เวลาที่เราใช้งานอินเทอร์เน็ตบนโลก แล้วเกิดอาการ “เน็ตหลุด” หรือต้องรอคิวโหลดข้อมูล สิ่งที่ตามมามักจะเป็นเพียงความหงุดหงิดจากการดูวิดีโอสะดุดหรือส่งอีเมลล่าช้า แต่ลองจินตนาการดูว่า หากเหตุการณ์คอขวดนี้ไม่ได้เกิดขึ้นกับสมาร์ตโฟนในมือ แต่ไปเกิดขึ้นกับยานอวกาศมูลค่าหลายพันล้านเหรียญที่กำลังพุ่งทะยานอยู่ห่างออกไปหลายร้อยล้านกิโลเมตร ผลลัพธ์ที่ได้จะแตกต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง ในห้วงอวกาศลึก การรอคิวส่งสัญญาณที่ล่าช้า หรืออาการ “สัญญาณขาดหาย” เพียงไม่กี่นาที อาจหมายถึงการพลาดช่วงเวลาสำคัญในการเก็บข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่ไม่สามารถย้อนกลับไปแก้ไขได้ หรือในกรณีที่เลวร้ายที่สุด มันคือการสูญเสียการติดต่อกับยานอวกาศลำนั้นไปตลอดกาล และสิ่งนี้เคยเกิดขึ้นจริงมาแล้ว
สำหรับการสื่อสารของยานอวกาศที่อยู่ห่างออกไปหลายร้อยล้านกิโลเมตร วิธีการเชื่อมต่อยานอวกาศนี้เข้ากับพื้นโลกมีอยู่หนทางเดียวนั้นก็คือ เครือข่ายจานรับสัญญาณวิทยุขนาดยักษ์ที่เรียกว่า Deep Space Network (DSN) เครือข่ายจานรับสัญญาณขนาดใหญ่ที่ถูกสร้างขึ้นมาตั้งแต่ยุคสงครามเย็นกลับเป็นเครือข่ายที่หัวใจหลักของการสื่อสารกับยานอวกาศมากกว่า 40 ภารกิจทั่วทั้งระบบสุริยะ ทว่าเทคโนโลยีการสื่อสารระหว่างดาวเคราะห์อายุมากกว่า 50 ปีนี้กำลังอยู่ในวิกฤติ เมื่อภารกิจสำรวจอวกาศมีจำนวนเพิ่มมากขึ้นทุกวันสวนทางกับจานรับสัญญาณที่ยังคงมีจำนวนที่เท่าเดิม จานรับสัญญาณที่เป็นหัวใจหลักของการสื่อสารนี้ กำลังถูกรีดเค้นศักยภาพจนถึงขีดสุด และกำลังนำพาวงการอวกาศเข้าสู่ภาวะ “วิกฤตคอขวดการสื่อสารระหว่างดาวเคราะห์” ครั้งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์การสำรวจอวกาศ
โดยสามารถทำความรู้จักกับเครือข่าย Deep Space Network ได้ใน บทความ Deep Space Network คืออะไร เบื้องหลัง การสื่อสารของภารกิจสำรวจอวกาศห้วงลึก
เมื่อความต้องการทะลุขีดจำกัด
หากเราจะทำความเข้าใจว่าวิกฤตนี้รุนแรงแค่ไหน เราต้องมองไปที่ตัวเลขสถิติจากรายงานของ NASA Office of Inspector General (OIG) ในทางทฤษฎี จานรับสัญญาณ 1 จานบนโลก เมื่อหักลบเวลา 20% สำหรับการปิดเพื่อบำรุงรักษาแล้ว จะเหลือเวลาให้ใช้งานจริงเพียง 540 ชั่วโมงต่อรอบ 28 วัน หมายความว่า 365 วันจะมีชั่วโมงการทำงานอยู่ที่ 7,039 ชั่วโมง ต่อจานรับสัญญาณ
