mu Space คือบริษัทที่ริเริ่มอยากทำเทคโนโลยีอวกาศโดยมีแนวคิดจากการเป็น supply chain ตั้งแต่ต้นนํ้าไปยังปลายนํ้า เรียกได้ว่าเป็นความทะเยอทะยาน และมีวิสัยทัศน์ไกลในประเทศกำลังพัฒนา โดยผลงานต่าง ๆ ของ mu Space เริ่มต้นตั้งแต่ปี 2017 โดยมองว่าทรัพยากรบนโลกนั้นมีจำกัดและหมดเร็วกว่าที่คิด
เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของประชากรมนุษย์แบบ exponential และจำนวนประชากรมนุษยตอนนี้พุ่งขึ้นสูงถึง 8 พันล้านเป็นที่เรียบร้อยแล้ว การหาทรัพยากรจากนอกโลกจึงเป็นการตอบโจทย์เพื่อทดแทนสิ่งที่มนุษย์ใช้ไป ทำให้เทคโนโลยีอวกาศเป็นสิ่งที่ไม่อาจปฏิเสธได้ เพราะทุกก้าวของเทคโนโลยีอวกาศ ล้วนทำให้เราเข้าใกล้ความฝันที่จะเอื้อมถึงทรัพยากรอันไร้ขีดจำกัดในเอกภพของเรา
ทุกเทคโนโลยีต้องการพลังงานในการขับเคลื่อนและขับดัน mu Space จึงได้เริ่มการออกแบบตัวต้นแบบของแบตเตอรที่มีสมรรถนะสูงเพื่อนำไปใช้ในดาวเทียม และด้วยกว่าหกปีของการพัฒนา ปีนี้ mu Space ได้ประสบความสำเร็จในการประยุกต์เทคนิคของ solid state มาสร้างแบตเตอรที่ให้พลังงานต่อหน่วยสูงขึ้น
ผลงานที่ mu space สามารถทำได้ในปีนี้
ดาวเทียม
ดาวเทียม BUS200 ที่มี Key specs คือ
- มวลของตัวดาวเทียมเปล่าอยู่ที่ 100 kg
- มวลของพัสดุที่ดาวเทียมสามารถบรรจุได้สูงสุดอยู่ที่ 100 kg
- กำลังไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์
- ความเร็วในการส่งสัญญาณกับภาคพื้นอยู่ที่ 10 Gbps
ดาวเทียมสัญชาติไทย ที่มาพร้อมกับเสารับสัญญาณแบบใหม่ที่เรียกว่า S-band Patch Antenna โดยปกติแล้ว เรามักจะคุ้นชินกับเสาแบบก้างปลาหรือจานรับใหญ่ ๆ กลม ๆ แต่ด้วยข้อจำกัดของการขนส่ง และการสร้างประสิทธิภาพต่อพื้นที่ของดาวเทียมให้สูงสุด จึงต้องออกแบบให้ตัวรับสัญญาณเป็นแบบแผ่นปะติด หรือ patch ซึ่งมีขนาดไม่เกิน 10 x 10 ซม. เพื่อประหยัดพื้นที่ เบา ไม่เทอะทะ และสะดวกต่อการขนส่ง
ภาพโดย พีรณัฐ วัฒนเสน
สำหรับดาวเทียมวงโคจรตํ่า การที่ดาวเทียมจะโคจรอยู่ได้ต้องมีความเร็วที่สูง ทำให้เวลาที่ดาวเทียมจะใช้ติดต่อกับภาคพื้นนั้นสั้นมาก จำเป็นต้องให้การส่งข้อมูลเกิดขึ้นได้ไวมาก ๆ
คำถามคือเราจะทำอย่างไรให้การส่งข้อมูลไวขึ้น เพราะคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าก็วิ่งที่ความเร็วสูงสุดที่ความเร็วแสง คำตอบก็คือ เครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์รับส่งสัญญาณแบบดิจิตอล แบบศูนย์หนึ่ง หรือตามพีคของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้นหากเพิ่มความถี่มากขึ้น ก็จะมีจำนวนพีคของข้อมูลมากขึ้นในหนึ่งหน่วยเวลา และทำให้อัตราการส่งข้อมูลมากขึ้นนั่นเอง แต่การเพิ่มความถี่นั้นไม่ได้ทำได้ง่าย ๆ เนื่องจากยิ่งความถี่สูง ก็เกิดการรบกวนและเบี่ยงเบนได้ง่าย
