หากย้อนกลับไปในปี 2000 ท้องฟ้าเหนือศีรษะเรายังคงค่อนข้างเงียบสงบ มีดาวเทียมสื่อสารเพียงไม่กี่ร้อยดวงโคจรอยู่ในวงโคจรธรณีประจำที่ (GEO) ห่างจากพื้นโลกราว 36,000 กิโลเมตร ทำหน้าที่เป็นสถานีถ่ายทอดสัญญาณโทรทัศน์และโทรศัพท์แบบเดิมๆ แต่เพียงแค่สองทศวรรษ ภูมิทัศน์ของอวกาศเปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิง วันนี้ มีดาวเทียมนับหมื่นดวงโคจรรอบโลกในระดับความสูงต่างๆ พร้อมให้บริการอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงแม้ในทะเลลึก ทะเลทราย หรือขั้วโลก นี่คือ "การปฏิวัติครั้งใหญ่ที่สุดของดาวเทียมสื่อสารในรอบ 50 ปี" ที่เรากำลังเป็นพยานร่วมอยู่
ในช่วงต้นยุค 2000 ผู้ให้บริการดาวเทียมเริ่มตระหนักว่า โลกกำลังเข้าสู่ยุคดิจิทัล และความต้องการอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงกำลังพุ่งสูงขึ้นทุกปี แต่เคเบิลใยแก้วนำแสงและสัญญาณมือถือยังเข้าไม่ถึงพื้นที่ห่างไกลหลายพันล้านคน บริษัทอย่าง ViaSat และ HughesNet เริ่มทดลองใช้เทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อเพิ่มความเร็วและความจุของดาวเทียม
เทคโนโลยีที่สำคัญ
1. Spot Beam Technology
แทนที่จะใช้ลำแสงเดียวกว้างๆ ครอบคลุมทั้งทวีป
ดาวเทียมรุ่นใหม่แบ่งลำแสงออกเป็นหลายสิบจุด แต่ละจุดมีขนาดเล็กแต่มีกำลังส่งสูง
ทำให้สามารถ "นำคลื่นความถี่เดียวกันกลับมาใช้ซ้ำ" ได้ในพื้นที่ต่างๆ
เพิ่มประสิทธิภาพขึ้นหลายเท่า
2. High-Throughput Satellite (HTS)
ดาวเทียมรุ่นใหม่สามารถส่งข้อมูลได้มากกว่ารุ่นเดิม 10–100 เท่า โดยใช้แบนด์วิดท์ย่าน Ka-band และระบบ multi-beam
ที่ซับซ้อน
3. Digital Payload
แทนที่จะเป็นเพียง "กระจกสะท้อนสัญญาณ"
ดาวเทียมเริ่มมีความสามารถในการประมวลผลข้อมูล จัดการช่องสัญญาณ
และปรับเปลี่ยนลำแสงได้แบบยืดหยุ่น แต่ด้วยความสูงของดาวเทียม GEO ที่ราว 36,000 กิโลเมตร สัญญาณต้องเดินทางไปกลับรวม 72,000
กิโลเมตร ทำให้มีความล่าช้า (latency) ประมาณ 500–700
มิลลิวินาที ซึ่งยังไม่เหมาะกับการใช้งานแบบ
real-time เช่น การประชุมทางไกล เกมออนไลน์
หรือการซื้อขายหุ้น
เมื่อเอกชนเข้ามาเปลี่ยนเกมอวกาศ (2015–ปัจจุบัน)
ผู้เล่นหลักในยุค Mega-Constellations
Starlink (SpaceX) อีลอน มัสก์ วางเป้าหมายปล่อยดาวเทียมมากกว่า 12,000 ดวงในวงโคจรต่ำ (LEO) เพื่อให้บริการอินเทอร์เน็ตครอบคลุมทุกตารางนิ้วของโลก ปัจจุบัน Starlink
มีดาวเทียมมากกว่า 5,000 ดวงในวงโคจรแล้ว
และมีผู้ใช้งานหลายล้านคนทั่วโลก, OneWeb
เน้นตลาดองค์กร รัฐบาล และสายการบิน โดยใช้เครือข่ายดาวเทียมประมาณ 650
ดวงให้บริการระดับโลก, Amazon Kuiper ยักษ์ใหญ่ด้านอีคอมเมิร์ซกำลังทยอยปล่อยดาวเทียมขึ้นไปเพื่อแข่งขันในตลาดนี้
นอกจากนี้ จีน สหภาพยุโรป และอินเดีย ต่างก็มีโครงการพัฒนา mega-constellation
เป็นของตัวเอง
เพราะการควบคุมโครงสร้างพื้นฐานอวกาศกลายเป็นประเด็นด้านความมั่นคงและอธิปไตยทางดิจิทัล
ทำไม LEO ถึงเป็นจุดเปลี่ยน
