July 9, 2019 /
Chanud Sithipreedanant
“ยากกว่าการส่งดาวเทียมขึ้นไป คือการตัดสินใจว่าจะทำอย่างไรในวันที่ดาวเทียมนั้นสิ้นอายุลง”
ประโยคนี้ดูจะสอดคล้องกับความจริงในโลกปัจจุบันนี้มากขึ้นเรื่อยๆ อย่างมิอาจปฏิเสธได้ เพราะด้วยจำนวนของขยะอวกาศที่สะสมเพิ่มไปพร้อมกันกับปริมาณการส่งดาวเทียม (และวัตถุหรือยานอวกาศอื่น ๆ ) ที่มากขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในยุคปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็นดาวเทียมขนาดสื่อสารขนาดใหญ่สำหรับใช้ในเชิงพาณิชย์ไปจนถึง CubeSat ขนาดเล็กที่นักเรียนสามารถประกอบและส่งขึ้นไปลอยรอบโลกได้
ทั้งหมดนี้ล้วนเป็นปัจจัยส่วนหนึ่งที่จะทำให้พื้นที่วงโคจรรอบโลกที่มีจำกัดนั้นลดน้อยลงไปอีก และที่แน่ๆคือปริมาณขยะอวกาศจะเพิ่มขึ้นหลังจากดาวเทียมเหล่านี้ได้ตายลง…
การตายของดาวเทียมและยานอวกาศ
ตอนเด็กๆ ตัวผมเองเคยคิดว่าดาวเทียมมันกับยานอวกาศที่โคจรรอบโลกก็น่าจะเป็นเหมือนดาวเคราะห์น้อยดวงหนึ่ง ที่พอส่งขึ้นไปก็สามารถโคจรไปได้เรื่อยๆอย่างไม่มีที่สิ้นสุด ไม่มีวันหมดอายุและใช้ได้เรื่อย ๆ แต่เมื่อโตมา ความจริงที่ว่าดาวเทียมนั้น “ตายได้” ก็เข้ามาอยู่ในหัวเราในที่สุด
เช่นเดียวกับเครื่องยนต์กลไกอื่นๆบนโลกและทุกสิ่งทุกอย่างในเอกภพ ดาวเทียมนั้นก็มีอายุการใช้งานของมันเช่นกัน เพราะในอวกาศนั้นมีทั้งรังสีและปัจจัยหลายอย่างที่จะค่อยๆคร่าชีวิตยานอวกาศเหล่านี้อย่างช้า ๆ ไปตามกาลเวลา และการที่มันจะ”ตาย”ได้นั้น แบ่งออกได้เป็นหลายสาเหตุ ซึ่งหลักๆแล้วมีดังนี้
ถูกปลดประจำการ
เป็นการตายของดาวเทียมและยานอวกาศที่ดีที่สุดเท่าที่เป็นไปได้แล้ว มักเกิดกับดาวเทียมที่ผ่านการใช้งานมาจนครบหรือเกินอายุการใช้งานที่กำหนดไว้ แน่นอนว่าส่วนใหญ่ศูนย์บังคับการยังสามารถควบคุมดาวเทียมเหล่านี้ได้อยู่ในช่วงวาระสุดท้าย และสามารถที่จะตัดสินใจได้ว่าจะดำเนินการอย่างไรต่อไป
Compton Gamma Ray Observatory
– ถูกปลดประจำการโดย NASA เพราะไจโรสโคปบนยานเสียหาย ก่อนจะถูกควบคุมให้ตกกลับสู่โลกได้สำเร็จ ที่มา – NASA
หายไปไหน ไลน์ไม่ตอบ (ขาดการติดต่อ)
มักเกิดจากการขาดความดูแลเอาใจใส่ หรือให้เวลากับดาวเทียมหรือยานอวกาศไม่มากพอ ทำให้เกิดอาการงอนและไม่ยอมรับสาย (ล้อเล่น) ปัจจัยที่ทำให้ทางภาคพื้นดินไม่สามารถติดต่อกับดาวเทียมได้นั้นมีหลากหลายมาก ทั้งจากธรรมชาติเช่น พายุสุริยะ ไปจนถึงอายุของตัวดาวเทียมเอง
การตายของดาวเทียมรูปแบบนี้มักจะนับเป็นส่วนย่อยของอุบัติเหตุซะมากกว่า แต่ก็มีอีกหลายปัจจัยเช่นกันที่ทำให้ไม่สามารถติดต่อกลับไปยังดาวเทียมหรือยานอวกาศได้ และแน่นอนว่าไม่มีทางควบคุมดาวเทียมได้อีกอย่างแน่นอน หากไม่สามารถทำการติดต่อกลับใหม่ได้
ดาวเทียมสำรวจโลก Envisat
– เป็นหนึ่งในดาวเทียมที่มีขนาดใหญ่ที่สุดที่ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศ ขาดการติดต่อกับทางภาคพื้นดินหลังปฏิบัติภารกิจมาได้เกือบหนึ่งทศวรรษ ปัจจุบันยังคงลอยละล่องอยู่ในวงโคจรเพื่อรอการเก็บกู้ ที่มา – ESA
