ใครที่เคยดูหนังเรื่อง Contact คงจะรู้จักดาราศาสตร์วิทยุ หรือ Radio Astronomy กันบ้างแล้ว เพราะที่ทำงานของนางเอกในเรื่องได้พูดถึงจาน Radio Telescope ที่สำคัญของโลกถึง 2 แห่ง ได้แก่จาน Arcibo ที่เปอโตริโก และจาน Very Large Array ที่ New Mexico (ที่ปรากฏในภาพปกของหนัง) รู้หรือไม่ว่าประเทศไทยของเรา ก็มีกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่เพิ่งสร้างขึ้นมาใหม่ ซึ่งเป็นโครงการของสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (NARIT) ตั้งอยู่ที่ห้วยห้องไคร้ อำเภอดอยสะเก็ด จังหวัดเชียงใหม่
จานของเรานั้นมีชื่อว่า Thai National Radio Telescope หรือย่อ ๆ ว่า TNRO ซึ่งเป็นโครงสร้างทางดาราศาสตร์ระดับ Flagship ตัวใหม่ของ NARIT นอกจากหอดูดาว 2.4 เมตร บนดอยอินทนนท์ และหอดูดาวภูมิภาคต่าง ๆ ที่ปัจจุบันก็ได้สร้างผลงานการตีพิมพ์งานวิจัยไปแล้วหลากหลายฉบับ ได้รับการยอมรับระดับโลก ตัวกล้อง TNRO นี้จริง ๆ ก็นับว่าเป็นอุปกรณ์ทางดาราศาสตร์ที่ใหญ่ที่สุดของประเทศไทย ถ้าวัดกันตามขนาด
สำหรับดาราศาสตร์วิทยุนั้นนับว่ามีความสำคัญเป็นอย่างมาก อย่างโครงการ Even Horizon Telescope ก็นับว่าเป็นหนึ่งในโครงการดาราศาสตร์วิทยุที่ถูกพูดถึงกันมากที่สุดในช่วง 2-3 ปีที่ผ่านมา จากผลงานการถ่ายภาพหลุมดำ (อ่าน – กว่าจะเป็นรูปถ่ายหลุมดำรูปแรก ฟิสิกส์ คอมพิวเตอร์ วิศวกรรม) หรือการนำจานรับสัญญาณต่าง ๆ มาเชื่อมต่อเข้าหากันด้วยเทคนิค Very-long-baseline interferometry (อ่าน – รู้จัก Telescope Array เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ทั่วโลก เบื้องหลังการค้นพบทางดาราศาสตร์) ซึ่งก็ยิ่งเพิ่มศักยภาพในการทำงานของตัวกล้องจากที่เดี่ยว ๆ ก็มารวมกันเป็นกลุ่ม (ซึ่งไทยเอง ก็มีแผนจะนำ TNRO เข้ากับเครือข่าย VLBI ทั่วโลกอีกด้วย)
อธิบายง่าย ๆ ก็คือ Radio Telescope เป็นการสังเกตการณ์ในช่วงคลื่นวิทยุ ซึ่งเราจะไม่สามารถสังเหตเห็นได้ด้วยตาเปล่า การสังเกตการณ์ทางวิทยุจึงจำเป็นต้องทำด้วยจานขนาดใหญ่ เพราะความถี่ของคลื่นเป็นความถี่ต่ำ มีความยาวคลื่นเยอะ จึงต้องอาศัยหลักการทำ interferometry มาช่วยนั่นเอง
สำหรับประวัติที่มาของตัวจานในบทความนี้เราจะไม่พูดถึงมากเพราะ NARIT ได้เขียนไว้ในเว็บหมดแล้ว สามารถไปดูได้ที่ ความเป็นมาโครงการ TNRO
