/ SpaceX

เจาะลึก ภารกิจการส่งดาวเทียม Thaicom 8

THAICOM 8 Launch

ในช่วงเช้ามืดของวันที่ 28 พฤษภาคม 2016 ในช่วงที่ทุกคนกำลังนอนหลับ ณ อีกฝากหนึ่งของโลกจรวด Falcon 9 ของ SpaceX ได้พุ่งขึ้นจากฐานปล่อยอีกครั้ง นับเป็นภารกิจที่ 5 ในปีนี้สำหรับ SpaceX แต่ในครั้งนี้ Falcon 9 ได้มีคำว่า "Thaicom" ซึ่งเป็นชื่อพระราชทานจากพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เขียนอยู่ที่บริเวณ Payload Fairing ด้วย เพราะในภารกิจนี้ลูกค้าของ SpaceX ไม่ใช่ใครที่ไหน แต่เป็น Thaicom ดาวเทียมสัญชาติไทย หนึ่งในกองดาวเทียมชั้นนำของ Asia

ย้อนกลับไป 3 อาทิตย์ก่อนปล่อย

ดาวเทียม Thaicom 8 ได้เดินทางมาถึง Cape Caneveral ประตูสู่อวกาศในรัฐ Florida ประเทศสหรัฐอเมริกา ดาวเทียมหนักกว่า 3,200 กิโลกรัมนี้ ถูกสร้างขึ้นโดยบริษัท Orbital ATK (หรือ Orbital Science เดิม) โดยพื้นฐานของดาวเทียมชุด GEOStar-2 ดาวเทียม Thaicom 8 นี้ถูกสร้างใน Dulles รัฐ Virginia ที่ตั้งอยู่ทางตอนเหนือ ห่างจาก Cape ประมาณ 1,500 กิโลเมตร


A photo posted by SpaceX (@spacex) on



ไทยคมเป็นดาวเทียมสื่อสาร ใช้หลักการสะท้อนคลื่นจากภาคพื้นดิน กลับสู่ภาคพื้นดิน จานแผ่นสีดำ ๆ ในภาพนั่นจะถูกกางออก ทำหน้าที่เป็นแผ่น Reflector คอยสะท้อนสัญญาณที่ส่งขึ้นไปที่ดาวเทียม Thaicom 8 มี Reflector 2 ตัวด้วยกัน สำหรับในด้านของพลังงาน Thaicom 8 ใช้ไฟฟ้าจากแบต Li-ion ได้รับพลังงานไฟฟ้าจากแผง Solar Arrays ด้านข้างจำนวนสองชุด ที่จะกลางออกเช่นเดียวกัน

เพิ่มเติมว่าตัวดาวเทียมไทยคมเป็นการทวนสัญญาณ (repeater) โดยใช้เครื่องรับสัญญาณ และทวนออกมาในอีกคลื่นความถี่นึง มากกว่าการใช้ตัวจานเป็นตัวสะท้อนสัญญาณ (ขอบคุณข้อมูลเพิ่มเติมจากคุณ
Phonkit Sukchalerm)

Thaicom 8 เป็นดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าหมายความว่าเวลาที่ใช้โคจรรอบโลกเท่ากับเวลาที่โลหมุนรอบตัวเอง ทำให้ดาวเทียมอยู่เหนือจุดใดจุดหนึ่งของโลกเสมอ ตลอดเวลา

สำหรับวัสดุสีดำที่คลุมดาวเทียมอยู่นั้น ไม่ใช่ถุงขยะ แต่เป็นวัสดุป้องกันอนุภาคและรังสีพลังงานสูง ที่อาจจะทำให้ระบบไฟฟ้าในดาวเทียมเกิดความผิดพลาดได้ ในอวกาศนั้นมีรังสีและอนุภาค ต่าง ๆ มากมาย และดาวเทียมไทยคมเอง ก็จะต้องโคตรอยู่บนวงโคจรระดับสูง และต้องเดินทางผ่าน Van Allen Belt แถบรังสีและอนุภาคมีประจุจาก solar wind และ อนุภาค cosmic rays ที่ล้อมโลกไว้ด้วยแรงจากสนามแม่เหล็กโลก

ไทยคมได้ถูกนำไปติดตั้งกับจรวด Falcon 9 และถูกปิดครอบด้วย Payload Faring ที่คลุมตัวดาวเทียมไว้ตอนปล่อย Thaicom 8 ถูกเชื่อมไว้กับตัว Falcon 9 ด้วย Payload Attatch Fitting (PAF) โดยจะมี Pneumatic Pusher System ซึ่งจะผลัก Thaicom 8 ออกจากตัว PAF อย่างนุ่มนวล ด้วยการอัดแรงดันแก๊สฮีเลี่ยม (ต่างจากระบบสำหรับจรวดรุ่นอื่นที่จะใช้ Pyrotechnic Pusher System ที่จะเป็นการจุดระเบิดให้เกิด reaction เพื่อแยกออกจากกัน)