ข้อดีของการตายรูปแบบนี้คือดาวเทียมมักจะยังคงอยู่ในวงโคจรเดิมในสภาพสมบูรณ์ ทำให้สามารถส่งปอเต๊กตึ๊งไปรับศพกลับมาได้ หากมีความจำเป็นจริงๆ
อุบัติเหตุหรือเรื่องไม่คาดฝัน
เป็นสิ่งที่มีโอกาสเกิดขึ้นได้ตลอดเวลา และมักจะเกิดในช่วงที่ไม่อยากให้เกิด อย่างไรก็ตามหากเกิดขึ้นมาแล้วก็เรียกได้ว่าเป็นหายนะในวงโคจรเลยทีเดียว ส่วนใหญ่ไม่สามารถเก็บกู้ได้ง่าย ๆ (หรืออาจจะไม่เหลืออะไรให้เก็บเลยด้วยซ้ำ) การตายของดาวเทียมหรือยานอวกาศในรูปแบบนี้นับว่าเป็นอะไรที่แก้ไขได้ยากมากที่สุด
Iridium-33 และ Kosmos-2251
– (ในภาพคือโมเดลจำลองของดาวเทียม Iridium) ดาวเทียมทั้งสองชนกันกลางอวกาศ นับเป็นหายนะที่ร้ายแรงที่สุดครั้งหนึ่งที่เกิดขึ้นในอวกาศเลยทีเดียว ที่มา – Kozuch
เกิดข้อผิดพลาด
ในกรณีนี้จะหมายถึงข้อผิดพลาดในตัวดาวเทียมหรือยานอวกาศทั้งก่อนและหลังตัดสินใจจัดการกับตัวดาวเทียมดวงนั้นเมื่อสิ้นสุดอายุขัย เช่นระบบขับเคลื่อนผิดพลาดระหว่างเปลี่ยนวงโคจรไปจนถึงการคำนวณความเร็วผิดจนดาวเทียมดริฟเลยจุดที่กำหนด เป็นต้น
ยานสำรวจ (ที่กลายเป็นดาวเทียม) Fobos-Grunt
– ( ในภาพคือโมเดลจำลองของยาน) คาดว่าเกิดข้อผิดพลาดกับโปรแกรมควบคุมบนตัวยาน ส่งผลให้ระบบขับเคลื่อนยานไม่สามารถทำงานได้ ยานจึงลอยเคว้งอยู่ในวงโคจรโลกเป็นระยะเวลาหนึ่งก่อนจะตกกลับลงมาอย่างไร้การควบคุม ที่มา – Pavel Kolotilov
ซึ่งหากศูนย์บังคับการสามารถแก้ไขสถานการณ์ได้อย่างทันท่วงทีก็มักจะจบแบบแฮปปี้เอนดิ้ง แต่หลายครั้งอีกเช่นกันที่ข้อผิดพลาดเล็กน้อยแบบนี้นี่เอง ที่นำพาไปสู่หายนะอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้หรือทำให้ดาวเทียมต้องตายก่อนกำหนด
มีอีกหลายปัจจัยเสริมที่ทำให้ดาวเทียมสิ้นอายุขัยลงได้ ไม่ว่าจะเป็นปัญหาทางการเงิน คำสั่งของรัฐบาลและปัจจัยภายนอกอื่นๆที่ทำให้มนุษย์ไม่สามารถควบคุมหรือใช้งานดาวเทียมหรือยานอวกาศนั้นได้อีก ย่อมหมายถึงดาวเทียมดวงนั้นต้องสิ้นสุดชีวิตและภารกิจของมันลงอย่างมิอาจหลีกเลี่ยงได้นั่นเอง
สถานีอวกาศ Mir
– ถึงแม้จะถูกควบคุมให้ตกกลับมายังโลกได้สำเร็จ แต่สถานีอวกาศ Mir ต้องสิ้นสุดภารกิจเพราะปัญหาทางการเงินและสภาพความเก่าของสถานีที่ซ่อมไปก็ไม่คุ้ม (สถานีอวกาศนั้นนับเป็นยานอวกาศประเภทหนึ่งแต่โคจรรอบโลกแบบดาวเทียม) ที่มา – NASA
ฝังไม่ได้ เผาไม่ได้ แล้วเราจะทำอย่างไร
การที่ดาวเทียมอยู่ห่างจากพื้นผิวโลกไปถึง 1000 กม. เป็นอย่างน้อย ย่อมหมายความว่าเราไม่สามารถไปเก็บดาวเทียมลงมาได้ง่ายๆเหมือนการเก็บกู้ซากรถยนต์ เครื่องบิน หรือแม้กระทั่งเรือ (ขอให้ท่านผู้อ่านลืมมุขปอเต๊กตึ๊งเมื่อซักครู่นี้ไปก่อน) และคงเป็นเวลาอีกหลายสิบปีกว่าที่เราจะสามารถรีไซเคิลดาวเทียมในอวกาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ดังนั้นแล้วเราจะสามารถแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้อย่างไร คำตอบคือเลือกใช้ทางเลือกที่มีอยู่ในปัจจุบันให้เหมาะสมที่สุด ในการจำกัดดาวเทียมหมดอายุเหล่านี้ไม่ให้กลายไปเป็นเศษซากขยะอวกาศ ที่สามารถก่ออันตรายได้ในอนาคต
ทางเลือก?