แต่ความเป็นจริงกลับโหดร้ายกว่าทฤษฎีมาก ในปีงบประมาณ 2022 ที่ผ่านมา เครือข่าย DSN ทั่วโลกต้องแบกรับภาระการรับ-ส่งสัญญาณรวมกันสูงถึง 77,000 ชั่วโมง ความต้องการใช้งานจากยานอวกาศทั้งหมดนั้นพุ่งทะลุขีดความสามารถ (Capacity) ของระบบไปแล้ว โดยในบางช่วงเวลามีความต้องการเกินความจุไปถึง 40% เมื่อกางรายชื่อผู้ใช้งานสูงสุด ภารกิจที่กินเวลาของ DSN มากที่สุดคือกล้องโทรทรรศน์อวกาศ James Webb (JWST) ที่บริโภคเวลาไปถึง 6,732 ชั่วโมง หรือเกือบ 10% ของชั่วโมงการทำงาน DSN ตามมาด้วยภารกิจ SOHO ที่ 5,039 ชั่วโมง และยานอวกาศที่โคจรรอบดาวอังคารรุ่นเก่าอย่าง 2001 Mars Odyssey ที่ใช้เวลาไป 3,915 ชั่วโมง
และสิ่งที่คนส่วนใหญ่มักมองข้ามคือ วิศวกรของ DSN ไม่ได้ปวดหัวกับการจัดคิวให้แค่ยานอวกาศเท่านั้น ด้วยความไวต่อสัญญาณระดับสุดยอดของจานขนาด 70 เมตร มันจึงถูกนักดาราศาสตร์ทั่วโลกขอจองคิวใช้งานในฐานะ Ground-Based Radio Astronomy เพื่อฟังคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากวัตถุไกลโพ้น และใช้เป็น Radar Astronomy เพื่อติดตามวงโคจรของดาวเคราะห์น้อยที่อาจเป็นภัยคุกคามโลก การแย่งชิงช่วงเวลาใช้งานของ DSN จากทั่วทุกสารทิศ ทำให้ตารางเวลาของ DSN กลายเป็นสมรภูมิการแย่งใช้งานจานรับสัญญาณไปโดยปริยาย
ดังนั้น หากยานอวกาศของคุณไม่ได้อยู่ในช่วงเวลาวิกฤตคอขาดบาดตาย หรือไม่ได้มีกำหนดการส่งข้อมูลวิทยาศาสตร์สำคัญกลับมา เตรียมตัวถูกตัดการสื่อสารจากโลกไปได้เลย ปัญหานี้ไม่ได้เพิ่งเกิด แต่มันเป็นปัญหาเรื้อรังที่ทำให้เราเสียโอกาสในการเก็บข้อมูลและบันทึกสถิติทางวิศวกรรมที่สำคัญมาแล้วหลายครั้ง
อย่างกรณีของ ยาน Pioneer 6 ที่เคยเกือบเป็นแชมป์ยานอวกาศที่สามารถทำงานได้ยาวนานที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติ โดยมันเป็นยานอวกาศที่ถูกส่งออกไปตั้งแต่ 1965 ก่อนที่มนุษย์จะเดินทางไปยังดวงจันทร์เสียอีก โดยช่วงเวลานั้น Pioneer เป็นโครงการบุกเบิกในการสำรวจสภาพอวกาศ (Space Weather) ที่แม้จะถูกออกแบบมาให้มีอายุการใช้งานแค่ 6 เดือน แต่ระบบคอมพิวเตอร์ของมันกลับทำงานต่อเนื่องได้ยาวนานหลายสิบปี ซึ่งการติดต่อครั้งสุดท้ายระหว่างโลกกับยานเกิดขึ้นในปี 2000 ก่อนที่เราจะไม่ได้เจียดเวลาของ DSN ไปสื่อสารกับมันอีกเลย
จนกระทั่งในปี 2007 เมื่อวิศวกรพยายามติดต่อไปหา Pioneer 6 อีกครั้ง มันก็ไม่ตอบสนองโลกอีกต่อไป ปิดฉากสถิติยานอวกาศที่มีอายุการทำงานยาวนานที่สุดในประวัติศาสตร์ไว้ที่ 34 ปี ก่อนที่ยาน Voyager 2 จะมาทำลายสถิตินี้ลงในปี 2012 และครองแชมป์คอมพิวเตอร์ที่ทำงานได้ยาวนานที่สุดมาจนถึงปัจจุบัน
