ด้วยโครงการ Atemis ที่ NASA จะทำการตั้งรากฐานบนดวงจันทร์ระยะยาว เป็นการเปิดประตูสำหรับการสำรวจบนดวงจันทร์ได้มากขึ้นกว่าที่เคยทำมาก่อน จำนวนกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับการสำรวจดวงจันทร์ที่มากขึ้น ต่างก็จำเป็นต้องใช้ขีดความสามารถด้านการสื่อสาร และโครงข่าย ซึ่งระบบสื่อสารและโครงข่ายผ่านอวกาศหรือ Space Communications and Navigation (SCaN) ได้พัฒนาโครงสร้างของ LunaNet เพื่อเติมเต็มความต้องการสำหรับสนันสนุนกิจกรรมต่าง ๆ บนดวงจันทร์
LunaNet จะใช้ประโยชน์จากเทคนิคการสร้างโครงข่ายที่ได้มีการพัฒนาใหม่ มาตรฐานและโครงสร้างที่ยืดหยุ่นที่สามารถขยายขีดความสามารถของโครงข่ายบนดวงจันทร์อย่างรวดเร็วได้ ซึ่งโครงสร้างดังกล่าว จะช่วยให้ภาคอุตสาหกรรม สถาบันการศึกษา และพันธมิตรระหว่างประเทศสามารถสร้างและปฏิบัติการผ่านโหนด LunaNet ควบคู่ไปกับ NASA ซึ่งโหนดเหล่านี้จะนำเสนอบริการที่แตกต่างกันจำนวน 4 ภารกิจ ได้แก่ เครือข่าย การนำทาง การตรวจจับและข้อมูล และบริการวิทยุ/ออปติคอล
บริการของ LunaNet
- การสร้างเครือข่าย (Networking) โดยปกติเมื่อภารกิจไปยังอวกาศแล้ว การสื่อสารมายังโลกขั้นอยู่กับการเชื่อมต่อ (Link) ที่ได้มีการกำหนดก่อนล่วงหน้า โดยอาจใช้ Space Relay หรือระบบสายอากาศภาคพื้น อย่างใดอย่างหนึ่ง ด้วยภารกิจมีมากมายบนดวงจันทร์อาจทำช่องทางสื่อสารที่มีการกำหนดล่วงหน้านั้นเกิดข้อจำกัดในด้านของโอกาสในการสื่อสารและประสิทธิภาพ LunaNet นำเสนอแนวทางเครือข่ายที่คล้ายกับการใช้อินเทอร์เน็ตบนโลก โดยที่ผู้ใช้รักษาการเชื่อมต่อกับเครือข่ายที่ใหญ่กว่า และไม่จำเป็นต้องกำหนดเวลาการถ่ายโอนข้อมูลล่วงหน้า
โครงสร้างหรือเฟรมเวิร์กเครือข่ายหลักของ LunaNet คือ Delay/Disruption Tolerant Networking (DTN) ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าข้อมูลจะไหลผ่านเครือข่ายได้อย่างราบรื่นและไปถึงปลายทางสุดท้ายแม้จะมีสัญญาณรบกวนที่อาจเกิดขึ้น ในกรณีที่มีการหยุดชะงักระหว่างโหนด LunaNet DTN จะช่วยให้โหนดสามารถจัดเก็บข้อมูลได้จนกว่าเส้นทางจะชัดเจน
- การนำทาง (Navigation) สำหรับการนำทางบนดวงจันทร์ วิธีการของ LunaNet ให้ความแยกอิสระในการปฏิบัติงานจากการประมวลผลข้อมูลบนโลก ในขณะที่ยังคงรักษาความแม่นยำสูง สถาปัตยกรรมจะช่วยให้ภารกิจเข้าถึงการวัดค่าที่สำคัญซึ่งจำเป็นสำหรับการกำหนดวงโคจรและการทำงานของระบบนำทางหรือการวางตำแหน่งพื้นผิว ภารกิจที่ใช้บริการนำทางของ LunaNet จะมีทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับการนำทางอัตโนมัติที่ดวงจันทร์ ไม่ว่าจะอยู่บนพื้นผิวหรือในวงโคจร
ทั้งนี้ Cheryl Gramling รองหัวหน้าฝ่ายเทคโนโลยีของ Mission Engineering and Systems Analysis NASA กล่าวว่า LunaNet จะให้แบบจำลองสำหรับการนำทางที่ไม่ขึ้นกับโลก เพื่อให้มั่นใจว่าภารกิจของลูกเรือและหุ่นยนต์สามารถระบุตำแหน่งและฟีดที่ส่งต่อไปยังระบบการวางแผนได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ
- การตรวจจับและข้อมูล (Detection and Information) บริการตรวจจับและข้อมูลของ LunaNet ให้การแจ้งเตือนและข้อมูลสำคัญอื่นๆ แก่ผู้ใช้ ขีดความสามารถนี้และที่คล้ายคลึงกันจะช่วยเพิ่มการรับรู้ได้อย่างมาก ถึงสถานการณ์ของนักบินอวกาศ ยานสำรวจ (Rovers) และอื่นๆ ที่ติดตั้งบนพื้นผิวดวงจันทร์ได้
ตัวอย่างเช่น LunaNet จะใช้เครื่องมือสภาพอวกาศที่ตรวจจับเหตุการณ์ที่อาจเป็นอันตรายจากแสงอาทิตย์เพื่อเตือนผู้ใช้โดยตรง แทนที่จะรอการสั่งการจากผู้จัดการเครือข่ายบนโลก การแจ้งเตือนเหล่านี้จะคล้ายกับที่มนุษย์ได้รับบนสมาร์ทโฟนสำหรับสภาพอวกาศที่เป็นอันตราย
