• ภาษาไทย
  • English

ดาวเทียมทำมาจากอะไร?

ดาวเทียมทำมาจากอะไร?

mechanic-01.jpg

ดาวเทียมทำมาจากอะไร?
เคยสงสัยกันไหมว่าดาวเทียมทำมาจากอะไร?
วัสดุแบบไหน? ที่จะสามารถห่อหุ้มชิ้นส่วนต่างๆ ได้มากมายเพื่อที่จะพาดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรได้...

หากย้อนกลับไปเมื่อวันที่ 4 ตุลาคม พ.ศ.2501 ดาวเทียมดวงแรกของโลกสัญชาติรัสเซียชื่อ Sputnik1 ถูกส่งขึ้นไปโคจรในอวกาศ เพื่อกระจายสัญญาณวิทยุธรรมดา โคจรซ้ำไปซ้ำมา เหนือพรมแดนของหลากหลายประเทศทั่วโลก รวมถึงมหาอำนาจอย่างสหรัฐอเมริกา นับเป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศอย่างก้าวกระโดด ที่เรียกกันว่า “Space race” เวลาผ่านไปจวบจนปัจจุบัน มีดาวเทียมมากกว่า 5,000 ดวงโคจรอยู่รอบโลก เพื่อทำภารกิจที่แตกต่างกัน เช่น ดาวเทียมเพื่อการสื่อสารอย่างไทยคม 8 (THAICOM 8) หรือดาวเทียมเพื่อการสำรวจภูมิประเทศอย่างไทยโชต หรือ THEOS 1 แม้ดาวเทียมแต่ละดวงจะทำหน้าที่ไม่เหมือนกัน โคจรในระดับความสูงแตกต่างกัน แต่วัสดุหลักที่นิยมใช้ทำโครงสร้างดาวเทียมตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันยังคงไม่เปลี่ยนแปลง นั่นคือ “อลูมิเนียม”
ทำไมต้องเป็น อลูมิเนียม? แล้วไม่มีการเลือกใช้วัสดุใหม่ๆชนิดอื่นบ้างเลยหรือ?
ที่จริงแล้ววัสดุที่ใช้ทำดาวเทียมมีการเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ ถึงแม้จะเป็นอลูมิเนียมเหมือนกัน แต่เกรดของอลูมิเนียมนั้นแตกต่างกันตามส่วนผสมและวิธีการเพื่อเสริมความแข็งแรง ให้สามารถตอบสนองการนำไปใช้งานได้อย่างสูงสุด เช่น อลูมิเนียมที่ใช้ทำกระป๋องน้ำอัดลม จะมีเกรดที่ต่ำกว่าอลูมิเนียมที่ใช้ทำดาวเทียมในปัจจุบัน เช่น ความแข็งแรงน้อยกว่า การควบคุมคุณภาพการผลิตที่ครอบคลุมน้อยกว่า แต่ก็แลกด้วยราคาที่ถูกกว่า และสามารถนำไปขึ้นรูปใช้งานได้ง่ายกว่า นอกจากอลูมิเนียมแล้ว ยังมีวัสดุใหม่เช่น คาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) และ แผ่นผนังรังผึ้ง (Honeycomb sandwich panel) เป็นที่นิยมใช้ในปัจจุบันเช่นกัน
ทำไมไม่ใช้เหล็ก?
ความจริงแล้วเหล็กมีความแข็งแรงกว่าอลูมิเนียม แต่ก็มีน้ำหนักมากกว่าเช่นกัน  โครงสร้างดาวเทียมเป็นส่วนที่มีน้ำหนักมากที่สุดในดาวเทียม อาจจะมีน้ำหนักถึง 20-40 % ของน้ำหนักรวมดาวเทียมทั้งหมด แต่ก็ขึ้นอยู่กับขนาดและภารกิจของดาวเทียม แน่นอนว่ายิ่งดาวเทียมมีน้ำหนักมาก ยิ่งมีค่าใช้จ่ายในการส่งขึ้นไปอวกาศมากเช่นกัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเลือกวัสดุที่มีน้ำหนักเบาแต่เเข็งแรง หากพิจารณาคุณสมบัติความแข็งแรงต่อน้ำหนักแล้ว อลูมิเนียมเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า
แล้วทำไมไม่ใช้วัสดุใหม่อย่างคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) ?
คาร์บอนไฟเบอร์มีน้ำหนักเบา และรับแรงตามแนวเส้นใยคาร์บอนได้ดีมาก แต่ก็มีราคาที่แพง และต้องอาศัยการควบคุมคุณภาพการผลิตที่เข้มงวดกว่า ดังนั้น จึงเป็นตัวเลือกสำหรับการใช้งานที่ต้องการน้ำหนักเบาเป็นพิเศษ

แล้วดาวเทียม THEOS2 – Small SAT ทำมาจากวัสดุชนิดไหน?
ดาวเทียมดวงนี้ ใช้วัสดุหลักถึง 3 ประเภท ทั้งอลูมิเนียมเกรดพิเศษ แผ่นผนังรังผึ้ง และคาร์บอนไฟเบอร์  วัสดุอลูมิเนียมจะถูกออกแบบเป็นโครงสร้างหลักของดาวเทียม เพื่อใช้เป็นโครงหลักในการยึดอุปกรณ์ต่างๆเข้าด้วยกัน และยังเป็นส่วนที่รับแรงมากที่สุดของดาวเทียม ส่วนแผ่นผนังรังผึ้ง และคาร์บอนไฟเบอร์จะเป็นโครงสร้างของแผงโซลาเซลล์ด้านนอก ที่เน้นให้มีน้ำหนักเบา และแข็งแรงเพียงพอต่อการใช้งาน ทั้งนี้การเลือกใช้วัสดุแต่ละชนิด จะถูกออกแบบให้สอดคล้องกับคุณสมบัติเฉพาะของแต่ละวัสดุ เพื่อลดน้ำหนักโดยรวมของดาวเทียม รวมถึงลดระยะเวลา และค่าใช้จ่ายในการพัฒนา ออกแบบ ผลิต ประกอบ และทดสอบดาวเทียมนั่นเองครับ

รู้แบบนี้ก็ร้อง อ๋อ กันเลยใช่ไหมครับ.... เอาเป็นว่าช่วยเป็นกำลังใจให้พวกเราชาววิศวกรดาวเทียมไทยในต่างแดนในการสร้าง THEOS2 – Small SAT หรือดาวเทียมเล็ก ด้วยนะครับ และอีกไม่นานเกินรอ ดาวเทียมดวงนี้จะถูกนำมาประกอบและทดสอบที่ประเทศไทย แต่จะเป็นช่วงไหน เวลาใด จะแจ้งให้ทราบอีกทีนะครับ

#เกร็ดความรู้จากวิศวกรดาวเทียม ….THEOS-2 SmallSAT
#spacetechnology
#จิสด้าก้าวสู่ปีที่20
#จิสด้า
#gistda

เรียบเรียงโดย
นายอธิภัทร วรรธอนันตชัย
Mechanical Engineer โครงการTHEOS-2 SmallSAT