เมื่อพูดถึง “ขยะอวกาศ” เราอาจจะมองว่านี่เป็นเรื่องที่ไกลตัวมาก ๆ แต่ถ้าเราบอกคุณตอนนี้ว่าขยะอวกาศมันมีผลต่อสัญญาณโทรศัพท์ และยังมีผลต่อการใช้ GPS ในการนำทาง มันจะยังเป็นเรื่องไกลตัวอยู่ไหม ?
BT Originals วันนี้จะพาคุณมาทำความรู้จักกับขยะอวกาศ และเรื่องราวความภาคภูมิใจของวิศวกรไทยในภารกิจจัดการขยะอวกาศกับวิศวกรระดับโลก อย่างคุณธาวัน อุทัยเจริญพงษ์ Senior Mechanical Engineer แห่ง “ClearSpace”
ทำความรู้จักวิศวกรคนไทยคนแรกและคนเดียวกับภารกิจจักรวาล ‘ClearSpace’
ธาวัน อุทัยเจริญพงษ์ เรียนจบปริญญาตรีจากสถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ระหว่างเป็นนักศึกษาก็ยังเป็นหนึ่งในสมาชิกชมรมหุ่นยนต์ โดยชมรมที่คุณธาวันอยู่คือชมรมหุ่นยนต์จุฬาฯ ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นให้เริ่มทำหุ่นยนต์แข่งขันประกวดระดับโลกมากมาย จนกระทั่งในปี ค.ศ. 2004 เป็นช่วงที่องค์การ NASA ได้ส่งหุ่นยนต์ขึ้นไปสำรวจอวกาศ (Mars Exploration Rover- Spirit and Opportunity) เป็นการจุดประกายแรงบันดาลใจให้คุณธาวันสนใจหุ่นยนต์ทางด้านอวกาศ จนเจอกับทุน Erasmus+ จึงเลือกศึกษาต่อและจบด้านวิศวกรรมอวกาศและเทคโนโลยี และเลือกทำงานสายวิศวกรรมอวกาศตั้งแต่นั้นมา
ขยะอวกาศมาจากไหน ? ถ้าไม่เก็บจะเกิดอะไรขึ้น ?
ขยะอวกาศ คือขยะในอวกาศที่เกิดขึ้นจากหลายปัจจัยด้วยกัน ไม่ว่าจะเป็น
1. การปล่อยยานอวกาศ ซึ่งโดยปกติการปล่อยจรวดจะต้องมีชิ้นส่วนที่ต้องหลุดออกมาอย่างน้อย 1-3 ชิ้น
โดยจรวดขั้นที่ 1 และ 2 อาจตกลงสู่โลก ส่วนขั้นที่ 3 จะเปิดกระเปาะป้องกันดาวเทียม ปล่อยดาวเทียมออกมา กระเปาะทั้งสองด้านและเครื่องยนต์ขั้นที่ 3 จะกลายเป็นขยะอวกาศ รวม 3 ชิ้น
2. ดาวเทียมที่เชื้อเพลิงหมด (5-10 ปี) ใช้งานต่อไม่ได้ ซึ่งจะถือเป็นขยะ 4 ชิ้นต่อดาวเทียม 1 ชิ้น
3. ดาวเทียมชนกันเอง วัสดุที่ใช้สร้างก็จะแตกกระจายเป็นชิ้น ๆ
4. ชิ้นส่วนที่นักบินอวกาศทำหล่นหรือจงใจทิ้งเอาไว้ เช่น ประแจ นอต ชิปสี
ขนาดของขยะเหล่านี้ไม่ได้ใหญ่มาก ใหญ่ที่สุดจะอยู่ที่ประมาณ 10 เมตร (เทียบเท่ารถเมล์) แต่เมื่อสะสมไปเรื่อย ๆ ขยะชิ้นเล็ก ๆ เหล่านี้ก็จะเยอะขึ้นและกลายเป็นขยะอวกาศที่สั่งสมอยู่ตามวงโคจร โดยอ้างอิงจากข้อมูลของบรัษัท Data ที่สร้างเครื่องมือจับสัญญาณขยะอวกาศนอกโลกก็จะเห็นได้ว่าจากระยะ 100-500 กิโลเมตรเหนือพื้นดินก็จะพบกับขยะมากมายที่มีขนาดเท่าลูกเบสบอล คำถามสำคัญคือ หากไม่กำจัดขยะอวกาศจะเกิดอะไรขึ้น ?
