วารสารข่าววิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จากกรุงบรัสเซลส์ ฉบับที่ 2 เดือน กุมภาพันธ์ 2564

การดำเนินงานด้านอวกาศของสหภาพยุโรป

ปัจจุบันชีวิตประจำวันของประชาชนล้วนเกี่ยวข้องกับการใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีอวกาศ ไม่ว่าจะเป็นการใช้โทรศัพท์เคลื่อนที่ ระบบนำทางอัตโนมัติในรถยนต์ และการดูโทรทัศน์ผ่านระบบดาวเทียม เป็นต้น มีการใช้เทคโนโลยีดาวเทียมเพื่อการพยากรณ์อากาศและความเสี่ยงของภัยพิบัติทางธรรมชาติ เช่น แผ่นดินไหว ไฟป่า และอุทกภัย ส่งผลให้ภาครัฐสามารถเตรียมความพร้อมในการรับมือเหตุการณ์ดังกล่าวได้

โครงการชั้นนำระดับโลกด้านอวกาศของสหภาพยุโรป

สหภาพยุโรปมีโครงการชั้นนำระดับโลกด้านอวกาศซึ่งเป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางอยู่ 3 โครงการคือ

1.โครงการสำรวจโลก Copernicus

2.โครงการระบบนำทางและบอกตำแหน่งด้วยดาวเทียม Galileo

3.โครงการระบบนำทางด้วยดาวเทียมส่วนภูมิภาค EGNOS

โครงการการเฝ้าระวังกิจกรรมทางอวกาศ (Space Situational Awareness, SSA)

นอกจาก 3 โครงการดังกล่าว สหภาพยุโรปยังมี โครงการเฝ้าระวังกิจกรรมทางอวกาศ (Space Situational Awareness, SSA) ซึ่งมีระบบ Space Surveillance and Tracking (SST) ในการตรวจจับวัตถุในอวกาศรวมถึงเศษชิ้นส่วนดาวเทียมในอวกาศ ในกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับดาวเทียมและการส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรนั้น อาจจะมีชิ้นส่วนจรวดที่เกิดจากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ร่วงหล่นลงมา
ทำให้พลเมืองในประเทศต่างๆ อาจได้รับอันตราย ด้วยเหตุนี้จึงต้องระมัดระวังและมีการเฝ้าระวังภัยจากวัตถุอวกาศเหล่านี้เป็นพิเศษ ทางสหภาพยุโรปจึงได้มีการพัฒนาระบบ Space Surveillance and Tracking (SST) เพื่อใช้เฝ้าระวังและติดตามสถานการณ์กิจกรรมอวกาศอย่างใกล้ชิด และเตือนภัยล่วงหน้า

โครงการสำรวจโลก Copernicus

โครงการสำรวจโลก Copernicus เป็นโครงการสังเกตการณ์และตรวจสภาพแวดล้อมโลกด้วยชุดดาวเทียมสำรวจธรณีวิทยาที่ให้ภาพความละเอียดสูง ดาวเทียมที่ใช้เป็นดาวเทียมสำรวจโลก (earth observation satellites) ที่ถูกออกแบบมาเฉพาะเพื่อการสำรวจ ติดตามการเปลี่ยนแปลงของสภาพพื้นโลก ทรัพยากรและสิ่งแวดล้อม การทำแผนที่ และผลกระทบจากภัยพิบัติ

โครงการ Copernicus มุ่งพัฒนาการให้บริการข้อมูลจากดาวเทียมสำรวจทรัพยากรและการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่ นำข้อมูลจำนวนมากทั้งจากดาวเทียม ข้อมูลภาคพื้นดิน ข้อมูลจากการบินสำรวจ รวมถึงข้อมูลที่ได้จากการตรวจวัดทางทะเลมาจัดทำเป็น
แอพพลิเคชั่น เพื่อช่วยเพิ่มคุณภาพชีวิตให้กับประชาชน โดยให้บริการ 6 สาขา ได้แก่  การติดตามสภาพบรรยากาศ การติดตามสภาพแวดล้อมทางทะเล การติดตามการใช้ที่ดิน การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การบริหารจัดการในภาวะฉุกเฉิน และการให้บริการด้านความมั่นคง โดยให้บริการฟรีไม่คิดค่าใช้จ่าย

