การติดต่อสื่อสาร และจัดการงานกับลูกเรือบนสถานีอวกาศนานาชาติ

ในบทความเรื่อง สถานีอวกาศนานาชาติ มีขั้นตอนการผลัดเปลี่ยนลูกเรืออย่างไร เราได้อธิบายความรู้เรื่องการผลัดเปลี่ยนลูกเรือบนสถานีอวกาศนานชาติ ในลักษณะการแบ่ง Expedition กันไปแล้ว ในบทความนี้ เราจะมาอธิบายวิธีการจัดการกับภารกิจบนสถานีอวกาศนาชาติ ซึ่งก็คือการติดต่อสื่อสารกับนักบินอวกาศ การจัดการตารางงาน ตลอดไปจนถึงการจัดการกับ Payload หรือสิ่งของต่าง ๆ ที่ถูกส่งขึ้นไปบนตัวสถานี

โดยสิ่งแรกที่เราจะต้องเข้าใจกันก่อนก็คือ สถานีอวกาศนานาชาตินั้น เป็นโครงการที่ไม่ได้มีประเทศใดประเทศหนึ่งเป็นเจ้าของ แต่เกิดจากการเอาโมดูล (Module) ของแต่ละประเทศมาประกอบเข้าด้วยกัน ได้แก่

• โมดูลของรัสเซีย ได้แก่ Zvesda และ Zarya ที่อยู่ด้านหลังสุดของสถานีอวกาศนานาชาติ ซึ่งทั้งสอง จะมีโมดูลขนาดเล็กย่อยลงไปอีก แต่หลัก ๆ เราจะนับจุดเริ่มต้นของฝั่งรัสเซียที่ Zarya
• โมดูลของสหรัฐฯ หรือ NASA นับเริ่มต้นจาก Unity เป็นต้นมา จนถึง Destiny, Harmony
• โมดูลของฝั่งยุโรป หรือ ESA ซึ่งหากเราเดินมาถึงบริเวณ Node 2 ด้านหน้าของสถานีที่เป็นจุดสิ้นสุดของ Harmony เราจะเลี้ยวขวาไปเจอโมดูล Columbus ของ ESA
• โมดูลฝั่งญี่ปุ่น หรือ JAXA ที่อยู่ด้านซ้าย ตรงข้ามกับ Columbus ของยุโรป ชื่อว่า JEM หรือ Japanese Exploration Module แต่ส่วนมากจะเรียกกันด้วยชื่อเล่นว่า Kibo

เราจะสังเกตว่าองค์การอวกาศแคนาดา (Canadian Space Agency) จะไม่ได้มี Module บนตัวสถานี แต่จะรับหน้าที่ออกแบบและสร้างแขนกลแทน เราจึงเรียกทั้งหมดนี้ว่าสถานีอวกาศนานาชาตินั่นเอง

และการจัดการกับนักบินอวกาศบนสถานี รวมถึงการจัดการกับกิจกรรมบนสถานทั้งหมด เราจะเรียกรวม ๆ ว่า “Spaceflight Operation” หรือ “Human-Spaceflight Operation”

ศูนย์ควบคุมสถานีอวกาศนานชาติ

จากด้านบนที่เราอธิบายไปแล้วว่า จะมีโมดูลฝั่ง สหรัฐฯ รัสเซีย ยุโรป และญี่ปุ่น ทำให้แต่ละชาติ จะต้องมีศูนย์ควบคุมของตัวเอง โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อติดต่อสื่อสารกับนักบินอวกาศของประเทศตัวเอง ซึ่งสมมติว่า มีคนไทยได้เดินทางขึ้นไปบนสถานีอวกาศนานาชาติ เราจะไม่มีสิทธิ์มีศูนย์ควบคุมเองเพราะเราจะต้องทำงานผ่านประเทศที่ให้เราไป เช่น ถ้าเราไปกับญี่ปุ่น เราก็จะต้องทำงานกับฝั่งญี่ปุ่น

ดังนั้น ศูนย์ที่ใช้ในการควบคุมสถานีอวกาศนานชาติ จะตั้งอยู่ในประเทศสมาชิกหลัก ได้แก่