คำตอบอยู่ที่ ความใกล้ ดาวเทียม LEO โคจรอยู่ที่ความสูงเพียง 500–1,200 กิโลเมตร ใกล้โลกกว่าดาวเทียม GEO ถึง 30 เท่า ความแตกต่างนี้ฟังดูไม่มาก แต่มันสร้างการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ เพราะสัญญาณเดินทางสั้นลง ความล่าช้า (latency) จึงต่ำลงมาเหลือเพียง 20–40 มิลลิวินาที ใกล้เคียงกับอินเทอร์เน็ตบนพื้นดินที่เราใช้กันทุกวัน สิ่งนี้หมายความว่า คุณสามารถเล่นเกมออนไลน์ ประชุมวิดีโอคอล หรือซื้อขายหุ้นผ่านดาวเทียมได้โดยไม่รู้สึกว่ามันช้ากว่าเคเบิลใยแก้วนำแสงเลย แต่ความใกล้ก็มีราคาที่ต้องจ่าย เนื่องจากดาวเทียม LEO เคลื่อนที่เร็วมาก (ประมาณ 27,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) และครอบคลุมพื้นที่แคบ มันจะผ่านเหนือศีรษะคุณเพียงไม่กี่นาทีก็หายไปแล้ว นี่คือเหตุผลว่าทำไมต้องมีดาวเทียมหลายพันดวง เพื่อให้มีดาวเทียมดวงอื่นมารับช่วงต่อเสมอ สร้างการเชื่อมต่อที่ไม่ขาดตอน ไม่ว่าคุณจะอยู่ที่ไหนบนโลก แม้แต่บนเครื่องบินที่กำลังบินข้ามมหาสมุทร หรือบนเรือที่แล่นในทะเลลึก
สิ่งที่ทำให้ระบบนี้เป็นไปได้คือเทคโนโลยีที่ซับซ้อนและล้ำสมัย เช่น เสาอากาศแบบ phased array ที่ไม่ต้องหมุนตามดาวเทียม แต่ใช้อิเล็กทรอนิกส์ในการ "สแกน" หาสัญญาณและสลับไปยังดาวเทียมดวงใหม่ได้ทันทีภายในไม่ถึงวินาที ทำให้การเปลี่ยนผ่านเกิดขึ้นอย่างราบรื่นจนผู้ใช้ไม่รู้สึกเลย นอกจากนี้ ดาวเทียมยังสื่อสารกันเองด้วยลำแสงเลเซอร์ (optical inter-satellite links) ที่ส่งข้อมูลได้เร็วกว่าคลื่นวิทยุ และปลอดภัยกว่าเพราะยากต่อการดักฟัง ระบบปัญญาประดิษฐ์ (AI) ยังช่วยควบคุมการจราจรข้อมูลบนอวกาศแบบอัตโนมัติ คำนวณเส้นทางที่เหมาะสมที่สุด หลีกเลี่ยงการชน และกระจายภาระงานให้สมดุล
สิ่งที่เกิดขึ้นจริงๆ คือ เราไม่ได้สร้างแค่ดาวเทียมหลายพันดวง แต่เรากำลังสร้าง "โครงข่ายอวกาศ" ที่มีความซับซ้อนเทียบเท่ากับระบบ 5G บนพื้นดิน แต่ครอบคลุมทั้งโลก รวมถึงพื้นที่ที่ไม่มีสัญญาณมาก่อนเลย
จากท้องฟ้าที่เคยเงียบสงบ วันนี้กลายเป็นโครงข่ายสื่อสารที่คึกคักที่สุดในประวัติศาสตร์มนุษยชาติ ด้วยดาวเทียมหมื่นดวงที่กำลังโคจรเหนือศีรษะเรา พร้อมส่งข้อมูลหลายเทราไบต์ต่อวินาที นี่ไม่ใช่แค่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี แต่เป็น "การปฏิวัติโครงสร้างพื้นฐานทางสังคม" ที่กำลังทำให้ทุกคนบนโลกสามารถเข้าถึงข้อมูลและโอกาสได้อย่างเท่าเทียม และนี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้น เพราะในอีก 10–20 ปีข้างหน้า เราอาจเห็นดาวเทียมที่ให้บริการความเร็ว terabits ต่อวินาที รองรับการใช้งาน AI และ IoT หลายพันล้านอุปกรณ์ และเชื่อมต่อกับฐานอวกาศบนดวงจันทร์หรือดาวอังคาร
ยุคทองของดาวเทียมสื่อสารเพิ่งเริ่มต้น และเราทุกคนกำลังเป็นส่วนหนึ่งของมัน
แหล่งอ้างอิง :
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2019/11/Mega-constellation_coverage
https://uppcsmagazine.com/satellite-mega-constellations-the-future-of-global-connectivity/
บทความโดย
ร.ต.ธนศักดิ์ เจริญรัตน์