กรณีของ Pioneer 6 สะท้อนให้เห็นถึงขีดจำกัดของ DSN เพราะหากเราสามารถแบ่งชั่วโมงการทำงานของเครือข่าย เพื่อมา “เช็คอิน” กับยาน Legacy ลำนี้ได้อย่างต่อเนื่อง เราอาจจะสามารถรักษาระบบการทำงานของมัน และยืดอายุสถิติทางวิศวกรรมออกไปได้นานพอ ๆ กับยานตระกูล Voyager การที่เราไม่สามารถเจียดเวลาไปสื่อสารกับมันได้ ทำให้ในวันที่มันเกิดข้อผิดพลาด เราไม่สามารถรับรู้และช่วยเหลือมันได้เลย ซึ่งความเสี่ยงจากการขาดการเชื่อมต่อลักษณะนี้ ยังคงตามหลอกหลอนภารกิจอวกาศมาจนถึงทุกวันนี้ ดังเช่นกรณีที่เกิดกับยาน MAVEN เมื่อเร็วๆ นี้
คลื่นสึนามิข้อมูล เมื่อ Artemis II เดินทางกลับไปยังดวงจันทร์
ย้อนกลับไปในยุค 1960s ช่วงเวลาที่เราส่งมนุษย์ไปดวงจันทร์ NASA มีเครือข่ายที่ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อรองรับภารกิจอวกาศที่มีมนุษย์โดยเฉพาะอย่าง Manned Space Flight Network (MSFN) แต่หลังจากที่โครงการ Apollo สิ้นสุดลง โฟกัสของการส่งมนุษย์อวกาศก็ถูกจำกัดขอบเขตให้อยู่เพียงแค่วงโคจรใกล้โลก (Low Earth Orbit) โครงสร้างพื้นฐานด้านการสื่อสารจึงถูกเปลี่ยนผ่านและควบรวมเข้ากับเครือข่าย Near Space Network (NSN) สำหรับการติดต่อกับกระสวยอวกาศและสถานีอวกาศนานาชาติ ทิ้งให้ Deep Space Network (DSN) รับหน้าที่สื่อสารกับยานสำรวจหุ่นยนต์ในภารกิจอวกาศลึกแต่เพียงผู้เดียว
สิ่งนี้ทำให้ในปัจจุบัน มนุษยชาติไม่มีโครงสร้างพื้นฐานที่ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับมนุษย์ในอวกาศลึกอีกต่อไป เมื่อโครงการ Artemis ถือกำเนิดขึ้นเพื่อพานักบินอวกาศกลับไปตั้งถิ่นฐานบนดวงจันทร์ ภาระอันหนักอึ้งนี้จึงหล่นทับ DSN อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
การส่งคนไปอวกาศต่างจากการส่งหุ่นยนต์โรเวอร์อย่างสิ้นเชิง ภารกิจอย่าง Artemis II ที่กำลังจะพานักบินอวกาศไปโคจรรอบดวงจันทร์นั้นมาพร้อมกับความต้องการแบนด์วิดท์ในระดับมหาศาล วิศวกรไม่เพียงแต่ต้องคอยมอนิเตอร์ข้อมูลวิศวกรรมของยานเท่านั้น แต่ยังต้องรับส่งข้อมูลสถานะระบบยังชีพ (Life Support) ข้อมูลทางชีวภาพ (Bio-telemetry) ตลอด 24 ชั่วโมง ไปจนถึงส่งข้อมูลวิทยาศาสตร์จากนักบินวอวกาศและการสตรีมมิ่งวิดีโอความละเอียด 4K สดๆ กลับมายังโลก คลื่นสึนามิแห่งข้อมูลชุดนี้จะถูกเทโครมลงมายังจานรับสัญญาณ DSN โดยยานในโครงการ Artemis จะต้องเข้ามาเบียดคิวแย่งชิงแบนด์วิดท์จากจานรับสัญญาณกลุ่มเดียวกับที่ยานสำรวจจากทั่วทั้งระบบสุริยะและกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ กำลังใช้งานอยู่