ดาวเทียม Sentinel

ดาวเทียม Sentinel ดาวเทียมหลักที่โครงการ Copernicus ใช้ในการสำรวจโลก คือ ดาวเทียม Sentinel ประกอบด้วย Sentinel-1-2-3-4-5 และ -6 ซึ่งจะทำหน้าที่รวบรวมข้อมูลความเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมโลก ทั้งบนผืนดิน ในมหาสมุทร และในชั้นบรรยากาศ เช่น การบันทึกภาพพื้นผิวส่วนบนบกของโลกและพื้นที่ชายฝั่งทั้งหมด ภาพแสงความละเอียดสูงของป่าไม้และการใช้ที่ดิน การเปลี่ยนแปลงในแหล่งน้ำต่างๆ บนโลก และการตรวจสอบองค์ประกอบบรรยากาศของโลก

ข้อมูลที่ถูกส่งมาจากดาวเทียม Sentinel จะถูกนำมาวิเคราะห์เพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ประเมินการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในชั้นบรรยากาศ เพื่อนำมาใช้วิจัยการพยากรณ์สภาพอากาศเชิงตัวเลข ประเมินการเกิดภัยพิบัติทางธรรมชาติ แผ่นดินไหว น้ำท่วม ไฟป่า นำไปสู่การแก้ปัญหาและการพัฒนา เช่น แก้ปัญหาการทำลายป่า การพัฒนาการเกษตร และการวิจัยเพื่อเพิ่มความมั่นคงทางด้านอาหารและความยั่งยืนของประชากรสิ่งมีชีวิต

โครงการระบบนำทางและบอกตำแหน่งด้วยดาวเทียม Galileo

โครงการระบบนำทางและบอกตำแหน่งด้วยดาวเทียม Galileo เป็นระบบดาวเทียมนำทางและบอกตำแหน่งหรือเรียกว่า ดาวเทียม
นำร่อง (Navigation satellites) ซึ่งใช้คลื่นวิทยุและรหัสจากดาวเทียมไปยังเครื่องรับสัญญาณบนพื้นผิวโลก สามารถหาตำแหน่งบนพื้นโลกที่ถูกต้องได้ทุกแห่ง และตลอดเวลา โดยดาวเทียมประเภทนี้โคจรเป็นกลุ่มหลายดวงเพื่อเชื่อมต่อสัญญาณได้ในลักษณะ Real Time

ที่มาของการพัฒนาโครงการ Galileo

ก่อนที่สหภาพยุโรปจะมีการพัฒนาโครงการระบบนำทางและบอกตำแหน่งด้วยดาวเทียม Galileo สหรัฐอเมริกาได้มีการพัฒนาระบบ GPS และประเทศรัสเซียมีการพัฒนาระบบ GLONASS ขึ้นมาเพื่อใช้ในการนำทางและระบุตำแหน่ง อยู่ภายใต้การควบคุมของทางการทหารทั้งสิ้น และอาจถูกแทรกแซงจากหน่วยทหารของทั้งสองประเทศได้ทุกเวลา นอกจากนี้บางกรณีระบบดาวเทียมทั้งสองอาจถูกจำกัดการใช้งานไว้สำหรับการรักษาความมั่นคงของทั้งสองประเทศ ซึ่งส่งผลให้พลเรื่อนทั่วไปใช้ประโยชน์จากระบบ
ดาวเทียมได้อย่างจำกัด เหตุนี้ทางสหภาพยุโรปจึงมีความต้องการที่จะพัฒนาระบบนำทางและบอกตำแหน่งด้วยดาวเทียมที่เป็นของสหภาพยุโรปเอง โดยมีความอิสระในการใช้งานปราศจากการควบคุมทางทหาร และเป็นระบบดาวเทียมของพลเรือนอย่างแท้จริง แต่ยังสามารถปฏิบัติการร่วมกับระบบ GPS และ ระบบ GLONASS ได้ ซึ่งจะทำให้โครงการ Galileo เป็นระบบหลักในการนำทางและบอกตำแหน่งด้วยดาวเทียมของโลกได้ ถึงแม้โครงการ Galileo ก่อตั้งโดยคณะกรรมาธิการยุโรปและองค์การอวกาศยุโรป แต่มีประเทศอื่นเข้าร่วมด้วย เช่น ประเทศอินเดีย อิสราเอล ซาอุดีอาระเบีย และเกาหลีใต้ ทำให้โครงการระบบนำทางและบอกตำแหน่งด้วยดาวเทียมกลายเป็นระบบนำร่องนานาชาติ