3 วันก่อนปล่อย

จรวด Falcon 9 รุ่น FT ที่ใช้เทคนิกการเพิ่มพลังด้วย Super Chill Engine (รายละเอียด) คือการเอา oxidizer หรือ Liquid Oxygen มาดูดเอาความร้อนออกจนทำให้ Liquid Oxygen มีอุณหภูมิต่ำถึง -207 องศาเซลเซียส ซึ่งต่ำกว่า Liquid Oxygen ที่ใช้ในจรวดอื่น ๆ มาก ซึ่ง Liquid Oxygen ของ SpaceX นั้นเรียกได้ว่าอยู่อัดแน่นกันมาก ๆ จนเกือบจะอยู่ในสถานะของแข็งเลยทีเดียว ทำให้

  • สามารถบรรจุได้ในปริมาณที่มากขึ้น ประหยัดพื้นที่
  • เพิ่มพลังให้กับ Falcon 9 เมื่อสามารถบรรจุได้ในปริมาณมากขึ้นด้วยขนาดถังที่เล็กลง ทำให้เราสามารถเพิ่มเชื้อเพลิง (Kerosene) ได้มากขึ้น

ก่อนอื่น จะต้องผ่านการทดสอบที่เรียกว่า Static Fire คือการจุดเครื่องยนต์จรวดโดยที่ไม่มีการปล่อย แต่จะยึดจรวดไว้กับฐาน

ด้านบนคือภาพจากการทำ Static Fire ซึ่งเราก็จะเห็นได้อย่างชัดเจนว่า พลังของ Falcon 9 มีมากแค่ไหน ณ จุดนี้วิศวกรจะทำการเก็บ Log บันทึกค่าต่าง ๆ เพื่อที่จะประเมินว่า Falcon 9 นั้นสุขภาพดี พร้อมที่จะนำส่งดาวเทียม Thaicom 8 ในอีก 3 วันถัดไป

วันปล่อย

เมื่อวันปล่อยมาถึงจะเป็นหน้านี่ของ United State Airforce หรือกองทัพอากาศสหรัฐในการ อนุมัติ Range, Launch Window และส่ง Weather Report ให้กับทาง SpaceX

  • Range คือช่วงระยะและพิกัดที่จะสงวนไว้ ทั้งน่านฟ้าและน่านน้ำ และทาง USAF ต้องคอยรายงานสถานะว่า Range นั้นไม่มีผู้อื่นเข้ามาล้ำ จะเรียกว่า Range Green หรือปลอดภัยสำหรับการปล่อย
  • Launch Window คือช่วงเวลาที่สวงวนไว้ให้กับภารกิจ หากมีข้อผิดพลาดจนไม่สามารถปล่อยได้ใน Window ที่กำหนด จะต้องยกเลิกภารกิจและทำการขอ Launch Window ใหม่ในวันถัดไป สำหรับภารกิจ Thaicom 8 มี Launch Window ให้ 2 ชั่วโมง
  • Weather Report เอกสารด้านล่าง





เช้าวันศุกร์ที่ 27 พฤษภาคม เวลาตี 4 (ประเทศไทย) เจ้าหน้าที่เริ่มทำการอ่าน poll เพื่อตรวจสอบความพร้อมของทุกทีมที่มีส่วนร่วมในภารกิจครั้งนี้ เจ้าหน้าที่จะยืนยัน Go หรือ No go ก็ขึ้นอยู่กับความพร้อมของตน