ในทางปฏิบัติทาง mu Space จึงได้พยายามออกแบบให้การส่งสัญญาณมีจำนวนกำลังไฟฟ้าการส่งสัญญาณต่อมวลของดาวเทียมให้สูงที่สุด ในหน่วยกิโลวัตต์ต่อกิโลกรัม โดยกำลังการส่งนี้สัมพันธ์กับอัตราการส่งผ่านข้อมูลนั่นเอง
ในปี 2023 ทาง mu Space วางแผนติดตามการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในแหล่งโรงงานอุตสาหกรรม ผ่านเซนเซอร์ที่จะจับคลื่นในย่านอินฟราเรด นอกจากนี้ยังสามารถใช้สัญญาณเรดาร์ซึ่งสามารถระบุตำแหน่งได้อย่างละเอียด และทำให้สามารถถ่ายภาพแบบสามมิติเพื่อดูความสูงต่ำของพื้นที่ได้
ภาพโดย พีรณัฐ วัฒนเสน
การพัฒนาแบตเตอร์จากเทคนิค Solid State
คนส่วนใหญ่จะได้ยินคำว่า solid state มาจากฝั่งคอมพิวเตอร์มากกว่า เพราะฮาร์ดดิสก์ที่ใช้ในการเก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์แบบใหม่ที่ใช้ในปัจจุบัน ทำงานได้รวดเร็วด้วยรูปแบบ solid state แต่ไม่ใช่แค่ด้านคอมพิวเตอร์เท่านั้นที่ประยุกต์ใช้ ในด้านการสร้างแบตเตอรี่ยังใช้เทคโนโลยีนี้ด้วย เนื่องจากมีความสามารถในการชาร์จประจุที่สูงและเร็ว รวมทั้งยังไม่ไวไฟอีกด้วย ที่สำคัญคือขนาดเล็กเหมาะกับการเอาไปใช้ในดาวเทียมที่มีพื้นที่จำกัดมาก
แผ่น solid state ที่ว่านี้จะใช้แทน electrolite ในแบตเตอรี่ทั่วไปที่เป็นของเหลว ซึ่งจะใช้พื้นที่เยอะ เนื่องจากการที่ electrolite solid state เป็นสถานะของแข็งตามชื่อ ทำให้เราสามารถประยุกต์ลูกเล่นบนพื้นผิวของแผ่น electrolite solid state ให้สามารถเป็นเยื่อเลือกผ่านของไอออนระหว่างขั้วแอโนด และ แคโทด ได้ดี ในขณะที่จะยับยั้งไม่ให้อิเล็กตรอนไหลผ่าน เพื่อยับยั้งการลัดวงจรหรือเป็นการบังคับให้เกิดกระแสไฟในวงจร แทนที่จะไหลผ่านแอโนดไปแคโทดโดยตรงนั่นเอง
ภาพโดย พีรณัฐ วัฒนเสน
ทั้งนี้ยังได้มีการออกแบบวงจรอิเล็กโทรนิกส์เพื่อให้สอดคล้องกับปริมาณพลังงานมหาศาลของแบตเตอรี่ที่มากขึ้น เพื่อลดปัญหาคอขวดของการส่งกำลังไฟสูง โดยได้ทำดังนี้
- การประยุกต์ใช้ GaN เพื่อเพิ่มความคงทนและกำลังการส่งพลังงาน
- High Frequency Converter เพื่อลดขนาดและเพิ่มประสิทธิภาพ
- Stackable design เพื่อรองรับพลังงานกำลังสูง
- Advanced Regulation Topology ทำให้กำลังการส่งพลังงานต่อปริมาตรขึ้นไปที่ 20 วัตต์ต่อลูกบาตรเซนติเมตร
