พาไปชม กล้องถ่ายภาพพื้นผิวดาวอังคาร CaSSIS ภารกิจ Exomars 2016

กระทู้สนทนา

คาสซิส {CaSSIS (Colour and Stereo surface imaging system) }สามารถถ่ายภาพสี ของพื้นผิวดาวอังคาร และยังสามารถถ่ายภาพสามมิติได้อีกด้วย เพราะว่าตัวกล้องสามารถหมุนได้ 180องศา จึงทำให้มันสามารถถ่ายภาพสองมุมภายในพื้นที่บริเวณเดียวกันในช่วงเวลาสั้นๆได้ ในขณะที่กล้องโทรทัศน์อื่นๆที่โคจรอยู่รอบดาวอังคารจะต้องรอจนกว่ายานอวกาศจะโคจรมาอยู่เหนือจุดเดิมอีกครั้ง ถึงจะสามารถถ่ายภาพจากอีกมุมมองหนึ่งได้ ซึ่งทำให้เป็นข้อได้เปรียบของกล้องโทรทัศน์ตัวใหม่ขององค์การอวกาศยุโรปนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากที่นาซ่าออกมาเปิดเผยว่าพื้นผิวของดาวอังคารมีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง

นอกจากนี้วงโคจรของ Trace Gas Orbiter (TGO) ซึ่งเป็นยานอวกาศที่พาคาสซิสโคจรรอบดาวอังคาร ยังแตกต่างจากกล้องสำรวจพื้นผิวดาวอังคารที่มีอยู่ก่อนหน้าจากนาซ่า ที่ใช้วงโคจรแบบตามดวงอาทิตย์ (Sun synchronous orbit) ที่จะทำให้สามารถถ่ายภาพ ณ จุดเดิมในเวลาเดิมของวันเท่านั้น วงโคจรของ TGO จะเป็นแบบ inclined orbit ที่จะผ่านพื้นที่เดิมในเวลาไม่ซ้ำกัน จึงจะทำให้สามารถเห็นการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวในช่วงเวลาต่างๆระหว่างวันได้ เช่นการละลายและแข็งตัวของน้ำแข็ง การเกิดของฝุ่น ดินถล่ม และการเปลี่ยนแปลงของทางน้ำซึมที่เป็นข่าวดังไปก่อนหน้านี้

จริงๆแล้วโปรเจคนี้ควรจะเป็นความร่วมมือระหว่าง องค์การอวกาศยุโรป(ESA) และองค์การอวกาศอเมริกา (NASA) แต่ว่านาซ่าของถอนตัวไปก่อนในภายหลัง แต่องค์การอากาศยุโรปเล็งเห็นว่าโปรเจคนี้มีความสำคัญต่อภารกิจขั้นต่อไปของโปรแกรม Exomars โครงการกล้องอวกาศ CaSSIS ก็เลยต้องดำเนินต่อไป ด้วยความร่วมมือจากองค์การอวกาศรัสเซีย

เมื่อปี 2013 ผมได้มีโอกาสเข้ามาร่วมทำงานกับทีม CaSSIS นี้ที่มหาวิทยาลัยเบิร์น (University of Bern) และเมื่อไม่นานมานี้ก็ได้มีการทดสอบครั้งสุดท้าย และถอดชิ้นส่วนเพื่อที่จะนำไปประกอบกับตัวยานอวกาศ TGO ในภายหลัง ผมเห็นว่าน่าจะเป็นโอกาสที่ดีที่จะเผยแพร่รูปภาพขั้นตอนการทดสอบและตรวจสอบกล้องโทรทรรศน์อวกาศนี้ เลยขออนุญาติจากหัวหน้าในการถ่ายรูปและนำมาเผยแพร่ให้คนทั่วไปได้ชมกันครับ

ตำแหน่งของ CaSSIS บน ยานอวกาศTGOครับ เชียพาเรลลี่ (Schiaparelli) ที่มีเกราะกันความร้อนสีส้มด้านขวามือของรูปภาพ คือส่วนที่จะลงไปอยู่บนดาวอังคารครับ ตอนมันลงจอดน่าจะเป็นเหตุการณ์น่าระทึกเลยทีเดียว เอาไว้มาเกาะติดกันคราวหน้านะครับ

รูปกล้องโทรทรรศน์ CaSSIS ก่อนที่จะถูกหุ้มด้วยฉนวนกันกันความร้อน MLI

ตัวกล้องจะมีสองส่วน ส่วนกล้องกับส่วนอิเล็กทรอนิกส์ควบคุมกล้อง ที่เห็นโครงสร้างสีดำๆทางด้านขวามือของภาพคือตัวกล้อง มีเลนส์ 4 ชิ้น และตัวหมุนกล้องสีทองที่อยู่ด้านหลังทำหน้าที่หมุนกล้องโดยมอเตอร์ ผ่านแบริ่งที่อยู๋ข้างในและมีวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำหน้าที่ควบคุมเซ็นเซอร์ของกล้องด้วย ส่วนด้านซ้านมือของรูปที่มีแผ่นสีแดงๆแปะอยู๋ อันนั้นเป็นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ควบคุมการทำงานของกล้อง และเป็นส่วนที่ติดต่อกับยานอวกาศด้วย พวกคำสั่ง และพลังงานก็ต้องผ่านกล่องนี้ แผ่นสีแดงๆที่เห็นนี้จริงๆไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของระบบ แต่ว่ามันเอาไว้ปกป้องแผ่นระบายความร้อนที่อยู่ข้างหลังที่เป็นสีขาว เพราะหากมันเปื้อนหรือโดนขีดข่วน อาจทำให้ประสิทธิภาพลดลงได้

