NASA ใช้เงิน 10 พันล้านดอลลาร์กับแว่นตา James Webb อย่างไร

NASA ใช้เงิน 10 พันล้านดอลลาร์กับแว่นตา James Webb อย่างไร

ความท้าทายทางเทคนิคและความล่าช้าเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้กล้องโทรทรรศน์ซูเปอร์เจมส์ เวบบ์ของ NASA มีราคาสูงกว่าที่คาดไว้หลายเท่า

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ เป็นหนึ่งในโครงการวิทยาศาสตร์ที่แพงที่สุดในประวัติศาสตร์ การประเมินครั้งแรกในปี 2543 มีมูลค่าเพียง 1 พันล้านดอลลาร์ แต่ความซับซ้อนของกล้องโทรทรรศน์ทำให้นาซาประหลาดใจ มันมีราคาแพงมากจนรัฐสภาคองเกรสแห่งสหรัฐอเมริกาเกือบจะล้มเลิกโครงการนี้ เมื่อกล้องโทรทรรศน์เปิดตัวในปลายปี พ.ศ. 2564 ค่าใช้จ่ายได้สูงถึงกว่า 10 พันล้านดอลลาร์แล้ว เหตุใดนาซ่าจึงใช้เงินเป็นจำนวนมากในโครงการ และทำไมมันใช้เวลานานจัง? คำตอบส่วนหนึ่งอยู่ที่ต้นกำเนิดของดวงดาว

เมื่อวันที่ 25 ธันวาคม พ.ศ. 2564 เจมส์ เว็บบ์ เข้าสู่วงโคจร จุดหมายคือจุดในห้วงอวกาศที่เรียกว่า Lagrange Point 2 ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 1 ล้านไมล์ ไกลกว่าที่นักบินอวกาศคนใดเคยไป และยังเป็นสถานที่ที่สมบูรณ์แบบสำหรับการค้นพบสิ่งมีชีวิตในจักรวาลอีกด้วย แสงจากดาวฤกษ์ดวงแรกเริ่มแพร่กระจายไม่นานหลังจากบิ๊กแบง และพวกมันก็เย็นลง โดยเปลี่ยนจากแสงที่มองเห็นได้เป็นแสงอินฟราเรดเป็นเวลาหลายพันล้านปี นั่นเป็นเหตุผลที่ James Webb ได้รับการออกแบบมาเพื่อรวบรวมแสงในสเปกตรัมอินฟราเรด

"กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจสอบประวัติศาสตร์ทั้งหมดของเรา ตั้งแต่วัตถุแรกที่วิวัฒนาการหลังบิ๊กแบงไปจนถึงสิ่งที่มีอยู่ที่นี่ในระบบสุริยะที่มีรูปร่างของเรา ร่วมกับโลก" จอห์น ซี. มาเธอร์ นักวิทยาศาสตร์อาวุโสของ โครงการ James Webb บอกInsider

เว็บบ์มีขนาดใหญ่มาก ดังนั้นจึงต้องพับเก็บเพื่อให้พอดีกับจรวด Ariane 5 ก่อนปล่อย แล้วคลี่ออกในอวกาศโดยอัตโนมัติ นักวิทยาศาสตร์ของ NASA อธิบายว่าการเดินทางครั้งนี้เป็น "30 วันแห่งความสยดสยอง" เพราะทุกอย่างต้องเป็นไปตามแผน โดยมีจุดผิดพลาดไม่น้อยกว่า 344 จุด แค่รูเล็กๆ ก็สามารถเปลี่ยนซุปเปอร์เทสโคปให้กลายเป็นขยะอวกาศได้

ภารกิจประสบความสำเร็จ แต่เมื่อ 20 ปีที่แล้ว ไม่มีใครคาดคิดว่าจะใช้เวลาและเงินมากขนาดนั้นเพื่อส่งมันไปยังแท่นปล่อยจรวด เหตุผลส่วนหนึ่งคือความต้องการความสมบูรณ์แบบ "เราแค่สร้างและทดสอบ สร้างและทดสอบ...จนกว่าเราจะพอใจ" Mather กล่าว

NASA ไม่สามารถทำซ้ำข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นกับกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลซึ่งเป็นบรรพบุรุษของเวบบ์ได้ หลังจากเปิดตัวในปี 1990 ภาพแรกเริ่มเบลอ เหตุผลก็คือมีความคลาดเคลื่อนทรงกลมที่มีนัยสำคัญอยู่

ดังนั้นนักบินอวกาศจึงต้องซ่อมกระจกของฮับเบิลในขณะที่อยู่ในอวกาศ NASA ใช้เงิน 2 พันล้านดอลลาร์ในฮับเบิลในขณะนั้น ค่าซ่อมอยู่ที่ 86 ล้านดอลลาร์ สิ่งนี้ได้สอนบทเรียนราคาแพงแก่ NASA ดังนั้นสำหรับ Webb พวกเขาจึงต้องได้รับสิ่งที่ถูกต้องตั้งแต่เริ่มต้น มันซับซ้อนจริงๆ "นั่นเป็นส่วนที่ฉันคิดว่าทำให้เรากลัวมากที่สุด" Mather กล่าว

