Part 2: การใช้งาน HAPS
 
            หลังจากที่ได้รับทราบเกี่ยวกับข้อมูลเบื้องต้นของเทคโนโลยี HAPS ไปแล้ว ใน Part นี้ จะเป็นการเปรียบเทียบลักษณะการใช้งาน HAPS กับการใช้งานดาวเทียม เนื่องจากถึงแม้ลักษณะการทำงานหลายอย่างของ HAPS และ ดาวเทียมจะมีลักษณะที่คล้ายกัน เช่น เป็นอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็ก มีน้ำหนักเบาทำให้ติดตั้งอุปกรณ์ประกอบระบบได้ค่อนข้างจำกัด มีพลังงานที่ใช้ได้จำกัดเนื่องจากพลังงานหลักคือพลังงานแสงอาทิตย์ และสามารถติดตั้ง Payload เพื่อปฏิบัติภารกิจในลักษณะต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นภารกิจประเภท Communication หรือ Earth Observation ได้คล้ายกัน แต่ก็จะมีลักษณะเฉพาะตัวหลายประการที่แตกต่างกัน โดยหากจะเปรียบเทียบคุณลักษณะของ HAPS หรือดาวเทียม ว่าสิ่งไหนดีกว่ากัน คงเป็นการยากที่จะหาคำตอบ เนื่องจากลักษณะการทำงานของทั้งสองเทคโนโลยีต่างมีข้อได้เปรียบในบางมุม และในทางตรงกันข้ามก็จะมีข้อจำกัดในบางแง่มุม หากพิจาณาขีดความสามารถในแต่ละด้านของ HAPS เปรียบเทียบกับดาวเทียมจะสามารถเปรียบเทียบเบื้องต้นในด้านพื้นที่และช่วงเวลาในการปฏิบัติภารกิจ และในด้านการซ่อมบำรุง การปรับปรุง และต้นทุนค่าใช้จ่าย ได้ดังนี้
 
            ในด้านพื้นที่และช่วงเวลาในการปฏิบัติภารกิจ HAPS จะมีลักษณะการเคลื่อนที่คล้ายอากาศยาน กล่าวคือ สามารถบังคับและควบคุมทิศทางการเคลื่อนที่ได้ ต่างจากดาวเทียมซึ่งจะต้องโคจรรอบโลกอยู่ตลอดเวลา ดังนั้น HAPS จึงมีความเหมาะสมสำหรับการปฏิบัติภารกิจในพื้นที่เฉพาะหนึ่ง ๆ กล่าวคือ Area of Interest ที่ชัดเจน เช่น ใช้สำหรับการสื่อสารแบบฉุกเฉินในพื้นที่ประสบภัยพิบัติ ใช้เป็นเครือข่ายสื่อสารเพิ่มเติมในบริเวณที่จัดการแข่งขันกีฬาโอลิมปิก ใช้เป็นเครือข่ายฉุกเฉินพิเศษที่มีความปลอดภัยสูงในบริเวณที่มีการประชุมระดับนานาชาติที่สำคัญ หรือใช้ถ่ายภาพบริเวณใดบริเวณหนึ่งในช่วงเวลาที่ต้องการ เป็นต้น เนื่องจากสามารถบังคับและควบคุมให้ HAPS ลอยตัวอยู่เหนือพื้นที่หนึ่ง ๆ ได้ตามระยะเวลาที่ต้องการได้ หากแต่ดาวเทียมจะต้องโคจรไปรอบโลกด้วยความเร็วค่อนข้างสูงอย่างต่อเนื่อง จึงจะเคลื่อนที่ผ่านจุดที่เราสนใจไปอย่างรวดเร็ว ทำให้ต้องใช้งานดาวเทียมแบบกลุ่ม (Satellite Constellation) เพื่อให้สามารถปฏิบัติงานทดแทนกันได้อย่างต่อเนื่อง ในทางตรงข้ามถ้าจุดที่จะปฏิบัติภารกิจมีอยู่หลายจุดหรือเป็นบริเวณกว้าง และไม่มีเวลาในการปฏิบัติภารกิจที่เฉพาะเจาะจง หรือมีเวลาในการปฏิบัติภารกิจเป็นไปประจำ เช่น การจัดทำแผนที่โลกหรือประเทศ การติดตามสถานการณ์การบุกรุกพื้นที่ป่าประจำทุกเดือน เป็นต้น โดยจะเหมาะสมกับการใช้งานดาวเทียมมากกว่าเนื่องจากจะโคจรรอบโลกอยู่ตลอดเวลา
 
