SpaceX เปิดตัวระบบเฝ้าระวังสถานการณ์อวกาศหรือ Space Situational Awareness ภายใต้ชื่อโครงการ Stargaze ที่จะเข้ามาเปลี่ยนนิยามของการรักษาความปลอดภัยบนวงโคจร Low Earth Orbit หรือวงโคจรต่ำของโลก โดยความน่าตื่นเต้นคือการที่ SpaceX เปิดเผยว่าดาวเทียม Starlink ที่โคจรอยู่บนหัวเรานั้น ไม่ได้เป็นเพียงแค่สถานีส่งสัญญาณอินเทอร์เน็ต แต่พวกมันมีกล้องอเนกประสงค์ และหนึ่งในนั้นก็คือการทำหน้าที่เป็น Star Tracker หรือกล้องตามดาว
การใช้งานอุปกรณ์ Star Tracker หรือกล้องติดตามดาวที่ติดตั้งอยู่บนดาวเทียม ซึ่งปกติมีไว้เพื่อใช้ระบุตำแหน่งของตัวเองเทียบกับกลุ่มดาวเพื่อให้ดาวเทียมหันเสาอากาศได้ถูกทิศทาง แต่ SpaceX กลับพบว่าระบบ Star Tracker ของ Starlink นั้นมองวัตถุที่เคลื่อนที่ผ่านไปมา และสามารถตรวจพบวัตถุมากกว่ากว่า 30 ล้านครั้งต่อวัน นี่คือคลังข้อมูลมหาศาลที่ระบบ Stargaze นำมาประมวลผลแบบ Near Real-time เพื่อสร้างแผนที่การจราจรอวกาศที่มีความละเอียดสูงที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยมีมา
แล้ว Stargaze ดีกว่าระบบ Space Situational Awareness เดิมยังไง
หลายคนอาจตั้งคำถามว่าในเมื่อดาวเทียมยุคใหม่มีระบบ Global Positioning System หรือระบบระบุตำแหน่งบนโลกติดตั้งอยู่แล้ว ทำไมเรายังต้องการระบบเฝ้าสังเกตการณ์ภายนอกอีก เหตุผลสำคัญในเชิงเทคนิคคือระบบ GPS จะรายงานตำแหน่งเฉพาะของตัวรับสัญญาณที่ติดตั้งอยู่บนดาวเทียมดวงนั้น ๆ เท่านั้น ซึ่งเราเรียกว่า Cooperative Objects หรือวัตถุที่ให้ความร่วมมือในการส่งข้อมูล แต่ในความเป็นจริง วงโคจรโลกเต็มไปด้วย Non-cooperative Objects หรือวัตถุที่ไม่สามารถระบุตัวตนได้เอง เช่น ขยะอวกาศ ชิ้นส่วนจรวดเก่า หรือแม้แต่ดาวเทียมที่ระบบสื่อสารขัดข้อง การมีเพียงระบบ GPS จึงเปรียบเสมือนการเดินในที่มืดโดยที่เรารู้พิกัดตัวเองอย่างแม่นยำ แต่กลับมองไม่เห็นเก้าอี้หรือสิ่งกีดขวางที่ขวางทางอยู่ Stargaze จึงทำหน้าที่เป็น “ดวงตา” ที่มองเห็นวัตถุทุกอย่างแม้ในจุดที่ไม่มีการส่งสัญญาณพิกัดออกมา
ก่อนหน้าที่ Stargaze จะเกิดขึ้น ระบบดั้งเดิมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายภายใต้การกำกับดูแลของหน่วยงานอย่าง NORAD หรือหน่วยบัญชาการป้องกันอวกาศอเมริกาเหนือ จะพึ่งพาระบบเครือข่าย Ground-Based Radar หรือเรดาร์ภาคพื้นดิน และ Ground-Based Telescope หรือกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินขนาดใหญ่เป็นหลัก ซึ่งมีข้อจำกัดด้านมิติทางภูมิศาสตร์ เพราะวัตถุจะถูกตรวจวัดได้ก็ต่อเมื่อมันโคจรผ่านเหนือสถานีตรวจวัดเท่านั้น ทำให้ความถี่ในการเก็บข้อมูลเกิดขึ้นเพียงไม่กี่ครั้งต่อวัน ช่วงว่างระหว่างการสังเกตการณ์จึงทำให้เกิดค่าความไม่แน่นอนในการพยากรณ์วงโคจร หรือ Error Ellipsoid ที่ขยายตัวกว้างขึ้นตามเวลา จนทำให้การทำนายตำแหน่งในอีกไม่กี่ชั่วโมงข้างหน้าคลาดเคลื่อนไปได้หลายกิโลเมตร ซึ่งระบบ Stargaze เข้ามาอุดช่องว่างนี้ด้วยการเปลี่ยนจากสถานีที่อยู่กับที่บนโลก มาเป็นโครงข่ายเซนเซอร์ที่เคลื่อนที่อยู่บนวงโคจรโดยตรง ทำให้การตรวจวัดเกิดขึ้นได้เกือบตลอดเวลา