ส่วนข้อมูลเชิงเทคนิคของตัวจาน แนะนำให้อ่าน Paper ชื่อว่า Status of the Thai 40-m Radio Telescope โดยข้อมูลคร่าว ๆ ก็คือ
- เส้นผ่านศูนย์กลางจาน 40 เมตร
- ใช้การออกแบบที่ชื่อว่า Cassegrain-Nasmyth (มีทั้ง Primary Focus และ สัญญาณลง Feed-Horn มาด้านล่าง)
- Primary Focus Receiver (จุดที่ติดตั้ง Receiver L-Band) 300 MHz – 4 GHz
- จุดรับสัญญาณฝั่ง Nasmyth รับได้ 4 – 115 GHz
- f/D ratio (อัตราส่วนของระยะ Primary Focus จากฐานจาน กับเส้นผ่านศูนย์กลางจาน) อยู่ที่ 0.375
ซึ่งเรื่องพวกนี้เราเรียนกันมาหมดแล้วในวิชาวิทยาศาสตร์ ม.ต้น เรื่องการโฟกัส (ไม่ได้มีอะไรเกินไปกว่านี้)
ข้อมูลที่เราจะเอามาเล่าให้ฟังส่วนมากเราจะนำมาจาก Progress of the 40m Thai National Radio Telescope & RANGD project ซึ่งถูกนำเสนอในงาน Japan VLBI Consortium Symposium 2019
โครงสร้างและการทำงานทั่วไปของจาน TNRO
ทีมสเปซทีเอช ได้เดินทางไปชมการก่อสร้างจาน TNRO มาแล้วในช่วงปี 2019 และได้บันทึกไว้ในบทความ พาชมการก่อสร้างกล้องโทรทรรศน์วิทยุ 40 เมตรที่ดอยสะเก็ด แห่งแรกของคนไทย เราได้กลับไปเข้าชมอีกครั้งในวันที่ 8 เมษายน 2021 ซึ่งจาน TNRO ได้รับการยกขึ้นไปติดตั้งบนตัวฐานแล้ว ตอนนี้เหลือแต่งานระบบต่าง ๆ เท่านั้น โดยคาดว่า TNRO จะสามารถเปิดรับ First Light ได้ในช่วงปลายปี 2021 หรือต้นปี 2022 โดยสามารถทำการศึกษาได้ตั้งแต่ความถี่ต่ำ ๆ ไปจนถึงความถี่สูงสุดที่ ประมาณ 115 GHz (ซึ่งด้วยขนาดประมาณนี้ เรียกได้ว่าสุดความสามารถ)
การออกแบบโครงสร้างโดยทั่วไปของตัวจาน TNRO นั้นจะประกอบไปด้วยจุดสำคัญ ๆ ได้แก่
- ตัวจานสำหรับสะท้อนสัญญาณจากฟากฟ้า เส้นผ่านศูนย์กลาง 40 เมตร ซึ่งนับว่าใหญ่ที่สุดในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้
- ฐานจานที่ประกอบไปด้วยห้องสำหรับควบคุม ติดตั้งคอมพิวเตอร์สำหรับนักดาราศาสตร์ใช้งาน ควบคุมกล้อง ตั้งวัตถุที่จะสังเกตต่าง ๆ
- ห้อง HPC หรือ High Performance Computer และ Data Center สำหรับจัดการกับข้อมูลขนาดใหญ่ที่ Receiver สามารถรับได้ และจัดการเก็บ ประมวลผล เพื่อส่งต่อให้นักดาราศาสตร์ได้นำไปใช้เพื่อวิเคราะห์
- ห้องน้ำ (นักดาราศาตร์ก็ต้องขี้ต้องเยี่ยว)
- Facility สำหรับจ่ายกำลังไฟ และสำรองไฟฟ้า เนื่องจากงานด้านดาราศาสตร์จำเป็นต้องใช้ Phase ของไฟที่นิ่ง สเถียรมาก ๆ รวมถึงระบบไฟสำรองที่ช่วยให้อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ต้องทำงานในอุณหภูมิต่ำไม่พังไปเสียก่อน
