กระโจมวิทยุแจ้งตำบลที่ฉุกเฉิน EPIRB สำหรับเรือและ PLB สำหรับบุคคล

กระโจมวิทยุแจ้งตำบลที่ฉุกเฉินหรือทุ่นส่งสัญญาณขอความช่วยเหลือผ่านดาวเทียม EPIRB (Emergency Position Indicating Radio Beacon) เป็นเครื่องส่งสัญญาณขอความช่วยเหลือฉุกเฉิน ซึ่งเป็นอุปกรณ์มาตรฐานตามระบบ GMDSS (Global Maritime Distress and Safety System) ที่กำหนดโดย IMO (International Maritime Organization) หรือองค์การทะเลโลกที่ให้เรือเดินทะเลขนาด 300 ตันกรอสขึ้นไปทุกลำจะต้องมีไว้ประจำเรือ ทำงานโดยส่งสัญญาณคลื่นความถี่ขนาด 121.5 MHz หรือ 406 MHz ผ่านระบบดาวเทียม COSPAS-SARSAT (เป็นเครือข่ายดาวเทียมของความร่วมมือระหว่างประเทศสหรัฐอเมริกาและประเทศรัสเซีย COSPAS เป็นภาษารัสเซีย ส่วน SARSAT หมายถึง Search And Rescue Satellite) หรือ INMARSAT ถ่ายทอดลงมายังสถานีหรือศูนย์ชายฝั่ง หรือเรือเดินทะเลลำอื่นๆ ที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียงเพื่อรับทราบการร้องขอความช่วยเหลือ

ระบบการค้นหาและกู้ภัยโดยใช้ดาวเทียม (Satellite Aided Search and Rescue System)

ในปัจจุบันนี้ การพัฒนาทางด้านเทคโนโลยีต่างๆที่นำมาช่วยในการค้นหาและช่วยชีวิตนั้น ได้พัฒนาไปไกลมากแล้ว สำหรับเมืองไทย เป็นที่น่าภูมิใจอย่างยิ่งเมื่อ กรมการบินพาณิชย์ ซึ่งกำลังจะเป็นหนึ่ง ในสมาชิกของผู้ให้บริการการค้นหาและกู้ภัยโดยใช้ดาวเทียม เป็นการช่วยเหลือ ที่มีไว้ใช้สำหรับเครื่องบินหรือเรือที่ประสบอุบัติเหตุในสถานที่ต่างๆ ในการเป็นผู้ให้บริการนี้ ประเทศไทยจะต้องมีระบบ COSPAS-SARSAT ติดตั้งอยู่ในประเทศก่อน

ซึ่งระบบนี้ในปัจจุบันมีประมาณ 20 ประเทศทั่วโลกที่ใช้ระบบนี้ให้บริการ หรือกล่าวได้ว่า เป็นระบบที่นานาชาติใช้ช่วยในการค้นหาและกู้ภัยสำหรับเพื่อนมนุษย์ โดยมี BEACONหรือเครื่องส่งสัญญาณวิทยุ ซึ่งจะอยู่ในเรือ, เครื่องบิน, หรือตัวบุคคล เป็นเครื่องมือช่วยในการค้นหาและระบุตำแหน่ง โดย ระบบ COSPAS-SARSAT ซึ่งทำงานตลอดเวลา หรือ 24 ชั่วโมงต่อวัน 365 วันต่อปี จะค้นหาและระบุตำแหน่งโดยอัตโนมัติ ผ่านBEACONส่งไปยังดาวเทียมและส่งสัญญาณเตือนไปยังหน่วยกู้ภัยที่เหมาะสม

ระบบนี้สามารถช่วยเพิ่มสมรรถภาพ ทางด้านความปลอดภัยของการเดินเรือและการบินให้แก่ประเทศไทย เช่น เรือที่ตกอยู่ในอันตรายใกล้ เขตไทย สามารถใช้ BEACON เป็นเครื่องมือในการขอความช่วยเหลือ หรือเครื่องบินที่จมลงในทะเล BEACON สามารถช่วยในการระบุตำแหน่งได้อย่างรวดเร็ว ช่วยเพิ่มความเป็นไปได้ในการช่วยเหลือ ผู้โดยสารในส่วนของตัวบุคคลเอง ก็สามารถใช้ BEACON ส่งสัญญาณขอความช่วยเหลือได้