• สหรัฐอเมริกา จะใช้ศูนย์ควบคุม Christopher C. Kraft Jr. Mission Control Center ใน Johnson Space Center ที่เมืองฮูสตัน รัฐเท็กซัส โดยใช้ชื่อเรียกขาน (Call sign) ว่า “Huston”
• รัสเซีย ใช้ศูนย์ควบคุม RKA Mission Control Center ในกรุงมอสโคว โดยจะใช้ Call sign ว่า “Moscow” หรือ “TsUP”
• ญี่ปุ่น ใช้ศูนย์ควบคุม JEM Control Center ใน Tsukuba Space Center เมืองสึคุบะ ประเทศญี่ปุ่น และใช้ Call sign ว่า “Tsukuba”
• ยุโรป หรือ ESA ใช้ศูนย์ควบคุม Columbus Control Center ในเมืองโอเบอร์ฟัฟเฟิ่นโฮเฟ่น นอกเมืองมิวนิก ในแคว้นบาวาเรียก สหพันธรัฐเยอรมนี และใช้ Call sign ว่า “Munich”

โดยที่ ในการติดต่อสื่อสารกับนักบินอวกาศ ทุกศูนย์จะเรียกนักบินอวกาศบนสถานีอวกาศนานชาติว่า “Station” เหมือนกันทั้งหมด

นอกจากศูนย์อวกาศที่ดูแลนักบินอวกาศแล้ว อาจมีการทำงานร่วมกับศูนย์ที่ดูแลเรื่อง Payload หรือสิ่งของต่าง ๆ การทดลองต่าง ๆ ที่ถูกส่งขึ้นไปยังสถานีอวกาศ โดย NASA จะมีทีมที่ดูแลด้าน Payload โดยเฉพาะ เรียกว่า International Space Station Payload Operation Center ซึ่งตั้งอยู่ใน Marshall Spaceflight Center ในเมืองฮันส์วิล รัฐอลาบามา และจะใช้ Call sign ว่า “Huntsville”

แน่นอนว่าก่อนที่นักบินอวกาศจะขึ้นไปอยู่บนสถานีอวกาศนาชาติได้ ก็จะต้องมีการนำส่งนักบินอวกาศเหล่านั้นขึ้นไปกับยานต่าง ๆ ซึ่งในการปล่อยยาน ก็จะมีศูนย์ควบคุมที่ดูแลโดยเฉพาะ แล้วแต่ฐานปล่อยหรือยานอวกาศที่ใช้ เช่น หากเป็นภารกิจ Commercial Crew ของ NASA ที่มีการใช้ยานอวกาศ Dragon และจรวด Falcon 9 ศูนย์ควบคุมก็จะอยู่ที่ฐานปล่อย คือแหลมคะเนเวอรัล ที่ Kenndy Space Center และศูนย์ควบคุมของ SpaceX ในเมืองฮาวโทรน รัฐแคลิฟอร์เนีย

ซึ่งในกรณีนี้ ศูนย์ควบคุมของ SpaceX จะทำหน้าที่ดูแลนักบินอวกาศในระหว่างการเดินทาง ไปจนถึงนักบินอวกาศเชื่อมต่อยาน (Docking) เข้ากับสถานีอวกาศนาชาติเรียบร้อย ก็จะถือว่าจบสิ้นภารกิจ และส่งต่อการดูแลทั้งหมดไปให้ Huston แทน ซึ่งในกรณีนี้ก็จะรวมไปถึงการจัดการกับการนำส่งนักบินอวกาศกลับสู่โลกหรือ Splash Down ด้วยเช่นกัน

หน้าที่ของเจ้าหน้าที่ในศูนย์ควบคุม

ในงาน Spaceflight Operation เราจะเรียกเจ้าหน้าที่ที่ทำงานว่า Flight controllers ซึ่งในการเป็น controllers นั้นก็จะมีตำแหน่งต่าง ๆ แยกย่อยไป ซึ่งในแต่ละองค์การอวกาศอาจจะไม่ได้เหมือนกันซะทีเดียว หรือมีชื่อเรียกเฉพาะ ดังนั้น เราจะต้องค่อย ๆ อธิบายแบ่งตามองค์การไป โดยเริ่มจาก NASA ก่อน