ถึงแม้ทางเลือกในการเก็บดาวเทียมเหล่านี้ลงมารีไซเคิลจะยังคงดูเป็นเพียงฝันที่สวยหรู ซึ่งยากจะเป็นไปได้จริงในระยะเวลาอันใกล้ แต่วิธีการในการกำจัดซากศพดาวเทียมที่ใช้ได้ในปัจจุบันก็ไม่ได้แย่ (ที่สุด) ไปซะทั้งหมด
แถมส่วนใหญ่ก็ได้ผ่านการทดสอบและใช้งานจริงมาแล้วนานนับหลายทศวรรษ ซึ่งแต่ละวิธีและทางเลือกก็มีเอกลักษณ์ รวมไปถึงข้อดีข้อเสียที่แตกต่างกันไป ดังนี้
คืนสู่พื้นพสุธา – การควบคุมดาวเทียมกลับเข้าสู่โลก (Controlled Re-entry)
เป็นวิธีการหลักที่ใช้ในการนำเอาทั้งยานอวกาศ ดาวเทียมไปจนถึงจรวดกลับมาสู่โลก ซึ่งมีหลากหลายรูปแบบตั้งแต่การนำยานกลับมาแบบครบถ้วนสมบูรณ์เช่นกระสวยอวกาศ, การนำกลับมาบางส่วนเช่นยานโซยุส และจรวดฟัลคอนของ SpaceX, ไปจนถึงรูปแบบที่เราจะพูดถึงกัน นั่นก็คือการนำดาวเทียมกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศเพื่อให้เผาไหม้และถูกทำลายไปทั้งหมด หรือควบคุมให้ไปตกในบริเวณที่ไร้ผู้คน (เช่นตอนล่างของมหาสมุทรแปซิฟิก)
วิธีนี้เป็นหนึ่งในหลักปฏิบัติสากลในการจัดการกับดาวเทียมที่ตายแล้วเพื่อไม่ให้กลายเป็นขยะอวกาศในอนาคต ซึ่งดาวเทียมดวงแรกๆอย่างสปุตนิก 1 ก็จบชีวิตด้วยวิธีนี้เช่นกัน (หลังจากปลดประจำการไปแล้วประมาณ 2 เดือน) รวมไปถึงดาวเทียมอื่นๆในยุคเริ่มต้นของการสำรวจอวกาศ (ซึ่งอยู่ในวงโคจรระดับ
ต่ำและตกกลับลงมาตามหลักการ Orbital decay)
ไม่ใช่กับแค่ดาวเทียมเท่านั้น แต่วีธีที่ดีที่สุดในการจัดการกับขยะอวกาศคือการส่งมันกลับมาสู่โลก เพื่อไม่ให้เป็นอันตรายกับวัตถุอื่นๆในวงโคจร เช่นในภาพคือถังเชื้อเพลิงภายนอกของกระสวยอวกาศซึ่งกำลังดิ่งกลับสู่ชั้นบรรยากาศโลกหลังจากแยกออกจากตัวยานได้สำเร็จ ที่มา – NASA
เทคนิคในการนำดาวเทียม (และยานอวกาศประเภทอื่น) กลับสู่โลกนั้น หลักๆแล้วก็มี 2 รูปแบบคือแบบควบคุม และไม่ควบคุม
แบบแรกคือการใช้อุปกรณ์บังคับทิศทาง หรือเครื่องยนต์ของดาวเทียมดวงนั้นในการควบคุมดาวเทียมให้ลดระดับลง จนถูกแรงโน้มถ่วงโลกดึงให้หล่นกลับเข้าไป และถูกเผาไหม้ไปในชั้นบรรยากาศในที่สุด หากมีชิ้นส่วนใดเหลืออยู่ก็จะไปตกในพื้นที่ที่ได้คำนวณไว้ ซึ่งทำให้วิธีนี้เป็นหนึ่งในวิธีที่ดีที่สุดในการจัดการกับดาวเทียมสิ้นอายุทั้งหลาย
แบบหลังคือการปล่อยให้ดาวเทียมตกลงมาเลยโดยไม่ได้ทำการควบคุมอะไรทั้งสิ้น ถึงแม้จะลดขยะอวกาศได้เช่นเดียวกับวิธีแรก แต่หากดาวเทียมไปตกใส่หัวใครเค้า ก็นับได้ว่าเป็นหายนะแน่ๆ ดังนั้นวิธีหลังนี้จึงไม่ค่อยถูกใช้อีกต่อไปแล้ว นอกเสียจากจะเป็นดาวเทียมยุคก่อน (ที่ขาดการติดต่อไปหลังปลดประจำการทำให้ควบคุมไม่ได้ แต่สามารถปล่อยให้ตกกลับมาได้ตามหลัก Orbital Decay) หรือดาวเทียมสมัยใหม่ที่ไม่มีเครื่องยนต์ควบคุมทิศทางซึ่งมักจะเป็นดาวเทียมขนาดเล็กอย่างพวก CubeSat
