาคม 2551 ที่ผ่านมา ตามลำดับ

1ผู้จัดการโครงการศึกษา วิจัย ออกแบบ สร้างอุปกรณ์สื่อสาร ระบบ Ka-Band ของการร่วมสร้างดาวเทียมเอนกประสงค์ขนาดเล็ก (SMMS) ปัจจุบันดำรงตำแหน่งหัวหน้าภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

 

 

Leave a Reply