449 NARIT ตามรอยสถาบันดาราศาสตร์ไทย ภารกิจพินิจฟากฟ้าของมวลมนุษย์

‘‘อวกาศ พรมแดนด่านสุดท้าย นี่คือการเดินทางของยานอวกาศ เอนเทอร์ไพรส์ ภารกิจของยานคือ การสำรวจโลกใหม่ ค้นหารูปแบบชีวิตใหม่ และอารยธรรมใหม่ ท่องไปอย่างกล้าหาญ สู่ที่ซึ่งไม่มีใครไปมาก่อน’’

คำกล่าวข้างต้นคือสโลแกนของ สตาร์เทรค ซีรีส์แนววิทยาศาสตร์เรื่องดังของ จีน ร็อดเดนเบอร์รี ซึ่งว่าด้วยการผจญภัยในห้วงอวกาศของกัปตันเคิร์ก รองกัปตันสป็อก และลูกเรือของยาน เอนเทอร์ไพรส์ เพื่อพบในสิ่งที่ยังไม่เคยมีใครพบได้รู้ในสิ่งที่ยังไม่เคยมีใครรู้

แม้ในชีวิตจริงเราจะยังไม่มีเทคโนโลยีการเดินทางด้วยความเร็ววาร์ปแบบในเรื่อง สตาร์เทรค แต่มนุษย์จากทั่วทุกมุมโลกก็ศึกษาห้วงอวกาศและวัตถุท้องฟ้าไม่ต่ำกว่าหลายพันปีรู้ได้จากสิ่งก่อสร้างในอดีตที่สัมพันธ์กับวัตถุท้องฟ้า อย่างมหาพีระมิดในอียิปต์ที่วางตัวตามแนวทิศเหนือใต้ออกตกได้อย่างแม่นยำ หรือกลุ่มหินสโตนเฮนจ์ทางตอนใต้ของเกาะอังกฤษที่เรียงตัวสัมพันธ์กับแนวการเคลื่อนของดวงอาทิตย์

ไม่ว่าจะเป็นมนุษย์ยุคก่อนที่เฝ้าเพ่งพินิจดวงดาวด้วยตาเปล่าเพื่อคำนวณการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล นักปราชญ์ยุคกลางที่ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์และมองการเคลื่อนที่ของดวงดาวจนรับรู้ว่าโลกเราโคจรรอบดวงอาทิตย์ หรือนักวิจัยยุคปัจจุบันที่ใช้อุปกรณ์ดาราศาสตร์สมัยใหม่ศึกษาการเกิดดับของจักรวาลอันไกลโพ้น ไม่ว่าจะมีหรือไม่มีอุปกรณ์ช่วยเหลือผู้คนก็ยังคงแหงนหน้ามองฟ้าด้วยความสงสัยใคร่รู้ประหนึ่งคือภารกิจร่วมของมวลมนุษย์

ในคืนนี้เราอยากชวนทุกท่านร่วมเดินทางกับวงการดาราศาสตร์ไทย ส่องกล้อง แหงนหน้ามองท้องฟ้า แล้วเริ่มทำความเข้าใจจักรวาลไปพร้อม ๆ กัน...

“เมื่อคืนนี้มีจันทรุปราคา เริ่มจับเวลา ๓ นาฬิกากับ ๑๕ นาทีของตอนเช้าวันใหม่ หลวงพ่อเดอ ฟงเตอแนกับเพื่อนร่วมงานของท่านได้ตั้งกล้องส่องดาวในห้องห้องหนึ่งใกล้ที่ประทับ และพระเจ้าแผ่นดินได้เสด็จฯ มาทรงสังเกตร่วมกับพวกท่านด้วย ในโอกาสนี้พระองค์ทรงลืมพระอิสริยยศหมดสิ้นพระราชทานพระบรมราชานุญาตให้บาทหลวงลุกขึ้นยืนสูงเสมอด้วยพระองค์ และทรงแสดงความพอพระราชหฤทัยเป็นอันมาก นี่เป็นข้อพิสูจน์ที่ดีประการหนึ่ง พระองค์มีรับสั่งกับพวกบาทหลวงว่าจะให้สร้างโบสถ์ เรือนพักพระราชทานกับจะให้สร้างหอดูดาวแห่งหนึ่งที่เมืองละโว้ และอีกแห่งหนึ่งที่สยามขึ้น และมีพระราชประสงค์ให้พวกบาทหลวงและนักบวชอื่น ๆ ได้ค้นคว้าพบสิ่งใหม่ ๆ แปลก ๆ ต่อไป แล้วก็ติดตามด้วยการพระราชทานเสื้อชายยาวตัดด้วยแพรต่วนแก่พระบาทหลวงทุกรูปให้นำกลับไปยังเรือนที่พักของตน”