อย่างไรก็ตาม ดาวเทียมส่วนใหญ่ในปัจจุบันมีเครื่องยนต์หรืออุปกรณ์สำหรับควบคุมระดับวงโคจรเพื่อการนี้โดยเฉพาะ และในอนาคตก็อาจจะเป็นข้อบังคับสากลในการสร้างดาวเทียมอีกด้วย
ข้อดี: แทบจะไม่เหลืออะไรทิ้งไว้ในอวกาศเลย / เป็นการเก็บกวาดขยะอวกาศที่มีประสิทธิภาพที่สุด
ข้อเสีย: มีความเสี่ยงในการตกใส่ย่านชุมชนหรือที่อยู่อาศัย / หากวัสดุอันตรายเหลือรอดจากการเผาไหม้จนตกกลับถึงโลก อาจทำให้เกิดการปนเปื้อนได้
สู่ห้วงนภาและดวงดารา – วงโคจรสุสาน (Graveyard Orbit)
ถ้าเอาลงมาไม่ได้ ก็ส่งกลับขึ้นไปให้ไกลกว่าเดิมสิ ทางเลือกนี้อาจจะฟังดูไม่ค่อยเข้าท่าเท่าไหร่ แต่อย่าลืมว่าดาวเทียมแต่ละดวงนั้นมีพื้นที่จำกัดในการขนเชื้อเพลิงหรือติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมทิศทาง ทำให้ดาวเทียมที่อยู่ห่างจากพื้นผิวโลกมากๆ อย่างพวกที่อยู่ในวงโคจรสถิตย์หรือวงโคจรค้างฟ้า (GEO – Geostaionary Orbit) ซึ่งห่างจากพื้นผิวโลกมากถึง 35,786 กม. ไม่สามารถถูกส่งกลับเข้ามาสู่โลกได้โดยง่าย การส่งดาวเทียมขึ้นไปในโคจรสุสานที่อยู่ห่างไปไม่ไกลนั้นดูจะเป็นสิ่งที่เข้าท่ากว่า เพราะสามารถการันตีได้ว่าดาวเทียมจะไปถึงที่หมาย (วงโคจรสุสาน) ได้แน่ๆ และไม่รบกวนกับดาวเทียมอื่นๆที่ใช้งานอยู่ในระดับวงโคตรที่ต่ำกว่าอย่างแน่นอน ถึงแม้จะกลายสภาพเป็นขยะอวกาศไปหลังจากนั้นก็ตาม
ดาวเทียมสำรวจโลกหรือดาวเทียมสำรวจสภาพอากาศอย่างเช่นดาวเทียม GOES 8
ในภาพนั้นอยู่ในวงโคจรที่สูงมาก (วงโคจรค้างฟ้า) เพื่อที่จะได้เก็บภาพของโลกได้ทั้งหมด ส่วนใหญ่จึงถูกส่งไปยังวงโคจรสุสานหลังสิ้นสุดภารกิจ – ที่มา NOAA
ข้อดี: ไม่ต้องห่วงเรื่องความผิดพลาดในการส่งกลับโลก / ความเสี่ยงในการตกใส่แหล่งชุมชน = 0 (เพราะไม่ได้ตกไปไหนตั้งแต่แรกนั่นเอง) / เหมาะกับดาวเทียมที่โคจรในวงโคจรสูงๆ
ข้อเสีย: ไม่นับว่าเป็นการกำจัดขยะอวกาศ เพราะตัวดาวเทียมยังคงอยู่ในวงโคจร / ถึงจะชื่อว่าวงโคจรสุสาน แต่ซักวันก็ต้องเต็มไปด้วยศพ (ดาวเทียม)
อยู่ดี ดังนั้นดาวเทียมสิ้นอายุที่ถูกส่งไปยังวงโคจรสุสานจึงเป็นเสมือนแค่การซื้อเวลาเท่านั้น และอาจส่งผลกระทบร้ายแรงตามมาได้ในระยะยาว เช่นเดียวกับการสะสมของขยะอวกาศในวงโคจรอื่นๆ (ไม่กระทบกับดาวเทียมในวงโคจรอื่นๆ แต่มีผลกับยานอวกาศที่ต้องเดินทางผ่านวงโคจรนี้ในอนาคตอย่างแน่นอน)
จุดจบของดาวเทียม ตายแล้วไปไหน
“ยากกว่าการส่งดาวเทียมขึ้นไป คือการตัดสินใจว่าจะทำอย่างไรในวันที่ดาวเทียมนั้นสิ้นอายุลง”
ประโยคนี้ดูจะสอดคล้องกับความจริงในโลกปัจจุบันนี้มากขึ้นเรื่อยๆ อย่างมิอาจปฏิเสธได้ เพราะด้วยจำนวนของขยะอวกาศที่สะสมเพิ่มไปพร้อมกันกับปริมาณการส่งดาวเทียม (และวัตถุหรือยานอวกาศอื่น ๆ ) ที่มากขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในยุคปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็นดาวเทียมขนาดสื่อสารขนาดใหญ่สำหรับใช้ในเชิงพาณิชย์ไปจนถึง CubeSat ขนาดเล็กที่นักเรียนสามารถประกอบและส่งขึ้นไปลอยรอบโลกได้
