มองดวงดาว เพื่อเข้าใจทุกสิ่ง : สู่ความเวิ้งว้างในจักรวาลห้องทดลองของ NARIT

ครืด…ครืดครืด

โดมมืดดำที่คลุมตัวพวกเราอยู่เปิดออกด้วยเสียงหนักๆ แต่ละชั้นคลี่ทับกันไปเก็บตัวอยู่ตรงเส้นรอบวง จนเผยให้เห็นท้องฟ้ายามเย็น 360 องศาเปื้อนเมฆอมส้ม

กล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.7 เมตรที่แหงนหน้ามองฟ้ากว้าง ตั้งอยู่กลางหอดูดาวทรงเปลือกหอย (clamshell dome) เหลือพื้นที่เล็กแคบไว้ให้เรายืนสังเกตการณ์โดยรอบอุทยานดาราศาสตร์ (AstroPark) ของสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) (สดร.) กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชื่อยาวๆ แบบนี้อาจไม่คุ้น แต่หากใครติดตามเพจเกี่ยวกับดาราศาสตร์ อาจรู้จักสถาบันฯ แห่งนี้ในชื่อเพจ @NARITpage ที่นำเสนอปรากฏการณ์สำคัญทางดาราศาสตร์ด้วยภาษาสนุกๆ ชวนเราดูซูเปอร์ฟูลมูน ดาวอังคาร หรือไม่ก็พระจันทร์ยิ้ม มีกระแสตอบรับจากชาวเน็ตดีจนได้เข้ารอบสุดท้าย รางวัล Thailand Zocial Awards 2019 หมวดโซเชียลมีเดียของหน่วยงานภาครัฐ

สายตาเราไปสะดุดอยู่กับจอยสติ๊กที่วางอยู่ใกล้ฐานกล้อง คิดเล่นไปว่าเจ้าหน้าที่คนไหนมาเล่นเกมแก้เหงารอดูดาวในความมืดบางคืน

แจ็ค ศุภฤกษ์ คฤหานนท์

แจ็ค ศุภฤกษ์ คฤหานนท์ หัวหน้างานบริการวิชาการทางดาราศาสตร์ สดร. หยิบจอยสติ้๊กขึ้นมา เฉลยว่านี่คืออุปกรณ์ที่ใช้บังคับกล้องโทรทรรศน์มาแต่ไหนแต่ไร

“จริงๆ แล้วจอยสติ๊กมีจุดกำเนิดมาจากแวดวงดาราศาสตร์นะครับ”

แจ็คอาจหมายถึงอุปกรณ์คอนโทรลเกมชิ้นแรกที่กำเนิดจากเกม Spacewar! เกมที่ผู้สร้างได้แรงบันดาลใจมาจากสงครามอวกาศ

การดูดาวเป็นแค่ปลายทางของนักดาราศาสตร์ แต่ระหว่างทางนั้น เพื่อให้มองเห็นบรรดาดาวในฟากฟ้าไกลโพ้น สิ่งที่ต้องฝ่าไป คือความท้าทายทางเทคโนโลยีต่างๆ เช่น จะสร้างกระจกรวมแสงในกล้องอย่างไรให้คมชัดซูมได้ไกลสุดปลายฟ้า จะบังคับกล้องขนาดใหญ่ด้วยอะไร

นั่นคืองานชิ้นใหญ่ที่ต้องทำ ก่อนจะมองเห็นดวงดาว

คิดให้หลุดโลก

เด็กนักเรียนกลุ่มใหญ่เริ่มเดินเรียงแถวกันส่องกล้อง 0.7 แล้วผลัดกันไปส่องกล้องเล็กๆ บนอาคารหอดูดาว ในอุทยานดาราศาสตร์สิรินธร ซึ่งเพิ่งเปิดอย่างเป็นทางการเมื่อเดือนพฤศจิกายน 2561 โดยมีเจ้าหน้าที่คอยแนะนำและสอนดูดาวทุกวันเสาร์

อีกกิจกรรมยอดฮิตของ NARIT คือ ‘โฟโต มาราธอน’ ที่เปิดโอกาสให้คนทั่วไปยกกล้องถ่ายรูปมาถ่ายดาวด้วยกันแบบข้ามคืน โดยมีวิทยากรอย่างแจ๊ค ผู้เชี่ยวชาญด้านการถ่ายดาวคอยให้คำแนะนำ

“การดูดาวหรือการถ่ายดาว เป็นเพียงจุดเริ่มต้นให้คนทั่วไปเริ่มมาสนใจดวงดาว แต่สุดท้ายเราก็ต้องดึงเขาเข้ามาทำความเข้าใจเรื่องดาราศาสตร์ ซึ่งเป็นจุดประสงค์หลักของสถาบันฯ”