ซึ่งหลักการทำงานของกล้องนั้น เราได้สรุปไว้ในบทความด้านล่างนี้แล้ว
อ่าน – เจาะลึกหลักการทำงานของกล้องโทรทรรศน์วิทยุชนิดต่าง ๆ
L-Band Receiver สำหรับติดตั้ง และระบบการหมุนกระจกสะท้อนเพื่อส่งสัญญาณ
ในวันที่เราเข้าไปเยี่ยมชมนั้น ส่วนที่เป็นตัว L-Band Receiver ยังไม่ได้ถูกนำขึ้นไปติดตั้ง แต่ยังอยู่ในห้อง Optic Lab ของ NARIT ซึ่งข้อมูลของตัว L-Band Receiver ฉบับเต็ม ๆ สามารถอ่านได้จาก Paper ชื่อ Quasi-Optical design of K, Q and W-band receiver system for 40-meter Thai National Radio Telescope (40m TNRT)
ตัว L-Band Receiver นี้คือตัวรับสัญญาณ ซึ่งจะถูกนำไปติดตั้งไว้ที่จุด Focus แรกหลังจากที่คลื่นวิทยุจากดาวอันไกลโพ้นเดินทางมาสะท้อนกับจานรับสัญญาณ 40 เมตรของเรา
ตัว L-Band Receiver นี้อธิบายง่าย ๆ มันก็คือเหมือนกับเป็น Sensor กล้องของเรา ใครที่เล่นกล้อง ไม่ว่าจะเป็น Mirrorless หรือ DSLR ก็น่าจะรู้ว่าสุดท้ายแล้วไม่ว่าเราจะใช้เลนส์แบบไหน ขนาดเท่าไหร่ แสงก็จะสะท้อนไปมาแล้วตกกระทบจุดโฟกัสมาอยู่ที่ Sensor ของเรา ยิ่ง Sensor ใหญ่ยิ่งเก็บรายละเอียดได้มาก ตัว L-Band Receiver นี้ก็คือ Sensor กล้องเรานั่นเอง
นอกจากนั้นแล้ว ตัว Receiver นี้มันก็เหมือนกับ Sensor กล้องของเราเลย ก็คือมันอาจจะมี Noise ได้ ทำให้ผลการอ่านค่าของนักดาราศาสตร์เปลี่ยนไปคลาดเคลื่อน ดังนั้นเราก็ต้องมีวิธีลด Noise ให้มันด้วยการทำสิ่งที่เรียกว่า Cyrogenic ฟังดูเท่ แต่อธิบายง่าย ๆ ก็คือ หล่อเย็น ทำยังไงก็ได้ให้มันเย็น ๆ แล้ว Noise (จากอินฟราเรด) จะลดลง เพราะวัตถุที่ร้อนมันจะคายอินฟราเรด (กล้องจับอุณหภูมิที่เราใช้วัดไข้กันในช่วง COVID ใช้หลักการนี้)
วิธีการหล่อเย็นของเราคือเดี๋ยวพอเอาไปติดตั้งจะต้องมีการ Feed เอาไนโตรเจนเหลวเข้าไป ทำให้ตัว Receiver ของเราทำงานได้โดยไม่มี Noise มากจนเกินไป
จริง ๆ หลักการนี้ไม่ได้ใช้แค่กับกล้องบนโลกด้วย เราเคยเขียนบทความเล่าเรื่อง วาระสุดท้ายของกล้อง Spitzer Space Telescope ที่ความตายอบอุ่นกว่าชีวิต ที่ตอนแรกมันถูกออกแบบมาให้ถ่ายภาพในย่าน IR จึงต้องนำเอาระบบ Cyrogenic ไปด้วย พอสารสำหรับใช้ Cyrogenic หมด มันก็ถ่ายภาพย่าน IR ไม่ได้แล้ว (เพราะถ่ายไปก็มีแต่ Noise)