ดาวเทียมในโครงการระบบนำทางและบอกตำแหน่งด้วยดาวเทียม Galileo

โครงการระบบนำทางและบอกตำแหน่งด้วยดาวเทียม Galileo ประกอบไปด้วยดาวเทียม 30 ดวง แบ่งเป็นดาวเทียมนำทาง 24 ดวง และดาวเทียมสำรอง 6 ดวง เพื่อใช้ในกรณีดาวเทียมดวงอื่นเกิดขัดข้องหรืออยู่ระหว่างการปรับปรุงซ่อมแซม จะช่วยให้ผู้ใช้สามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่องไม่ติดขัด โดยดาวเทียวนำทางดวงแรกถูกส่งขึ้นวงโคจรเมื่อวันที่ 21 ตุลาคม ค.ศ. 2011

การประยุกต์ระบบดาวเทียมของโครงการ Galileo ไปใช้ประโยชน์

ปัจจุบันระบบดาวเทียม Galileo นำไปใช้ในด้านการนำทางของการเดินเรือ การเดินทางบก และการเดินทางทางอากาศ รวมถึงงานด้านการสำรวจด้วย และเทคโนโลยีหลายๆ ชนิดก็ใช้ประโยชน์จากระบบนำทางและระบุตำแหน่งของระบบดาวเทียม Galileo โดยระบบระบุตำแหน่งแม่นยำสามารถดัดแปลงไปใช้ในการป้องกันดูแลเรื่องความปลอดภัยของการใช้โทรศัพท์หรือป้องกันข้อมูลส่วนตัวได้ โดยบริษัทด้านการสื่อสารและโทรคมนาคมได้พัฒนาเทคโนโลยีไมโครชิพที่สามารถใช้ร่วมกับระบบนำทางของระบบดาวเทียม Galileo เพื่อนำไปใช้ในโทรศัพท์มือถือหรือเครื่องนำทางอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ

นอกจากนี้ยังใช้เพื่อค้นหา และช่วยเหลือผู้ประสบภัยโดยดาวเทียมจะติดตั้งเครื่องส่งสัญญาณตอบรับ ซึ่งแปลงสัญญาณขอความช่วยเหลือส่งมาสจากผู้ประสบภัยแล้วส่งต่อไปยังศูนย์ประสานงานช่วยเหลือผู้ประสบภัย (Rescue Coordination Center) เพื่อที่
จะดำเนินการให้ความช่วยเหลือต่อไป และขณะเดียวกันดาวเทียมจะส่งสัญญาณให้กับผู้ประสบภัยทราบว่าทางศูนย์ประสานงาน
ช่วยเหลือผู้ประสบภัยได้รับสัญญาณขอความช่วยเหลือแล้ว

โครงการระบบนำทางด้วยดาวเทียมส่วนภูมิภาค EGNOS

ระบบนำทางด้วยดาวเทียมส่วนภูมิภาค EGNOS เป็นระบบดาวเทียมนำทางที่ใช้เฉพาะในภูมิภาคยุโรปเท่านั้น

การประยุกต์ระบบดาวเทียมของโครงการ EGNOS ไปใช้ประโยชน์

ปัจจุบันดาวเทียมโคงการ EGNOS นำไปใช้ประโยชน์ ในด้านการบิน โดยสนามบิน จำนวน 247 แห่งใน 23 ประเทศในสหภาพยุโรป ในการนำเครื่องบินลงจอดได้อย่างปลอดภัยมากขึ้นในสถานการณ์ที่สภาพอากาศไม่เอื้ออำนวย ช่วยลดอัตราความล่าช้าในการบินและลดจำนวนของการเปลี่ยนเส้นทางการบิน