สำหรับ NASA นั้น อ้างอิงจากเอกสารใน NASA Flight Operations เราจะเรียก Control Room ว่า FCR หรือ Flight Control Room โดยด้านในจะมีจอขนาดใหญ่ฉายภาพสิ่งที่เกิดขึ้นบนสถานีอวกาศนานาชาติ และมีเจ้าหน้าที่ประจำตำแหน่งดังนี้

• Attitude Determination and Control Officer (ADCO)
• Communication Radio Frequency Onboard Network Utilization Specialist (CRONUS)
• Environmental and Thermal Operating Systems (ETHOS) ดูแลด้านสภาพแวดล้อมในสถานี
• Station Power, Articulation and Thermal Control (SPARTAN) ดูแลระบบปรับอากาศและพลังงาน
• Extra-Vehicular Activity (EVA) Officer ดูแลการทำ EVA
• Robotics Officer (ROBO) ดูแลทุกอย่างที่เกี่ยวกับหุ่นยนต์กลไก
• Operations Support Officer (OSO) ดูแลด้านการจัดการตารางงาน
• Trajectory Operations Officer (TOPO) ดูแลวิถีโคจร การรักษาระดับความสูง (Altitude Control)
• Visiting Vehicle Officer (VVO) ดูแลเรื่องยานอวกาศที่มาเชื่อมต่อ
• Operations Planner (Ops Plan) คนแพลนงานต่าง ๆ ของนักบินอวกาศ

นอกจากนี้ จะยังมีตำแหน่งที่เป็น Vehicle Integration and Daily Operations Positions เช่น Plug-in Plan Logistics and Utilization Officer (PLUTO) และ Integration and Systems Engineer (ISE)

ซึ่งเจ้าหน้าที่เหล่านี้จะมาจากโมเดลการทำงานแบบ Integrated Mission Operations Contract หรือ IMOC ซึ่ง ปัจจุบัน NASA ใช้บริษัทเอกชนมาดูแล ได้แก่บริษัท Stinger Ghaffarian Technologies (SGT) ในช่วงสัญญาจนถึงปี 2023 (ข่าว – NASA Awards Mission Operations Support Contract) และในปี 2023 จนถึง 2028 ก็จะเป็นบริษัท KBR Wyle Services (ข่าว – NASA Awards Integrated Mission Operations Contract III)

อย่างไรก็ตามใน FCR ก็จะมีตำแหน่งที่ NASA ใช้เจ้าหน้าที่ของตัวเองเข้ามาทำ ได้แก่

• Flight Director (FD)
• Capcom (Capsule Communication)
• GC (Ground Control)
• Biomedical Flight Controllers (BME) และ SURGEON

โดยตำแหน่งหลัก ๆ ที่เราควรรู้นั้นก็คือ ตำแหน่ง 4 ตำแหน่งด้านบนนี้แหละ ที่เรามักจะได้ยินกันบ่อย ๆ โดยเฉพาะ CAPCOM ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นคนสื่อสารกับนักบินอวกาศเป็นหลัก ส่วน BME และ SURGEON จะเป็นคนดูแลด้านสุขภาพและความเป็นอยู่ของนักบินอวกาศ โดยทั้งหมด จะรับคำสั่งจาก FD หรือ Flight Director ซึ่งจะนับว่าเป็นตำแหน่งที่ใหญ่ที่สุดใน FCR

เชื่อว่า หลายคนน่าจะมองโมเดลออกกันแล้ว ทีนี้อยากให้นึกว่าโมเดลการควบคุมของ Controller ประเทศอื่น ๆ ก็จะใช้การจัดวางโครงสร้างใกล้เคียงกันแบบนี้ ยกตัวอย่างเช่นของญี่ปุ่น

สำหรับฝั่ง JAXA ซึ่งมีโมดูล KIBO หรือ JEM อยู่บนสถานีอวกาศนานาชาตินั้น ก็จะทำงานเมื่อมีนักบินอวกาศญี่ปุ่น ประจำอยู่บนสถานีอวกาศนานาชาติ ใน Expeiditon นั้น ๆ หรืออาจทำงานเมื่อมีการหยิบยืมเวลานักบินอวกาศต่างชาติหรือชาติพันธมิตรมาทำงานใน KIBO