ตัว L-Band Receiver นี้จะถูกนำไปติดตั้งกับ TNRO ในช่วงปลายปี 2021 นี้ วิธีการติดตั้งคือ จะต้องเอียงจานลงมาในองศาที่รถเครนสามารถยกขึ้นไปติดได้
Cassegrain-Nasmyth คือชื่อการออกแบบระบบการทำงานของระบบโฟกัสของ TNRO วิธีคิดก็คือ ถ้าเราเอาตัว L-Band Receiver ไปติดตั้งไว้ที่จุด Primary Focus อย่างเดียว (เหมือนกล้องโทรทรรศน์ Cassegrain) แปลว่านักดาราศาสตร์ถ้าเกิดจะทำงานอย่างอื่นที่ใช้จานนี้ แต่ไม่อยากใช้ L-Band Receiver นักดาราศาสตร์ต้องปีนจานขึ้นไปอยู่ตรง Primary Focus แล้วเอาอุปกรณ์ Receiver ตัวอื่น ไปแปะทับ L-Band Receiver นั่นก็เป็นวิธีที่โง่มาก ๆ เขาไม่ทำกัน มันก็เลยเกิดการดีไซน์แบบเท่ ๆ Cassegrain + Nasmyth ขึ้นมา ซึ่งเวลาเข้าโหมด Nasmyth เขาก็จะพลิกเอาด้าน L-Band Receiver หันไปทางอื่น แล้วเอาด้านที่เป็นกระจกสะท้อน (หรือจานสะท้อน) สะท้อนลงมาทางรูที่อยู่กลางกล้อง แล้วลงมาในห้องที่เราจะพาไปดู แล้วเอากระจกอีกตัวสะท้อนสัญญาณเข้าไปที่ Receiver ที่นักดาราศาสตร์อยากใช้ โดยที่พวกเขาไม่ต้องปีนขึ้นไปที่ Primary Focus (เท่สาด) จะติดตั้งกี่ตัวก็เอาไว้ในห้องนั้นได้เลย แล้วสลับโหมดทำงานเอา
หลังจากที่ดูตัว Receiver ที่ยังอยู่ที่ Lab ของ NARIT ที่อุทยานดาราศาสตร์ฯ แล้ว เราก็เดินทางต่อมาที่ห้วยห้องไคร้ซึ่งเป็นจุดติดตั้งจาน TNRO ของเรา
เมื่อมาถึงก็จะพบว่า ตัวโครงสร้างต่าง ๆ นั้นเสร็จเกือบสมบูรณ์แล้ว เราจะพาเข้าไปดูด้านใน ซึ่งด้านในก็จะประกอบไปด้วยอาคารประมาณ 3-4 ชั้น (ที่บอกว่า 3-4 ชั้น เพราะไม่รู้ว่าจะนับตัว Cabin ซึ่งเป็นส่วนที่หมุนไปกับจานด้วยหรือเปล่า) โดยเริ่มจากชั้นหนึ่ง ซึ่งจะมีห้องน้ำและ Data Center
ห้อง Data Center และระบบ Infrastructure ด้านคอมพิวเตอร์ของกล้อง
ถ้าใครอ่านข่าวการถ่ายภาพหลุมดำด้วยโครงข่ายกล้อง Even Horizon Telescope เราจะพบว่าข้อมูลที่เกิดขึ้นจากการสังเกตนั้นมหาศาลมาก ตัวกล้อง Mauna Kea Observatory ในฮาวาย บันทึกข้อมูลได้มากถึง 700 TB ดังนั้น งานดาราศาสตร์จำเป็นต้องทำงานกับข้อมูลมหาศาล
จริง ๆ แล้วถามว่าทำไมต้องมี Data Center และ High Performance Computer หรือ HPC อยู่ที่ใต้ฐานจาน ทั้ง ๆ ที่จริง ๆ NARIT มีห้อง Data Center และ HPC ที่แรงสัส ๆ อยู่ที่อุทยานดาราศาสตร์อยู่แล้วฯ หรือใช้วิธีบ้านรวย จ่ายเงินซื้อ AWS หรือ Google Cloud ก็ได้ เหตุผลก็คือเรื่องของ Data Transfer คิดดูขนาด CERN แม่งยังต้องแบ่ง Grid Computer เป็น Tier 0, 1, 2 .. การจะโยนข้อมูลทุกอย่างผ่านอินเทอร์เน็ต (หรือต่อให้ลากสาย Fiber ตรง ๆ จากห้วยห้องไหร้ไปที่แม่ริมก็ไม่ค่อย Makesense ในตอนนี้)