ทั้งหมดนี้ล้วนเป็นปัจจัยส่วนหนึ่งที่จะทำให้พื้นที่วงโคจรรอบโลกที่มีจำกัดนั้นลดน้อยลงไปอีก และที่แน่ๆคือปริมาณขยะอวกาศจะเพิ่มขึ้นหลังจากดาวเทียมเหล่านี้ได้ตายลง…
การตายของดาวเทียมและยานอวกาศ
ตอนเด็กๆ ตัวผมเองเคยคิดว่าดาวเทียมมันกับยานอวกาศที่โคจรรอบโลกก็น่าจะเป็นเหมือนดาวเคราะห์น้อยดวงหนึ่ง ที่พอส่งขึ้นไปก็สามารถโคจรไปได้เรื่อยๆอย่างไม่มีที่สิ้นสุด ไม่มีวันหมดอายุและใช้ได้เรื่อย ๆ แต่เมื่อโตมา ความจริงที่ว่าดาวเทียมนั้น “ตายได้” ก็เข้ามาอยู่ในหัวเราในที่สุด
เช่นเดียวกับเครื่องยนต์กลไกอื่นๆบนโลกและทุกสิ่งทุกอย่างในเอกภพ ดาวเทียมนั้นก็มีอายุการใช้งานของมันเช่นกัน เพราะในอวกาศนั้นมีทั้งรังสีและปัจจัยหลายอย่างที่จะค่อยๆคร่าชีวิตยานอวกาศเหล่านี้อย่างช้า ๆ ไปตามกาลเวลา และการที่มันจะ”ตาย”ได้นั้น แบ่งออกได้เป็นหลายสาเหตุ ซึ่งหลักๆแล้วมีดังนี้
ถูกปลดประจำการ
เป็นการตายของดาวเทียมและยานอวกาศที่ดีที่สุดเท่าที่เป็นไปได้แล้ว มักเกิดกับดาวเทียมที่ผ่านการใช้งานมาจนครบหรือเกินอายุการใช้งานที่กำหนดไว้ แน่นอนว่าส่วนใหญ่ศูนย์บังคับการยังสามารถควบคุมดาวเทียมเหล่านี้ได้อยู่ในช่วงวาระสุดท้าย และสามารถที่จะตัดสินใจได้ว่าจะดำเนินการอย่างไรต่อไป
Compton Gamma Ray Observatory
– ถูกปลดประจำการโดย NASA เพราะไจโรสโคปบนยานเสียหาย ก่อนจะถูกควบคุมให้ตกกลับสู่โลกได้สำเร็จ ที่มา – NASA
หายไปไหน ไลน์ไม่ตอบ (ขาดการติดต่อ)
มักเกิดจากการขาดความดูแลเอาใจใส่ หรือให้เวลากับดาวเทียมหรือยานอวกาศไม่มากพอ ทำให้เกิดอาการงอนและไม่ยอมรับสาย (ล้อเล่น) ปัจจัยที่ทำให้ทางภาคพื้นดินไม่สามารถติดต่อกับดาวเทียมได้นั้นมีหลากหลายมาก ทั้งจากธรรมชาติเช่น พายุสุริยะ ไปจนถึงอายุของตัวดาวเทียมเอง
การตายของดาวเทียมรูปแบบนี้มักจะนับเป็นส่วนย่อยของอุบัติเหตุซะมากกว่า แต่ก็มีอีกหลายปัจจัยเช่นกันที่ทำให้ไม่สามารถติดต่อกลับไปยังดาวเทียมหรือยานอวกาศได้ และแน่นอนว่าไม่มีทางควบคุมดาวเทียมได้อีกอย่างแน่นอน หากไม่สามารถทำการติดต่อกลับใหม่ได้
ดาวเทียมสำรวจโลก Envisat
– เป็นหนึ่งในดาวเทียมที่มีขนาดใหญ่ที่สุดที่ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศ ขาดการติดต่อกับทางภาคพื้นดินหลังปฏิบัติภารกิจมาได้เกือบหนึ่งทศวรรษ ปัจจุบันยังคงลอยละล่องอยู่ในวงโคจรเพื่อรอการเก็บกู้ ที่มา – ESA
ข้อดีของการตายรูปแบบนี้คือดาวเทียมมักจะยังคงอยู่ในวงโคจรเดิมในสภาพสมบูรณ์ ทำให้สามารถส่งปอเต๊กตึ๊งไปรับศพกลับมาได้ หากมีความจำเป็นจริงๆ
อุบัติเหตุหรือเรื่องไม่คาดฝัน