20201216 haps
ภาพตัวอย่างความสามารถในการปฏิบัติภารกิจของ HAPS
 
            ในด้านการซ่อมบำรุงและการปรับปรุง เมื่อพิจารณาดาวเทียมจะพบว่าเมื่อทำการยิงนำส่งดาวเทียมเข้าสู่วงโคจรในอวกาศแล้ว จะไม่สามารถทำการซ่อมบำรุงและปรับปรุงได้อีก ทำให้ดาวเทียมมีอายุการใช้งานที่จำกัดและไม่ยาวมากนัก และในกรณีที่เกิดข้อขัดข้องหรือความเสียหายกับอุปกรณ์ใดอุปกรณ์หนึ่งของดาวเทียมจะส่งผลต่อการปฏิบัติงานจนอาจทำให้ไม่สามารถใช้งานดาวเทียมได้อีก ซึ่งเป็นสิ่งที่พบเห็นได้ อาทิเช่น ดาวเทียมบางดวงไม่สามารถใช้งานได้เลยหลังการยิงนำส่งเข้าสู่วงโคจรเนื่องจากระบบสื่อสารขัดข้อง หรือดาวเทียมบางดวงไม่สามารถใช้งานได้หลังการใช้งานเพียงไม่นาน เป็นต้น โดยเมื่อเปรียบเทียบกับ HAPS จะพบว่า HAPS มีการทำงานคล้ายกับอากาศยานโดยมีวงรอบในการปฏิบัติภารกิจ กล่าวคือ จะถูกส่งขึ้นไปปฏิบัติภารกิจในช่วงระยะเวลาหนึ่งก่อนจะกลับลงมายังพื้นโลก ซึ่งทำให้สามารถทำการซ่อมบำรุงตลอดจนปรับปรุงระบบต่าง ๆ ได้ เมื่อพิจารณาต้นทุนค่าใช้จ่าย จะพบว่า ดาวเทียมมีต้นทุนในการผลิตสูงกว่า เนื่องจากอุปกรณ์ที่ใช้สร้างดาวเทียมจะต้องเป็นอุปกรณ์ที่มีมาตรฐานสูงที่สามารถมั่นใจว่าจะสามารถปฏิบัติภารกิจได้ในสภาวะต่าง ๆ โดยไม่เกิดข้อขัดข้อง นอกจากนี้ในระบบที่มีความสำคัญอาจต้องมีการติดตั้งแบบเกินความจำเป็น (Redundancy) เพื่อในกรณีที่เกิดข้อขัดข้องขึ้น จะได้มีอุปกรณ์อีกชุดที่สามารถทำงานทดแทนได้ นอกจากนี้ยังมีต้นทุนสำหรับการส่งเข้าสู่วงโคจรที่ค่อนข้างสูง หากแต่การที่ไม่สามารถซ่อมบำรุงได้ ทำให้ไม่มีค่าใช้จ่ายในส่วนการซ่อมบำรุง
 
            จากตัวอย่างข้อเปรียบเทียบด้านบนพบว่าแต่ละเทคโนโลยีก็จะมีข้อได้เปรียบ-เสียเปรียบเป็นลักษณะเฉพาะของตน ดังนั้นจึงเห็นได้ว่าประเทศมหาอำนาจหลายประเทศใช้งานทั้งเทคโนโลยี HAPS และดาวเทียม โดยพิจารณาเลือกใช้งานตามความเหมาะสมของแต่ละภารกิจ และเห็นได้บ่อยครั้งว่ามีการประยุกต์ใช้งานทั้งสองเทคโนโลยีร่วมกันเนื่องจากสามารถเติมเต็มในส่วนที่อีกเทคโนโลยีขาดไปได้ สำหรับใน Part ต่อไป จะเป็นการกล่าวถึงตัวอย่างการพัฒนาและตัวอย่างการใช้งาน HAPS ในปัจุบัน และแนวโน้มของเทคโนโลยี HAPS นี้ว่าจะมีทิศทางอย่างไรในอนาคต
 

ที่มา
https://www.esa.int/Enabling_Support/Preparing_for_the_Future/Discovery_and_Preparation/Could_High-Altitude_Pseudo-Satellites_Transform_the_Space_Industry
https://www.airbus.com/defence/uav/zephyr.html#technical
https://space4water.org/events/haps4esa-2019

แปลและเรียบเรียง : น.ท.รณชัย วุฒิวิทยารักษ์