ประเทศสหรัฐเมริกาใช้ดาวเทียม ของ NOAA METEOROLOGICAL (ดาวเทียมตรวจสภาพอากาศ TIROS) ติดตั้งในตำแหน่งสัมพันธ์กับโลก (SYN-SYNCHRONOUS) และในระดับต่ำ (LOW EARTH ORBIT) รวมทั้งติดตั้งเครื่องมือของ SAR ที่ 121.5 MHz.
ประเทศแคนา ดา และประเทศฝรั่งเศส ติดตั้งดาวเทียมที่ 406 MHz. ระบบนี้ถูกออกแบบให้ใช้ดาวเทียม COSPAS อย่างน้อย 2 ดวง และ ดาวเทียม SARSAT LEOอย่างย้อย 2 ดวง ซึ่งให้บริการตลอดเวลา ดังนั้นที่กล่าวมา รวมทั้งหมดเป็น 6 ดาวเทียม ทั้งนี้แบ่งตามระยะเวลาแล้วดาวเทียมดวงใหม่จะถูกนำไปติดตั้ง ถ้าดาวเทียมเก่าเสื่อมประสิทธิภาพหรือโคจรไม่ถูกต้อง

แต่ละดาวเทียม LEO จะเดินทางด้วยความเร็วประมาณ 7 กิโลเมตรต่อนาที ดาวเทียมนี้สามารถมองเห็นพื้นผิวของโลก ได้มากกว่า 4,000 กิโลเมตร ในลักษณะที่เป็นวงกลม และเห็นในขนาดของมุมมองทวีป ถ้าเรามองจากโลกขึ้นไป จะเห็นว่า ดาวเทียมเคลื่อนผ่านท้องฟ้าประมาณ 15 นาที ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนตัวของมุมที่ผ่านดาวเทียม LEO จะรับสัญญาณจาก BEACON ตามมุมของมันและส่งสัญญาณไปที่ LUTs โดยมุมของดาวเทียมท้องถิ่น (LOCAL MODE)ทั้งดาวเทียม ยังสามารถเก็บข้อมูลของ BEACON ID ที่ 406 MHz. และส่งสัญญาณไปให้ LUTs ในขณะที่ดาวเทียมเคลื่อนผ่านไป (GLOBAL MODE) ได้อีกด้วย

ดาวเทียมชนิดอยู่กับที่ (GEO) จะตั้งอยู่ในตำแหน่งของเส้นศูนย์สูตรที่ระดับน้ำทะเล 35,000 กิโลเมตร ปัจจุบันดาวเทียม GEO จำนวน 3 ดวง และช่องส่งสัญญาณ SARSAT ได้รับการติดตั้งแล้ว โดย GOEs EAST และ GOEs WEST ติดตั้งโดย U.S. (NATIONAL OCEAN GRAPHIC AND ATMOSPHERIC ADMINISTRATION (NOAA) ในส่วนของ INSAT-2A ติดตั้งโดยองค์การวิจัยอวกาศประเทศ สามารถครอบคลุมพื้นผิวของโลกได้ทั้งหมด ยกเว้นบริเวณ แถบขั้วโลก ประเทศไทยถูกครอบคลุมพื้นผิวโดยดาวเทียม INSAT-2A ในทางเพิ่มเติม ดาวเทียมดวงใหม่จะติดตั้งต่อไป ในอนาคตอันใกล้นี้ ดาวเทียม GEO ประมวลผลข้อมูลที่สัญญาณ BEACON 406 MHz. เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ดาวเทียมเหล่านี้สามารถให้บริการได้ทันท่วงที สัญญาณBEACONจะถูกส่งในเวลาครึ่งวินาที จากดาวเทียมไปยัง GEOLUT (สถานีภาคพื้นดินที่รับสัญญาณจากดาวเทียมGEO) GEOLUTจะรับสัญญาณในเวลาน้อยกว่า ครึ่งวินาที ดังนั้นสัญญาณเตือนภัยจะทราบได้ภายใน 1 วินาทีเท่านั้น BEACON บางอันสามารถบอกตำแหน่งได้ ด้วยตัวเอง (SELF-LOCATING) นั่นคือ BEACON จะคำนวณตำแหน่งโดยใช้ GPS และใส่รหัสบอก ตำแหน่งเป็นข้อความ BEACONรุ่นนี้ สามารถบอกตำแหน่งได้น้อยกว่า 50 เมตร