เรียกง่ายๆ ว่าเป็นกลยุทธ์ทำตัวให้ป็อปก่อน แล้วลากคนมาร่วมเนิร์ดด้วยกัน

ดร.ศรัณย์ โปษยะจินดา ผู้อำนวยการ NARIT กล่าวว่า NARIT ไม่ใช่เพียงองค์กรดูดาว แต่คือสถาบันที่มุ่งพัฒนาเทคโนโลยีจากดาราศาสตร์ ซึ่งเป็นเพียงหนึ่งในสองสถาบันของประเทศที่ทำหน้าที่พัฒนาเทคโนโลยีวิศวกรรมจากวิทยาศาสตร์ขั้นสูง (อีกแห่งคือสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน)

“วิศวกรที่เข้าไปสู่ระบบอุตสาหกรรมอาจจะไปซ่อมบำรุงจากสิ่งที่ต่างชาติคิดไว้ให้ ไม่ค่อยได้มีประสบการณ์ทำงานกับวิทยาศาสตร์ขั้นสูง นวัตกรรมมันก็คงเกิดไม่ได้ แต่เรามองว่าดาราศาสตร์จะมีส่วนอย่างมากในการพัฒนาศักยภาพของคนทุกระดับ”

ดร.ศรัณย์ โปษยะจินดา

ดร.ศรัณย์ ยกตัวอย่างนวัตกรรมที่เกิดจากวิทยาศาสตร์ขั้นสูง “อย่างเวิลด์ไวด์เว็บ ที่เกิดจากโครงการ CERN หรือโครงการอพอลโล ที่คนอเมริกันด่ากันว่าเปลืองเงิน ก็ทำให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยีในช่วงปี 1960 ที่ในอีก 50 ปีต่อมาเราใช้กันอย่างแพร่หลาย เช่น เตาไมโครเวฟ”

รู้อย่างนี้แล้ว นักดาราศาสตร์ไม่ใช่แค่คนที่มองเหม่อเพ้อดูตำแหน่งดาวบนท้องฟ้า แต่คือคนวิสัยทัศน์ไกลที่จินตนาการปลายทางไกลโพ้นไว้ให้เราช่วยกันเดินไปให้ถึง

5 ห้องทดลองของ NARIT

สลัดภาพนักดูดาวกลางแจ้งไปสักครู่ ดร. ศรัณย์ พาชมแล็บต่างๆ 5 แขนงสำคัญ ที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีด้านดาราศาสตร์ ซึ่ง NARIT มีไว้เพื่อทั้งพัฒนาองค์ความรู้ และเพื่อพัฒนาคน แทนที่การนำเข้าเทคโนโลยีราคาแพงจากต่างประเทศ

“การทำเองทำให้คนของเราเก่ง เราไม่มองว่ามันสูญเปล่า และที่นี่เหมือนเป็น trainning school ของเหล่าบัณฑิตวิทยาศาสตร์”

แล็บแรกคือแล็บ Optics ดร.ศรัณย์ ยกตัวอย่างงานวิจัยที่หาวิธีการแยกสเปกตรัมเพื่อแยกแสงจากดาวเคราะห์หรือดาวฤกษ์ ที่ต้องคิดค้นอุปกรณ์และวิธีการใหม่ๆ ออกมาเรื่อยๆ ซึ่งท้ายที่สุดแล้วนวัตกรรมจากแล็บดาราศาสตร์นี้ ก็ได้ไปโผล่ในกระบวนการส่องดูเรตินาของแพทย์เพื่อทำรักษาโรคเกี่ยวกับดวงตามนุษย์

ห้องที่ 2 เราพบหน้าจอมอนิเตอร์หลายหน้า แสดงบรรยากาศในสถานที่ต่างๆ ซึ่งก็คือภาพตามเวลาจริงที่เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ทางไกลอัตโนมัติของ NARIT ในประเทศต่างๆ ได้แก่ ชิลี อเมริกา จีน และออสเตรเลีย กำลังส่องมองอยู่

กล้องเหล่านี้สามารถควบคุมได้จากระยะไกลผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ต และผู้ใช้ (user) ที่ส่งคำขอใช้งานมาก่อนหน้านี้จะได้รับรหัสผ่านเข้ามาในระบบตามเวลาที่กำหนด (ซึ่งคิวแน่นเอี๊ยดตลอดปี) ผู้ใช้ก็ได้แก่ นักวิจัย นักดาราศาสตร์ กระทั่งนักเรียนในโรงเรียนที่อยากได้ข้อมูลไปทำโครงงาน ก็ขอเข้าถึงกล้องนี้ได้ หากโครงงานน่าสนใจพอ

ห้องที่ 3 ต่อเนื่องจากห้องก่อนหน้า คือห้อง Mechatronics “กล้องดูดาวทุกตัวคือ robot เพราะฉะนั้น ระบบควบคุมเป็นหัวใจสำคัญของกล้อง” ดร.ศรัณย์กล่าว ลองนึกถึงเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ในแต่ละประเทศนั่นก็ได้

