77 วันกล้าฝัน พางานวิจัยดาราศาสตร์สู่ “แอนตาร์กติกา”
หลังยื่นข้อเสนอโครงการวิจัยเธอมีเวลาเพียง 77 วัน เพื่อเตรียมความพร้อมเพื่อการทดลองเก็บข้อมูลรังสีคอสมิกไปพร้อมกับเรือตัดน้ำแข็งสู่ แอนตาร์กติกาของจีน แต่เธอก็ทำสำเร็จภายใต้เงื่อนไขเวลา ทรัพยากรและงบประมาณอันจำกัด
นับเป็นครั้งแรกสำหรับประเทศไทยที่จะได้ส่งงานวิจัยดาราศาสตร์ไปสู่ “แอนตาร์กติกา” ทวีปอันหนาวเย็นทางขั้วโลกใต้ โดยสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.) และมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ได้เผยถึงความพร้อมของโครงการความร่วมมือศึกษาวิจัยดาราศาสตร์และวิทยาศาสตร์ขั้วโลก ซึ่งไทยได้มีความร่วมมือกับสถาบันวิจัยขั้วโลกแห่งจีน (Polar Research Institute of China : PRIC)
โครงการภายใต้ความร่วมมือดังกล่าวจะเปิดโอกาสให้นักดาราศาสตร์ไทยได้ศึกษาผลกระทบของรังสีคอสมิกที่มีต่อโลก โดยไทยเตรียมส่งคอนเทนเนอร์ “ช้างแวน” (Changvan) ลงเรือสำรวจวิจัย “เชว่หลง" (Xue Long) หรือ “เรือมังกรหิมะ” ออกเดินทางเก็บข้อมูลจากเมืองเซี่ยงไฮ้ สาธาณรัฐประชาชนจีน ไปยังสถานีวิจัยจงซาน (Zhongshan) ตั้งอยู่บริเวณชายฝั่งของทวีปแอนตาร์กติกา
คอนเทนเนอร์ช้างแวนเป็นตู้คอนเทนเนอร์ที่ พัฒนาโดยนักวิจัยไทย ภายใต้ความร่วมมือหลายหน่วยงาน ได้แก่ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ มหาวิทยาลัยมหิดล และสถาบันในต่างประเทศ เช่น มหาวิทยาลัยเดลาแวร์ และมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน ริเวอร์ฟอลส์ จากสหรัฐอเมริกา และมหาวิทยาลัยชินชู ประเทศญี่ปุ่น ภายในติดตั้งเครื่องตรวจวัดนิวตรอน มีระบบควบคุมอุณภูมิภายในให้คงที่ และห้องควบคุมที่ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และซอฟต์แวร์ที่พัฒนาขึ้นใหม่
ดร.วราภรณ์ นันทิยกุล หัวหน้าโครงการวิจัยการสำรวจตัดข้ามละติจูด จากมหาวิยาลัยเชียงใหม่ เปิดเผยกับทีมข่าวผู้จัดการวิทยาศาสตร์ว่า โครงการวิจัยนี้มีเวลาเตรียมพร้อมเพียง 77 วัน หลังทราบว่าสถาบันวิจัยขั้วโลกแห่งจีนอนุมัติข้อเสนอโครงการวิจัย ซึ่งหลายคนไม่คาดคิดว่าเธอและทีมวิจัยจะเตรียมความพร้อมได้ทัน ส่วนเธอนั้นลึกๆ แล้วเชื่อมั่นว่าจะต้องทำได้ทัน แม้จะลังเลบ้าง
ด้วยเวลาที่จำกัดจึงไม่สามารถของงบเพื่อซื้ออุปกรณ์แพงๆ ได้ ดร.วราภรณ์ต้องอาศัยการบริจาคอุปกรณ์จากหลายที่ ซึ่งรวมถึงตู้คอนเทนเนอร์แบบมีฉนวนที่มีราคาสูงถึงหลักล้านบาท แต่ได้รับบริจาคจากมหาวิทยาลัยชินชูในญี่ปุ่น ดังนั้นงบประมาณที่มีประมาณ 660,000 บาท จึงถูกใช้ไปเพื่อการขนส่งคอนเทนเนอร์เป็นส่วนใหญ่
