:: กระทู้ดาราศาสตร์ :: "GAIA" SpaceCraft ตาทิพย์ใหม่ล่าสุดขององค์การอวกาศยุโรป

กระทู้คำถาม

สวัสดีครับ ผม Partita ขอเสนอเนื้อหาเกี่ยวกับ Spacecraft ตัวล่าสุดคือ Gaia (ไม่ใช้ Gaia Audition เลือกได้ นะ 555)

Gaia เป็น Spacecraft ขององค์การอวกาศยุโรป ,European Space Agency (ESA)
ที่ออกแบบให้ปฏิบัติภารกิจถ่ายภาพวัตถุอวกาศประเภทดาวฤกษ์ และวัตถุเดี่ยว ในรูปแบบ 3 มิติ
เธอสามารถจะสำรวจดาวฤกษ์นับพันล้านดวง โดยบันทึกติดตาม parameter ต่าง ๆ เช่น ความสว่าง การเคลื่อนที่
แม้ในระยะใกล้อย่างในระบบสุริยะ เธอก็สามารถบันทึกติดตามดาวเคราะห์น้อยนับหมื่นดวงได้
ซึ่งการติดตามและบันทึกดาวฤกษ์ในรูปแบบ 3 มิตินี้ นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะสามารถศึกษาพัฒนาการของแกแลคซี่เราได้

ภาพ Gaia SpaceCraft

การขึ้นสู่วงโคจร
Gaia ขึ้นสู่วงโคจรวันที่ 19 ธันวาคม 2013 จากฐานปล่อย Kourou ,French Guiana ด้วยจรวด Soyuz-ST (ภาพล่างนี้)

การวางตำแหน่งของ Gaia นั้นคือจุด L2 ของ Lagrangian point ซึ่ง ณ จุดนี้จะไม่ได้เป็นการโครรอบโลก
แต่จะเป็นการเคลื่อนที่ไปรอบดวงอาทิตย์พร้อมกับโลก รายละเอียดการวางตัวเป็นไปตามภาพล่างนี้

ภาพ VDO แสดงการวางตัวและโคจรในตำแหน่ง L2 เพื่อให้เห็นภาพว่าวางตัวอย่างไร

ส่วนประกอบของ Gaia
1: Optical bench ท่อทางเดินอุปกรณ์นำแสง
2: Focal plane cooling radiator ชุดอุปกรณ์ช่วยทำความเย็นแบบ passive cooling ให้แก่ CCDs
3: Focal plane electronics ชุด sensor รับภาพทั้งหมด
4: Nitrogen tanks สำหรับระบบขับดันขนาดเล็ก
5: Diffraction grating spectroscope
6: Liquid propellant tanks สำหรับระบบขับดันหลัก
7: Star trackers ระบบตรวจจับอ้างตำแหน่งดาว เพื่ออ้างอิงในการปรับทิศทางของตัวเอง
8: Telecommunication panel and batteries
9: Main propulsion subsystem

ระบบ Sensor , Computer และ Communication
ดาวเทียม Gaia เป็นดาวเทียมที่เน้นภารกิจบันทึกภาพอวกาศในรูปแบบ 3 มิติ
ดังนั้นเธอจึงใช้ระบบ sensor ที่พิเศษ รายละเอียดตามภาพล่างนี้
เป็น sensor ขนาดใหญ่เท่ากล้อง Medium format แต่มีจำนวนมากถึง 106 ตัว !!

ที่ต้องใช้ sensor มากมายขนาดนี้ เพราะ Gaia ออกแบบให้บันทึกภาพวัตถุอวกาศ
แบบ 3 มิติ จึงต้องมี sensor หลาย colum และ row เพื่อบันทึกภาพจากหลายกระจกสะท้อน
จะได้รวมภาพไปเป็น 3 มิติได้

ระบบ computer ในดาวเทียม Gaia นั้นใช้ Single board จากบริษัท Maxwell Technology
เป็นบอร์ดรุ่น SCS750 ใช้ CPU PowerPC 750FX ของ Motolora/IBM ความเร็ว 900MHz
เป็น Single core CPU รุ่นเดียวที่ใช้ใน Apple iBook G3 ,,โดย single board นี้เป็นระบบ
redundant 3 ชั้น คือเหมือนมีชุด CPU และ hardware ต่าง ๆ 3 ชุดทำงานทั้ง backup และขนานกัน
ซึ่งจำเป็นมาก ๆ ในอุปกรณ์ประเภทนี้ซึ่งจะทำงานพลาดไม่ได้ครับ ชุด single board นี้มี RAM 256MB
run ด้วยระบบปฏิบัติการ VxWorks codename "Tornado" ซึ่งเขียนขึ้นเฉพาะ Gaia โดยเฉพาะ
โดยเป็น Real-time operating system ซึ่งออกแบบให้มี process เฉพาะที่ทำงานได้เร็วทันงานที่ program ใว้

ภาพ Single Board SCS-750

ดาวเทียม Gaia จะส่ง data ผ่านจานสายอากาศ X-band ใน data rate 5Mbps
โดยจะมีสถานีรับ 2 ที่คือ Cebreros Station สเปน และ New Norcia Station ออสเตรเลียตะวันตก
โดยใช้จานรับสัญญาณขนาด 35 เมตร รับสัญญาณทุกวัน วันละ 8 ชั่วโมง
ซึ่ง data ทั้งหมดในภารกิจ 5 ปีนี้ คาดว่าจะมีขนาดประมาณ 200TB (RAW data และ RAW image file)
data จำนวนมหาศาลนี้ จะถูกเก็บใว้ที่ storge ขนาดใหญ่ที่ InterSystems Caché ก่อน
แล้วจึงส่งไปวิเคราะห์ที่ Data Processing and Analysis Consortium (DPAC)
ซึ่งเป็นหน่วยงานที่วิเคราะห์ข้อมูลจาก Gaia โดยเฉพาะ มีนักวิทยาศาสตร์ทำงานถึง 400 คน

ภาพจานรับสัญญาณขนาด 35 เมตรที่ Cebreros Station