Rocket Sciences ทำไมสัญญาณชอบหายเวลา Falcon 9 ลงจอดบน Drone Ship SpaceX จงใจตัดภาพหรือเปล่า
ทำไมสัญญาณชอบหายเวลา Falcon 9 ลงจอดบน Drone Ship SpaceX จงใจตัดภาพหรือเปล่า

Chottiwatt Jittprasong

ทำไมสัญญาณชอบหายเวลา Falcon 9 ลงจอดบน Drone Ship SpaceX จงใจตัดภาพหรือเปล่า

June 3, 2020

หลาย ๆ คนหากได้ดูถ่ายทอดสดการปล่อยของยาน Crew Dragon ไปกับจรวด Falcon 9 ในเที่ยวบิน Crew Dragon Demo-2 นั้นอาจจะได้ติดตามการลงจอดของ First Stage Booster ในช่วง T-plus 9 นาทีหลังก่อนปล่อยด้วยแต่น่าเสียดายที่ภาพจาก Of Course I Still Love You หรือ OCISLY อยู่ ๆ ก็ LOS แล้วตัดไปแล้วก็ตัดกลับมาอีกทีตอนที่ First Stage Booster ลงจอดแล้ว ซึ่งเหตุการณ์แบบนี้่เกิดขึ้นทุกครั้งเป็นปกติเนื่องด้วยอุปกรณ์บน OCISLY ไม่ใช่การตัดต่อเพื่อปลอมการลงจอดแต่อย่างใด ในบทความนี้เราจะมาพูดถึงสาเหตุที่ Broadcast ของ OCISLY ถูกตัดไประหว่างการลงจอด

ภาพจาก Live สดบรรยายไทยการปล่อยของเที่ยวบิน Crew Dragon Demo-2 – ที่มา Spaceth.co

เหตุมาจากแรงสั่นสะเทือน

Drone Ship หรือฐานลงจอดกลางมหาสมุทรของ SpaceX นั้นถูกสร้างมาเพื่อไปรับ First Stage Booster นอกชายฝั่งในกรณ๊ที่ Booster มีเชื้อเพลิงไม่พอที่จะทำ RTLS (Return to Launch Site) เพื่อกลับมายังฐานปล่อย สามารถอ่านบทความเกี่ยวกับ ASDS ได้ที่นี่ โดยปกติแล้ว Drone Ship จะวางตำแหน่งห่างจาก Launch Site ตั้งแต่ 300 กิโลเมตรขึ้นไป ในเที่ยวบิน Demo-2 นี้ Of Course I Still Love You ที่ถูกใช้ในภารกิจอยู่ห่างจากฐานปล่อยประมาณ 510 กิโลเมตร ที่ระยะไกลขนาดนั้นการที่จะส่งข้อมูลอะไรก็ตามกลับมาที่ Mission Control Center (MCC) จำเป็นต้องใช้สัญญาณจากดาวเทียมเท่านั้น บน ASDS จะมีจานดาวเทียมแบบ Directional Antenna ติดไว้อยู่เพื่อส่งข้อมูล Telemetry ต่าง ๆ ขึ้นไปให้ดาวเทียมและให้ดาวเทียมส่งต่อกลับไป MCC อีกที ข้อมูลที่ส่งนั้นมีหลายกหลายมากตั้งแต่ ข้อมูล GPS ที่ใช้ในการควบคุมตำแหน่งของตัว Drone Ship ข้อมูลสถานะต่าง ๆ พวก Telemetry รวมถึงวีดีโอ Broadcast สดที่เราดูกันต่างก็ถูกส่งผ่านดาวเทียมทั้งสิ้น

จานดาวเทียม Up-link แบบ Directionalu บน ASDS – ที่มา Space Exploration Stack Exchange

เคยมีวิดีโอ Why does the SpaceX droneship camera cut out? อธิบายการทำงานของ Directional Antenna หรือจานดาวเทียมแบบ Beam นั้นทำงานโดยการยิงสัญญาณคล้ายกับการยิง Laser เรียกว่า Beam ไปหาดาวเทียมสื่อสารที่อยู่ในวงโคจรโลกเพื่อส่งข้อมูลให้ดาวเทียมก่อนจากนั้นดาวเทียมจึงยิงสัญญาณแบบ Directional กลับมาที่ภาคพื้นโลกอีกที Directional Antenna นั้นทำหน้าที่คล้าย ๆ กับเสาสัญญาณ TV ที่เราอาจจะเคยเห็นกันบ่อย ๆ เรียกว่า Log -periodic antenna (LPDA)

เสาสัญญาณแบบ Log-periodic antenna (LPDA) – ที่มา BAZ Antenna

LPDA ทำงานโดยการส่งคลื่นวิทยุแบบ Directional ซึ่งก็คือเหมือนยิง Laser ไปทางที่มันหัน หันไปทางไหนก็ยิงไปทางนั้นเพราะฉะนั้นจานรับสัญญาณที่หันมาไม่ตรงกับพื้นที่ของ Beam ก็จะไม่ได้รับสัญญาณ ซึ่งเสาสัญญาณแบบ Directional antenna นั้นนิยมเป็นอย่างมากทั้งในด้านการใช้งานกับระบบ Deep Space Network ที่มีจานดาวเทียมขนาดใหญ่จำนวนมากตั้งอยู่ทุกด้านของโลกใช้สำหรับสื่อสารกับยานที่อยู่นอกวงโคจรโลกอย่างเช่นยาน Voyager 1 ที่การสื่อสารก็เป็นแบบ Directional ด้วยการเล็งจานดาวเทียมไปที่ตำแหน่งของยานแล้วยิงสัญญาณไป ส่วนยานก็เล็งจานดาวเทียมหันมาหาโลกและยิงสัญญาณกลับมาโลก ซึ่งล้วนแล้วแต่เป็นแบบ Directional