International Satellite System For Search and Rescue

ภาพแสดงการปฏิบัติการค้นหาและช่วยเหลือผู้ประสบภัยทางทะเล ตาม GMDSS Concepts

ระบบ COSPAS-SARSAT ใช้ดาวเทียม 2 ชนิด ด้วยกัน คือ ดาวเทียมวงโคจรระดับต่ำ LEOSAR (Low-altitude Earth Orbit System for Search and Rescue) กับ ดาวเทียม ชนิดอยู่กับที่ GEOSAR (Geostationary Search and Rescue System) โดยดาวเทียมทั้ง 2 ชนิดนี้ สามารถรับสัญญาณเตือนภัยจาก BEACONได้ และส่งต่อไปยังสถานีภาคพื้นดิน ดาวเทียมLEOเป็นดาวเทียมที่โคจรในระดับต่ำ ทำให้สามารถครอบคลุมพื้นที่ผิวโลกได้ทั้งหมด

ดาวเทียมของประเทศสหรัฐอเมริกาโคจรทุก 100 นาที ทำมุม 99 องศา กับเส้นศูนย์สูตร และสูง 850 กิโลเมตร จากระดับน้ำทะเล

ดาวเทียมของประเทศรัสเซีย โคจรทุก 105 นาที ที่ความสูง 1000 กิโลเมตร จากระดับน้ำทะเล และทำมุม 83 องศากับเส้นศูนย์สูตร

ดาวเทียมแต่ละดวงหมุนรอบโลกตามแนวขั้วโลก ซึ่งสามารถมองเห็นพื้นผิวโลกได้ทั้งหมด เส้นทางโคจรของดาวเทียม (ORBIT PLANE) ยังคงอยู่กับที่ ในขณะที่โลกหมุนไป ดังนั้นดาวเทียมจึงใช้เวลาเพียงครึ่งเดียว หรือ 12 ชั่วโมง ในการหมุนของโลก

สำหรับพื้นที่ที่อยู่ในเส้นทางของดาวเทียมประเทศรัสเซียได้นำดาวเทียม LEO (NADEZHDA NAVIGATION SATELLITES) ขึ้นไปติดตั้งอยู่ที่ระดับน้ำทะเล 1,000 กิโลเมตร และใช้เครื่องมือของ SAR ที่ 121.5 MHz. และ 406 MHz.

ประเทศแคนา ดา และประเทศฝรั่งเศส ติดตั้งดาวเทียมที่ 406 MHz. ระบบนี้ถูกออกแบบให้ใช้ดาวเทียม COSPAS อย่างน้อย 2 ดวง และ ดาวเทียม SARSAT LEOอย่างย้อย 2 ดวง ซึ่งให้บริก

เครือข่ายดาวเทียม COSPAS-SARSAT ประกอบด้วย Geostationary Search and Rescue (GEOSAR) System และ Low-altitude Earth Orbit (LEOSAR) System for Search and Rescue