ลองนึกภาพว่าโลกของเราคือไข่แดงตรงกลาง ขยะอวกาศเหล่านี้คือไข่ขาวรอบ ๆ ไข่แดง ซึ่งหากมีปริมาณที่มากเกินไป เราจะไม่สามารถส่งดาวเทียมสื่อสารหรือดาวเทียม GPS อื่น ๆ ออกไปได้ เพราะมันจะไปชนขยะอวกาศชิ้นอื่น ๆ ปัญหาที่เราจะเจอก็คือเราจะไม่มีอินเทอร์เน็ตใช้ ไม่มีสัญญาณ GPS มันมีผลต่อการใช้ชีวิตของเราหมดเลย
ขั้นตอนการเก็บขยะอวกาศ และการควบคุมไม่ให้กระทบโลก
คุณธาวันอธิบายคอนเซปต์ของ “ยานเก็บขยะอวกาศ” ที่กำลังพยายามสร้างขึ้นมา ว่าเป็นจะเป็นยานอวกาศที่มาพร้อมกรงเล็บลักษณะคล้ายตู้คีบตุ๊กตาประมาณ 4 แขน จากนั้นนำขึ้นสู่อวกาศแล้วเริ่มคีบขยะอวกาศที่ตั้งเป้าหมายเอาไว้ แล้วจะเร่งความเร็วเพื่อลดวงโคจรให้เข้าสู่ชั้นบรรยากาศและปล่อยให้ตัวยานกลับเข้าสู่โลกพร้อม ๆ กับขยะอวกาศเหล่านั้น
แล้วควบคุมอย่างไรไม่ให้ตกกระทบโลก ?
ขยะอวกาศหลาย ๆ ชิ้นเป็นขยะที่สร้างจากโลหะที่มีความหนาแน่นสูงมาก การเผาไหม้บนชั้นบรรยากาศจึงเป็นไปได้ยาก ดังนั้นการคีบขยะแล้วปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศจะต้องเป็นการควบคุมวัตถุเองได้เพื่อให้ตกเหนือน้ำทะเล เพิ่มความปลอดภัยในส่วนนี้ ซึ่งจุดที่ทิ้งขยะเราจะเรียกว่าจุด “Nemo Point” หรือสุสานอวกาศ พื้นที่โล่งขนาดใหญ่ที่ไม่มีคนอาศัยนั่นเอง
ของแปลกในอวกาศ และการลักลอบปล่อยดาวเทียมเถื่อน ?
โดยปกติดาวเทียมและเหล่าขยะอวกาศจะมี ID เพื่อยืนยันตัวตน ของแปลกที่เจอจึงน่าจะมีแค่ดาวเทียมที่ไม่มี ID ซึ่งสันนิษฐานว่าอาจจะเป็น “ดาวเทียมลับทหาร” ซึ่งก็จะไม่ใช่หน้าที่เราที่จะเข้าไปยุ่งเกี่ยว
อย่างไรก็ตาม หากพูดถึงการลักลอบปล่อยดาวเทียมเถื่อน นี่อาจจะเป็นหนึ่งอย่างที่สามารถพบเจอได้ คุณธาวันเล่าว่าดาวเทียมเถื่อนเหล่านี้อาจปล่อยโดยรัฐบาลประเทศใดประเทศหนึ่ง โดยไม่ได้แจ้งว่าปล่อยขึ้นมา เช่น สหรัฐฯ จีน หรือญี่ปุ่น ก็มักจะปล่อยดาวเทียมขึ้นมา อย่าง SpaceX ที่ตั้งเป้าปล่อยอาทิตย์ละ 100-200 ดวง มี Starlink หรือ OneWeb ของ Amazon ซึ่งหากคำนวณต่อปีจากแค่การปล่อยดาวเทียมของแต่ละประเทศก็ถือว่าค่อนข้างมากแล้ว
ขยะอวกาศที่เป็นประวัติศาสตร์
อะพอลโล 11 (Apollo 11) ยานอวกาศจาก NASA ที่เรารู้จักกันว่าเป็นยานอวกาศตัวแรกบนดวงจันทร์ คือหนึ่งในขยะอวกาศในประวัติศาสตร์ที่คุณธาวันเล่าว่าหากตรวจจับได้น่าจะมีคุณค่าเชิงประวัติศาสตร์ชิ้นสำคัญ เช่นเดียวกับยานอวกาศลูน่า 15 (Luna 15) จากรัสเซีย ซึ่ง ณ เวลานั้นก็ต้องการแข่งขันกับ Apollo 11 จากสหรัฐฯ เพื่อนำหินจากดวงจันทร์ไปหักหน้าสหรัฐฯ ก่อนสหรัฐฯ จะไปถึงดวงจันทร์ แต่พลาดท่าลงจอดผิดพลาดและเกิด Crash-land อยู่บนดวงจันทร์ ซึ่งชิ้นส่วนของยานอวกาศ Luna 15 ก็เป็นอีกหนึ่งชิ้นส่วนที่มีคุณค่าเชิงประวัติศาสตร์ (เป็นเรื่องราวการแข่งขัน Space Race ของรัสเซียและสหรัฐฯ)