ข้อมูลจาก NARIT บอกว่า Data Center ของ TNRO ออกแบบให้เก็บข้อมูลได้ ประมาณ 320 TB ถ้าจะต้องส่งข้อมูล 320 TB ผ่าน Fiber จริง ๆ เราก็เชื่อว่า ขับรถขน Harddisk จากที่นี่ไปเองยังไวกว่า (ฮา) เพราะ NARIT ทำการติดเน็ตให้กับ TNRO เป็นเน็ต CAT ความเร็วอยู่ที่ประมาณ 10-20 Gbps สมมติต้องส่ง 320 TB จะต้องใช้เวลาถึง 128,000 วินาทีหรือ 35 ชั่วโมงครึ่ง ในขณะที่แค่ถ้าขับรถจะใช้เวลาแค่ 45 นาที
การมี Data Center และ HPC ที่อยู่ที่ Site งานจึงเป็นสิ่งที่จำเป็นมาก ๆ สำหรับโครงสร้างทางดาราศาสตร์ที่จะต้องทำงานกับข้อมูลมหาศาลนี้ และนับว่าเป็น Tier 0 ของข้อมูลที่จะเกิดขึ้นเมื่อ TNRO ทำงานเลย โดย Bandwidth ที่วิ่งกันจะอยู่ที่ประมาณ 144 Gbps ใช้ Interface กันแบบ Fiber และ Ethernet แบบ 100 Gbps Ethernet
อีกหนึ่งข้อสังเกตก็คือ ห้อง HPC ที่นี่อยู่ในห้องเหล็กหนามาก ๆ ที่เป็น Faraday Cage ด้วย เพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณการทำงานของคอมพิวเตอร์ขึ้นไปรบกวนจาน หลังจากที่ตำนานเคยกล่าวไว้ว่า นักดาราศาสตร์เคยตีความสัญญาณจากเตาอบไมโครเวฟเป็นสัญญาณจากต่างดาวมาแล้ว (ฮา) เราจึงไม่ต้องการให้เกิดเหตุการณ์นั้นซ้ำอีก
รวมถึงการเดินสาย งานระบบต่าง ๆ ถ้าเป็นข้อมูล Data เขาก็จะใช้เป็นสาย Fiber Optic แทน ไม่ได้ใช้สายไฟทองแดง เพื่อลดการเกิด Noise กับระบบให้ได้มากที่สุดนั่นเอง
ห้องควบคุม
พอขึ้นไปด้านบน เราก็จะเจอกับห้องควบคุม ซึ่งห้องนี้หลาย ๆ คนก็จะคุ้น ๆ ตากัน โดยเฉพาะคนที่ดู Contact มา มันคือห้องทำงานของนางเอกนั่นเอง ซึ่งห้องนี้ ณ ปัจจุบันยังเป็นห้องโล่ง ๆ อยู่ไม่มีอะไร แต่พอเริ่มทำงานเราก็จะเห็นจอคอมพิวเตอร์เต็มไปหมด แล้วก็ห้องนี้จะเป็นห้องสำหรับเก็บอุปกรณ์ต่าง ๆ เพราะขึ้นไปจากตรงนี้จะเป็นส่วนที่ต้องขึ้นบันไดวนไปยังชั้น Cabin แล้ว
ข้อสังเกตอีกอย่างหนึ่งก็คือ ชั้นนี้จะมีคอมพิวเตอร์ทำงานอยู่เต็มไปหมด รวมถึงอุปกรณ์ส่วนตัวของนักดาราศาสตร์ iPhone, iPad อะไรอีกมากมาย ดังนั้นห้องนี้จึงต้องออกแบบให้เป็น Faraday Cage เช่นเดียวกัน โดยถ้าเราสังเกตที่หน้าต่างจะมีการติดตั้ง Faraday Cage เอาไว้เพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณในห้องขึ้่นไปรบกวนจาน