ยังรวมถึงขีดความสามารถการค้นหาและช่วยเหลือชีวิตหรือ LunaSAR ซึ่งใช้ประโยชน์จากความเชี่ยวชาญของหน่วยค้นหาและกู้ภัยของ NASA ที่มีการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการค้นหาและกู้ภัยบนบกมาอย่างยาวนาน
- บริการด้านวิทยาศาสตร์ (Science Services) บริการด้านวิทยาศาสตร์ของ LunaNet จะทำให้โหนดมีโอกาสทำการวัดค่าต่าง ๆ เพื่อประโยชน์ของนักวิจัยบนโลกโดยผ่านลิงก์การสื่อสารทางวิทยุและแสงอินฟราเรด เครือข่ายของโหนดสามารถให้โอกาสในการสังเกตพื้นฐานของดวงจันทร์ การวัดค่าบ่อยครั้งทำให้การเรียนรู้ที่ครอบคลุมเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมของดวงจันทร์เมื่อเวลาผ่านนานไป นอกจากนี้ ตำแหน่งของโหนดจะช่วยให้สามารถสังเกตดวงจันทร์ได้ในระดับภูมิภาคหรือทั่วโลก โดยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเข้าถึงข้อมูลดวงจันทร์บนขนาดเชิงพื้นที่ขนาดใหญ่ได้
สายอากาศ LunaNet อาจใช้ในการใช้งานต่างๆ เช่น ดาราศาสตร์วิทยุ โดยที่เสาอากาศจะสอดส่องลึกเข้าไปในอวกาศเพื่อค้นหาการปล่อยคลื่นวิทยุจากวัตถุท้องฟ้าที่อยู่ห่างไกล ขีดความสามารถเหล่านี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มีแพลตฟอร์มใหม่ในการทดสอบทฤษฎีใหม่ๆ เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์อวกาศและความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่ได้ก้าวหน้าไป
ข้อมูลเฉพาะของการทำงานร่วม LunaNet (LunaNet Interoperability Specifications)
เมื่อ ก.ค.64 ทีมงาน LunaNet ได้เปิดเผยร่างข้อกำหนดของขีดความสามารถในการทำงานร่วม ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการอภิปรายทางเทคนิคระหว่างผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมและรัฐบาลจากทั่วโลก เป้าหมายคือชุดของมาตรฐานของระบบการสื่อสารและสถาปัตยกรรมการนำทางบนดวงจันทร์แบบเปิดกว้างให้มีการพัฒนา เกิดความร่วมมือกัน
“อาร์ทิมิสเป็นความพยายามในการทำงานร่วมกัน โดยอาศัยนักวิชาการ บริษัทการบินและอวกาศเชิงพาณิชย์ และชุมชนทั่วโลก ซึ่ง LunaNet ก็มีโครงสร้างการร่วมมือไม่ต่างกัน” Jaime Esper ผู้ช่วยหัวหน้าฝ่ายพัฒนาร่างข้อกำหนดด้านความสามารถในการทำงานร่วมกันกล่าว “เราหวังว่าจะกำหนดสถาปัตยกรรมที่แข็งแกร่งที่สามารถตอบสนองความต้องการและความต้องการของกลุ่มภารกิจผู้ใช้และผู้ให้บริการที่กว้างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้“
ภูมิหลังของ LunaNet (LunaNet Background)
LunaNet เกิดขึ้นที่ Goddard Space Flight Center ของ NASA ในเมือง Greenbelt รัฐแมริแลนด์ ด้วยทีมงานแบบข้ามสายงานของผู้เชี่ยวชาญทางด้านเครือข่าย การนำทาง วิทยาศาสตร์ และวิศวกรรมระบบ ซึ่งถูกสร้างขึ้นจากกิจกรรมอวกาศของ NASA และระดับนานาชาติครั้งก่อน จากจุดเริ่มต้นนี้ ผู้เชี่ยวชาญทั้งหลายมาร่วมกันในการปรับแต่งข้อเสนอและพัฒนาร่างมาตรฐานการทำงานร่วมกัน และขณะนี้ LunaNet ถูกขยายให้เป็นการทำงานร่วมกันในระดับนานาชาติที่ใหญ่ขึ้น
“LunaNet จึงเป็นโอกาสที่น่าตื่นเต้นสำหรับทีมระบบสื่อสารและการนำทางของ NASA และชุมชนวิทยาศาสตร์และการสำรวจโดยรวม” Dave Israel สถาปนิกด้านการสื่อสารของ Goddard กล่าว “ เรากำลังปรับแต่งวิธีการที่ทันสมัยร่วมกันที่จะตอบสนองความต้องการของภารกิจบนดวงจันทร์ในอีกหลายทศวรรษข้างหน้า”
บทความโดย Katherine Schauer และ Danny Baird
Space Communications and Navigation (SCaN) program
แปลและเรียบเรียงโดย ร.อ.สุทธิพงษ์ โตสงวน