อันนี้เพื่อนร่วมงานกำลังใช้แขนสามมิติวัดตำแหน่งต่างๆของกล้อง ก่อนเริ่มหมุนกล้องไปยังองศาต่างๆว่าเป็นไปตามที่คาดไว้รึเปล่า จากรูปจะเห็นว่าเอาแผ่นสีแดงๆออกไปแล้ว แล้วตัวกล้องก็ถูกหุ้มด้วยฉนวนกันความร้อน ที่เรียกว่า MLI (Multilayer insulator)

เล็งๆแล้ววัดค่าตำแหน่งต่างๆ หลังจากหมุนกล้องไปค่านึง เพื่อให้ชัวร์ว่าระบบหมุนกล้องทำงานปกติ เพราะก่อนหน้านี้พึ่งผ่านการทดสอบทางอุณหภูมิมา

กฏมือขวา เรียนตั้งแต่ม.ปลาย ใช้จนถึงปริญญาเอกนะครับ 5555 แกนไหนเป็นแกนไหนหว่า เอาให้ชัวร์ เดี้ยวจดผิดไปแล้วจะยุ่ง

เอากล้องพื้นบ้านไปถ่ายกล้องอวกาศดูดิ้ จะเป็นไง

ซูมเข้าไปดูใกล้ๆ จะเห็นส่วนของฟิลเตอร์ทั้ง 4 สีที่ติดอยู่หน้าเซนเซอร์ครับ เส้นเหลืองหยักๆที่เห็นอยู๋ข้างหน้านั่นไม่ใช่เส้นมาม่านะครับ มันคือฮีทเตอร์ที่เอาไว้ควบคุมอุณหภูมิภายในกล้องครับ ตัวกล้องทำจากคาร์บอนไฟเบอร์หากอุณหภูมิต่ำเกินไปก็อาจะเกิดปัญหาได้ครับ

ทีมวัดก็วัดตำแหน่งต่างเสร็จเรียบร้อยแล้วครับ ต่อไปทีมถอดก็เข้ามาทำงาน ตอนนี้กำลังถอดคอนเนคเตอร์ต่างๆออกครับ

เมื่อตัวกล้องและกล่องอิเล็กทรอนิกส์ควบคุมกล้องถูกถอดออกมาแล้ว ก็จะถูกจัดใส่ลงในกล่องสองอันนี้ครับ จะเห็นว่ามีท่อเอาไว้อัดแก็สเฉื่อยลงไป ในกรณีนี้เราใช้ไนโตรเจนอัดลงไปครับ เพื่อลดความชื้นและรักษาความสะอาด ไม่ให้ฝุ่นเข้าด้วย กล่องทำจากสเตนเลสครับ หนักมาก

แน่นอนครับ ก่อนจะใช้งานก็ต้องมีการขัดถูกันให้สะอาดสุดๆก่อน เลยต้องมีการปิดไฟแล้วใช้แสง ยูวีส่องครับ จะทำให้เห็นฝุ่นและคราบนิ้วมือได้ชัดมาก จะได้ทำความสะอาดได้ถูกจุดครับ นี่ก็ช่วยกันส่องช่วยกันมองครับ ความสะอาดเป็นเรื่องสำคัญมากสำหรับภารกิจที่เป็นกล้องโทรทรรศน์ ใครๆก็ไม่อยากให้มีฝุ่นเกาะหน้าเลนส์ใช่มั้ยละครับ

ส่วนกล่องคอนเทนเนอร์ก็ส่องหาฝุ่นไป ส่วนกล้องโทรทรรศน์ก็ต้องทำเหมือนกันครับ ไฟฉายแบบเดียวกันแต่มีทั้งแสงขาวและยูวีนะครับ อย่าพึ่งงงไป ที่โดนฉายไฟเต็มๆอยู๋นั่นคือมอเตอร์ที่ใช้หมุนกล้องครับ เป็นสเต็ปมอเตอร์ธรรมดาๆนี้แหละ แต่ผ่านการทดสอบการทำงานในสุญญากาศ และอุณหภูมิสูงและต่ำมาแล้ว คนที่ถ่ายรูปอยู่ข้างหลังคือคนรับประกันคุณภาพครับ (ภาษาโรงงานเรียก QA นั่นแหละ) เป็นคนที่มีหน้าที่ตรวจสอบเรื่องการควบคุมคุณภาพโดยเฉพาะ ถ่ายรูปเอาไว้เป็นหลักฐานว่าทำอะไรไปบ้าง เผื่อมีปัญหาจะได้กลับมาย้อนดูได้