โมเดลของ JAXA จะเรียกว่า JAXA Flight Control Team (JFCT) ซึ่งประกอบไปด้วย

• JAXA Flight Director (J-FLIGHT) เป็นคนดูแลภาพรวมทั้งหมด
• Control and Network Systems, Electrical Power, and ICS Communication Officer (CANSEI) ดูแลทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับระบบคอมพิวเตอร์ อิเล็กโทรนิคและการสื่อสาร
• Fluid and Thermal Officer (FLAT) ดูเรื่องอุณหภูมิและของไหล (ในที่นี้หมายถึงระบบหล่อเย็นสถานี)
• Astronaut Related IVA and Equipment Support (ARIES) (ดูแลอุปกรณ์ต่าง ๆ ในตัวสถานี)
• Kibo Robotics Team (KIBOTT) ดูแลทุกอย่างที่เป็นกลไกการขยับ เช่น ขนกล
• JEM Communicator (J-COM) พูดคุยสื่อสารกับนักบินอวกาศ​ (เทียบเท่ากับ CAPCOM)
• JAXA Planner (J-PLAN) ดูแลตารางงานทั้งหมดของนักบินอวกาศ
• Tsukuba Ground Controller (Tsukuba GC) ดูแลระบบ Ground การติดต่อสื่อสาร ของ Tsukuba
• JEM Payload Officer (JEM PAYLOADS) ดูแลและจัดการทะเบียน Payload สิ่งของต่าง ๆ
• JAXA Extravehicular Activity (JAXA EVA) ดูแลการทำ EVA หรือการออกไปนอกสถานี

และทาง JAXA ก็มี Payload Operation Center เช่นกัน เรียกว่า Payload Flight Control Team เนื่องจากญี่ปุ่น มีการจัดการกับ Payload และการทดลองค่อนข้างเยอะ แถมยังมี Exposed Facility  ซึ่งเป็นบริเวณการทดลองภายนอกของตัวสถานีอวกาศด้วย จึงต้องมีทีม Exposed Facility Payload Officer (ExPO) เข้ามาดูแล

นอกจากฝั่งสหรัฐฯ และฝั่งญี่ปุ่น แล้วยุโรปกับรัสเซียก็มีลักษณะการดำเนินงานใกล้เคียงกัน และเนื่องจากในตอนนี้เราจะโฟกัสที่การติดต่อสื่อสารกับนักบินอวกาศเป็นหลัก จึงอาจจะยังไม่ได้ไล่รายชื่อของทีม Flight Controller ทั้งหมดให้ฟัง แต่จะพูดถึงเรื่องการติดต่อสื่อสารและควบคุมตารางงานแทน

แล้วนักบินอวกาศทำงานอะไร จัดการงานอย่างไร

บนสถานีอวกาศนานาชาติ นักบินอวกาศจะต้องทำงานอย่างเป็นเวลา ตามกำหนดที่ได้ถูก Plan ไว้ล่วงหน้า โดย The International Execute Planning Team (IEPT) เราจะเรียกตารางเวลาดังกล่าวนี้ว่า Increment ซึ่งวิธีการจัดการจะแบ่งเป็น

• On-Orbit Operations Plan (OOS) เป็นแผนงานว่าแต่ละสัปดาห์ของ Increment จะเกิดอะไรขึ้นบ้างสำหรับ Expedition นั้น ๆ
• Short-Term Plans (STP) เป็นแผนงานย่อยว่าแล้วในสัปดาห์นั้นมีงานอะไรที่ต้องทำ

โดยทั้งหมดจะถูกเอามาเขียนเป็น Weekly Lookahead Plan (WLP) ดังนั้น เราจะสังเกตว่าการแบ่งเวลา เราจะแบ่งเป็น Week เช่น Expedition 41 Week 1 ตามภาพด้านล่าง ซึ่งวันเริ่มต้นของสัปดาห์ก็จะเป็นวันจันทร์ เช่น วันจันทร์ที่ 8 ของเดือนกันยายน 2014 ซึ่งเป็นวันที่ 251 ของปี จะเป็น Week 1 ของ Expedition 41 (ที่จะถูก Transfer ไป Expedition 42)