ข้อความข้างต้นกล่าวถึงเหตุการณ์การเกิดจันทรุปราคาที่ลพบุรีในวันที่ ๑๑ ธันวาคม ๒๒๒๘ เขียนโดยบาทหลวงเดอ ชัวซี หนึ่งในคณะติดตามราชทูตชาวฝรั่งเศสที่เข้ามาติดต่อกับสยามในสมัยสมเด็จพระนารายณ์มหาราช

อุปกรณ์รับสัญญาณภาพทั้งสามชนิดที่ติดอยู่กับกล้องโทรทรรศน์ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ๒.๔ เมตร แต่ละตัวมีคุณสมบัติการรับสัญญาณที่แตกต่างกัน ทำให้เก็บข้อมูลได้หลากหลายแบบ
ภาพ : กวิน สิริจันทกุล

คณะบาทหลวงในนิกายเยซูอิตที่เดินทางมาสยามเมื่อ ๓๐๐ กว่าปีก่อนเป็นกลุ่มมิชชันนารีที่มีความรู้ความสามารถด้านคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ และดาราศาสตร์ มีบาทหลวงฟงเตอเน (Père Fontenay) เป็นหัวหน้าคณะ นอกจากสัญจรไปยังภูมิภาคต่าง ๆ เพื่อเผยแผ่ศาสนาและเจรจาสนธิสัญญาการค้าแล้ว พวกเขายังได้รับมอบหมายภารกิจสำคัญในการเก็บข้อมูลการเคลื่อนที่ของดวงดาว สังเกตเทหวัตถุบนท้องฟ้าจากแดนอื่น ส่งกลับไปยังหอดูดาวกรุงปารีสด้วย

สมเด็จพระนารายณ์มหาราชโปรดปรานบาทหลวงที่นำความรู้เรื่องดาราศาสตร์สมัยใหม่เข้ามา จึงพระราชทานที่ดินก่อสร้างวัดและหอดูดาวขึ้น เดอ ลา มาร์ (M. de la Mare) วิศวกรฝรั่งเศสผู้รับหน้าที่ออกแบบได้บรรยายไว้ว่า วัดคณะเยซูอิตมีหอคอยแปดเหลี่ยมตั้งอยู่ตรงกึ่งกลางด้านหน้าของที่พัก สำหรับใช้เป็นที่สังเกตปรากฏการณ์ดาราศาสตร์และวิชาคำนวณ มีการตั้งชื่อหอดูดาวนั้นว่า หอดูดาวสันเปาโล

แม้หลังจากนั้นไม่นานจะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางการเมืองขึ้นเนื่องจากสมเด็จพระนารายณ์มหาราชสวรรคต ทำให้การก่อสร้างหอดูดาวสันเปาโลถูกทิ้งร้าง หลงเหลือเพียงโครงอิฐ แต่รายงานการสังเกตดาราศาสตร์จำนวนมากที่ได้ศึกษาและบันทึกขึ้นในสยามสมัยนั้น ก็ถูกส่งกลับไปประเทศฝรั่งเศสเพื่อประมวลเป็นองค์ความรู้ใหม่ และกลายเป็นส่วนหนึ่งขององค์ความรู้ด้านดาราศาสตร์สากลในปัจจุบัน

หอดูดาวที่อุทยานดาราศาสตร์สิรินธร จังหวัดเชียงใหม่ อยู่ไม่ไกลจากตัวเมืองมากนัก แม้มลภาวะทางแสงจะบดบังแสงดาวไปบ้าง แต่การเข้าถึงที่สะดวกจะช่วยจุดประกายนักดาราศาสตร์ไทยรุ่นใหม่ได้ไม่น้อย
ภาพ : กวิน สิริจันทกุล

รถของเราค่อย ๆ เคลื่อนตัวขึ้นเขาอย่างระมัดระวังผ่านโค้งจุดชมวิว กม. ๔๑ อากาศเย็นพาละอองน้ำเล็ก ๆ พัดเข้ามาพร้อมสายลม ด้านซ้ายทิวทัศน์เปิดโล่งเห็นทิวเขาและหมู่เมฆ ด้านขวาเป็นเนินสูงมองขึ้นไปเห็นแนวป่าสน หลังจากมุ่งตรงเลยทางเข้าเส้นทางศึกษาธรรมชาติกิ่วแม่ปานไปไม่ไกล จะเห็นป้าย “หอดูดาวเฉลิมพระเกียรติ ๗ รอบ พระชนมพรรษา” อยู่ทางซ้ายมือ