Cabin ส่วนสำหรับการทำ Optical Research และติดตั้งอุปกรณ์
สุดท้ายเราก็จะขึ้นบันไดวนมาจนถึงชั้นที่เรียกว่า Cabin เป็นส่วนของจานที่อยู่เหนือ Motor หมุน ซึ่งเรียกว่า Azimut Motor (AZ Motor) จะเป็นแกนที่จานหมุนไปในทิศต่าง ๆ แนวราบ ซึ่งด้านข้างของห้องนี้ก็จะมี Motor อีกตัวเรียกว่า Elevation Motor ซึ่งเป็น Motor ที่หมุนในแนวองศาแหงนขึ้นลงเพื่อให้ตัวจานสามารถเงยและก้มได้ (ตอนนี้จานอยู่ในมุม 90 องศากับพื้นโลกพอดี เพราะยังไม่ได้ยึดจาน ถ้าหมุนจานแม่งจะถล่มลงมาฉิบหายได้ นอกจากยึดจานแล้วก็ต้องมีการถ่วงน้ำหนักอีกฝั่งหนึ่ง เหมือนเรื่องคานและรอกในวิชาฟิสิกส์ด้วย ไม่งั้นมอเตอร์ไฟดับทีจานก็จะพังลงมาฉิบหายเช่นกัน)
ในบริเวณนี้จะเป็นบริเวณที่นักดาราศาสตร์จะทำงานติดตั้งอุปกรณ์ที่ทำงานในโหมด Nasmyth ซึ่งพี่ ๆ ทีม Engineer ของ NARIT ก็ได้ชี้ให้เราดูว่าสัญญาณจะลงมาจากช่องด้านบนที่เรียกว่า Feed Horn ลงมาที่กระจกจากนั้นเราจะปรับมุมของกระจกเพื่อสะท้อนสัญญาณเข้ามาที่อุปกรณ์ Optic ที่เราออกแบบไว้ จะเอาอะไรติดตั้งก็สามารถขนมาติดตั้งได้
พอสัญญาณลงมาที่จานสะท้อนตัวนี้แล้ว มันก็จะสะท้อนต่อไปยัง Optic Table ที่เราจะติดตั้ง Detector, Receiver อะไรก็ได้ ซึ่ง NARIT เองนับว่ามีความเชี่ยวชาญด้าน Optic มาก ๆ ทำอุปกรณ์ Optic อะไรต่าง ๆ เอง ซึ่งเราก็เคยพาไปคุยกับอาจารย์ Christophe Buisset แห่ง Lab Optic ของ NARIT กันมาหลายครั้งแล้วเช่นกัน
ให้เราลองนึกภาพตามก็คือ สัญญาณจากฟากฟ้าวิ่งเข้ามาผ่านตัว Receiver ของเรา ไม่ว่าจะเป็นตัว L-Band ในโหมด Cassgrain หรือ K-Band ในโหมด Nasmytt ก็จะได้รับการแปลงเป็นสัญญาณ Digital หรือ Digitizers เป็น Biniry แล้ววิ่งลง Fiber Optic ไปทำ Packetizers (ใครเรียน Com Sci มันคือ Package นั่นแหละ) ไปทำ Filtering อะไรต่าง ๆ นานา ตามอัลกอริทึมที่เขียนมา ซึ่งจะมีตัว GPU ของ HPC ในห้อง HPC มาช่วยกันทำ แล้วส่งไปเก็บใน Data Center
ระบบสำรองไฟ และ Facility เพื่อ Support จาน
ทั้งระบบหล่อเย็น ทั้ง Data Center ถ้าทั้งหมดนี้ไฟดับ ไฟกระชาก ไฟตก ก็ฉิบหายได้ NARIT จึงได้ออกแบบระบบสำรองไฟขนาด 400 kVA ซึ่งมากพอที่จะสำรองไฟให้ 3 โรงพยาบาลพร้อม ๆ กันได้ (นับว่าเป็นกำลังไฟมหาศาลมาก) สำรองไฟได้ประมาณ 20 ชั่วโมงซึ่งก็เยอะมากพอที่จะทำให้ทำคิวงานต่าง ๆ ให้เสร็จก่อนจะปิดระบบ หากเกิดกรณีไฟดับนานกว่า 20 ชั่วโมงก็จะสามารถนำรถมาส่งเชื้อเพลิงปั่นไฟได้ กำลัง 800kVA อีก