แน่นอนว่าปัจจุบันอาจจะยังเก็บกลับโลกไม่ได้ แต่ในอนาคตเป็นสิ่งที่น่าสนใจ นอกจากนี้คุณธาวันยังพูดถึงการปล่อยดาวเทียมไปยังชั้นวงโคจรแล้วพัง การเอามาซ่อมที่โลกแล้วส่งขึ้นไปใหม่ก็มีความน่าสนใจ
จริง ๆ ภารกิจแรกของ Space Shuttle คือเอา Space Shuttle ขึ้นไป แล้วเก็บดาวเทียมสองดวงกลับมาซ่อมที่โลก แล้วก็เอากลับขึ้นไปส่ง ก็เป็นภารกิจแรก ๆ ที่น่าสนใจเหมือนกัน
การปล่อยยาน ส่งผลต่อโลกไหม ?
การอยู่บนโลก เราจะสามารถ Monitor ได้ เวลาที่พลังงานเปลี่ยนไป เช่น Climate Change สภาพอากาศที่เปลี่ยนไป เมฆเพิ่มขึ้นหรือลดลง
“ผมเคยคิดนะว่าถ้าคุณเรียนฟิสิกส์จะรู้ว่าการปล่อยมวลค่อนข้างเยอะ จรวดใหญ่ ๆ ทั้งนั้น ปล่อยออกไปยังอวกาศโดยความเร็วสูง แสดงว่าโลกก็ต้องมีความเร็วที่โลกหมุนอยู่ มันก็ต้องลดลงด้วยกฎโมเมนตัม ก็เลยคิดว่ามันน่าจะมีผลต่อโลกไหมก็จะทำให้โลกหมุนช้าลง นิดเดียวก็ส่งผลกระทบต่อโลก” คุณธาวันกล่าว
ดังนั้นถ้ามองตามหลักฟิสิกส์ ผลกระทบจากการปล่อยยานต่อโลกนั้นมีแน่ ๆ แต่ผลกระทบด้านอื่นยังไม่มีใครศึกษาจริงจัง เป็นเรื่องที่ต้องรอดูในอนาคต
ประเทศไทยมีโอกาสมีดาวเทียมเป็นของตัวเองไหม ?
ปัจจุบันหลาย ๆ ประเทศฝั่งเอเชียและตะวันออกกลางก็มีดาวเทียมและนักบินอวกาศเป็นของตัวเองบ้างแล้ว อย่างไรก็ตาม ประเทศไทยยังไม่มีโครงการนักบินอวกาศและยังไม่มีนักบินอวกาศ ซึ่งเหตุผลก็มาจากงบประมาณน้อย และการให้ทุนไม่ต่อเนื่อง ทั้งนี้ถ้าพูดถึงหน่วยงานดาวเทียวที่ผลิตในไทยเริ่มมีเป็นของตัวเองแล้ว อย่างหน่วยงาน GISTDA สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน)
คุณธาวันเล่าถึงหน่วยงานดาวเทียมในสิงคโปร์ โดยการจ้างวิศวกรจากองค์การ NASA เพื่อมาร่วมสร้างดาวเทียมกับคุณธาวันเป็นระยะเวลา 5 ปี แล้วจึงส่งดาวเทียมออกเป็นครั้งแรก จากนั้นก็เลิกจ้างนำความรู้กลับไปสร้างดาวเทียมเอง (RSLV C-56 Rocket) ซึ่งคุณธาวันเชื่อว่าประเทศไทยเองก็สามารถทำตามสูตรนี้ได้ เพราะอุปกรณ์ทุกอย่างเรามีครบ แถมยังมี Clean room รองรับที่ค่อนข้างเยอะในไทยด้วย
“ผมก็มองเห็นว่าความสามารถเราอะมี แต่รัฐบาลจะให้โอกาสแค่ไหน แค่นั้นเอง”
อนาคตที่ไทยสามารถทำได้ นอกเหนือจากการสร้างดาวเทียม ?