หอดูดาวเฉลิมพระเกียรติ ๗ รอบ พระชนมพรรษา หรือหอดูดาวแห่งชาติ (Thai National Observatory, TNO) ตั้งอยู่บริเวณสถานีทวนสัญญาณทีโอที อุทยานแห่งชาติดอยอินทนนท์ อำเภอจอมทอง จังหวัดเชียงใหม่ ก่อนถึงยอดดอยอินทนนท์ซึ่งเป็นจุดสูงสุดแดนสยามประมาณ ๒ กิโลเมตร กำกับดูแลโดยสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) (สดร.) หรือ National Astronomical Research Institute of Thailand, NARIT ซึ่งเรียกง่าย ๆ ว่า “นาริต"

“NARIT เกิดมาได้ ๑๐ กว่าปีแล้ว เริ่มจากมติคณะรัฐมนตรีเมื่อปี ๒๕๔๗ ให้จัดตั้งองค์การมหาชนเพื่อรองรับนโยบายด้านการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ดาราศาสตร์ต่าง ๆ ของรัฐบาล แต่จุดกำเนิดอย่างไม่เป็นทางการจริง ๆ ต้องย้อนกลับไปเดือนเมษายน ๒๕๔๐ ตอนนั้นผมกับกลุ่มรวมเจ็ดคนเดินทางขึ้นดอยอินทนนท์เพื่อดูดาวหางเฮล-บอปป์ ปรากฏการณ์บนท้องฟ้าแบบนี้มหัศจรรย์มากจนเราอยากให้คนไทยมีโอกาสศึกษามันมากขึ้น พอไปคุยกับคุณยิ่งพันธ์ มนะสิการ รัฐมนตรีว่าการกระทรวงวิทยาศาสตร์ฯ ในสมัยนั้น ท่านก็บอกว่าคุณไปเขียนโครงการมา” ดอกเตอร์ศรัณย์ โปษยะจินดา ผู้อำนวยการสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ เล่าถึงการก่อตั้งหอดูดาวแห่งชาติ

สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) ก่อตั้งอย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ ๑ มกราคม ๒๕๕๒ ปัจจุบันอยู่ภายใต้กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม ซึ่งเป็นชื่อใหม่ของกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเดิม หลังจากดึงหน่วยงานมหาวิทยาลัยมากกว่า ๑๐๐ หน่วยงาน รวมถึงกองทุนเพื่อการวิจัยต่าง ๆ มาอยู่ภายใต้กระทรวงเดียวกัน

“เราอาจงงว่า ทำไมเมืองไทยต้องมาทำงานดูดาวเพื่ออะไรเลยอยากให้เข้าใจก่อนว่าถึง NARIT จะเป็นที่รู้จักกันมากเรื่องการทำกิจกรรมดูดาว แต่งานหลักคือพัฒนาเทคโนโลยี เช่นเดียวกับองค์กรดาราศาสตร์อื่น ๆ ทั่วโลก”

ดอกเตอร์ศรัณย์อธิบายว่า ดาราศาสตร์คือ frontier science ซึ่งเป็นขอบเขตขององค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่มนุษย์มี เป็นการพยายามรู้ในสิ่งที่เรายังไม่รู้ พยายามเข้าใจในสิ่งที่เรายังไม่เข้าใจ ทำอย่างไรเราจะมองเห็นวัตถุท้องฟ้าที่เล็กจนแทบจะมองด้วยตาเปล่าไม่เห็น เราจะศึกษาสิ่งที่อยู่ไกลโพ้นนอกระบบสุริยะได้อย่างไร การทำงานดาราศาสตร์จึงเป็นการสร้างเทคโนโลยีใหม่ ๆ มาทลายกำแพงความรู้เดิม และจุดสำคัญของการค้นพบใหม่ ๆ ก็คือเทคโนโลยีที่มนุษย์เรามี

“เทคโนโลยีเหล่านี้หาซื้อไม่ได้ อยากได้ก็ต้องประดิษฐ์เอง นี่เลยเป็นปรัชญาการทำงานของเราว่า ดาราศาสตร์เป็นความท้าทายที่ขับเคลื่อนการพัฒนาทั้งคนและเทคโนโลยีของไทย”

อุปกรณ์ทดลองตัวรับและส่งสัญญาณในห้องทดลอง ของสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ

เจ้าหน้าที่วิศวกรของสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติกำลังออกแบบและคำนวณโครงสร้างสามมิติของฐานติดตั้งกล้อง ก่อนจะผลิตออกมาใช้จริง

“ทำไมเราต้องทำหอดูดาว...เพราะการจะมองเห็นภาพวัตถุต่าง ๆ ได้ชัดเจนแค่ไหนนั้นขึ้นอยู่กับพื้นที่รับแสง คนเรามองเห็นดวงดาวเป็นจุดเล็ก ๆ นิดเดียว เพราะรูม่านตามนุษย์เราขยายมากสุดได้แค่ ๕-๗ มิลลิเมตร ถ้าเราต้องการเห็นรายละเอียดของวัตถุท้องฟ้า ก็ต้องใช้พื้นที่รับแสงเยอะขึ้น”