ถ้าดาวเทียมเก่าเสื่อมระสิทธิภาพหรือโคจรไม่ถูกต้อง แต่ละดาวเทียม LEO จะเดินทางด้วยความเร็วประมาณ 7 กิโลเมตรต่อนาที ดาวเทียมนี้สามารถมองเห็นพื้นผิวของโลก ได้มากกว่า 4,000 กิโลเมตร ในลักษณะที่เป็นวงกลม และเห็นในขนาดของมุมมองทวีป ถ้าเรามองจากโลกขึ้นไป จะเห็นว่า ดาวเทียมเคลื่อนผ่านท้องฟ้าประมาณ 15 นาที ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนตัวของมุมที่ผ่านดาวเทียม LEO จะรับสัญญาณจาก BEACON ตามมุมของมันและส่งสัญญาณไปที่ LUTs โดยมุมของดาวเทียมท้องถิ่น (LOCAL MODE)ทั้งดาวเทียม ยังสามารถเก็บข้อมูลของ BEACON ID ที่ 406 MHz. และส่งสัญญาณไปให้ LUTs ในขณะที่ดาวเทียมเคลื่อนผ่านไป (GLOBAL MODE) ได้อีกด้วย (ข้อมูลจาก เครื่องส่งสัญญาณขอความช่วยเหลือฉุกเฉิน EMERGENCY BEACON จัดทำโดย : นางสาวกรัณย์สิรี รุจจนเวท)

ที่ครอบคลุมของ Low-altitude Earth Orbit (LEOSAR) System for Search and Rescue

พื้นที่ครอบคลุมของ Geostationary Search and Rescue (GEOSAR) System

EPIRB มีใช้อยู่ 2 แบบ คือ แบบติดตั้งประจำที่บนเรือ ซึ่งสามารถดีดตัวเองให้ลอยน้ำได้เมื่อเรือจมลง โดยจะส่งสัญญาณออกมาด้วยตัวเองอัตโนมัติ และอีกแบบหนึ่งเป็นแบบเคลื่อนที่ (มือถือ) สามารถนำลงไปใช้ในเรือช่วยชีวิตหรือแพช่วยชีวิตขนาดเล็กได้ การทำงานก็เป็นลักษณะเดียวกัน คือ เมื่อปล่อยให้ลอยน้ำ (Float Free) เครื่องจะส่งสัญญาณได้ทันที

EPIRB ประเภท 1 สามารถส่งสัญญาณได้ทั้งแบบอัตโนมัติและแบบธรรมดา EPIRB มีส่วนที่ห่อหุ้มซึ่งทำจาก วัสดุ HYDROSTATIC ซึ่งช่วยให้ EPIRB สามารถหลุดออกจากปลอกในที่ระดับน้ำ 1-3 เมตร จากนั้น EPIRB จะลอยขึ้นมาบนผิวน้ำและทำการส่งสัญญาณ

EPIRB ประเภท 2 เป็นแบบธรรมดาเท่านั้น ระบบ EPIRB ประเภท 2 นี้ ถูกออกแบบโดยกฎหมายการเดินเรือ นานาชาติ สำหรับเรือประมงที่มีน้ำหนักมากกว่า 300 ตัน และเรือประมงที่เดินเรือมากกว่า 3 ไมล์ทะเลจากฝั่ง และมีผู้ โดยสารมากกว่า 6 คน

EPIRB ประเภท B (หรือ Class B หรือ Mini B) เป็นแบบธรรมดา ส่งสัญญาณที่ 121.5 MHz เท่านั้น เป็นเครื่องรุ่นเก่า ซึ่งดาวเทียม COSPAS-SARSAT จะยกเลิกการรับสัญญาณจาก EPIRB ประเภทนี้ตั้งแต่วันที่ 1 กุมภาพันธ์ 2552 เพื่อให้เปลี่ยนไปใช้ประเภท 1 และ 2 แทน

สิ่งที่สำคัญของ EPIRB ก็คือการบันทึกข้อมูลหรือรหัสที่สำคัญของเรือแต่ละลำเอาไว้ในระบบดิจิตอล (Digitally Encoded Message) เช่น ชื่อเรือ ประเทศที่จดทะเบียน ประเภทของเรือ รหัสประจำตัว MMSI (Maritime Mobile Service Identity code) ซึ่งจะช่วยให้ศูนย์ข้อมูลภาคพื้นดินหรือ LUT (Local User Terminal/Mission Control Centre) สามารถแปลงรหัสที่ได้รับจากดาวเทียมเป็นข้อมูลต่างๆ ของเรือลำนั้น และสามารถแจ้งให้แก่เจ้าของเรือหรือผู้ที่เกี่ยวข้องทราบได้ในทันทีที่ได้รับสัญญาณร้องขอความช่วยเหลือจาก EPIRB ปกติแล้วการบันทึกข้อมูลลงใน EPIRB จะทำโดยสถานีบริการ (Service Station) ของผู้ผลิต EPIRB แต่ละยี่ห้อเมื่อเจ้าของเรือซื้ออุปกรณ์นี้ติดตั้งประจำเรือ

