เปลี่ยนท่อพีวีซีเป็น “กล้องดูดาว”

หากอยากได้กล้องโทรทรรศน์ดูดาว โดยปกติเราก็ศึกษาข้อมูล เลือกคุณสมบัติของกล้องตามต้องการ แล้วสั่งซื้อมาใช้ แต่ถ้าต้องการมากกว่าแค่ “จ่ายตังค์แล้วได้ของ” การประกอบกล้องดูดาวขึ้นมาใช้เองน่าจะเป็นอีกทางเลือกที่ทำให้เราได้ทั้งความภูมิใจและยังได้เรียนรู้วิทยาศาสตร์เกี่ยวกับหลักวิศวกรรมในการประกอบกล้องดูดาวด้วย

แม้ยังเป็นแค่นักเรียนชั้น ม.4 แต่ “ธนกฤต ลีลาวรกุล” หรือ “นะ” จากโรงเรียนสภาราชินี จ.ตรัง ก็สามารถประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ขึ้นใช้งานได้ และยังช่วยสอนเพื่อนๆ ที่ยังประกอบกล้องได้ไม่ดีอีกด้วย ซึ่งความสามารถดังกล่าวได้รับมาจากการเข้า ค่ายกล้องดูดาวพีวีซีเฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เนื่องในโอกาสพระราชพิธีมหามงคลเฉลิมพระชนมพรรษา 7 รอบ 5 ธ.ค. 54 ซึ่ง จัดขึ้นเมื่อช่วงปลายเดือน มี.ค. 54 ณ วิทยาลัยนวัตกรรม มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ศูนย์พัทยา จ.ชลบุรี

ในค่ายดังกล่าว เด็กนักเรียนจากหลายโรงเรียนได้เรียนรู้เทคนิคการประดิษฐ์กล้องดูดาวขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 เซนติเมตร แต่หลายคนอาจสงสัยว่า เราประกอบกล้องโทรทรรศน์กันได้ง่ายขนาดนั้นเชียวหรือ? 

ดร.สวัสดิ์ ตันติพันธุ์วดี หัวหน้าโครงการค่ายกล้องดูดาวพีวีซีเฉลิมพระเกียรติฯ อธิบายหลักการคร่าวๆ ในการประกอบกล้องดูดาวแก่ทีมข่าววิทยาศาสตร์ ASTV-ผู้จัดการออนไลน์ โดยมีอุปกรณ์สำคัญคือท่อพีวีซี เลนส์ใกล้ตา เลนส์ใกล้วัตถุ (objective lens) และกระจกสะท้อนภาพ

กล้องดูดาวที่สอนประดิษฐ์กันในค่าย เป็นกล้องแบบสะท้อนแสง มีหลักการทำงานคือ เมื่อแสงจากวัตถุที่อยู่ไกลมาก เช่น ดวงดาว ดวงอาทิตย์ ผ่านเข้ามาทางปากลำกล้องไปยังเลนส์ใกล้วัตถุ ซึ่งจะทำหน้าที่รวมแสงที่สะท้อนออกจากวัตถุให้ตกลงจุดโฟกัส โดยที่ระยะก่อนจุดโฟกัสมีกระจกเงาที่วางเอียง 45 องศาเพื่อหักเหลำแสงไปยังเลนส์ใกล้ตา (eyepiece) ในตำแหน่งรูด้านข้างของกล้อง ซึ่งเลนส์ใกล้ตานี้จะทำหน้าที่ขยายภาพวัตถุสู่รูม่านตา ทำให้ได้ภาพที่คมชัด

วิธีประกอบกล้องดูดาวคร่าวๆ คือ ใช้ท่อพีวีซีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางหรือ 25 เซนติเมตร ประกอบเข้ากับกระจกเว้าขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 เซนติเมตร ซึ่งทำหน้าที่เป็นเลนส์ใกล้วัตถุ และมีความยาวโฟกัส 1.20 เซนติเมตร จากนั้นประกอบกระจกเงารูปวงรีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 เซนติเมตร ที่ตำแหน่งก่อนระยะโฟกัส โดยให้เอียงทำมุม 45 องศา เพื่อหักเหลำแสงไปยังด้านข้างที่ประกอบเลนส์ใกล้ตาขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.1 เซนติเมตร ซึ่งมีความยาวโฟกัส 2-3 เซนติเมตร

นอกจากนี้ ยังมีอุปกรณ์ที่สำคัญอีกชิ้นคือ “กล้องนำ” ที่หน้าที่ในการค้นหาตำแหน่งที่วัตถุที่เราต้องการดู โดย สุวิทย์ พิพิธวณิชธรรม ผู้ผลิตและจำหน่ายกล้องดูดาว ซึ่งร่วมทีมกับ สวทช.ในการให้ความรู้การประกอบกล้องดูดาวในค่ายนี้ด้วย อธิบายว่ากล้องนำมีมุมกล้องที่กว้างกว่ากล้องหลัก แต่จะเห็นภาพในระยะที่ไกลกว่าและต้องใช้กล้องหลักเพื่อขยายภาพวัตถุอีกที