ดอกเตอร์ศรัณย์เล่าว่า หอดูดาวแห่งชาติเปิดใช้งานครั้งแรกปี ๒๕๕๕ เป็นหอดูดาวเพียงไม่กี่แห่งในโลกที่ตั้งอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตร ซึ่งเป็นจุดที่สามารถสังเกตการณ์ทั้งซีกฟ้าเหนือและซีกฟ้าใต้ได้ตลอดทั้งปี ตัวกระจกของกล้องโทรทรรศน์มีเส้นผ่านศูนย์กลาง ๒.๔ เมตร ขนาดเดียวกันกับ “กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล” อันโด่งดังที่บันทึกภาพห้วงอวกาศส่งกลับมาให้คนมากมายบนโลกได้ศึกษา ถ้าลองคำนวณคร่าว ๆ จะพบว่ากล้องขนาด ๒.๔ เมตรนั้นมีพื้นที่รับแสงมากกว่าดวงตาคนเราถึง ๑,๐๐๐ เท่า ถือเป็นอุปกรณ์ชิ้นสำคัญที่ช่วยให้ทั้งนักวิจัยชาวไทยและต่างชาติศึกษาวัตถุท้องฟ้าได้มากขึ้น

เราค่อย ๆ เดินขึ้นบันไดไปยังชั้นบนของอาคารทรงกระบอกสามชั้น ด้านบนเป็นโดมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ๙ เมตร ซึ่งบรรจุกล้องโทรทรรศน์ไว้ภายใน เนื่องจากผู้เขียนไปเยือนที่นี่ในฤดูฝนซึ่งเป็นช่วงเวลาปิดหอดูดาวประจำปี จึงไม่ได้เห็นการเปิดโดมและการใช้งานจริงของตัวกล้อง แต่ก็ได้ บุญชู สุขอ่วม เจ้าหน้าที่เทคนิคดาราศาสตร์ จากฝ่ายงานปฏิบัติการหอดูดาวแห่งชาติ (Division of Observatory Operations) มานำเยี่ยมชม และพาดูรายละเอียดเล็ก ๆ ของระบบกลไกแทน

“ตัวกล้องประกอบด้วยสองส่วน ส่วนแรกคือระบบออปติคัล (optical) เป็นระบบรับแสงในกล้องที่ทำให้เราสามารถเห็นภาพวัตถุได้ ส่วนการบันทึกสิ่งที่เรา ‘เห็น’ ผ่านกล้องนั้น ก็ต้องติดตั้งอุปกรณ์รับสัญญาณเข้าไป แล้วแต่ว่าเราต้องการบันทึกอะไร เช่น ถ้าต้องการวัดสเปกตรัม...ก็ต้องติดอุปกรณ์ชื่อ ‘สเปกโตรกราฟ’ หรือถ้าต้องการถ่ายภาพนิ่ง ก็ต้องติดกล้อง CCD”

ในชีวิตประจำวัน หากเราต้องการถ่ายภาพด้วยโทรศัพท์มือถือหรือกล้องดิจิทัล เราก็แค่หันกล้องไปทางเดียวกับที่ตาเรามองเห็น จากนั้นกดปุ่มชัตเตอร์ แต่การจะขยับกล้องโทรทรรศน์ปรับหมุนหอดูดาวน้ำหนักกว่า ๑๐ ตัน ให้หันไปยังวัตถุท้องฟ้าอย่างเที่ยงตรงไม่ได้ง่ายอย่างนั้น ระบบเครื่องกล (mechanical) จึงเป็นส่วนประกอบสำคัญที่ ๒ ซึ่งขาดไม่ได้

“การถ่ายภาพวัตถุท้องฟ้าที่ทางยาวโฟกัส ๒๔,๕๐๐ มิลลิเมตร ถ้าระบบติดตามและระบุตำแหน่งไม่แม่นยำ เราไม่มีทางเห็นได้เลย ยิ่งการศึกษาวัตถุท้องฟ้าที่ไกลมาก ๆ แสงจางมาก ๆ ก็ยิ่งต้องเปิดหน้ากล้องให้นานขึ้นเพื่อให้ระบบออปติคัลค่อย ๆ เก็บรวบรวมแสงมาประมวลผลเป็นข้อมูลที่เราต้องการแต่โลกของเราหมุนตลอดเวลา วัตถุท้องฟ้าก็ไม่ได้หยุดนิ่ง จึงต้องเพิ่มระบบติดตามและนำทางอัตโนมัติ ให้หุ่นยนต์กลไกหมุนมอเตอร์ทั้งของตัวกล้อง ตัวโดม คอยปรับมุมก้มเงยต่าง ๆหันตามดวงดาวไปได้เอง ผมเชื่อว่าฐานกล้องของเราคือหุ่นยนต์ที่พิสดารที่สุดในเมืองไทยขณะนี้” ดอกเตอร์ศรัณย์กล่าว