เป็นสิ่งที่มีโอกาสเกิดขึ้นได้ตลอดเวลา และมักจะเกิดในช่วงที่ไม่อยากให้เกิด อย่างไรก็ตามหากเกิดขึ้นมาแล้วก็เรียกได้ว่าเป็นหายนะในวงโคจรเลยทีเดียว ส่วนใหญ่ไม่สามารถเก็บกู้ได้ง่าย ๆ (หรืออาจจะไม่เหลืออะไรให้เก็บเลยด้วยซ้ำ) การตายของดาวเทียมหรือยานอวกาศในรูปแบบนี้นับว่าเป็นอะไรที่แก้ไขได้ยากมากที่สุด
Iridium-33 และ Kosmos-2251
– (ในภาพคือโมเดลจำลองของดาวเทียม Iridium) ดาวเทียมทั้งสองชนกันกลางอวกาศ นับเป็นหายนะที่ร้ายแรงที่สุดครั้งหนึ่งที่เกิดขึ้นในอวกาศเลยทีเดียว ที่มา – Kozuch
เกิดข้อผิดพลาด
ในกรณีนี้จะหมายถึงข้อผิดพลาดในตัวดาวเทียมหรือยานอวกาศทั้งก่อนและหลังตัดสินใจจัดการกับตัวดาวเทียมดวงนั้นเมื่อสิ้นสุดอายุขัย เช่นระบบขับเคลื่อนผิดพลาดระหว่างเปลี่ยนวงโคจรไปจนถึงการคำนวณความเร็วผิดจนดาวเทียมดริฟเลยจุดที่กำหนด เป็นต้น
ยานสำรวจ (ที่กลายเป็นดาวเทียม) Fobos-Grunt
– ( ในภาพคือโมเดลจำลองของยาน) คาดว่าเกิดข้อผิดพลาดกับโปรแกรมควบคุมบนตัวยาน ส่งผลให้ระบบขับเคลื่อนยานไม่สามารถทำงานได้ ยานจึงลอยเคว้งอยู่ในวงโคจรโลกเป็นระยะเวลาหนึ่งก่อนจะตกกลับลงมาอย่างไร้การควบคุม ที่มา – Pavel Kolotilov
ซึ่งหากศูนย์บังคับการสามารถแก้ไขสถานการณ์ได้อย่างทันท่วงทีก็มักจะจบแบบแฮปปี้เอนดิ้ง แต่หลายครั้งอีกเช่นกันที่ข้อผิดพลาดเล็กน้อยแบบนี้นี่เอง ที่นำพาไปสู่หายนะอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้หรือทำให้ดาวเทียมต้องตายก่อนกำหนด
มีอีกหลายปัจจัยเสริมที่ทำให้ดาวเทียมสิ้นอายุขัยลงได้ ไม่ว่าจะเป็นปัญหาทางการเงิน คำสั่งของรัฐบาลและปัจจัยภายนอกอื่นๆที่ทำให้มนุษย์ไม่สามารถควบคุมหรือใช้งานดาวเทียมหรือยานอวกาศนั้นได้อีก ย่อมหมายถึงดาวเทียมดวงนั้นต้องสิ้นสุดชีวิตและภารกิจของมันลงอย่างมิอาจหลีกเลี่ยงได้นั่นเอง
สถานีอวกาศ Mir
– ถึงแม้จะถูกควบคุมให้ตกกลับมายังโลกได้สำเร็จ แต่สถานีอวกาศ Mir ต้องสิ้นสุดภารกิจเพราะปัญหาทางการเงินและสภาพความเก่าของสถานีที่ซ่อมไปก็ไม่คุ้ม (สถานีอวกาศนั้นนับเป็นยานอวกาศประเภทหนึ่งแต่โคจรรอบโลกแบบดาวเทียม) ที่มา – NASA
ฝังไม่ได้ เผาไม่ได้ แล้วเราจะทำอย่างไร
การที่ดาวเทียมอยู่ห่างจากพื้นผิวโลกไปถึง 1000 กม. เป็นอย่างน้อย ย่อมหมายความว่าเราไม่สามารถไปเก็บดาวเทียมลงมาได้ง่ายๆเหมือนการเก็บกู้ซากรถยนต์ เครื่องบิน หรือแม้กระทั่งเรือ (ขอให้ท่านผู้อ่านลืมมุขปอเต๊กตึ๊งเมื่อซักครู่นี้ไปก่อน) และคงเป็นเวลาอีกหลายสิบปีกว่าที่เราจะสามารถรีไซเคิลดาวเทียมในอวกาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ดังนั้นแล้วเราจะสามารถแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้อย่างไร คำตอบคือเลือกใช้ทางเลือกที่มีอยู่ในปัจจุบันให้เหมาะสมที่สุด ในการจำกัดดาวเทียมหมดอายุเหล่านี้ไม่ให้กลายไปเป็นเศษซากขยะอวกาศ ที่สามารถก่ออันตรายได้ในอนาคต
ทางเลือก?