กระโจมวิทยุแจ้งตำบลที่ฉุกเฉิน EPIRB แบบต่างๆ ที่ใช้ในเรือทั้งแบบที่มีระบบ GPS และไม่มีระบบ GPS

ตามกฎข้อบังคับใหม่ขององค์การทะเลโลกหรือ IMO โดยคณะกรรมการป้องกันภัยทางทะเล (Maritime Safety Committee) ได้อนุมัติให้รัฐสมาชิกตามอนุสัญญาป้องกันภัยทางทะเล ประกาศแจ้งบริษัทเรือ เจ้าของเรือ ผู้ควบคุมเรือ ผู้ผลิตอุปกรณ์ป้องกันภัย สถาบันจัดชั้นเรือ นายเรือ และผู้ที่เกี่ยวข้อง ดำเนินการทดสอบเครื่อง EPIRB เป็นประจำทุกปี ตามข้อกำหนดของ SOLAS (Safety Of Life At Sea) วรรคตอนใหม่ในกฎข้อ 15 (ข้อกำหนดในการบำรุงรักษา) ซึ่งมีผลบังคับใช้ตั้งแต่วันที่ 1 กรกฎาคม 2002 สาระสำคัญของประกาศข้างต้นคือ ทุ่นส่งสัญญาณดาวเทียม EPIRB, GMDSS จะต้องได้รับการตรวจเช็คในช่วงเวลาไม่เกินกว่า 12 เดือน สำหรับระบบการทำงานทั้งหมดของเครื่อง เพื่อความเสถียรภาพของคลื่นส่ง กำลังส่ง และรหัสที่ส่งออก ทำการทดสอบด้วยเครื่องทดสอบโดยสถานีบริการ (Service Station) และทำการบันทึกผลการทดสอบไว้ใน Shore-Based Maintenance Report ที่ต้องเก็บไว้ประจำเรือเพื่อแสดงให้เจ้าหน้าที่ Port State หรือ Surveyor ดูขณะขึ้นทำการตรวจเรือ

The basic COSPAS-SARSAT concept is illustrated in the adjacent figure.

การทำงานของระบบ

BEACON ส่งสัญญาณฉุกเฉิน เมื่อตกอยู่ในภาวะอันตราย
ดาวเทียมรับสัญญาณฉุกเฉินและส่งไปที่สถานีภาคพื้นดินโดยอัตโนมัติ สถานีภาคพื้นดินนี้เรียกอีกอย่างว่า LOCAL USER TERMINALS (LUTs)
สัญญาณฉุกเฉินและการระบุตำแหน่งของผู้ที่ตกอยู่ในอันตรายจะถูกส่งไปยัง MISSION CONTROL CENTER (MCC) โดยผ่านสายโทรศัพท์
หลังจากที่พิสูจน์ตำแหน่งแล้ว สัญญาณจะถูกส่งต่ออีกครั้ง เมื่อได้รับการช่วยเหลือจากหน่วยกู้ภัย โดยขึ้นอยู่กับ ตำแหน่งของ BEACON หรือประเทศที่ BEACON จดทะเบียนกับ MCC นั้นๆ
ในประเทศไทย กรมการบินพาณิชย์กำลังจะเป็นผู้ให้บริการในการค้นหาและช่วยเหลือ

Satellite EPIRB ที่ใช้ในปัจจุบันได้เริ่มนำเอาระบบความถี่คู่ (Dual Frequency) 121.5 / 406 MHz มาใช้งานอย่างแพร่หลายเพราะสะดวกในการใช้งาน ตลอดจนรุ่นใหม่ๆ ที่มีการใส่ภาค GPS (Global Positioning System) หรือระบบแจ้งตำบลที่ดาวเทียมลงในเครื่อง EPIRB แบบ Built-in ด้วยแล้ว