หอดูดาวแห่งชาติเป็นตัวอย่างที่ดีให้เราเห็นภาพว่า ดาราศาสตร์ทำให้ความสามารถของคนและเทคโนโลยีพัฒนาไปอย่างไรบ้าง ตลอดเวลา ๑๐ ปีที่ฝ่ายเทคนิคของสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติได้เรียนรู้เทคโนโลยีใหม่ ๆ จากการใช้งานกล้องโทรทรรศน์ ปัจจุบัน NARIT กลายเป็นหน่วยงานที่เชี่ยวชาญเทคโนโลยีขั้นสูงมากมาย ทั้งการขึ้นรูปวัตถุความละเอียดสูง การสร้างเลนส์และเคลือบผิวกระจกสำหรับงานดาราศาสตร์ หรือแม้กระทั่งอุปกรณ์ใหม่ ๆ ที่ใช้ขยายขีดความสามารถและประสิทธิภาพการทำงานของตัวกล้อง ก็ล้วนออกแบบและสร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการของสถาบันฯ

จากหอดูดาวเฉลิมพระเกียรติ ๗ รอบ พระชนมพรรษาที่อุทยานแห่งชาติดอยอินทนนท์ เราเดินทางขึ้นเหนือ ผ่านตัวเมืองเชียงใหม่ มุ่งตรงไปตามถนนหมายเลข ๑๑๘ สู่จุดหมายปลายทาง ศูนย์ศึกษาการพัฒนาห้วยฮ่องไคร้อันเนื่องมาจากพระราชดำริ อำเภอดอยสะเก็ด จังหวัดเชียงใหม่

ศูนย์ศึกษาฯ แห่งนี้อยู่ในเขตป่าสงวนแห่งชาติ “ป่าขุน-แม่กวง” เป็นพื้นที่ศึกษาพัฒนาเกษตรกรรมด้านต่าง ๆ ทั้งการพัฒนาป่าไม้ด้วยน้ำฝน การปศุสัตว์ รวมถึงบริหารแหล่งน้ำเพื่อการประมง แต่ใครจะรู้ว่าท่ามกลางผืนป่าเขียวขจี ล้อมรอบด้วยแนวเขา จะมีหนึ่งในอุปกรณ์ทางดาราศาสตร์ที่ใหญ่ที่สุดและก้าวหน้าที่สุดของไทย อย่างหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติ (Thai National Radio Telescope, TNRO)

“หลักการของกล้องโทรทรรศน์วิทยุจะคล้าย ๆ กล้อง ๒.๔ เมตรที่หอดูดาวแห่งชาตินะครับ แต่คราวนี้เรามีพื้นที่รับสัญญาณขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ๔๐ เมตร และทำงานกับช่วงคลื่นที่ตามนุษย์มองไม่เห็น”

นิคม ประเสริฐ เจ้าหน้าที่เทคนิคดาราศาสตร์ชำนาญการศูนย์ปฏิบัติการดาราศาสตร์วิทยุ (ศดว.) อธิบายว่า งานดาราศาสตร์สมัยใหม่คือการศึกษาสัญญาณในห้วงอวกาศ ซึ่งมีมากมายหลายรูปแบบ เช่น ศึกษารังสีที่ปล่อยออกมาจากหลุมดำ หรือคลื่นพลังงานที่มาจากการกำเนิดของดวงดาว แสงที่ตามนุษย์มองเห็นก็เป็นสัญญาณคลื่นรูปแบบหนึ่ง แต่คลื่นที่ตามนุษย์มองไม่เห็นส่วนมากนั้นไม่อาจฝ่าชั้นบรรยากาศของโลกเข้ามาได้ ยกเว้นคลื่นวิทยุ

“เรามาอยู่ที่ห้วยฮ่องไคร้ เพราะที่นี่เป็นป่า ห่างไกลตัวเมืองมีแนวเขาช่วยบังคลื่นรบกวนต่าง ๆ ทำให้เรารับสัญญาณจากนอกโลกได้ชัดเจนมากขึ้น” นิคมกล่าว

การสร้างหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติเป็นโครงการหลักใหม่ของ NARIT ที่เริ่มตั้งแต่ปี ๒๕๖๐ ในชื่อ โครงการพัฒนาเครือข่ายดาราศาสตร์วิทยุและยีออเดซี (Radio Astronomy Network and Geodesy for Development) และเป็นหมุดหมายสำคัญในการเข้าร่วมเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุนานาชาติด้วย