(ในห้องกระจกคือ Mission Control และทีมงานด้านนอกคือพนักงานของ SpaceX ที่มารอชมผลงานของพวกตน)
นี่คือส่วนหนึ่งของ Launch Team ที่เข้าร่วมในการทำ poll
  • VC -Vehicle Control ทีมดูแลควบคุมตัว Falcon 9
  • GC - round Control ดูแลควบคุมระบบ Facilities ของ Launch Complex หรือฐานปล่อย
  • GS - Ground Software ทีมดูแล software สำหรับควบคุม ทำงานร่วมกับ GC
  • FS - Flight Software ทีมดูแล software สำหรับควบคุม Falcon 9 ทำงานกับ VC
  • Prop - Propulsion ดูแลด้านระบบเชื้อเพลิง การทำ engine chill และการถ่ายน้ำมัน
  • Avi - Avionics ดูแลด้าน อุปกรณ์ไฟฟ้าเกี่ยวกับการบิน
  • GNC - Guidance Navigation Control ระบบทิศทาง, trajectory, ทิศทางการบิน
  • GS - Ground System ดูแลระบบการทำงานของ Launch Pad
  • Range - Range Coordinator ให้สัญญาณว่า Range Green หรือไม่ ทำงานกับ USAF
  • Recovery - ทีมดูแล Falcon 9 หลังลงจอด เมื่อลงจอด Recovery Team จะย้ายไปคุยกันที่วิทยุอีกช่องหนึ่งตางหาก
  • FTS - Flight Termination System ดูแลความปลอดภัยเมื่อเกิดปัญหา ไม่ว่าจะเป็นการทำ abort, force engine cut-off หรือแม้กระทั่งระบบทำลายตัวเอง เมื่อเกิดความผิดพลาดเพื่อความปลอดภัย
  • OSM - Operations Safety Manager ดูแลด้านความปลอดภัย
  • ROC - Range Operations Coordinator ทีมดูแล Range คือสามารถวิทยุไปหาหน่วยงานมาช่วยเหลือได้ เมื่อเกิดปัญหากับ Range
  • Mission Manager - ผู้จัดการภารกิจ
  • CE - Chief Engineer - ทีมวิศวกรที่จะคอยดูแล monitor Falcon 9
  • LD - Launch Director หัวหน้าใหญ่ที่คอยดูแลภารกิจภาพรวม มีอำนาจสั่ง verify go for launch

เมื่อทุกทีมพร้อมแล้ว LC-LD หรือ Launch Director จะให้คำสั่ง Go to initiate terminal count เป็นการเริ่มต้นการเติมน้ำมัน และ Liquid Oxygen ให้กับ Falcon 9

THAICOM 8

ภารกิจเหมือนจะผ่านไปได้ด้วยดี เจ้าหน้าที่ WebCast กำลังจะเริ่มทำการถ่ายทอดสดภารกิจ แต่ก็เกิดปัญหาจากฝั่ง Range เมื่อ Range ตรวจพบเรือขนาด 112 ฟุต เข้ามาในเขตห้ามเดินเรือ ทำให้เจ้าหน้าที่ยามฝั่ง (Coast Guard) ต้องวิทยุไปขอให้ทำการออกไปจากเขต Range

LD ต้องปรับนาฬิกาให้ Delay ไป 20 นาที ทำให้ Launch Window ลดลง แต่ทุกกอย่างก็เป็นไปได้ด้วยดี จนระหว่างที่เริ่มเติมเชื้อเพลิงให้กับ Falcon 9 เจ้าหน้าที่พบว่า ตัว Thrust Vector Control Actuator ของ Second Stage (เป็น servo ที่คอยปรับให้เครื่องยนต์ชี้ไปยังองศาที่เหมาะสม) แสดงอาการแปลก ๆ จึงได้ให้คำสั่ง hold การ countdown และตรวจสอบ

ไม่นานหลังจากนั้นนาฬิกาก็หยุดลง ทาง SpaceX รายงานมากว่าขอเลื่อนเวลาภารกิจเป็นในวันพรุ่งนี้ เวลาเดิม เนื่องจากอยากตรวจสอบตัว Actuator ให้แน่ชัดว่าเกิดอะไรขึ้น



วันต่อมา

ทุกอย่างเป็นไปตามแผน Falcon 9 ยังคงตั้งอยู่บน Launch Pad ภายหลังทีมวิศวกรพบว่า ปัญหาจากเมื่อวานจะไม่ส่งผลต่อการทำการบินในครั้งนี้ หลังจากการทำ poll การเติมน้ำมัน 10 นาทีก่อนการปล่อย ทาง Prop ก็ได้ทำการ chill engine เตรียมพร้อมสำหรับการทำการบิน

2 นาทีก่อนการปล่อย Range ให้คำสั่ง verify range is green เป็นการบอกว่าน่านฟ้าและน่านน้ำพร้อมสำหรับการปล่อย 30 วินาทีต่อมา ทาง LCLD หรือ Launch diractor ทำการให้คำสั่งที่สำคัญที่สุดในภารกิจนี้

Falcon 9 - Thaicom Go for launch.