นอกจากนี้ ยังจะมีการนำจานขนาดเล็ก 4.5 เมตร มาติดตั้งเพื่อช่วยในการทำงานดาราศาสตร์ เนื่องจากตัวกล้องใหญ่นั้นมีข้อจำกัดในเรื่องความเร็วการหมุน (เพราะมันใหญ่) แต่จานเล็ก 4.5 เมตร หมุนได้เร็วมากจึงเข้ามาช่วยในตรงนี้
การทำ VLBI, โครงการ RANGD และโอกาสในการใช้จานติดต่อกับยานอวกาศ Thai Space Consortium
หลายคนน่าจะรู้กันอยู่แล้วว่ากล้องพวกนี้อยู่เดี่ยว ๆ ไปก็ไร้พลัง เราจึงต้องมีศูนย์รวมจิตใจให้กับกล้องนั่นคือการทำ VLBI หรือ Very Long Baseline Interferometry ซึ่งเป็นการใช้หลักการของ Interferometry ในการนำกล้องแต่จะจุดที่อยู่แต่ละมุมโลกมาทำงานร่วมกัน ซึ่งการทำงานของมันอธิบายไปแล้วใน รู้จัก Telescope Array เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ทั่วโลก เบื้องหลังการค้นพบทางดาราศาสตร์ เราจะไม่อธิบายซ้ำอีก
NARIT ก็มีแผนที่จะนำกล้อง TNRO เข้า VLBI กับเขาด้วยเช่นกัน ซึ่งใกล้ ๆ เราก็มี จานยักษ์ของพี่จีน FAST กับจานเล็ก ๆ อีกหลาย ๆ ตัวในจีนแล้วก็ที่ไต้หวัน ญี่ปุ่น เกาหลี ต่าง ๆ ทำให้จาน TNRO ของเราเป็นจานเดียวใน South-East Asia (น่าภูมิใจยิ่งนัก) เราเรียกโครงข่ายกล้องกลุ่มนี้ว่า East-Asian VLBI Network
ซึ่งความฉลาดของ NARIT ก็คือ NARIT ได้ทำการ Host งาน Workshop ด้านดาราศาสตร์วิทยุ เพื่อเป็นการเตรียมความพร้อมคนและงานก่อนที่ TNRO จะเปิดใช้งานจริง ๆ
นอกจากการทำ VLBI แล้ว ยังมีอีกหนึ่งโครงการ อันนี้ไม่ได้สำรวจวัตถุท้องฟ้าแต่เป็นการสำรวจการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก เรียกว่าโครงการ Geodetic VLBI อธิบายหลักการของมันง่าย ๆ ก็คือ ถ้ามองท้องฟ้าแล้วเห็นวัตถุเป็นจุดจุดเดียวกัน (วัตถุไกลโพ้นในเอกภพมันไม่ได้เคลื่อนไปไหน หรือถ้าเคลื่อนก็ไม่ได้อยู่ในเสกลที่เราสัมผัสได้ใน Timeline ของเรา) เราสามารถเอาสิ่งนี้มาวัดว่ากล้องแต่ละจุดบนโลกเคลื่อนที่ไปที่ไหน แต่กล้องมันไม่ได้มีล้อเคลื่อนไปได้นิ เราจะวัดทำไม คำตอบก็คือเราเอาไว้วัดดูการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก โดยอาศัยการทำงานร่วมกับระหว่างตัวจานนี้กับระบบดาวเทียมนำหน ซึ่งเราใช้ GNSS ถ้าเราไปดูที่ TNRO รอบ ๆ มันจะมีแท่งหมุด GNSS เต็มไปหมด เอาไว้ใช้กับการทำ Geodetic VLBI ที่ NARIT มีชื่อโครงการของตัวเองว่า RANGD หรือ Radio Astronomical Network and Geodesy for Development