เช่นเดียวกับที่มนุษย์ยุคก่อนก้าวข้ามขีดจำกัดของดวงตาด้วยการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ ปัจจุบันได้มีการพัฒนาเทคโนโลยี astronomical interferometry เพื่อก้าวข้ามขีดจำกัดเรื่องพื้นที่รับสัญญาณของกล้อง โดยนำข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์หลาย ๆ ตัวมาประมวลผลร่วมกันเพื่อให้ได้สัญญาณชัดเจนขึ้น ยิ่งระยะห่างระหว่างกล้องโทรทรรศน์ (baseline) มากเท่าไร การประมวลผลก็จะยิ่งมีกำลังแยกภาพมากขึ้นเท่านั้น

เมื่อเดือนพฤษภาคมที่ผ่านมา โครงการความร่วมมือทางดาราศาสตร์ระดับนานาชาติ Event Horizon Telescope ได้เปิดเผยภาพถ่ายแรกของหลุมดำ ณ ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก “ซาจิทาเรียส เอ สตาร์ (Sagittarius A* หรือ Sgr A*)” ซึ่งเป็นข่าวใหญ่ในวงการดาราศาสตร์โลก โดยใช้เทคโนโลยี astronomical interferometry ที่รวมข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์ศักยภาพสูงทั่วทุกมุมโลกเข้าด้วยกัน ประหนึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์ขนาดเท่ากับโลกทั้งใบ

เทคโนโลยีนี้ยังนำมาประยุกต์กับงานด้านภูมิมาตรศาสตร์ (geodesy) เพื่อหาตำแหน่งพิกัดความแม่นยำสูงและติดตามการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกได้อีกด้วย เช่น หากเราให้สถานีที่สเปนและในไทยรับสัญญาณจากวัตถุนอกโลกที่อยู่ไกลมาก ๆ พร้อมกัน เราสามารถคำนวณระยะห่างระหว่างสถานีทั้งสองได้จากความต่างของเวลาที่สัญญาณเคลื่อนที่มาถึงตำแหน่งต่าง ๆบนโลก หากเก็บข้อมูลต่อเนื่องเราก็จะรู้ว่าแผ่นเปลือกโลกค่อย ๆ เปลี่ยนระยะอย่างไร เคลื่อนตัวไปทางไหนบ้าง

“แม้ช่วงความถี่ที่กล้องตัวนี้รับได้จะไม่สูงพอจะถ่ายหลุมดำแต่ก็ยังเป็นกล้องที่สำคัญมาก เพราะที่ผ่านมาภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้เป็นพื้นที่ตาบอดของเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุมาตลอด กล้องขนาด ๔๐ เมตรนี้จะช่วยให้เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุของโลกครอบคลุมมากขึ้น รวมถึงเปิดโอกาสให้เราเข้าไปทำงานจักรกลขั้นสูงได้มหาศาลมาก ๆ” ดอกเตอร์ศรัณย์กล่าว

ปัจจุบันหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติยังไม่เปิดใช้งานเต็มตัว เพราะอยู่ในช่วงทดสอบกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาด ๔๐ เมตรที่เพิ่งสร้างเสร็จ ทั้งความสามารถในการรับสัญญาณ การก้มเงยของกล้อง พร้อมเตรียมติดตั้งกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาด ๑๓ เมตรอีกหนึ่งตัวในปีหน้า

คาดว่าในอีกไม่ช้าเราคงได้เห็นการค้นพบใหม่ ๆ ด้านดาราศาสตร์วิทยุจากนักวิจัยไทยอย่างแน่นอน

หลายครั้งหลายหนที่เราตื่นเต้นเวลาอ่านพาดหัวข่าวการค้นพบทางดาราศาสตร์บนหน้าหนังสือพิมพ์หรือในเว็บไซต์ออนไลน์ แต่อีกใจหนึ่งก็อดรู้สึกไม่ได้ว่าสิ่งเหล่านี้ช่างไกลตัวเหลือเกิน ดาราศาสตร์นั้นเกี่ยวข้องกับชีวิตเราอย่างไร เมื่อได้มาเยือนถึงห้องทำงานของสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ เราจึงเอ่ยปากถาม

“จริง ๆ แล้วดาราศาสตร์มันใกล้ตัวคนไทยมากนะ คุณรู้ไหมว่าการวางตัวของโบราณสถานไทยหลายแห่งไม่ได้เรียงตัวตามแนวทิศเหนือใต้ออกตกเลย เราเคยเดากันว่าคนไทยสมัยก่อนไม่มีความรู้ทางดาราศาสตร์มากพอ จนในที่สุดหน่วยวิจัยของเราค้นพบว่าโบราณสถานไทยจะวางตัวเป็นกลุ่ม มีแนว ๒๓.๕ องศาเหนือใต้ แล้วก็ครึ่งหนึ่งของ ๒๓.๕ แล้วก็ครึ่งของครึ่งของ ๒๓.๕ อีกที ซึ่งเป็นองศาการเอียงตัวของแกนโลก เราเลยคาดกันว่าคนไทยสมัยก่อนใช้เงาจากแสงอาทิตย์ที่ส่องลงมาที่โบราณสถานบอกฤดูกาล”
ดอกเตอร์ศรัณย์ตอบคำถามของเราอย่างเป็นมิตรและอธิบายเพิ่มว่า ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน ดาราศาสตร์เคยทำให้เกิดเทคโนโลยีที่เปลี่ยนโลกมาครั้งแล้วครั้งเล่า เทคโนโลยีและอุปกรณ์สมัยใหม่ที่เราใช้ แรกเริ่มก็ประดิษฐ์ขึ้นเพื่อศึกษาดวงดาวเช่นกัน