สามารถอ่านบทความเกี่ยวกับ Deep Space Network ได้ที่นี่ Deep Space Network คืออะไร เบื้องหลัง การสื่อสารของภารกิจสำรวจอวกาศห้วงลึก

สรูปแบบของเสาสัญญาณ – ที่มา BehrTech

ส่วนเสาสัญญาณอีกแบบก็คือเสาสัญญาณแบบ Omnidirectional (Omni หมายถึงทุกทิศทาง) ที่จะส่งสัญญาณไปทุกทิศทุกทางเลยและเป็นเสาสัญญาณที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้ไม่ว่าจะเป็นสัญญาณโทรศัพท์หรือสัญญาณ Wireless Fidelity (Wi-Fi) ก็ล้วนเป็นแบบ Omnidirectional ทั้งนั้น ข้อดีของเสาสัญญาณแบบ Omnidirectional ก็คือมันครอบคลุมพื้นที่กว้างกว่าแบบ Directional แต่ทำไม ASDS ไม่ใช้เสาสัญญาณแบบนี้ละ

นั้นเป็นเพราะว่า Omnidirectional Antenna นั้นมีระยะการทำงานที่ต่ำมากเทียบกับแบบ Directional และใช้พลังงานสูงในการกระจายสัญญาณ หากเราสังเกตุกันจะพบว่าสัญญาณ Wi-Fi นั้นจริง ๆ ระยะได้อย่างเก่งสุดที่คนเคยทำได้ก็ไม่เกิน 1 กิโลเมตรเพราะ Transmission Power ที่ต้องใช้นั้นมันสูงมากเพราะจะต้องกระจายสัญญาณไปทุกทิศทาง ที่ ASDS ใช้ Directional Antenna ก็เพราะว่ามันไม่จำเป็นต้องกระจายสัญญาณไปทุกทิศทางแต่สามารถเล็งและรวมสัญญาณเป็นเส้น Beam แล้วยิงไปทิศทางได้ทิศทางนึงได้เลยและที่ ๆ เสาสัญญาณบน ASDS ยิงไปก็คือดาวเทียมสื่อสาร (Relay satellite)

Beam ที่ยังจาก Directional Antenna บน ASDS ไปดาวเทียม – ที่มา Primal Space

ที่นี้เรื่องมันเกิดก็ตอนที่ Booster เข้าใกล้ ASDS ขึ้นเรื่อย ๆ เปลวเพลงรวมถึงแรงสั่นสะเทือนจาก Shockwave ของกำลังขับจากเครื่องยนต์ Merlin ของ Booster กระทบเข้ากับ Platform ลงจอดบน ASDS และเพราะว่า ASDS ลอยอยู่บนน้ำการถูกแรงดันจากข้างบนจะทำให้ ASDS จมลงน้ำแล้วเด้งขึ้นมาจากแรงพยุงทำให้ ASDS โคลงเคลงและการโคลงเคลงของ ASDS นี้เองที่ทำให้ Beam ที่ยิงมาจาก Directional antenna เบี้ยวไปด้วยยิงไปไหนก็ไม่รู้ไม่โดนดาวเทียมทำให้สัญญาณ Broadcast หายไปพอหลังลงจอดแล้ว ทุกอย่างนิ่ง Directional antenna สามารถกลับมาล็อกสัญญาณให้ตรงกับดาวเทียมได้อีกครั้งวีดีโอ Broadcast ก็กลับมาและนั้นเป็นเหตุผลที่ทำให้สัญญาณหายระหว่างการลงจอด

ที่การสั่นนั้นส่งผลต่อลำสัญญาณหรือ Beam เป็นอย่างมากนั้นเพราะว่าดาวเทียมที่ ASDS ยิงไปเป็นดาวเทียมในวงโคจร LEO ซึ่งเป็นโครงข่ายของ TDRS (Tracking and Data Relay Satellites) ซึ่งเคลื่อนที่ตลอดเวลาทำให้ Directional antenna ต้องคอยตามดาวเทียมไปด้วย การสั่นเพียงนิดเดียวก็สามารถทำให้สัญญาณภาพขาดหายได้นั้นเอง และนั้นก็เป็นที่มาของมีมนี้

อย่างไรก็ตามสัญญาณขาดหายก็ไม่ได้หมายความว่า ASDS ไม่ได้บันทึกวินาทีการลงจอดไว้เพียงแต่มันไม่ได้ถูกส่งมาใน Live เพราะสัญญาณขาดหาย หลังจาก Drone Ship เดินทางกลับมาถึงฝั่ง SpaceX คงอัพโหลดวินาทีการลงจอดให้เราได้ดูกัน

หมายเหตุ: ภาพปกบทความไม่ใช่ภาพการลงจอดในเที่ยวบินนี้แต่อย่างใดเพราะเราก็ไม่มีภาพเช่นกัน (ฮา)

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO







In Coversation

เรื่องราวน่าสนใจที่กำลังเป็นบทสนทนา