เจอฝุ่นก็ดูดเลยครับ เอาให้สะอาดที่สุด

มีป้ายชื่อบอกตำแหน่งและที่มา มีสัญลักษ์ประจำเมืองและมหาลัยแปะเข้าไปด้วย

ส่องข้างนอกแล้วก็ส่องข้างในด้วย เก็บหลักฐานให้ครบ

พอมั่นใจว่าสะอาดแล้วก็ปิดฝาหน้ากล้องซะ ฝุ่นจะได้ไม่เข้าตอนขนส่ง แปะป้ายสีแดงๆไว้กันลืมว่าอย่าลืมเอาออกนะ ไม่งั้นถ่ายรูปมาก็ไม่เห็นอะไรแน่ๆ

เจ้ากล่องอิเล็กทรอนิกส์ก็โดนแผ่นแดงแปะเข้าไปอีกครั้ง พร้อมขนส่ง พนักงานดูดฝุ่นก็ยังดูดต่อไปอย่างไม่หยุดยั้ง

แล้วก็จับมาวางเตรียมลงกล่อง ขัดน็อตยึดให้เรียบร้อย เป็นอันเสร็จพิธี

ในที่สุดงานที่ทำมาสองปีกว่าก็เป็นรูปเป็นร่างเตรียมพร้อมส่งขึ้นประกอบกับยานอวกาศ เลยต้องถ่ายภาพเป็นที่ระลึกซักหน่อย ที่เห็นเป็นท่อใหญ่ๆสีเนื้อด้านซ้ายของรูปคือห้องสุญญากาศ (Vaccuum chamber) ครับเอาไว้ทดสอบเรื่องอุณหภูมิ และความสามารถในการทำงานในที่สุญญากาศ

ร่ำลากันเสร็จเรียบร้อย ก็หย่อนฝาปิดลงไปครับ อันนี้ต้องใช้เครนยกกันเลยทีเดียว เพราะหนักมาก

ก่อนปิด ก็ใส่ของเข้าไปอีกสองชิ้นครับ คือแผ่นตรวจจับฝุ่น ว่ามีฝุ่นหลุดออกมาเท่าไหร่ขณะขนส่ง อีกชิ้นสีเหลืองๆกลมๆเอาไว้วัดปริมาณโมเลกุลอื่นๆที่ไม่ใช่ฝุ่นครับ

พอเสร็จก็เอาไปใส่กล่องสำหรับข่นส่งอีกชั้นนึง ชั้นนี้มีสปริงกันกระแทกด้วย ลักษณะคล้ายๆกันทั้งส่วนกล่องอิเล็กทรอนิกส์ และส่วนตัวกล้องครับ

ขอบคุณทุกท่านที่ให้ความสนใจกระทู้นี้นะครับ ต่อไปกล้อง CaSSIS จะถูกส่งไปยังเมืองคานส์ (Cannes) ประเทศฝรั่งเศส (ที่มีประกวดหนังสั้นนั่นแหละ) และเมื่อประกอบและทดสอบเสร็จก็จะขึ้นเครื่องบิน Antonov ไปยังศูนย์อวกาศไบโครนัวร์ ประเทศคาซัคสถาน เพื่อประกอบเข้ากับจรวด โปรตอนเอ็ม ที่จะส่งมันไปยังดาวอังคารในเดือนมีนาคมนี้ และจะใช้เวลา 7-8เดือนในการเดินทางไปยังดาวอังคารครับ หากใครมีเรื่องอยากรู้อยากสอบถามเกี่ยวกับกล้องนี้ก็ถามได้เลยนะครับ ผมจะไปถามผู้เชี่ยวชาญมาให้ได้เลย

เมื่อไม่กี่เดือนที่แล้วผมก็ได้ไปดูเค้าปล่อยจรวดโปรตอนที่คล้ายๆกันนี้ที่ศูนย์อวกาศไบโครนัวร์ผ่านกิจกรรมของพันทิปที่บริษัทสิงห์คอร์ปเป็นสปอนเซอร์ในการเดินทางด้วยครับ ใครรักใครชอบเรื่องราวทางด้านเทคโนโลยีอวกาศก็ตามไปชมได้เลยครับ

กระทู้ก่อนหน้านี้
http://pantip.com/topic/34429886

#SinghaInBaikonur ระทึกใจไปไบโคนัวร์
ลิงค์ตอนที่หนึ่ง http://pantip.com/topic/34194323
ลิงค์ตอนที่สอง http://pantip.com/topic/34194518
ลิงค์ตอนที่สาม http://pantip.com/topic/34194523

ข้อมูลเพิ่มเติม

http://exploration.esa.int/mars/56788-an-interview-with-nicolas-thomas-principal-investigator-of-cassis/

http://exploration.esa.int/mars/48523-trace-gas-orbiter-instruments/?fbodylongid=2210

แก้ไขข้อความเมื่อ