ถึงแม้ทางเลือกในการเก็บดาวเทียมเหล่านี้ลงมารีไซเคิลจะยังคงดูเป็นเพียงฝันที่สวยหรู ซึ่งยากจะเป็นไปได้จริงในระยะเวลาอันใกล้ แต่วิธีการในการกำจัดซากศพดาวเทียมที่ใช้ได้ในปัจจุบันก็ไม่ได้แย่ (ที่สุด) ไปซะทั้งหมด
แถมส่วนใหญ่ก็ได้ผ่านการทดสอบและใช้งานจริงมาแล้วนานนับหลายทศวรรษ ซึ่งแต่ละวิธีและทางเลือกก็มีเอกลักษณ์ รวมไปถึงข้อดีข้อเสียที่แตกต่างกันไป ดังนี้
คืนสู่พื้นพสุธา – การควบคุมดาวเทียมกลับเข้าสู่โลก (Controlled Re-entry)
เป็นวิธีการหลักที่ใช้ในการนำเอาทั้งยานอวกาศ ดาวเทียมไปจนถึงจรวดกลับมาสู่โลก ซึ่งมีหลากหลายรูปแบบตั้งแต่การนำยานกลับมาแบบครบถ้วนสมบูรณ์เช่นกระสวยอวกาศ, การนำกลับมาบางส่วนเช่นยานโซยุส และจรวดฟัลคอนของ SpaceX, ไปจนถึงรูปแบบที่เราจะพูดถึงกัน นั่นก็คือการนำดาวเทียมกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศเพื่อให้เผาไหม้และถูกทำลายไปทั้งหมด หรือควบคุมให้ไปตกในบริเวณที่ไร้ผู้คน (เช่นตอนล่างของมหาสมุทรแปซิฟิก)
วิธีนี้เป็นหนึ่งในหลักปฏิบัติสากลในการจัดการกับดาวเทียมที่ตายแล้วเพื่อไม่ให้กลายเป็นขยะอวกาศในอนาคต ซึ่งดาวเทียมดวงแรกๆอย่างสปุตนิก 1 ก็จบชีวิตด้วยวิธีนี้เช่นกัน (หลังจากปลดประจำการไปแล้วประมาณ 2 เดือน) รวมไปถึงดาวเทียมอื่นๆในยุคเริ่มต้นของการสำรวจอวกาศ (ซึ่งอยู่ในวงโคจรระดับ
ต่ำและตกกลับลงมาตามหลักการ Orbital decay)
ไม่ใช่กับแค่ดาวเทียมเท่านั้น แต่วีธีที่ดีที่สุดในการจัดการกับขยะอวกาศคือการส่งมันกลับมาสู่โลก เพื่อไม่ให้เป็นอันตรายกับวัตถุอื่นๆในวงโคจร เช่นในภาพคือถังเชื้อเพลิงภายนอกของกระสวยอวกาศซึ่งกำลังดิ่งกลับสู่ชั้นบรรยากาศโลกหลังจากแยกออกจากตัวยานได้สำเร็จ ที่มา – NASA
เทคนิคในการนำดาวเทียม (และยานอวกาศประเภทอื่น) กลับสู่โลกนั้น หลักๆแล้วก็มี 2 รูปแบบคือแบบควบคุม และไม่ควบคุม
แบบแรกคือการใช้อุปกรณ์บังคับทิศทาง หรือเครื่องยนต์ของดาวเทียมดวงนั้นในการควบคุมดาวเทียมให้ลดระดับลง จนถูกแรงโน้มถ่วงโลกดึงให้หล่นกลับเข้าไป และถูกเผาไหม้ไปในชั้นบรรยากาศในที่สุด หากมีชิ้นส่วนใดเหลืออยู่ก็จะไปตกในพื้นที่ที่ได้คำนวณไว้ ซึ่งทำให้วิธีนี้เป็นหนึ่งในวิธีที่ดีที่สุดในการจัดการกับดาวเทียมสิ้นอายุทั้งหลาย
แบบหลังคือการปล่อยให้ดาวเทียมตกลงมาเลยโดยไม่ได้ทำการควบคุมอะไรทั้งสิ้น ถึงแม้จะลดขยะอวกาศได้เช่นเดียวกับวิธีแรก แต่หากดาวเทียมไปตกใส่หัวใครเค้า ก็นับได้ว่าเป็นหายนะแน่ๆ ดังนั้นวิธีหลังนี้จึงไม่ค่อยถูกใช้อีกต่อไปแล้ว นอกเสียจากจะเป็นดาวเทียมยุคก่อน (ที่ขาดการติดต่อไปหลังปลดประจำการทำให้ควบคุมไม่ได้ แต่สามารถปล่อยให้ตกกลับมาได้ตามหลัก Orbital Decay) หรือดาวเทียมสมัยใหม่ที่ไม่มีเครื่องยนต์ควบคุมทิศทางซึ่งมักจะเป็นดาวเทียมขนาดเล็กอย่างพวก CubeSat