คำถามคือ แล้วทำไมเราไม่อัปเกรดระบบเครือข่ายให้ DSN ทรงพลังขึ้นและส่งข้อมูลผ่านคลื่นวิทยุให้ได้มากขึ้น? คำตอบที่น่าเศร้าคือ “เราทำไปแล้ว และมันมาถึงขีดจำกัดทางฟิสิกส์รวมถึงทุนทรัพย์ของเราแล้ว”
ตลอดหลายสิบปีที่ผ่านมา วิศวกรได้พยายามขยับย่านความถี่ในการสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุ (RF) จาก S-band ไปสู่ X-band และล่าสุดคือ Ka-band ซึ่งเป็นย่านความถี่สูงที่สุดที่ส่งข้อมูลได้มากที่สุดเท่าที่อุปกรณ์ภาคพื้นดินจะเสถียรพอรับได้ การใช้งานคลื่น Ka-band เปรียบเสมือนการขยายถนนไฮเวย์จนเต็มพื้นที่ว่างทุกตารางนิ้ว เราดันศักยภาพของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในย่านวิทยุไปจนสุดทางแล้ว มันไม่สามารถ “ขยายเลน” เพื่อรองรับแบนด์วิดท์ที่เพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณจากโครงการ Artemis ได้อีกต่อไป
อีกทั้งสถานการณ์การเมืองของสหรัฐอเมริกาที่โครงการวิทยาศาสตร์ของ NASA ถูกหั่นงบประมาณมาโดยตลอดหลายสิบปีที่ผ่านมา ทั้งหมดล้วนแล้วแต่เป็นปัญหาระยะยาวที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ของสหรัฐอเมริกาในตอนนี้ได้แต่ประคับประคอง DSN ให้ทำงานต่อไปได้โดยงบประมาณที่จำกัดจำเขี่ย และไม่ได้มีการเพิ่มจำนวนของจานรับสัญญาณของ DSN มาสักพักใหญ่แล้ว
หน่ำซ้ำ ในช่วงเวลาที่โครงการวิทยาศาสตร์ถูกตัดงบและเราต้องการให้โครงสร้างพื้นฐานเหล่านี้ยังคงทำงานต่อไปได้ กลับกลายเป็นพบเจอกับหายนะ เมื่อวันที่ 16 กันยายน 2025 จานรับสัญญาณ DSS-14 “Mars” จานรับสัญญาณขนาด 70 เมตรที่ศูนย์ Goldstone ในระหว่างที่กำลังรับสัญญาณจากยาน Juno ที่โคจรรอบดาวพฤหัสบดี ตัวจานเกิดหมุนเกินขีดจำกัด (Over-rotation) จนสายเคเบิลรับแรงตึงมหาศาลขาดสะบั้น และที่เลวร้ายที่สุดคือมันไปกระชากท่อน้ำของระบบดับเพลิงจนแตก ส่งผลให้น้ำนับแสนแกลลอนทะลักเข้าท่วมฐานรากของระบบอิเล็กทรอนิกส์ ความเสียหายครั้งนี้ถูกประเมินไว้สูงเกือบ 5 ล้านเหรียญสหรัฐ และทำให้จานประวัติศาสตร์ตัวนี้ต้องถูกปิดใช้งานยาวนานไปจนถึงตุลาคมปี 2028 รายงานการสืบสวนเบื้องหลังไม่ได้ชี้เป้าไปที่ความเก่าแก่ของอุปกรณ์เพียงอย่างเดียว แต่ระบุถึงรากเหง้าของปัญหาที่เรียกว่า “Hero Mode Culture”