หากเปรียบเทียบให้ฟังง่าย ๆ พลังงานเปรียบเสมือนกับปริมาณน้ำที่เราอยากถ่ายเท ซึ่งมีมากเนื่องจากความสามารถในการบรรจุของแบตเตอรี่ แต่พลังงานนั้นต้องผ่านการลำเลียงโดยระบบที่ถูกออกแบบมาให้รองรับโดยเฉพาะ ดังนั้นตัววงจรของระบบเปรียบได้กับท่อลำเลียงน้ำ หากท่อลำเลียงน้ำมีขนาดเล็ก แม้จะมีปริมาณน้ำมากก็ไม่สามารถระบายน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้การออกแบบวงจรเป็นเรื่องที่สำคัญเพราะอาจจะเป็นคอขวดของการจ่ายพลังงานได้
ที่สำคัญคือ นอกจากด้านการออกแบบฮาร์ดแวร์แล้ว ยังมีการพัฒนาด้านซอฟต์แวร์ด้วย ซึ่งนั่นจะทำให้ระบบการจ่ายพลังงานสามารถดำเนินไปได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด
ความร่วมมือกับ AWS
AWS หรือชื่อเต็ม ๆ คือ Amazon Web Services ที่ให้บริการระบบ cloud computing platforms และ API โดยมีเจ้าของคือ Jeff Bezos ผู้ที่ปล่อยสัญญาณ Prime Amazon ให้พวกเราได้ดูหนังในระบบ Streaming นั่นเอง ซึ่งทาง mu Space ได้มีการสร้างความร่วมมือกับ Amazon โดยให้บริการดาวเทียมเพื่อทำระบบ cloud แก่ AWS โดยทาง AWS มีสโลแกนเก๋ ๆ ที่ว่า To the stars through the cloud
คุยกันท้ายบทความ
จบกันไปแล้วสำหรับการรายงานความสำเร็จของปีนี้จากทาง mu Space นะครับ ทาง The Principia ได้รับเกียรติจากทาง mu Space ให้ไปฟังการบรรยายครั้งนี้ นับว่าเป็นการเปิดหูเปิดตาเกี่ยวกับเรื่องราวของบริษัทไทย ที่สามารถทำเทคโนโลยีอวกาศรุดหน้าในช่วงหลัง COVID-19 ได้อย่างดี เรามาเฝ้าดูกันนะครับว่า บริษัทนี้จะมีอะไรมานำเสนอให้กับคนไทยดูเพิ่มเติมอีกบ้าง จะว้าวขนาดไหน เราจะนำข่าวมาเล่าให้ฟังอีกแน่นอนครับ
ขอแถมอีกเรื่องคือ การต้อนรับสื่อในคืนวันที่ 9 ธันวาคมที่ผ่านมา คือสิ่งดีงามในรอบปีนี้เลย อาหารจัดเต็ม ตั้งแต่ ลานซานญ่าร้อน ๆ ฟิชฟิงเกอร์ บาร์บีคิวจิ๋ว แฮมเบอร์เกอร์ขนาดพอดีคำ แซลมอนบนแผ่นขนมปังกรอบ พานาคอตต้า ไส้กรอกเยอรมันเสิร์ฟคู่กับมันบดและหัวไชโป้ผัด เครื่องดื่มน้ำผลไม้ ถึงจะกินอิ่มมาแล้วก็ยังอยากกินอยู่
ในช่วงการถามตอบก็มีวิศวกรมาตอบคำถามเชิงลึกถึงที่ และนี่คือบรรยากาศครับ
นอกจากนี้พวกเราเหล่านักวิทยาศาสตร์สื่อสารจาก คุณเอกราชในช่องคนช่างสงสัย https://www.youtube.com/@curiosity-channel และคุณกรจากช่อง https://www.youtube.com/c/KornKT ก็ได้เข้าร่วมไปฟังการบรรยายในคืนนั้นด้วย
เป็นการรวมตัวกันของสื่อวิทยาศาสตร์ และผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีอวกาศที่น่าสนใจมาก หากมีงานทำนองนี้อีก พวกเราไม่พลาดแน่ อย่าลืมติดตามได้ทุกช่องทางของ The Principia ครับ