กล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติ ตั้งอยู่ท่ามกลางธรรมชาติที่ห้วยฮ่องไคร้ อำเภอดอยสะเก็ด จังหวัดเชียงใหม่ เพื่อให้ห่างไกลจากตัวเมือง ป้องกันสัญญาณรบกวนระหว่างการศึกษาและวิจัยทางดาราศาสตร์

ดอกเตอร์ศรัณย์ตอบคำถามของเราอย่างเป็นมิตรและอธิบายเพิ่มว่า ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน ดาราศาสตร์เคยทำให้เกิดเทคโนโลยีที่เปลี่ยนโลกมาครั้งแล้วครั้งเล่า เทคโนโลยีและอุปกรณ์สมัยใหม่ที่เราใช้ แรกเริ่มก็ประดิษฐ์ขึ้นเพื่อศึกษาดวงดาวเช่นกัน

“เทคนิค interferometry ที่รวมผลจากกล้องโทรทรรศน์หลาย ๆ ตัวเข้าด้วยกันแบบที่เรากำลังพยายามทำที่ TNRO
สร้างขึ้นจากผลงานรางวัลโนเบลเรื่องการสังเคราะห์ช่องรับแสง (Aperture Synthesis) ของนักดาราศาสตร์วิทยุ มาร์ติน ไรล์

ซึ่งปัจจุบันเทคนิคนี้นำไปประยุกต์เป็นเทคนิคทางการแพทย์ นั่นคือการสร้างภาพด้วยเรโซแนนซ์แม่เหล็กหรือเอ็มอาร์ไอ (magnetic resonance imaging, MRI) ที่เราใช้กันทุกวันนี้”

สัญญาณไวไฟหรือ wireless fidelity (Wi-Fi) ที่เราคุ้นเคยในการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตไร้สายก็เป็นอีกตัวอย่างหนึ่ง ใครจะรู้ว่าเดิมเทคโนโลยีไวไฟนั้นเริ่มจากการพยายามลดสัญญาณรบกวนเพื่อศึกษาคลื่นวิทยุอ่อน ๆ จากหลุมดำขององค์การวิจัยในออสเตรเลีย

ผลพลอยได้จากการทดลองครั้งนั้นคือเกิดการประดิษฐ์ไมโครชิปชนิดหนึ่ง ซึ่งทำให้เราสามารถรับ-ส่งคลื่นวิทยุในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนและลดสัญญาณรบกวนจากการสะท้อนของพื้นผิวได้ ต่อมาจึงนำไมโครชิปนี้ไปสร้างอุปกรณ์ลดสัญญาณรบกวนในอาคาร กลายเป็นระบบมาตรฐาน “IEEE 802.11” สำหรับถ่ายเทข้อมูลกันแบบในปัจจุบัน ส่วนองค์การวิจัยนั้นก็ได้เงินจากค่าสิทธิบัตรของเทคโนโลยีนี้มากกว่า ๒,๐๐๐ ล้านเหรียญ จากพวกเราทุกคนที่ใช้ไวไฟ

ยังมีเทคโนโลยีในชีวิตประจำวันอีกมากที่ครั้งหนึ่งคิดค้นขึ้นจากความพยายามศึกษาสิ่งที่อยู่ไกลโพ้นนอกดวงดาวของเรา แต่กลับแทรกซึมอยู่รอบตัวในรูปแบบที่คาดไม่ถึง

ดอกเตอร์ศรัณย์เล่าต่อว่า สถาบันวิจัยแบบ NARIT และองค์กรทางดาราศาสตร์ส่วนใหญ่มุ่งเน้นเรื่อง “วิทยาศาสตร์บริสุทธิ์ (pure science)” ซึ่งศึกษาหลักการและทฤษฎีต่าง ๆ ทางวิทยาศาสตร์ กว่าสิ่งเหล่านี้จะแฝงเข้าไปอยู่ในชีวิตประจำวันของคนได้ ก็เปลี่ยนแปลงรูปแบบไปไม่น้อย ถึงอย่างนั้นก็ปฏิเสธไม่ได้ว่าข้อค้นพบที่มนุษย์ได้รับจากการเพ่งพินิจฟากฟ้าเป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้โลกเราเป็นอย่างทุกวันนี้ บางส่วนกลายเป็นวัฒนธรรม ความเชื่อ การทำนายดวงชะตา บางส่วนกลายเป็นองค์ความรู้ใหม่ เช่น การคำนวณฤดูกาล การออกแบบโบราณสถาน การบอกทิศและการทำแผนที่ เทคโนโลยี การแพทย์ ตลอดจนนวัตกรรมต่าง ๆ