ในสภาวะที่คิวงานแน่นทะลุพิกัด เจ้าหน้าที่ของ DSN ถูกกดดันให้ต้องทำทุกวิถีทางเพื่อรักษาการเชื่อมต่อกับยานอวกาศ พวกเขาต้องทำงานล่วงเวลา ข้ามขั้นตอนความปลอดภัยบางอย่างเพื่อบังคับให้เครื่องจักรที่มีอายุหลายสิบปีฝืนทำงานต่อไปให้ได้ เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นกับ DSS-14 ก็คือสิ่งนั้นที่จากการสืบสวนก็พบว่ามีปัญหาที่กลไกอยู่แล้วแต่ยังปล่อยผ่าน และพยายามแทรกแซงระบบความปลอดภัยที่ออกแบบไว้เพื่อป้องกันความผิดพลาดโดยมนุษย์ และจากการสอบสวนก็พบว่าปัญหาทั้งหมดเกิดขึ้นจากวัฒนธรรมองค์กรภายใน DSN Goldstone และไม่ใช่กับสถานี DSN อื่น เหตุการณ์ในครั้งนี้จึงไม่ใช่แค่ความผิดพลาดของกลไก แต่เป็นการสะท้อนหลักการทำงานที่ตัวของมนุษย์เองพยายามฝืนหลักการทางวิศวกรรม และขีดจำกัดทางการเงินของการดำเนินการที่ต่ำกว่าต้นทุนความเป็นจริง ทั้งหมดจึงนำมาสู่ข้อผิดพลาดที่ประเมินค่าไม่ได้
วิกฤตคอขวดที่เกิดขึ้นจึงไม่ได้เป็นเพียงแค่เรื่องของความล่าช้าของสัญญาณ หรือคิวงานที่แน่น แต่มันคือโครงสร้างที่บีบให้วิศวกรต้องเผชิญกับสถานการณ์กลืนไม่เข้าคายไม่ออกและอาจทำให้เราสูญเสียข้อมูลสำคัญในการศึกษาวิทยาศาสตร์ที่อาจจะมาเปลี่ยนความเข้าใจของมนุษยชาติไปเลยก็ว่าได้
ทางแก้ เมื่อฟิสิกส์พามาถึงทางตัน
เมื่อโครงสร้างพื้นฐานเดิมมาถึงทางตันทางฟิสิกส์ ทางออกเบื้องต้นที่ NASA พยายามทำเพื่อซื้อเวลาและกอบกู้วิกฤตคือโครงการ DAEP (Deep Space Aperture Enhancement Project) ที่พยายามนำจาน 34 เมตรมาทดแทนจาน 70 เมตรที่มีอายุมากว่า 50 ปีด้วยการทำ Antenna Arraying หรือที่นักฟิสิกส์จะเข้าใจว่ามันคือการทำ Interferometry ที่นำจานรับสัญญาณสามจานมาขยายขีดความสามารถในการรับสัญญาณ เหมือนกับที่ทำกับกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ทำให้ Singal-to-Noise Ratio สูงขึ้นอย่างมีนัยยะสำคัญ โดยมีเป้าหมายจะทำระบบนี้เพิ่มเติมให้ครบ 6 จานรับสัญญาณ พร้อมกับติดตั้งตัวส่งสัญญาณกำลังสูง 80 kW ควบคู่ไปด้วย ซึ่งสามารถอ่านเพิ่มเติมใน บทความ NASA เริ่มอัปเกรด Deep Space Network รองรับ ปริมาณการสื่อสารระหว่างดาวที่เพิ่มขึ้น
