NASA วางแผนที่จะนำ IoT มาใช้ในอวกาศด้วยการทดสอบเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สาย

Digi International บริษัทด้านการสื่อสารแบบอุปกรณ์กับอุปกรณ์ (M2M) ในประเทศสหรัฐอเมริกา จะเริ่มทดสอบโปรแกรมการใช้งานสำหรับการสื่อสารไร้สายภายในดาวเทียมและ payloads จากสถานีอวกาศนานาชาติ (International Space Station: ISS) ร่วมกับ NASA

เมื่อวันที่ 6 มีนาคม พ.ศ. 2560 ISS จะปล่อยตัวดาวเทียม Technical and Educational Satellite 5 หรือ TechEdSat5 ดาวเทียม Cubesat รูปทรงลูกบาศก์ขนาดประมาณถังดับเพลิง ขึ้นเหนือพื้นโลกประมาณ 250 ไมล์

หลังจากผ่านไปประมาณ 30 นาที โมดูลคลื่นความถี่วิทยุต้นทุนต่ำ Digi Xbee 802.15.1 ที่ติดตั้งไว้ล่วงหน้าซึ่งเชื่อมต่อแบบผ่านสายในตัวดาวเทียมจะสามารถเริ่มใช้งานได้ในทุก ๆ 10 วินาที โมดูลเหล่านี้จะถ่ายโอนข้อมูลสำคัญภายในดาวเทียม เช่น translational acceleration and angular rate สนามแม่เหล็ก ความกดอากาศ อุณหภูมิ และความเครียดหรืออัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงของสิ่งหนึ่ง โมดูลนี้จะทำหน้าที่เหมือนการทดสอบสำหรับการสื่อสารแบบไร้สายภายในดาวเทียมระหว่างที่อยู่ในวงโคจร และถ้าหากประสบความสำเร็จข้อมูลที่ได้มาจะนำไปใช้สำหรับการออกแบบดาวเทียมในอนาคต

มุ่งสู่อวกาศพื้นที่ไร้สาย

โดยปกติแล้ว การสื่อสารข้อมูลภายในดาวเทียมนั้นถ่ายโอนผ่านการเชื่อมต่อแบบผ่านสาย แต่การที่จะทำให้อวกาศเป็นพื้นที่การเชื่อมต่อไร้สาย NASA นั้นกำลังเร่งพัฒนาสายไฟแบบดั้งเดิมกับเครือข่ายแบบไร้สายเพื่อลดน้ำหนักและเพิ่มกำลังในการทำงานและสร้างการสื่อสารรูปแบบใหม่

ยกตัวอย่างการสื่อสารไร้สาย เช่น ดาวเทียมสำหรับการเชื่อมต่อในอนาคตสามารถสื่อสารถึงกันและกันโดยตรงผ่านเครือข่ายเมชหรือแบบตาข่าย (Mesh Network) ได้เลย นี่คือหนึ่งสิ่งที่บริษัทการสื่อสารผ่านดาวเทียมเคลื่อนที่อย่าง Iridium ได้ประสบความสำเร็จแล้ว

นี่เป็นหัวใจสำคัญที่สามารถนำอินเตอร์เน็ตของทุกสรรพสิ่ง (Internet of Things : IoT) สู่การใช้งานในอวกาศ

Rob Faludi ประธานฝ่ายนวัตกรรมของบริษัท Digi International กล่าวว่า “นี่เป็นอีกตัวอย่างของความเป็นไปได้อย่างไม่จำกัดในการสื่อสารไร้สาย” “NASA ขยายขอบเขตการสร้างและการใช้งานนวัตกรรมเทคโนโลยีใหม่ ๆ และพวกเราตื่นเต้นมากที่จะได้มีส่วนร่วมกับเรื่องนี้”

ยกตัวอย่างการสื่อสารไร้สาย เช่น ดาวเทียมสำหรับการเชื่อมต่อในอนาคตสามารถสื่อสารถึงกันและกันโดยตรงผ่านเครือข่ายเมชหรือแบบตาข่าย (Mesh Network) ได้เลย นี่คือหนึ่งสิ่งที่บริษัทการสื่อสารผ่านดาวเทียมเคลื่อนที่อย่าง Iridium ได้ประสบความสำเร็จแล้ว[เพิ่มเติม: เทคโนโลยี IoT (Internet of Things) หรือ “อินเตอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง” หมายถึง การที่สิ่งต่าง ๆ ถูกเชื่อมโยงเข้าสู่โลกอินเทอร์เน็ต ทำให้มนุษย์สามารถสั่งการ ควบคุม ใช้งาน อุปกรณ์ต่าง ๆ ผ่านทางเครือข่ายอินเตอร์เน็ต เช่น การสั่งเปิด-ปิดอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้า รถยนต์ โทรศัพท์มือถือ เครื่องมือสื่อสาร เครื่องใช้สำนักงาน เครื่องมือทางการเกษตร เครื่องจักรในโรงงานอุตสาหกรรม อาคารบ้านเรือน เครื่องใช้ในชีวิตประจำวันต่าง ๆ ผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ต เป็นต้น]

บทความที่เกี่ยวข้อง : Helios Wire wants to ‘democratize the Internet of Things’ from space