หัวใจสำคัญที่โครงการนี้พยายามผลักดันคือเรื่องของ Ephemeris หรือข้อมูลพยากรณ์ตำแหน่งของวัตถุท้องฟ้าตามช่วงเวลา ซึ่งหากจะอธิบายให้เห็นภาพชัดที่สุดในทางเทคนิค มันคือตารางค่าพิกัดทางคณิตศาสตร์ที่ระบุตำแหน่งหรือ State Vector ของวัตถุทั้งในแง่ของตำแหน่งและความเร็ว ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง คล้ายกับระบบ JPL Horizons ของ NASA ที่ใช้ระบุตำแหน่งดาวเคราะห์และอุกกาบาตในระบบสุริยะ แต่ในกรณีของ Stargaze มันคือการสร้าง Ephemeris ของวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นในวงโคจรโลกที่มีความถี่และความแม่นยำสูงมาก ข้อมูลเหล่านี้จะถูกส่งออกไปในรูปแบบของ Conjunction Data Messages หรือข้อความแจ้งเตือนการเผชิญหน้า เพื่อให้ผู้ให้บริการดาวเทียมรายอื่นรับรู้ว่า “ความจริง” ของวิถีวงโคจรในขณะนั้นเป็นอย่างไร สามารถอ่านวิธีคิดเชิงเทคนิคได้ในบทความ ทำไมยานอวกาศไม่หลงทางในอวกาศ และเราวางทิศทางการเดินทางของยานอย่างไร
ตัวอย่างการใช้งานจริง ของการหลบการชนกันของดาวเทียม
ประสิทธิภาพที่น่าทึ่งนี้ถูกพิสูจน์แล้วในเหตุการณ์จริงเมื่อปลายปี 2025 เมื่อดาวเทียม Starlink เกือบจะปะทะกับดาวเทียมดวงหนึ่งที่กำลังทำการ Maneuver หรือการปรับเปลี่ยนวิถีวงโคจรโดยที่ไม่ได้แชร์ข้อมูล Ephemeris ชุดใหม่สู่สาธารณะ ในขณะที่ระบบเรดาร์ภาคพื้นดินแบบดั้งเดิมยังมองว่าระยะห่าง 9,000 เมตรนั้นปลอดภัย แต่ระบบ Stargaze กลับตรวจพบความผิดปกติได้ทันทีว่าวิถีที่แท้จริงกำลังบีบเข้าหากันจนเหลือเพียง 60 เมตรในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมงก่อนการชน ความสามารถในการตรวจจับพฤติกรรมของวัตถุที่คาดเดาไม่ได้นี้เองที่ทำให้ Starlink สามารถวางแผนหลบหลีกได้ทันท่วงที ซึ่งหากรอข้อมูลจากระบบเก่าที่ใช้เวลานานหลายชั่วโมงในการประมวลผล ความเสียหายที่เกิดขึ้นอาจประเมินค่าไม่ได้
SpaceX จึงตัดสินใจเปิดแพลตฟอร์มนี้ให้ผู้ปฏิบัติงานรายอื่นเข้าถึงข้อมูลระดับสูงได้ฟรี โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างมาตรฐานใหม่ที่เรียกว่า Safe Flight ซึ่งเปรียบได้กับการบินพาณิชย์ที่เครื่องบินทุกลำต้องส่งสัญญาณพิกัดและแผนการบินให้กันและกัน และมีระบบอย่าง ADS-B หรือ Automatic Dependent Surveillance–Broadcast เป็นมาตรฐาน การแชร์ Ephemeris และการเข้าถึงข้อมูลจาก Stargaze จึงไม่ใช่แค่เรื่องของเทคนิค แต่น่าจะเปลี่ยนแปลงระบบ Space Situational Awareness ที่สำคัญมากในยุคของเรา
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