อีกอันนึงที่ NARIT ไม่ได้เขียนไว้ที่ไหนเลย แต่อาจารย์ศรัณย์ (ศรัณย์ โปยศยจินดา) ผู้อำนวยการ NARIT บอกเรามาก็คือ จาน TNRO นี้สามารถใช้งานในการเป็นจาน Communication ในระดับ Deep Space ได้ คล้าย ๆ กับระบบ Deep Space Network ของ NASA (อ่าน – Deep Space Network คืออะไร เบื้องหลัง การสื่อสารของภารกิจสำรวจอวกาศห้วงลึก) ซึ่งเราสามารถใช้จาน TNRO เป็นตัว Uplink และรับ Downlink สัญญาณจากยานอวกาศได้ด้วย (แต่ต้องมีการติดตั้งอุปกรณ์ Transmitter เพิ่มเข้าไป) ซึ่งถ้าโครงการ TSC ของเรา ทำยานไปดวงจันทร์ ซึ่งต้องอาศัยจานรับสัญญาณขนาดใหญ่ในการส่งสัญญาณเราก็สามารถใช้ TNRO Uplink/Downlink TSC ได้
สรุป จาน TNRO คือโอกาสของการพัฒนาวิทยาศาสตร์ในไทยหลายมิติมาก
ถ้าอ่านมาหมดนี้ เราจะเริ่มเห็นความเชื่อมโยงว่า สิ่งต่าง ๆ ที่ NARIT ทำ ไม่ได้ทำมั่ว ๆ ไม่ได้นึกจะสร้างอะไรก็สร้าง แต่มีการวางแผนมาหมดแล้ว ในเรื่องการสร้าง Facility ต่าง ๆ ไว้รองรับเทคโนโลยี คน งาน และ Demand ทำให้มันกลายมาเป็น Ecosystem ของมันเอง ถ้า NARIT ไม่ได้ทำสื่อ เด็กก็คงไม่ได้สนใจดาราศาสตร์ ถ้าเด็กไม่สนใจดาราศาสตร์คนก็จะไม่เรียนดาราศาสตร์ แต่ถ้าคนเรียนดาราศาสตร์แต่จบมาไม่มีงานทำ หรือไปทำงานนอกหมดก็เท่านั้น
เราก็เลยต้องมี Facility ทางดาราศาสตร์ของเราเอง ก็เริ่มจากหอดูดาว ทำง่าย ๆ สร้างแม่งเยอะ ๆ พอสร้างเยอะ ๆ การลด Cost ก็คือการทำอะไรได้เอง เคลือบกระจกเอง พอทำอะไรได้เองก็ไปทำอย่างอื่นที่ยังทำไม่ได้ มาทำกล้องโทรทรรศวิทยุ ซึ่งก็ใช้ความรู้ Optic ถ้าไม่มี Lab Optic ที่ทำ Instrument หอดูดาว คนก็จะทำ Instrument กล้องวิทยุไม่เป็น พอทำกล้องวิทยุก็ปูทางสู่การสำรวจอื่น ๆ โครงการ VLBI ในอนาคตสมมติมีโครงการแนว ๆ Event Horizon คนไทยเราก็จะมีชื่อใน Paper มันก็จะเท่ พอเท่เด็กก็จะให้ความสนใจ ก็มาเรียนดาราศาสตร์เยอะ ๆ เป็น Ecosystem วนไปเรื่อย ๆ ทุกอย่างมีผลต่อกันและกัน ไม่ได้ทำงานมั่ว ๆ
นี่ก็เรียกได้ว่าเป็นไอเดียสำคัญของ NARIT ที่จะช่วยทำให้ประเทศไทยกลายเป็นประเทศที่ขับเคลื่อนด้วยวิทยาศาสตร์ และเราพูดได้เลยว่า เรากำลังอยู่ในจุดเริ่มต้นของความยิ่งใหญ่อะไรบางอย่าง ซึ่งเราเองก็ขนลุกเช่นกัน มารอดูกัน
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