สำหรับกล้องนำที่ใช้ร่วมกับกล้องหลักในค่ายนี้ ประกอบขึ้นด้วยเลนส์ใกล้วัตถุที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.5 เซนติเมตร ซึ่งมีความยาวโฟกัส 18 เซนติเมตร และเลนส์ใกล้ตาที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 เซนติเมตร ซึ่งมีความยาวโฟกัส 4.5 เซนติเมตร ทั้งนี้ กล้องที่ประดิษฐ์ขึ้นค่ายสามารถใช้ส่องดูดาว ดูกาแลกซีและดวงอาทิตย์ได้ โดยเริ่มต้นประกอบอาจใช้เวลานานนับชั่วโมง แต่หากชำนาญแล้วจะใช้เวลาประมาณ 45 นาทีในการประกอบ

สิ่งสำคัญอีกอย่างที่ขาดไม่ได้คือ ฐานกล้อง ซึ่งต้องแข็งแรงและรองรับลำกล้องขาดใหญ่ของท่อพีวีซีไม่ให้เคลื่อนระหว่างดูดาว โดยฐานกล้องในค่ายนี้ประกอบขึ้นจากไม้อัดจากขี้เลื่อย และเคลือบสารกันชื้นเพื่อความแข็งแรง

การจัดค่ายประกอบกล้องดูดาวในครั้งนี้เป็นความร่วมมือระหว่าง สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) และ บริษัท วีนิไทย จำกัด (มหาชน) โดยทาง สวทช.รับผิดชอบในส่วนของการดำเนินกิจกรรมและวิชาการ ส่วนบริษัท วิริไทย รับผิดชอบในส่วนงบประมาณในการดำเนินโครงการทั้งหมด ทั้งนี้ โครงการดังกล่าวมีระยะเวลาดำเนินงาน 3 ปี ในปีงบประมาณ 2554-2556

โครงการดังกล่าวจะมีกิจกรรมค่ายรวม 8 ครั้ง เพื่อสร้างกล้องดูดาวขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 เซนติเมตร จำนวน 84 ตัวๆ ละ 30,000 บาท ซึ่งจะมอบให้แก่โรงเรียนที่เข้าร่วมกิจกรรม 84 โรงเรียน และในโครงการนี้จะสร้างกล้องดูดาวขนาด 30 เซนติเมตร จำนวน 15 ตัวๆ ละ 50,000 เพื่อมอบให้แก่ศูนย์วิทยาศาสตร์เพื่อการศึกษา รวมงบประมาณในโครงการนี้ทั้งหมด 4.8 ล้านบาท

“ทางค่ายจัดเตรียมอุปกรณ์มาเรียบร้อยแล้ว แต่หากเด็กเข้าค่ายเพื่อประกอบกล้องอย่างเดียว เด็กจะไม่ได้เรียนรู้อะไร เราต้องการสอนหลักวิศวกรรมที่ต้องเรียนรู้ว่า เราจะสร้างอะไร มีกระบวนการอย่างไร ต้องออกแบบอย่างไร หรือใช้วัสดุอะไรบ้าง เมื่อทำเสร็จต้องมีการทดลองเพื่อทดสอบ จากการเรียนรู้กระบวนการดังกล่าว เด็กสามารถนำไปออกแบบชีวิตได้อย่างมีเป้าหมายต่อไป” ดร.สวัสดิ์อธิบาย

"นะ" ซึ่งเข้าค่ายประกอบกล้องดูดาวร่วมกับเพื่อน 150 คนจาก 13 โรงเรียน ในเขตอุตสาหกรรมมาบตาพุด และเขตพื้นที่การดูแลของศูนย์วิทยาศาสตร์เพื่อการศึกษาสระแก้ว จ.สระแก้ว กล่าวถึงการเข้าร่วมกิจกรรมในค่ายว่า นอกจากการได้อยู่กับเพื่อนๆ ต่างโรงเรียนแล้ว ยังได้เรียนรู้การประกอบกล้องดูดาวจากท่อพีวีซี ตลอดจนศึกษาปัญหาที่เกิดขึ้นระหว่างประกอบ แล้วหาทางแก้ไขอย่างทันท่วงที

แม้การประกอบกล้องในครั้งแรกอาจยาก แต่นะบอกว่ามีทั้งอาจารย์ รุ่นพี่มาช่วยสอน ทำให้การประดิษฐ์กล้องดูดาวไม่ยากอย่างที่ทุกคนเข้าใจ และยังได้เรียนรู้ในเรื่องของดาราศาสตร์อีกด้วย แต่สิ่งที่ยากที่สุดในการประกอบกล้องคือการปรับหาค่าการรับภาพมาให้ตรงกับเลนส์ใกล้ตา ซึ่งเป็นวิธีการที่ไม่สามารถทำได้ด้วยตาเปล่า ต้องใช้แสงเลเซอร์เป็นตัวนำ เล็งให้ตัวกล้องกับเลนส์ใกล้ตาตั้งฉากกัน ถึงจะเห็นภาพตามที่เราต้องการ

“ผมว่าวิทยาศาสตร์ไม่ใช่เรื่องไกลตัวอย่างที่ทุกคนเข้าใจ ทุกที่นั้นมีเรื่องวิทยาศาสตร์สอดแทรกอยู่ และเราสามารถศึกษาได้ตลอดเวลาทั้งที่บ้าน ที่โรงเรียน หรือในชีวิตประจำวัน การทำกล้องดูดาวจากท่อพีวีซีก็เช่นกัน หากนำสิ่งที่อยู่ใกล้ตัวมาประดิษฐ์ มาประยุกต์โดยใช้หลักการของวิทยาศาสตร์เข้ามาเกี่ยวข้อง วิทยาศาสตร์ก็ไม่ไกลตัวอย่างที่ใครคิด" นะให้ความเห็น.