และหลังจากที่ OOS ได้กลายมาเป็น WLP และถูกเขียนออกมาเป็น STP แล้ว STP จะถูกทำออกมาเป็นตารางหน้าที่ของสองฝั่งด้วยกันได้แก่ฝั่ง Onboard Short Term Plan แจกจ่ายให้กับฝั่ง Ground (ศูนย์ควบคุม) และฝั่ง Onboard (สถานีอวกาศนานชาติ)

โดยนักบินอวกาศ จะต้องปฏิบัติตามตารางงานเหล่านี้อย่างเคร่งครัด ซึ่งมีข้อสังเกตว่าตารางงานของนักบินอวกาศในยุคหลังจะหลวมกว่าในช่วงแรกมาก เพื่อไม่ให้นักบินอวกาศเกิดความเครียดในการทำงาน และสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด

โดย Onboard Short Term Plan นั้นจะถูกเปิดโดยโปแกรมที่ชื่อว่า Onboard Short Term Plan Viewer บนคอมพิวเตอร์ของสถานีอวกาศนานชาติ (ซึ่งส่วนมากก็คือ Lenovo Think Pad) โดยการเอา OSTPV มาแสดง บางทีก็จะมีการพัฒนา Interface ใหม่ ๆ ขึ้นมา ยกตัวอย่างเช่นโปรแกรม Playbook ที่มีลักษณะ UI เป็น Drag and Drop และเป็น Web Base

โดยช่วงเวลาที่ให้นักบินอวกาศได้พักนั้นจะเรียกว่า Off Duty ซึ่งจะตรงข้ามกับ On Duty โดยนักบินอวกาศามารถใช้เวลาดังกล่าวในการปฏิบัติภารกิจส่วนตัว ไปจนถึงทำงานอดิเรกของตัวเองเช่น อ่านหนังสือหรือแม้กระทั่งการทำคอนเทนต์ในอวกาศ โดยเราจะสังเกตว่านักบินอวกาศจะเล่น Twitter (X ปัจจุบัน) หรือ Social Media อื่น ๆ เยอะมาก เนื่องจากเป็นช่องทางสำคัญที่ทำให้คนบนโลกได้รับรู้ถึงกิจกรรมที่กำลังเกิดขึ้นบนสถานีอวกาศ และสร้างแรงบันดาลใจทำให้คนรู้สึกว่าอวกาศนั้นไม่ได้ไกลตัว

ในที่สนใจเรื่องนี้แนะนำหนังสือ The International Space Station Operating an Outpost in the New Frontier

ทั้งหมดนี้ เราจะเห็นว่า การจัดการ Human Spaceflight นั้นเป็นศาสตร์ที่ซับซ้อนกว่า Robotic Spaceflight เป็นอย่างมาก ดังนั้น เราจะสังเกตว่าแม้กระเทศต่าง ๆ จะมีนักบินอวกาศเป็นของตัวเอง แต่ศาสตร์ด้านการจัดการตารางงาน การจัดการกับกิจกรรมบนสถานี จะมี Practice จากเพียงแค่ 5 กลุ่มเท่านั้น ได้แก่ NASA, ESA, Roscosmos, JAXA และ CNSA (ฝั่ง CMS หรือ Chinese Manned Spaceflight) ที่มีองค์ความรู้ด้านการจัดการกับ Humaned Spaceflight

อีกหนึ่งประเทศที่ปัจจุบันอยู่ระหว่างการปั้นโครงการอวกาศแบบ Humanned Spaceflight ของตัวเองได้แก่อินเดีย ซึ่งก็น่าจับตามองเช่นกัน (และน่าจะเป็นหัวข้อถัด ๆ ไปที่เราจะหยิบมาเล่า)

ในอนาคตเองหลังจากยุคของสถานีอวกาศนานชาติ ก็จะเป็นยุคของ Lunar Gateway และสถานีอวกาศเอกชน ซึ่งก็จะต้องใช้องค์ความรู้ในการจัดการงานและติดต่อสื่อสารกับนักบินอวกาศในลักษณะนี้ ดังนั้นหากใครที่ต้องการทำงานในด้าน Humaned Spaceflight การศึกษา Practice เหล่านี้ จึงเป็นสิ่งที่สำคัญมาก ๆ นั่นเอง

เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co