การเดินทางสู่ดวงจันทร์ของอุปกรณ์วิจัยวิทยาศาสตร์ไทย CE-7 MATCH เริ่มต้นจากคำถามทางวิทยาศาสตร์ที่ท้าทายที่สุดข้อหนึ่งของมนุษยชาติ นั่นคือ สภาพแวดล้อมด้านรังสีบนดวงจันทร์มีลักษณะอย่างไร และจะส่งผลต่อการดำรงชีวิตและการปฏิบัติงานของมนุษย์บนดวงจันทร์ในอนาคตมากน้อยเพียงใด
ในเรื่องนี้ NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.) เผยว่า ภายใต้ความร่วมมือสำรวจดวงจันทร์ไทย-จีน ทีมนักวิทยาศาสตร์ไทยได้เป็นผู้กำหนด “เป้าหมายทางวิทยาศาสตร์” ของภารกิจ โดยเสนอแนวคิดการศึกษาสภาวะอวกาศและอนุภาคพลังงานสูงบริเวณดวงจันทร์ ซึ่งเปรียบเสมือนห้องทดลองขนาดใหญ่ที่หาไม่ได้บนโลก เนื่องจากดวงจันทร์มีวงโคจรที่เคลื่อนที่เข้าและออกจากสนามแม่เหล็กโลก (Magnetosphere) เป็นวัฏจักร ทำให้สามารถศึกษาการเปลี่ยนแปลงของอนุภาคพลังงานสูงภายใต้สภาวะแวดล้อมที่แตกต่างกันได้ นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังต้องการไขปริศนาเกี่ยวกับแหล่งที่มาและพฤติกรรมของอิเล็กตรอนพลังงานสูง (High-Energy Electrons) ซึ่งเป็นหนึ่งในประเด็นสำคัญที่วงการฟิสิกส์อวกาศทั่วโลกให้ความสนใจ
ข้อเสนอและโจทย์วิทยาศาสตร์จากประเทศไทยคือ การออกแบบอุปกรณ์ตรวจวัดสภาวะอวกาศที่สามารถตรวจวัดทั้งรังสีคอสมิกจากอวกาศและอนุภาคสะท้อนกลับ (Albedo particles) จากพื้นผิวดวงจันทร์ได้ในอุปกรณ์เพียงชุดเดียว โดยมีหัววัด 2 ด้าน ได้แก่ หัววัดด้านที่หันสู่อวกาศ (Space-facing) และหัววัดด้านที่หันสู่พื้นผิวดวงจันทร์ (Moon-facing) แนวคิดนี้นับเป็นความท้าทายทั้งในเชิงวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม และจะช่วยให้ได้ข้อมูลที่ครอบคลุมสมบูรณ์ยิ่งขึ้นสำหรับการศึกษาสภาพแวดล้อมด้านรังสีบนดวงจันทร์
หัววัดด้านที่หันขึ้นสู่อวกาศ (Space-facing) ทำหน้าที่ตรวจวัดรังสีคอสมิก โดยเฉพาะรังสีคอสมิกจากกาแล็กซี (Galactic Cosmic Rays: GCRs) ที่มาจากห้วงอวกาศลึกนอกระบบสุริยะ อนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์ (Solar Energetic Particles: SEPs) และอิเล็กตรอนพลังงานสูงจากดาวพฤหัสบดี (Jovian Electrons) ขณะที่หัววัดด้านที่หันสู่พื้นผิวดวงจันทร์ (Moon-facing) จะตรวจวัดอนุภาค Albedo ซึ่งเป็นอนุภาคทุติยภูมิที่เกิดจากอันตรกิริยาระหว่างรังสีคอสมิกและชั้นดินดวงจันทร์
ข้อมูลที่ตรวจวัดได้จะมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประเมินความเสี่ยงจากรังสีสำหรับนักบินอวกาศและการวางแผนตั้งถิ่นฐานของมนุษย์บนดวงจันทร์ในอนาคต แนวคิดที่แปลกใหม่และศักยภาพในการสร้างองค์ความรู้ใหม่ระดับนานาชาตินี้ เป็นหนึ่งในเหตุผลสำคัญที่ทำให้ CE-7 MATCH อุปกรณ์วิจัยวิทยาศาสตร์ของไทยได้รับการคัดเลือกให้ร่วมอยู่ในภารกิจสำรวจดวงจันทร์ของจีน