อีกหนึ่งโครงการที่ NASA พยายามดันเป็นอย่างมากคือ LEGS (Lunar Exploration Ground Sites) โครงการยานอวกาศ Relay สัญญาณที่วงโคจร GEO ไปจนถึง L2 ที่จะทำหน้าที่เป็นจานรับสัญญาณขนาด 18 เมตร Relay เพื่อนำสัญญาณกลับมายังพื้นโลกสำหรับภารกิจดวงจันทร์ทั้งภารกิจมี Humanned Space Flight และ Robotics Space Flight โดยมีการวางแผนจะตั้งสถานีรับสัญญาณโครงการ LEGS ที่ White Sands Missile Range สหรัฐอเมริกา, Matjiesfontein แอฟริกาใต้ และ ออสเตรเลีย ทั้งหมดเพื่อแยกงานรับสัญญาณจากดวงจันทร์ออกจาก Deep Space Network อื่น ลดภาระงานที่วงโคจรและพื้นผิวของดวงจันทร์ลงไปได้
แต่ถึงกระนั้น การเพิ่มจำนวนจานวิทยุก็แก้ปัญหาได้เพียงส่วนหนึ่ง เพราะอย่างที่เราทราบกันดีว่าแบนด์วิดท์ของคลื่นวิทยุในย่าน X-band และ Ka-band นั้นรีดศักยภาพออกมาจนถึงขีดสุดแล้ว และเราคงเพิ่มจานรับสัญญาณในเวลาอันสั้นไม่ได้อย่างแน่นอน เนื่องจากเป็นงานโครงสร้างพื้นฐาน ดังนั้น Game Changer ที่แท้จริงที่จะมาทลายคอขวดนี้ได้ จึงไม่ใช่คลื่นวิทยุ แต่เป็น “แสง”
เทคโนโลยี Deep Space Optical Communications (DSOC) หรือการสื่อสารด้วยเลเซอร์ข้ามห้วงอวกาศลึก คือทางเลือกใหม่ที่จะมาปฏิวัติวงการ การเปลี่ยนจากคลื่นวิทยุมาเป็นเลเซอร์ที่มีความถี่สูงกว่า ให้แบนด์วิดท์ที่กว้างกว่าอย่างมหาศาล เปรียบเสมือนการเปลี่ยนจากยุคอินเทอร์เน็ตสายโทรศัพท์ (Dial-up) ที่วิ่งด้วยความเร็ว 56K มาเป็นสายไฟเบอร์ออพติกความเร็วสูงที่ใช้กันตามบ้านเรือนในปัจจุบัน
โดยเทคโนโลยี DSOC ถูกนำมาใช้งานครั้งแรกจริง ๆ คือโครงการ Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) ในชื่ออุปกรณ์ Lunar Laser Communication Demonstration (LLCD) เป็นการใช้เลเซอร์ในการสื่อสารกับยานอวกาศที่วงโคจรของดวงจันทร์ในปี 2013 ซึ่งนับเป็นครั้งแรกที่เราใช้เลเซอร์ในการสื่อสารกับยานอวกาศที่ระยะของ Deep Space Network ทำงาน และหลังจากนั้นเทคโนโลยีเลเซอร์ก็ถูกนำไปติดตั้งบนสถานีอวกาศนานาชาติในโครงการ Laser Communications Relay Demonstration ในปี 2021 ที่มีการพิสูจน์แล้วว่าเทคโนโลยีเลเซอร์สามารถส่งข้อมูลได้รวดเร็วกว่าการสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุเดิมอย่างมหาศาล
และแน่นอนในโครงการ Psyche ที่ทุกคนน่าจะรู้จักกันดี นั้นคือภารกิจ Deep Space แรกที่มีการนำระบบสื่อสารด้วยเลเซอร์ DSOC ติดไปด้วยในการเดินทางไปสำรวจดาวเคราะห์น้อย Psyche โดยหลังจากที่มันออกเดินทางไปได้ 31 ล้านกิโลเมตรจากโลก ตัวยานได้ทำการทดลองส่งข้อมูลด้วย DSOC เป็นครั้งแรก เมื่อ 14 พฤศจิกายน 2023 และนั้นคือครั้งแรกที่โลกได้ทำการติดต่อกับยานอวกาศที่ห่างกว่าระยะจากโลกถึงดวงจันทร์ถึง 80 เท่าด้วยความเร็วเท่ากับอินเทอร์เน็ตบ้านความเร็วสูงไม่ใช่แค่ความเร็วระดับสาย Dial-up 56K อีกต่อไป