อย่างไรก็ตาม ดาวเทียมส่วนใหญ่ในปัจจุบันมีเครื่องยนต์หรืออุปกรณ์สำหรับควบคุมระดับวงโคจรเพื่อการนี้โดยเฉพาะ และในอนาคตก็อาจจะเป็นข้อบังคับสากลในการสร้างดาวเทียมอีกด้วย
ข้อดี: แทบจะไม่เหลืออะไรทิ้งไว้ในอวกาศเลย / เป็นการเก็บกวาดขยะอวกาศที่มีประสิทธิภาพที่สุด
ข้อเสีย: มีความเสี่ยงในการตกใส่ย่านชุมชนหรือที่อยู่อาศัย / หากวัสดุอันตรายเหลือรอดจากการเผาไหม้จนตกกลับถึงโลก อาจทำให้เกิดการปนเปื้อนได้
สู่ห้วงนภาและดวงดารา – วงโคจรสุสาน (Graveyard Orbit)
ถ้าเอาลงมาไม่ได้ ก็ส่งกลับขึ้นไปให้ไกลกว่าเดิมสิ ทางเลือกนี้อาจจะฟังดูไม่ค่อยเข้าท่าเท่าไหร่ แต่อย่าลืมว่าดาวเทียมแต่ละดวงนั้นมีพื้นที่จำกัดในการขนเชื้อเพลิงหรือติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมทิศทาง ทำให้ดาวเทียมที่อยู่ห่างจากพื้นผิวโลกมากๆ อย่างพวกที่อยู่ในวงโคจรสถิตย์หรือวงโคจรค้างฟ้า (GEO – Geostaionary Orbit) ซึ่งห่างจากพื้นผิวโลกมากถึง 35,786 กม. ไม่สามารถถูกส่งกลับเข้ามาสู่โลกได้โดยง่าย การส่งดาวเทียมขึ้นไปในโคจรสุสานที่อยู่ห่างไปไม่ไกลนั้นดูจะเป็นสิ่งที่เข้าท่ากว่า เพราะสามารถการันตีได้ว่าดาวเทียมจะไปถึงที่หมาย (วงโคจรสุสาน) ได้แน่ๆ และไม่รบกวนกับดาวเทียมอื่นๆที่ใช้งานอยู่ในระดับวงโคตรที่ต่ำกว่าอย่างแน่นอน ถึงแม้จะกลายสภาพเป็นขยะอวกาศไปหลังจากนั้นก็ตาม
ดาวเทียมสำรวจโลกหรือดาวเทียมสำรวจสภาพอากาศอย่างเช่นดาวเทียม GOES 8
ในภาพนั้นอยู่ในวงโคจรที่สูงมาก (วงโคจรค้างฟ้า) เพื่อที่จะได้เก็บภาพของโลกได้ทั้งหมด ส่วนใหญ่จึงถูกส่งไปยังวงโคจรสุสานหลังสิ้นสุดภารกิจ – ที่มา NOAA
ข้อดี: ไม่ต้องห่วงเรื่องความผิดพลาดในการส่งกลับโลก / ความเสี่ยงในการตกใส่แหล่งชุมชน = 0 (เพราะไม่ได้ตกไปไหนตั้งแต่แรกนั่นเอง) / เหมาะกับดาวเทียมที่โคจรในวงโคจรสูงๆ
ข้อเสีย: ไม่นับว่าเป็นการกำจัดขยะอวกาศ เพราะตัวดาวเทียมยังคงอยู่ในวงโคจร / ถึงจะชื่อว่าวงโคจรสุสาน แต่ซักวันก็ต้องเต็มไปด้วยศพ (ดาวเทียม)
อยู่ดี ดังนั้นดาวเทียมสิ้นอายุที่ถูกส่งไปยังวงโคจรสุสานจึงเป็นเสมือนแค่การซื้อเวลาเท่านั้น และอาจส่งผลกระทบร้ายแรงตามมาได้ในระยะยาว เช่นเดียวกับการสะสมของขยะอวกาศในวงโคจรอื่นๆ (ไม่กระทบกับดาวเทียมในวงโคจรอื่นๆ แต่มีผลกับยานอวกาศที่ต้องเดินทางผ่านวงโคจรนี้ในอนาคตอย่างแน่นอน)