เจ้าหน้าที่แนะนำให้เราดูว่า หากเป็นกล้องขนาดใหญ่อย่างกล้องขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 เมตร ซึ่งใหญ่ที่สุดในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ที่ NARIT ใช้งานอยู่ที่หอดูดาวแห่งชาติ ดอยอินทนนท์ จะต้องมีระบบแขนควบคุมที่แม่นยำ เพราะหากผิดพลาดจะเกิดความเสียหายมาก งานของพวกเขาคือการออกแบบแกนในแนวระดับและแกนในมุมเงยเพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของกล้อง

และเนื่องจากกำลังขยายของกล้องสูงมาก และส่องไปยังวัตถุที่อยู่ไกลมากๆ แขนเหล่านี้ต้องนิ่งพอที่จะทำให้ “ดาวไม่ดิ้น” หรืออาการที่ภาพในจอสั่นจนจุดที่ต้องการมองนั่นเคลื่อนหายไป

ห้องต่อมาคือห้อง Precision machining หรืองานขึ้นรูปความเที่ยงตรงสูง เพราะอุปกรณ์ที่ใช้กับดาราศาสตร์นั้น ไม่สามารถจ้างโรงกลึงทั่วไปขึ้นรูปงานได้ แต่ต้องการความแม่นยำในชิ้นงานที่สูงกว่านั้น จึงต้องมีหน่วยขึ้นรูปงานอยู่ภายใน NARIT เอง

“ความแม่นยำต้องใช้ระดับไมครอน และเป้าหมายเราคือเป็นศูนย์ที่ขึ้นรูปชิ้นงานที่เก่งที่สุดในเมืองไทย” ดร. ศรัณย์ กล่าว

ห้องสุดท้ายที่เราได้เข้าไปดูคือห้อง Data Center ที่เดินเข้าไปก็หนาวๆ เพราะต้องควบคุมอุณหภูมิและความชื้น ขณะนั้นอยู่ที่ 23 องศาเซลเซียส และซูเปอร์คอมพิวเตอร์ 2 ตัวสลับกันทำงานเพื่อไม่ให้เครื่องร้อนเกินไป มีการดูดความร้อนมารวมตรงกลางแล้วส่งออกไปข้างนอก

“ระบบดับเพลิงที่นี่จะไม่ใช่การดับออกซิเจนออกไป เพราะอาจยังมีคนติดอยู่ข้างใน แต่ใช้วิธีลดอุณหภูมิฉับพลัน เหลือ 4 องศาเซลเซียส” เจ้าหน้าที่เล่าให้เราฟัง

ห้องสุดท้ายคือห้องของฝ่าย IT ที่ต้องจัดการข้อมูลปริมาณมหาศาลจากศูนย์ต่างๆ ของ NARIT ซึ่งก็เป็นอีกแขนงที่สำคัญของแวดวงดาราศาสตร์ นั่นก็คือ Computational Science

ลองนึกถึงดวงดาวนับล้านที่ลอยอยู่บนท้องฟ้า …เอาแค่เท่าที่ตามองเห็น

ดร.ศรัณย์บอกว่า แวดวงดาราศาสตร์นี่แหละที่ใช้งาน Big Data มาแต่ไหนแต่ไร และเป็นต้นกำเนิดของ Data Analytics เพราะต้องแยกแยะข้อมูลจาก Data Lake ที่มีความหลากหลายของข้อมูลสูงและมีปริมาณมาก เพื่อสกัดออกมาเป็นความรู้ เช่น การหา asteroid แปลกประหลาดที่โผล่ขึ้นมาในท้องฟ้า จากข้อมูลภาพที่อาจเป็นเพียงความผิดพลาดของการถ่าย

“ตอนนี้ภาครัฐยังไม่เข้าใจเลยว่า Big Data หน้าตาเป็นยังไง” ดร. ศรัณย์บอกว่า Big Data ไม่ใช่แค่ Database แต่ต้องประกอบไปด้วย 5V ได้แก่ Volume, Variety, Velocity, Veracity และ Value และนักดาราศาสตร์นี่แหละที่จะแนะนำคนอื่นๆ ได้ ว่าพวกเขาจะใช้งาน Big Data อย่างไร

เพราะเรื่องนี้ก็เป็นอีกเรื่องที่ดาราศาสตร์ให้กำเนิด

“ดาราศาสตร์คือการตั้งโจทย์ยาก”

และบางโจทย์ของดาราศาสตร์ก็มาก่อนกาล จนหลายคนไม่รู้ว่าจะรู้ไปเพื่ออะไร

แต่สิ่งประดิษฐ์ต่างๆ ที่คิดค้นเอามาแก้โจทย์เหล่านั้นให้ได้ ทำให้โลกเรามีนวัตกรรมใหม่ๆ ออกมามากมาย ส่งประโยชน์ออกไปกว้างกว่าแวดวงดาราศาสตร์ในท้ายที่สุด และเราก็ใช้งานมันอยู่ทุกวัน โดยไม่จำเป็นต้องกลับไปตอบคำถามแรกว่า “จะรู้ไปเพื่ออะไร”