สำหรับการเดินทางบนท้องถนน รถยนต์ที่นำมาขายในยุโรปตั้งแต่ปี ค.ศ. 2018 จะต้องสามารถใช้งานร่วมกับระบบนำทางของระบบดาวเทียม Galileo และ โครงการ EGNOS ได้เพื่อรองรับระบบตอบสนองต่อภาวะฉุกเฉิน (eCall emergency response system)
ได้ และตั้งแต่ปี ค.ศ. 2019 เป็นต้นไประบบนำทางได้ถูกนำไปใช้ในระบบวัดความเร็วแบบดิจิทัลของรถบรรทุก เพื่อช่วยควบคุมการปฏิบัติตามกฎระเบียบว่าด้วยเรื่องระยะเวลาในการขับ และเพิ่มความปลอดภัยในการใช้ท้องถนน

ระบบดาวเทียมของ EGNOS ยังถูกนำไปใช้ประโยชน์ในภาคเกษตรกรรมอีกด้วย ร้อยละ 80 ของเกษตรกรในยุโรปได้ใช้ข้อมูลจากระบบนำร่องของดาวเทียม EGNOS ในการทำการเกษตรแบบแม่นยำ

เทคโนโลยีการปลูกพืชในโรงเรือนของประเทศเนเธอร์แลนด์

ประเทศเนเธอร์แลนด์มีชื่อเสียงด้านการเกษตรเป็นอันดับต้นของโลก มีมูลค่าการส่งออกสินค้าทางการเกษตรสูงเป็นอันดับสองของโลกรองจากสหรัฐอเมริกา เป็นมูลค่าประมาณ 3 ล้านล้านบาท สินค้าที่ส่งออกที่สำคัญ ได้แก่ ไม้ดอก พริกหยวก มะเขือเทศ มันฝรั่ง นมและไข่ ประเทศเนเธอร์แลนด์มีพื้นที่ 21 ล้านไร่ ระดับต่ำกว่าน้ำทะเลสภาพอากาศอยู่ในเขตหนาว ไม่เหมาะกับการทำการเกษตร สิ่งสำคัญที่ทำให้สามารถผลิตอาหารได้คือการนำความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมาใช้ในการเพาะปลูก เริ่มต้นตั้งแต่การปรับปรุงและพัฒนาสายพันธุ์พืชที่ดี สภาพแวดล้อมที่เหมาะสม เช่น การปลูกพืชในโรงเรือนและควบคุมด้วยระบบที่มีความแม่นยำสูง ตลอดจนถึงเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว เพื่อยืดอายุการเก็บรักษาของผลผลิต เกิดจากงานวิจัยและการพัฒนาจากการสนับสนุนของรัฐบาล อีกทั้งยังมีการจัดตั้ง Wageningen University and Research ซึ่งเป็นมหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัยด้านวิทยาศาสตร์เกษตรเป็นอันดับต้นของโลก ทำหน้าที่ผลิตกำลังคนและสร้างสรรค์งานวิจัยเพื่อตอบโจทย์ภาคการเกษตรโดยเฉพาะ เนเธอร์แลนด์จึงสามารถทำผลิตพืชผลทางการเกษตรได้มากขึ้นในทุกๆ ปี แต่ใช้ทรัพยากรน้อยลงในพื้นที่จำกัด

การปลูกพืชในโรงเรือนในประเทศเนเธอร์แลนด์

การใช้โรงเรือนในการปลูกพืชช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการทำการเกษตรได้อย่างดี โดยวัตถุประสงค์หลักเพื่อควบคุมสภาพแวดล้อม เช่น โรงเรือนกระจกในประเทศเขตหนาวสามารถกักเก็บความร้อนภายในได้ ทำให้ปลูกพืชในอุณหภูมิต่ำได้ ช่วยป้องกันโรคและแมลง ควบคุมระบบให้น้ำและเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้น้ำของพืช