ส่วนหลอดวัดอนุภาคนิวตรอนจำนวน 3 หลอดนั้น ศ.ดร.เดวิด รูฟโฟโล มหาวิทยาลัยมหิดล และ รศ.ดร.ธานินทร์ นุตโร จากมหาวิทยาลัยอุบลราชธานี ได้ให้ยืมมาใช้เพื่อการทดลองวัดรังสีคอสมิคในครั้งนี้ โดยหัววัดดังกล่าวมีราคาสูงถึงหลอดละ 1,000,000 บาท
นอกจากนี้ยังได้รับคววามช่วยเหลือจากนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเดลาแวร์ ในสหรัฐฯ ซึ่งเป็นที่ปรึกษาให้แก่ทีมวิจัยที่ได้ออกแนวคิดในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และซอฟท์แวร์ขึ้นใหม่ โดยทีมวิจัยออกแนวคิดในการพัฒนาบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์สำหรับหัววัดอนุภาคที่สามารถลด “เดดไทม์” (Dead Time) ให้เข้าใกล้ศูนย์มากที่สุด เพื่อตรวจวัดอนุภาคนิวตรอนให้ได้ทุกตัว
ดร.วราภรณ์อธิบายว่าค่าเดดไทม์ต่ำจะยิ่งวัดจำนวนนิวตรอนได้ใกล้เคียงความเป็นจริงมากขึ้น พร้อมทั้งยกตัวอย่างหากมีค่าเดดไทม์ 100 ไมโครวินาที อนุภาคนิวตรอน 2 ตัวที่เข้ามายังโลกในช่วงเวลาห่างกันไม่ถึง 100 ไมโครวินาทีจะถูกนับให้เป็น 1 ตัว ดังนั้น หากค่าเดดไทม์เข้าใกล้ศูนย์จะวัดจำนวนนิวตรอนได้ทั้งหมด แต่ก็เป็นเรื่องที่ยากมาก
ตู้คอนเทนเนอร์ช้างแวนจะวัดสเปกตรัมของรังสีคอสมิกในช่วงกว้างของค่าความแข็งแกร่งตัดที่เรือตัดน้ำแข็งเคลื่อนที่ผ่านในปี 2561-2562 ซึ่งการวัดดังกล่าวจะเป็นข้อมูลให้นักวิจัยศึกษาสนามแม่เหล็กโลก ไปจนถึงจุดมืดและวัฏจักรบนดวงอาทิตย์ได้ ซึ่งก่อนหน้านี้ ดร.วราภรณ์เคยศึกษาเพื่อทำความเข้าใจสนามแม่เหล็กโลก ที่เชื่อมโยงกับสภาพอวกาศ โดยอาศัยการสำรวจในลักษณะเดียวกันนี้ ส่วนผลสำรวจที่จะเกิดขึ้นนี้จะนำมาเปรียบเทียบกับการศึกษาครั้งก่อน
การศึกษาสเปกตรัมรังสีคอสมิกครั้งนี้ เครื่องตรวจวัดในตู้คอนเทนเนอร์ช้างแวนจะเคลื่อนที่ไปตัดไปตามละติจูดต่างๆ และจะให้ข้อมูลถึงความแข็งแกร่งตัดของแต่ละตำแหน่งบนพื้นโลก ซึ่ง ดร.วราภรณ์ระบุว่า ในการศึกษาครั้งต่อไปไม่จำเป็นต้องใช้เส้นทางเดินเรือเส้นทางเดิมเท่านั้น แต่เรือต้องเคลื่อนที่ผ่านละติจูดต่างๆ โดยในครั้งนี้เรือตัดน้ำแข็งของจีนจะเดินทางจากตำแหน่งละติจูดสูงๆ ลงมาผ่านเส้นศูนย์สูตรไปจนถึงทวีปแอนตาร์กติกาทางขั้วโลกใต้