ในปัจจุบัน เทคโนโลยีจรวดคือวิธีพิเศษที่ชะลอระดับความสามารถในการขนส่งข้อมูลระหว่างการนำดาวเทียมออกจากวงโคจร อย่างไรก็ตาม การเก็บข้อมูลจรวดของ ISS นั้นไม่สามารถเป็นไปได้เนื่องจากเหตุผลด้านความปลอดภัย

ศูนย์วิจัย Ames Reserch ของ NASA ใน Silicon Valley จึงทำการทดลองด้วยเทคโนโลยี Drag หรือเรียกว่าแรง Drag เพื่อขนส่งข้อมูลไปยังโลกด้วยวิธีการคล้ายร่มชูชีพผ่านการใช้งานของ Exo-Brake

Exo-Brake ควรที่จะเป็นเครื่องมือสำหรับการยับยั้งที่ออกแบบมาเป็นพิเศษที่ซึ่งทำงานคล้ายกับร่มชูชีพที่ความเร็วสูงมากและความกดอากาศต่ำ ออกแบบเพื่อส่งมายังโลกตลอดช่วงหลายสัปดาห์

ในช่วงบ่ายนี้โมดูล Digi XBee จะส่งข้อมูลเกี่ยวกับประสิทธิภาพและการทดสอบ Exo-Brake ขณะที่กำลังมีความเปลี่ยนแปลงของบริเวณพื้นผิวของ Exo-Brake เพื่อให้ดาวเทียมสามารถเดินทางเข้าชั้นบรรยากาศได้อย่างแม่นยำ

การติดตั้งครั้งแรกจะทำให้ดาวเทียมถูกเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศ แต่ในภารกิจต่อมามีการวางแผนไว้ด้วยการโดดร่มแบบ Wingsail ซึ่งจะพยายามผลักดันอย่างต่อเนื่องเพื่อนำตัวอย่างการวิจัยที่เน่าเสียได้ง่ายกลับมาจาก ISS

“NASA มองว่าเทคโนโลยีเซนเซอร์แบบไร้สายเป็นดั่งเครื่องมือที่ช่วยให้เข้าใจในพลังงานและการเคลื่อนที่ของยานพาหนะ การป้องกันความร้อน หรือประสิทธิภาพของ Ablator และกลไกของของเหลว” Marcus S Murbach หัวหน้าสอบสวนของศูนย์วิจัย Ames Research ของ NASA กล่าว

“NASA มองว่าเทคโนโลยีเซนเซอร์แบบไร้สายเป็นดั่งเครื่องมือที่ช่วยให้เข้าใจในพลังงานและการเคลื่อนที่ของยานพาหนะ การป้องกันความร้อน หรือประสิทธิภาพของ Ablator และกลไกของของเหลว” Marcus S Murbach หัวหน้าสอบสวนของศูนย์วิจัย Ames Research ของ NASA กล่าว

“สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือการใช้งานของเทคโนโลยีเซนเซอร์แบบไร้สายสำหรับชุดทดสอบ Exo-Brake ที่ซึ่งข้อมูลสามารถเปรียบเทียบกับรูปแบบระบบ Entry ของการนำดาวเทียมออกนอกวงโคจร”

บทความที่เกี่ยวข้อง : Microsoft’s Azure helps send IoT into space

สรุปข้อมูลเกี่ยวกับ Exo-Brake เพื่อความเข้าใจที่ดียิ่งขึ้น

ในต้นปี 2017 NASA จะทำการ Demonstration การใช้งานระบบ Exo-Brake ที่จะทำให้สามารถส่งสิ่งของต่าง ๆ กลับลงมาบนโลก ด้วยยานอวกาศที่คล้ายกับร่มชูชีพขนาดเล็ก ตัวอุปกรณ์จะถูกติดตั้งไปกับดาวเทียม CubeSat ชื่อ TechEdSat-5 โดย Exo-Break จะทำหน้าที่คล้ายกับร่มชูชีพที่จะกางออกและสร้างแรง Drag ทำให้ตัว Exo-Break เคลื่อนที่ช้าลงและลดความสูงโคจรลง โดยที่ไม่ต้องจุดเครื่องยนต์ Retro-fire โดยจะมีการนำค่าต่าง ๆ ไปคำนวณร่วมกับคอมพิวเตอร์ ไว้ทำ simulation เพื่อหาจุดตกของ Exo-Break อย่างแม่นยำ ทำให้สามารถส่ง recovery team ไปเก็บกู้ได้โดยง่าย ระบบนี้เป็นผลงานของ Ames Research Center ของ NASA ในแคลิฟอร์เนีย

สิ่งที่ NASA จะได้รับคือในอนาคตเราจะสามารถส่งสิ่งของกลับมาได้โดยง่ายและเมื่อไหร่ก็ได้ ไม่ต้องรอคิวยานอวกาศลำใหญ่ ๆ เช่น Soyuz หรือ Dragon ซึ่งต้องรอเป็นเดือน แถมอุปกรณ์ Exo-Break ยังสามารถนำขึ้นไปได้หลายตัวในการส่งเสบียงขึ้นครั้งเดียวด้วย

ที่มาบทความ : บทความโดย Freddie Roberts      บันทึก : เมื่อวันที่ 6 มีนาคม พ.ศ. 2560
สืบค้นจาก : Internet of business website, https://internetofbusiness.com/nasa-iot-space-wireless/

Keyword ที่ใช้ : การสื่อสารไร้สาย
Tag ที่ใช้ : IoT