หากเทียบความเร็วในการสื่อสารจริง ๆ นั้นก็คือยาน Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) มีความเร็วในการส่งข้อมูลที่ 0.5 – 4 Mbps หมายความว่า ภาพถ่ายความละเอียดสูงจากพื้นผิวของดาวอังคารจากกล้อง HiRISE (11.2 GBits) หนึ่งภาพส่งกลับโลกนั้นใช้ระยะเวลา 1.5 ชั่วโมง แต่กับ Psyche DSOC ในการทดสอบแรกสามารถ Downlink ด้วยความเร็ว 267 Mbps ซึ่งเร็วพอ ๆ กับอินเทอร์เน็ตไฟเบอร์ตามบ้านเรือนเลยทีเดียว โดยในคืนที่ทำการทดลอง Downlink มันส่งข้อมูล 1.3 Terabits กลับมาในคืนคืนเดียว ซึ่งปริมาณข้อมูลที่ส่งกลับมาในคืนเดียวนี้มากกว่าข้อมูลทั้งหมดที่ยาน Magellan ส่งข้อมูล InSAR ของพื้นผิวดาวศุกร์กลับมาตลอดช่วงเวลาภารกิจ 4 ปีของมันที่ 1.2 Terabits เท่านั้น แปลว่ามันย่นระยะเวลาในการส่งข้อมูล 4 ปีเหลือแค่คืนเดียว
ด้วยวิธีการสื่อสารด้วย DSOC มันคือการเปลี่ยนกล้องโทรทรรศน์และหอดูดาวบนพื้นโลกให้กลายมาเป็น เครือข่ายการสื่อสารของยานอวกาศได้ผ่านการรับและส่งข้อมูลด้วยเลเซอร์ในย่าน Infrared ทำให้การวางโครงสร้างพื้นฐานของ DSOC นั้นง่ายกว่าการสร้างจานรับสัญญาณขนาดใหญ่น้ำหนักหลายสิบตัน อีกทั้งยังสามารถส่งข้อมูลระหว่างโลกกับอวกาศได้รวดเร็วกว่าอย่างน่ามหัศจรรย์อีกด้วย ด้วยขีดความสามารถระดับนี้ DSOC จึงกลายเป็นความหวังสูงสุดและกุญแจสำคัญสำหรับการสื่อสารในห้วงอวกาศลึกในอนาคต โดยเฉพาะกับ Humanned Spaceflight อย่าง Artemis II ที่ตัวยาน Orion ได้ทำการติดตั้ง O2O (Orion Artemis II Optical Communications System) เพื่อใช้แสงเลเซอร์ในการส่งข้อมูล ซึ่งระบบนี้เองที่จะเปิดโอกาสให้ศูนย์ควบคุมและมนุษยชาติบนโลก สามารถรับชม Live Stream ความละเอียดระดับ 4K จากนักบินอวกาศขณะกำลังปฏิบัติภารกิจอยู่หลังดวงจันทร์ได้แบบเรียลไทม์ โดยไม่ต้องกังวลเรื่องคอขวดของ DSN
แน่นอนว่าเมื่อฝั่งยานอวกาศพร้อมยิงเลเซอร์กลับมายังโลก บนโลกก็ต้องมี Infrastucture รับแสงจากยานอวกาศด้วยเช่นกัน ซึ่งทาง DSN เองก็นำสิ่งนี้เข้ามาอยู่ในระบบจานรับสัญญาณใหม่ของเครือข่าย DSN ด้วย โดยในจานรับสัญญาณใหม่ DSS-23 ที่ Goldstone แคลิฟอร์เนีย ซึ่งเดิมทีถูกกำหนดให้เป็นเพียงจานวิทยุอีกตัวหนึ่งในโครงการ DAEP แต่ NASA ตัดสินใจเพิ่มตัวรับ-ส่งสัญญาณ DSOC เข้าไปด้วย ทำให้ DSS-23 จานใหม่ที่กำลังจะเปิดการใช้งานภายในปีนี้ ไม่ใช่จานรับสัญญาณวิทยุธรรมดาแต่เป็นจาน Hybrid ที่สามารถรับ-ส่งคลื่นวิทยุและสัญญาณเลเซอร์จากห้วงอวกาศลึกได้