ภายในโรงเรือนประกอบด้วยเทคโนโลยีที่พัฒนาจากองค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ เพื่อควบคุมปัจจัยแวดล้อมที่สำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืช เช่น โครงสร้างของโรงเรือนต้องมีความแข็งแรง รองรับการใช้งานหลายสิบปี ทนต่อลมพายุ หลังคาผลิตจากวัสดุที่แสงอาทิตย์ส่องผ่านทั่วทั้งโรงเรือน และมีการติดตั้งระบบให้แสงสว่างเพิ่มเติมจากหลอดไฟเพื่อทดแทนความยาวนานของช่วงวันในฤดูหนาว มีระบบหมุนเวียนอากาศ ควบคุมอุณหภูมิโดยมีระบบตรวจวัดตามจุดต่างๆ ของโรงเรือน

ภายในโรงเรือนมีระบบการให้น้ำที่เหมาะสมกับพืชแต่ละชนิด เช่น ระบบ springer หรือ ระบบน้ำหยด ที่จะให้น้ำในเวลาและปริมาณที่เหมาะสม ระบบโรงเรือนต้องใช้พลังงานสูงในการทำงาน ปัจจุบันมีการใช้พลังงานหมุนเวียนมากขึ้นเพื่อทดแทนพลังงานที่ใช้แล้วหมดไป เช่น การใช้พลังงานไฟฟ้าจากลม แสงอาทิตย์และความร้อนจากพื้นพิภพ

การนำเทคโนโลยีโรงเรือนมาใช้ในประเทศไทย

ประเทศไทยทำเกษตรกรรมมาอย่างยาวนาน สร้างรายได้คิดเป็นประมาณร้อยละ 10 ของผลิตภัณฑ์มวลรวมในประเทศ การปลูกพืชส่วนใหญ่เป็นการปลูกพืชในพื้นที่เปิด ดังนั้นการเพาะปลูกและผลผลิตที่ได้จึงขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและฤดูกาล การนำเทคโนโลยีโรงเรือนมาใช้เป็นที่สนใจ แต่จำเป็นจะต้องปรับรูปแบบให้เหมาะสมต่อสภาพภูมิอากาศในประเทศไทย เช่น การเลือกใช้วัสดุหลังคา ได้แก่ พลาสติกชนิดพิเศษที่แสงส่องผ่านได้แต่ไม่สะสมความร้อน การใช้มุ้งในกส่วนผนังทำให้อากาศถ่ายเทสะดวก การใช้ตาข่ายพรางแสง การติดตั้งระบบระบายความร้อน เช่น ระบบพ่นหมอก (evaporative air cooling system, EVAP) การปลูกพืชในโรงเรือนช่วยลดการเข้าทำลายของโรคและแมลงได้ จะสามารถช่วยลดการใช้สารกำจัดศัตรูพืชลงได้

เนื่องจากการสร้างโรงเรือนมีต้นทุนสูง ปัจจุบันมีการใช้โรงเรือนปลูกพืชในประเทศไทย เช่น ต้นกล้าผัก เมล่อน มะเขือเทศ และกล้วยไม้ สามารถควบคุมสภาพแวดล้อมในการเพาะปลูกได้เพียงระดับหนึ่ง แต่หากต้องการควบคุมสภาพอากาศอย่างแม่นยำสูงสุดสามารถทำได้ในระบบโรงงานการปลูกพืชอัจฉริยะ หรือ Plant factory ซึ่งเป็นสภาพปิดทั้งหมด สามารถควบคุมการเจริญเติบโตของพืชได้อย่างอิสระ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น ปริมาณน้ำ และแสงสว่างจากหลอดไฟ การปลูกพืชในระบบ Plant factory จะให้ผลผลิตมีคุณภาพสูงและสม่ำเสมอ มีต้นทุนการผลิตสูงมาก จึงเหมาะกับการทำงานวิจัยหรือการปลูกพืชที่มีมูลค่าสูง เช่น พืชสมุนไพร ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าทุกครั้งที่ปลูกจะได้ผลผลิตที่มีปริมาณสารออกฤทธิ์ทางยาที่สำคัญในพืชเท่ากันทุกครั้ง เพื่อไม่ให้เกิดความผิดพลาดในการรักษาโรค ทั้งยังมีความสะอาดและปลอดภัยแก่ผู้ป่วย

อ่านเพิ่มเติมได้ที่ : https://waa.inter.nstda.or.th/stks/pub/2021/20210318-newsletter-brussels-no02-feb64.pdf