เมื่อโจทย์ทางวิทยาศาสตร์ได้รับการยอมรับ หน้าที่จึงถูกส่งต่อมายังทีมวิศวกรไทย นำโดย NARIT ทำหน้าที่แปลงแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ให้กลายเป็นอุปกรณ์ตรวจวัดที่สามารถทำงานได้จริงในอวกาศ ทีมวิศวกรมีบทบาทตั้งแต่การออกแบบและวิเคราะห์โครงสร้างอุปกรณ์ให้มีน้ำหนักเบา แข็งแรง และทนทานต่อสภาพแวดล้อมอันรุนแรงของอวกาศ ไปจนถึงการพัฒนาซอฟต์แวร์สำหรับวงจรรวมเฉพาะทาง (ASICs) เพื่อระบุทิศทางของอนุภาคพลังงานสูงที่พุ่งเข้าสู่หัววัด รวมทั้งพัฒนาซอฟต์แวร์ประมวลผลข้อมูลและอัลกอริทึมสำหรับการวิเคราะห์ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์
อีกหนึ่งความท้าทายที่ทีมวิศวกรต้องเผชิญ คือการผลิตชิ้นส่วนเชิงกลที่ต้องการความละเอียดสูงถึง 5 ไมโครเมตร โดยใช้วัสดุแมกนีเซียมอัลลอยด์ MB15 เป็นโครงสร้างหลัก เนื่องจากมีน้ำหนักเบากว่าอะลูมิเนียมประมาณ 40% อย่างไรก็ตาม วัสดุชนิดนี้มีความละเอียดอ่อนในการผลิตสูง ต้องอาศัยความเชี่ยวชาญเฉพาะทาง เพราะระหว่างการขึ้นรูปวัสดุจะมีความอ่อนนุ่ม เสียรูปง่าย หากโดนสารละลายที่มีน้ำ หรือแก๊สไฮโดรเจนในอากาศ ก็อาจติดไฟได้ง่าย จึงเป็นความท้าทายที่ไม่เคยมีหน่วยงานภาครัฐของไทยดำเนินการมาก่อน
ตลอดกระบวนการพัฒนา ทีมวิศวกรไทยยังได้ทำงานร่วมกับทีมวิศวกรจีนอย่างใกล้ชิด ทั้งด้านการออกแบบ ประกอบ ทดสอบ และการรับรองมาตรฐานสำหรับอวกาศยาน การทำงานข้ามประเทศนำมาซึ่งความท้าทายด้านภาษา วัฒนธรรม และวิธีคิดในการทำงาน ขณะเดียวกันก็เป็นโอกาสสำคัญในการเรียนรู้มาตรฐานวิศวกรรมอวกาศระดับสากล กระบวนการออกแบบเชิงระบบ การบริหารความเสี่ยง และตรรกะการพัฒนาอุปกรณ์ที่ต้องทำงานได้อย่างสมบูรณ์ในสภาพแวดล้อมสุดขั้วของอวกาศ
ความร่วมมือของโครงการนี้เป็นการขับเคลื่อนนักวิจัย และวิศวกรไทยก้าวสู่แนวหน้าของงานวิจัยอวกาศระดับนานาชาติ เปิดโอกาสให้บุคลากรไทยมีส่วนร่วมในการสร้างองค์ความรู้ใหม่ของโลก พร้อมทั้งพัฒนาศักยภาพในการออกแบบ และสร้างอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ที่สามารถใช้งานได้จริงในอวกาศ ความร่วมมือระหว่างไทยและจีนในครั้งนี้จึงเป็นรากฐานสำคัญสำหรับการพัฒนาบุคลากร เทคโนโลยี และงานวิจัยขั้นสูงของประเทศไทยในอนาคต
CE-7 MATCH จากแผ่นดินไทย สู่ภารกิจสำรวจดวงจันทร์ร่วมกับจีน เตรียมทะยานสู่อวกาศในวันที่ 24 สิงหาคมนี้
📌อ่าน : ดีเดย์ 24 ส.ค. นี้! CE-7 MATCH คืออะไร? ทำไมได้ไปดวงจันทร์กับยานฉางเอ๋อ
📌อ่าน : ILRS คืออะไร? รู้จักโครงการจัดตั้งสถานีวิจัยบนดวงจันทร์ที่มี “ไทย” ร่วมอยู่ด้วย
📌อ่าน : “ดวงจันทร์” ห้องทดลองแห่งอนาคต กับบทบาทใหม่ของไทยบนเวทีอวกาศโลก
📌อ่าน : ครั้งแรกของไทย! ร่วมภารกิจสำรวจดวงจันทร์กับจีน ภายใต้โครงการ ILRS
อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
ที่มาข้อมูล : NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.)
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