นอกจากนี้คุณธาวันยังพูดถึงอนาคตในอุตสาหกรรมนี้อีกว่า เราสามารถทำ In-orbit servicing หรือภาจกิจเติมน้ำมันเพื่อยืดอายุของดาวเทียม เพราะเป็นสิ่งที่เห็นเม็ดเงินแน่นอน เพราะลองนึกภาพว่าการที่จะปล่อยดาวเทียมออกสู่อวกาศได้ก็ต้องผ่านการคำนวณมาอย่างดีอยู่แล้ว ดังนั้นดาวเทียมจะไม่พังง่าย ๆ อยู่แล้วแค่ต้องเติมน้ำมัน อีกอย่าง Cost ที่ใช้ในการเติมน้ำมันมันน้อยกว่าการสร้างดาวเทียมใหม่นั่นเอง รวมไปถึงโอกาสเกี่ยวกับ “การมุ่งหน้ากลับสู่ดวงจันทร์” เน้นไปที่การสร้าง Space Structure ขนาดใหญ่ที่อยู่ระหว่างโลกกับดวงจันทร์ ซึ่งน่าจะมีความสำคัญมากขึ้นในอนาคต
แนวทางป้องกันขยะอวกาศ
เพื่อจัดการขยะอวกาศอย่างยั่งยืน ดาวเทียมทุกดวงต้องระบุเจ้าของและประเทศชัดเจน ดาวเทียมควรมีแผนกำจัดเมื่อหมดอายุการใช้งาน เพื่อป้องกันการกลายเป็นขยะอวกาศ อาจต้องติดตั้งระบบเผื่อเชื้อเพลิงสำหรับนำดาวเทียมกลับสู่ชั้นบรรยากาศ หรือใช้บริการเก็บขยะอวกาศ หากมีกฎบังคับใช้ กระบวนการพัฒนาดาวเทียมอาจซับซ้อนขึ้น แต่จะช่วยลดปัญหาขยะอวกาศในระยะยาว
Fun Fact : สนทนาภาษาอวกาศ รวมคำถามที่ทางบ้านอยากรู้ !
- สิ่งที่เห็นจากอวกาศคือภาพในอดีต ?
เมื่อส่องกล้องดูดาวจากโลก แสงจากดาวจะใช้เวลาเดินทางถึงเราช้าเพราะความเร็วแสงมีจำกัด เช่น ภาพดวงจันทร์ล่าช้า 4 นาที ภาพดวงอาทิตย์ล่าช้า 8 นาที หมายความว่า กล้องดิจิทัลทั่วไปจะสามารถถ่ายภาพสีแดง เขียว น้ำเงิน (RGB) พร้อมกัน ได้ภาพสีทันที แต่กล้องอวกาศถ่ายทีละช่วงแสง เช่น ขาวดำแยกแดง เขียว น้ำเงิน แล้วนำมาประกอบเป็นภาพสีบนโลก บางกล้องถ่ายช่วงแสงพิเศษ เช่น อินฟราเรดหรือ UV เพื่อเก็บข้อมูลเพิ่ม ดังนั้นการส่งภาพจากอวกาศต้องบีบอัดข้อมูลให้มีประสิทธิภาพ เพราะส่งช้า จึงต้องถ่ายภาพให้แม่นยำและคงคุณภาพ เพื่อให้ได้ข้อมูลที่ต้องการ
- ศพในอวกาศมีจริงไหม ?
ต้องบอกว่ายังไม่มีใครเคยเห็น แต่ในช่วงการแข่งขันในอวกาศ (Space Race) เคยมีนักบินอวกาศจากรัสเซียที่ทำภารกิจล้มเหลว ตอนยานกลับมาอาจเป็นไปได้ว่ามีนักบินอวกาศที่เสียชีวิตกลับมาด้วย
- มนุษย์ต่างดาวมีอยู่จริงไหม ?
อาจจะมีหรือไม่มีอยู่จริง แต่ในปัจจุบันยังไม่มีใครที่พบเห็นอย่างแท้จริง ซึ่งอาจจะไม่เจอ เพราะยังไม่ได้ออกนอกระบบสุริยะ และยังไม่ทราบว่าขอบเขตของระบบสุริยะอยู่ตรงไหน ความแม่นยำเรื่องการตรวจจับสิ่งแปลกปลอมยังไม่มี
รับชมคลิปเต็มได้ที่