เจ้าหน้าที่ทุกฝ่ายทำการ monitor station ของตัวเอง 1 นาทีก่อนปล่อย ระบบคอมพิวเตอร์และเชื้อเพลิงเตรียมพร้อมสำหรับการทำการบิน

3 วินาทีก่อนทำการบิน เครื่องยนต์เริ่มต้น ignition sequence start

3 2 1 ... Lift off of a Falcon 9 with Thaicom

THAICOM 8 liftoff

Falcon 9 พร้อมกับ Thaicom 8 ได้พุ่งขึ้นจาก Cape Caneveral ประเทศสหรัฐอเมริกา

หนึ่งนาทีหลังจากการทำการบิน Falcon 9 เข้าสู่ช่วง Max Q หรือ Maximum Dynamic Pressure เป็นจุดที่ Falcon 9 ต้องแบกรับแรงกดมหาศาลจากชั้นบรรยากาศโลก เรียกได้ว่า เป็นตายมีโอกาสเท่ากัน

เสียงเชียร์ดังขึ้นมาอีกครั้ง เมื่อ 2 นาที 30 วินาทีหลังทำการปล่อย เครื่องยต์ Merlin Engine ทั้ง 9 ตัวของ Falcon 9 first stage ได้ดับลง ไม่กี่วินาทีหลังจากนั้น Stage ที่ 2 ก็แยกตัวออกจาก Falcon 9 และเริ่มต้นการ burn พา Thaicom ไปยัง Geosynchronous Transfer Orbit

ตัดกลับมาในฝั่งของ First Stage Falcon 9 ทำการหมุนตัวกลับอย่างสวยงามโดยใช้ Cold Gas Thruster หมุน Falcon 9 ก่อน Falcon 9 จะกลับสู่ชั้นบรรยากาศ

ประวัติศาสตร์ซ้ำรอยอีกครั้ง เมื่อ Falcon 9 first stage สามารถกลับมาลงจอดบน DroneShip ชื่อ Of Course I Still Love You ได้เป็นครั้งที่ 3 สำหรับการลงจอดในทะเล และครั้งที่ 4 สำหรับการลงจอดทั้งหมด

Falcon 9 First Stage Reusability Graphic

การทดสอบลงจอดนี้นับเป็นหนึ่งในโครงการศึกษาการนำ Falcon 9 กลับมาใช้ใหม่ เพื่อลดราคาค่าบริการการปล่อยดาวเทียมหรือยานอวกาศในอนาคต

ศึกษาเพิ่มเติม

  • Falcon 9 ลงจอดบนพื้นและบนแพ ต่างกันอย่างไร - อ่าน
  • Falcon 9 ลงจอดบนแพกลางทะเลได้สำเร็จเป็นครั้งแรก - อ่าน
  • Falcon 9 ประวัติและการลงจอดครั้งประวัติศาสตร์ - อ่าน



Thaicom 8 สู่ห้วงอวกาศ

หลังจากที่เครื่องยต์ของ Second Stage พา Thaicom 8 สู่ parking orbit เรียบร้อยแล้ว นาทีที่ 28 เครื่องยนต์ก็เริ่มทำการ burn อีกครั้ง ครั้งนี้เพื่อพา Thaicom 8 ไปยัง GeoSync Transfer Orbit เมื่อทำการ burn เรียบร้อย 32 นาทีหลังเริ่มภารกิจ Thaicom 8 ก็ถูกผลักออกจาก second stage ของ Falcon 9 อย่างนุ่มนวล

We have Spacecraft separation

ภารกิจของ SpaceX ครั้งนี้เสร็จสิ้น และลุล่วงไปได้ด้วยดี Thaicom 8 จะขึ้นสู่ความสูง 91,000 km ก่อนที่จะปรับวงโคจรของตัวเองด้วยเชื้อเพลิงที่นำขึ้นไป เพื่อให้ค้างฟ้าอยู่ที่ 78.5° East ณ ความสูง 36,000 km กับภารกิจ 15 ปีในการให้บริการการสื่อสาร ให้กับ ประเทศไทย, ทวีป Asia, Southeast Asia และ Africa ร่วมกับพี่น้องของเธออีก 4 ดวง คือ Thaicom 4 IPSTAR, Thaicom 5 Hot Bird, Thaicom 6 (AFRICOM 1) และ Thaicom 7 (AsiaSat 6)

ซึ่ง Thaicom 6, Thaicom 7(AsiaSat 6), ก็ถูกส่งโดย SpaceX เช่นเดียวกัน



ขอบคุณภาพจาก - SpaceX, Thaicom PLC, Orbital ATK

ข้อมูลบางส่วนจาก - Thaicom 8 Ref , SpaceX Presskit

สามารถติดตามเรื่องราวของ SpaceX ได้จาก @Nutn0n บนเว็บไซต์นี้ หรือกดไลค์เพจ

ดูย้อนหลังการถ่ายทอดสด Youtube