แม้ว่า ดร.วราภรณ์ประสงค์ที่จะเดินทางไปพร้อมกับเรือเชว่หลงด้วยตัวเอง แต่ทางจีนมีข้อจำกัดให้เพียงผู้ชายร่วมเดินทางไปด้วยเท่านั้น จึงได้รับความร่วมมือจากทางสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แหงชาติ (สดร.) ซึ่งสนับสนุนทุนวิจัยสำหรับงานวิจัยครั้งนี้ด้วย คัดเลือกนักดาราศาสตร์ชายคือ นายพงษ์พิจิตร ชวนรักษาสัตย์ จาก สดร. ซึ่งเธอบอกว่ามีความเหมาะสมอย่างยิ่ง เนื่องจากเป็นคนรุ่นใหม่ไฟแรง และมีความสามารถทางด้านภาษา สามารถสื่อสารได้ทั้งภาษาจีนและภาษาอังกฤษ
ดร.วราภรณ์ยังมีเครือข่ายความร่วมมือกับนักดาราศาสตร์อีกหลายประเทศ เช่น ญี่ปุ่น เกาหลีใต้ และสหรัฐฯ จึงมีความเป็นไปได้ว่าจะผลักดันให้นักดาราศาสตร์หญิงได้มีโอกาสเดินทางไปพร้อมกับการสำรวจในลักษณะเดียวกันนี้บ้าง หากประเทศเจ้าภาพเปิดโอกาสให้แก่ผู้หญิงด้วย และถ้าเธอได้มีโอกาสเดินทางสำรวจด้วยตัวเองก็จะไปเพียงครั้งเดียว แล้วเปิดโอกาสให้นักดาราศาสตร์คนอื่นๆ ต่อไป
โดยส่วนตัวแล้ว ดร.วราภรณ์ต้องการไปให้ถึง “ขั้วโลกใต้” ซึ่งเป็นจุดที่อนุภาคที่มีพลังงานต่ำๆ สามารถผ่าน “ความแข็งแกร่งตัด” เข้ามายังโลกได้ เนื่องจากเป็นบริเวณที่สนามแม่เหล็กโลกเข้าใกล้ศูนย์ ซึ่งจะนำไปสู่การศึกษาวัฏจักรของดวงอาทิตย์ รวมทั้งศึกษาผลที่เกิดขึ้นต่อสภาพอวกาศที่อาจส่งผลกระทบต่อโลก เช่น การรบการสื่อสารของดาวเทียม การรบกวนแหล่งไฟฟ้าบนโลกที่ละติจูดสูงๆ
เพื่อไปให้ถึงขั้วโลกใต้ตามที่หวังไว้ ดร.วราภรณ์จึงพยายามสร้างความร่วมมือกับนักวิจัยในสหรัฐฯ โดยสหรัฐฯ นั้นมีสถานีวิจัยตั้งอยู่ที่ขั้วโลกใต้ตามตำแหน่งทางภูมิศาสตร์จริงๆ นั่นคือสถานีขั้วโลกใต้อาร์มุนเซน-สก็อตต์ (Amundsen-Scott South Pole Station) ซึ่งในการคัดเลือกงานวิจัยนั้น สหรัฐฯ จะให้ลำดับความสำคัญแก่นักวิจัยสหรัฐฯ อันดับแรก รองลงมาคือนักศึกษาของสหรัฐฯ จากนั้นจึงจะพิจารณางานวิจัยของชาวต่างชาติ
สำหรับงานวิจัยที่ร่วมมือกับจีนในครั้งนี้ ดร.วราภรณ์ระบุว่า ได้รับความร่วมมือจากหลายหน่วยงานทั้งในและต่างประเทศ จึงทำให้ภายใน “77 วัน” สามารถเตรียมความพร้อมในการวิจัยได้ โดยเฉพาะนักวิจัยจากญี่ปุ่นที่เดินเรื่องเอกสารถึง 3 ครั้ง เพื่อให้ตู้คอนเทนเนอร์เปล่าผ่านด่านศุลลากรมาได้
ทั้งนี้ ทีมวิจัยมีกำหนดส่งคอนเทนเนอร์ช้างแวนที่ติดตั้งอุปกรณ์ต่างๆ เสร็จสมบูรณ์แล้ว ไปยังเซี่ยงไฮ้ในวันที่ 4 ตุลาคม 2561 และจะติดตั้งบนเรือสำรวจวิจัย “เชว่หลง" ที่มีกำหนดเดินทางออกจากเมืองเซี่ยงไฮ้ สาธารณรัฐประชาชนจีน ในวันที่ 10 พฤศจิกายน 2561 เพื่อมุ่งหน้าสู่สถานีวิจัยจงซาน (Zhongshan) ที่ตั้งอยู่บริเวณชายฝั่งของทวีปแอนตาร์กติกา