ความจริงที่น่าเศร้า ที่ทางแก้อาจจะยังไม่ใกล้ขนาดนั้น
ความจริงที่น่าเศร้าอย่างหนึ่งของการเมืองก็คือ การอนุมัติงบประมาณหลายพันล้านเหรียญเพื่อสร้าง “ยานอวกาศลำใหม่” มักจะเป็นสิ่งที่ดึงดูดความสนใจจากสื่อมวลชนและสร้างคะแนนนิยมให้กับนักการเมืองได้เสมอ ในขณะที่การขออนุมัติงบประมาณเพื่อ “ดูแลและวางระบบโครงสร้างพื้นฐาน (Infrastructure) บนพื้นโลก” กลับกลายเป็นเรื่องที่ดูไม่น่าตื่นเต้น และมักจะถูกหั่นงบประมาณทิ้งเป็นลำดับแรก ๆ เสมอมา
การสร้างจรวดและส่งยานออกไปนอกโลกนั้นเป็นเรื่องที่ “เซ็กซี่” ดึงดูดสายตาคนทั้งโลก แต่วิกฤตคอขวดของ Deep Space Network และ DSS-14 ที่พังนั้น ทำให้วงการอวกาศเห็นว่า การมองข้ามโครงสร้างพื้นฐานนั้นมีราคาที่ต้องจ่ายแพงเพียงใด
แม้ว่าในอนาคตอันใกล้ เราจะมีความหวังจากเทคโนโลยีการสื่อสารด้วยแสงเลเซอร์ (DSOC) หรือการเปิดตัวจานไฮบริด DSS-23 ที่จะมารองรับโครงการ Artemis แต่การเปลี่ยนผ่านเทคโนโลยีระดับจักรวาลนี้ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในชั่วข้ามคืน และยานอวกาศรุ่นพี่อีกนับไม่ถ้วนที่ยังคงล่องลอยอยู่ในอวกาศลึก ก็ไม่อาจอัปเกรดตัวเองได้ และยังคงต้องฝากชีวิตไว้กับระบบคลื่นวิทยุและจานรับสัญญาณที่มีอยู่จำกัดต่อไป ยังไม่รวมการศึกษาทางวิทยาศาสตร์อย่าง Gravity Science ที่ต้องพึ่งพาคลื่นวิทยุในย่าน X-band เพื่อสังเกต Doppler Shift ของคลื่นวิทยุจากยานอวกาศที่โคจรรอบดาวเคราะห์เพื่อสังเกต Gravitational Field อย่างในภารกิจ Juno ที่มีเป้าหมายหลักในการศึกษา Gravitational Field ของดาวพฤหัสบดี
เรื่องราวของ DSN จึงเป็นเครื่องเตือนใจว่า ต่อให้มนุษยชาติจะก้าวหน้าจนสามารถสร้างยานอวกาศไปแตะผิวดวงอาทิตย์ สร้างหุ่นยนต์ไปขับเคลื่อนบนดาวอังคาร หรือส่งยานเดินทางออกไปไกลจนสุดขอบระบบสุริยะได้สำเร็จ แต่ความพยายามทั้งหมดจะไร้ความหมายในทันที ถ้าหากยานอวกาศเหล่านั้นไม่สามารถส่งข้อมูลวิทยาศาสตร์กลับมายังโลกได้
โครงสร้างพื้นฐานด้านการสื่อสารอาจจะดูไม่หวือหวาเท่าจรวดที่กำลังพ่นไฟพุ่งขึ้นสู่ท้องฟ้า แต่มันคือ สิ่งที่ยึดโยงทุกความสำเร็จในการสำรวจอวกาศของดาวเคราะห์ทุกดวงเอาไว้ด้วยกัน
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