หากเราอยากรู้ว่าแท้จริงแล้วดาราศาสตร์อยู่ใกล้ตัวมากขนาดไหน การพยายามค้นหาจุดกำเนิดของสิ่งของเล็ก ๆ รอบตัวก็ดูเป็นวิธีเข้าท่า เพราะเหล่านักดาราศาสตร์ทั่วโลกก็กำลังพยายามค้นหาจุดกำเนิดของห้วงอวกาศและดวงดาวไม่ต่างกัน

แม้ NARIT จะทำงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์และดาราศาสตร์มากมาย อย่างการศึกษาสภาพอวกาศ (space weather) การเกิดดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์และสิ่งมีชีวิตนอกระบบสุริยะ วิวัฒนาการของเอกภพ ฟิสิกส์ดาราศาสตร์พลังงานสูง แต่เชื่อว่าคนส่วนใหญ่จะจำ NARIT ได้จากการจัดกิจกรรมดาราศาสตร์ อย่างการทำท้องฟ้าจำลอง การจัดค่ายเยาวชนคนดูดาวฯ การตั้งกล้องดูดาวในที่สาธารณะในคืนที่มีปรากฏการณ์พิเศษ หรือการทำสื่อบนโซเชียลมีเดีย

“นอกเหนือจากการวิจัยกับการพัฒนาเทคโนโลยีแล้ว อีกส่วนที่เป็นพันธกิจของเราก็คือ ให้บริการวิชาการและสื่อสารดาราศาสตร์สู่สังคมไทย อย่างตอนนี้เรามีโครงการทำหอดูดาวภูมิภาคสำหรับประชาชนให้กระจายตัวอยู่ทั่วประเทศ ซึ่งเปิดแล้วสามแห่งที่จังหวัดนครราชสีมา ฉะเชิงเทรา และสงขลากับอีกสองแห่งกำลังก่อสร้างคือที่ขอนแก่นกับพิษณุโลก” ดอกเตอร์ศรัณย์อธิบาย

โครงการทำหอดูดาวภูมิภาคแต่ละแห่งจะประกอบด้วยอาคารท้องฟ้าจำลอง ห้องจัดแสดงนิทรรศการดาราศาสตร์ ศูนย์การเรียนรู้ และอาคารดูดาวซึ่งมีกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กให้บริการ ถือเป็นอีกหนึ่งโครงการสำคัญเพื่อให้ประชาชนในทุกภูมิภาคมีโอกาสเรียนรู้ดาราศาสตร์อย่างทั่วถึง โดยเฉพาะเด็ก ๆ และเยาวชนจากสถานศึกษาในท้องถิ่น

“อีกโครงการที่เราภูมิใจมาก คือโครงการกระจายโอกาสการเรียนรู้ดาราศาสตร์ เป็นการแจกกล้องโทรทรรศน์ชนิดสะท้อนแสงขนาด ๑๐ นิ้วแก่สถานศึกษา กล้องรุ่นนี้ NARIT ออกแบบและทำขึ้นมาเองให้ทำงานได้โดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้า สถานศึกษาในถิ่นทุรกันดารจึงสามารถใช้งานได้ เราเริ่มโครงการนี้มาตั้งแต่ปี ๒๕๕๘ รวม ๆ แล้วก็น่าจะแจกกล้องไปมากกว่า ๕๐๐ ตัว และก็คงจะทำโครงการนี้ต่อไปเรื่อยๆ”

+ + +

การเฝ้ามองปรากฏการณ์บนท้องฟ้านั้นต้องอาศัยเวลายาวนาน บางวัตถุส่องแสงสว่างโชติทั่วท้องฟ้า ขณะบางวัตถุรับรู้ได้เพียงคลื่นสัญญาณหรี่จางเกินกว่าจะมองเห็นด้วยตา ดาวหางคาบสั้นอย่าง “ดาวหางฮัลเลย์” จะโคจรกลับมาให้เห็นทุก ๆ ๗๕-๗๖ ปี ขณะดาวหางคาบยาวอย่าง “ดาวหางนีโอ-ไวส์” ที่ชาวโลกได้ยลโฉมในปี ๒๕๖๓ จะต้องรออีกเกือบ ๗,๐๐๐ ปีถึงจะได้เห็นอีกครั้ง