ในปี 2543 งบประมาณอยู่ที่ 1 พันล้านดอลลาร์ แต่ในปี 2548 งบประมาณได้เพิ่มเป็นสี่เท่าเป็น 4.5 พันล้านดอลลาร์ ภายในปี 2010 ซึ่งเป็นปีที่กล้องโทรทรรศน์ควรจะเปิดตัว ไม่มีเครื่องมือหลักหรือกระจกส่งไปยัง NASA งบประมาณโดยประมาณในปี 2553 สูงถึง 6.5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ

"จนถึงปี 2011 มีปัญหามากมายเกี่ยวกับการกำกับดูแล การสื่อสาร ความเป็นผู้นำ การจัดการ การประมาณราคา การปรับให้เหมาะสมที่สุด เกือบทุกอย่างที่คุณคิดว่าเป็นไปได้" Cristina Chaplain อดีตผู้อำนวยการสำนักงานความรับผิดชอบของรัฐบาลสหรัฐฯ กล่าว

สมาชิกสภาคองเกรสได้พิจารณาถึงการยกเลิกโครงการ คนอื่นโต้แย้งว่าเราควรลดความสูญเสียและเดินหน้าต่อไป ในปี 2554 สภาคองเกรสได้ตัดสินใจกำหนดงบประมาณไว้ที่ 8 พันล้านดอลลาร์ และกำหนดให้คริสตินา อนุศาสนาจารย์ทบทวนโครงการทุกปี แต่ไม่มีอะไรสามารถหยุดราคาไม่ให้สูงขึ้นได้จริงๆ เพราะกล้องโทรทรรศน์แทบทุกส่วนถูกประดิษฐ์ขึ้นใหม่ในระหว่างการพัฒนา

โดยเฉพาะช่วงท้ายของโครงการ สมาชิกในทีมหลายคนคิดว่ากำลังคนของผู้รับเหมาลดลงได้และมีทุนไปใช้จ่ายอย่างอื่นได้ แต่ค่าแรงยังสูงอยู่ เพราะมีปัญหามากมาย ปัญหาทางเทคนิคที่ต้องแก้ไข

แม้ว่า James Webb จะเปรียบได้กับฮับเบิลบ่อยครั้ง แต่กลับมีกระจกที่ใหญ่กว่ารุ่นก่อนถึงหกเท่า ซึ่งต้องใช้เทคโนโลยีขั้นสูงและเงื่อนไขพิเศษในการทำงาน

Paul Geithner รองผู้จัดการโครงการกล่าวในการให้สัมภาษณ์ว่า "ทั้งสองสิ่งนี้ร่วมกันสร้างปัญหาที่ยากจริงๆ และบอกตามตรง พวกเราบางคนคิดว่ามันบ้าเกินไปตั้งแต่แรก"

กล้องโทรทรรศน์ James Webb ต้องการสภาวะที่เย็นจัดเพื่อให้กล้องอินฟราเรดทำงานได้ ตรง -388 องศาฟาเรนไฮต์ (-233 องศาเซลเซียส) เพื่อปกป้องเครื่องมือที่ละเอียดอ่อนเหล่านี้จากความร้อนของดวงอาทิตย์ NASA ได้สร้างม่านบังแดด 5 ชั้นขนาดเท่าสนามเทนนิส ลองนึกถึงร่มชายหาดที่หรูหราและหรูหราที่สุดเท่าที่คุณจะจินตนาการได้ มันสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่รุนแรงและแม้แต่อุกกาบาตขนาดเล็ก

“อุณหภูมิที่เราใช้งานด้านเย็นของเวบบ์นั้นอยู่ไกลเกินกว่าที่ทุกคนจะได้รับในแต่ละวัน และวัสดุก็แปลกมากที่อุณหภูมิเหล่านั้น มันเป็นความท้าทายด้านวิศวกรรม” ไกธ์เนอร์กล่าวเสริม

แต่ถึงอย่างนั้นก็ไม่เย็นพอสำหรับกล้องของเวบบ์ตัวใดตัวหนึ่ง กล้องนี้ต้องการสิ่งที่เรียกว่าตัวทำความเย็นเพื่อลดอุณหภูมิลงเหลือ -447 องศาฟาเรนไฮต์ (-266 องศาเซลเซียส) NASA ใช้เวลากว่าทศวรรษและ 150 ล้านดอลลาร์ในการพัฒนาเครื่องทำความเย็น ในขั้นต้นมันควรจะมีราคาเพียง 22 ล้านเหรียญเท่านั้น

ในปี 2018 รัฐสภาคองเกรสแห่งสหรัฐอเมริกาต้องเพิ่มขีดจำกัดการใช้จ่ายที่ตั้งไว้ในปี 2011 เมื่อถึงเวลาที่จะเปิดตัวในปี 2564 กล้องโทรทรรศน์ดังกล่าวมีราคาถึง 8.8 พันล้านดอลลาร์ ทำให้เป็นโครงการที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่ง ซึ่งเป็นโครงการวิทยาศาสตร์ที่แพงที่สุดในประวัติศาสตร์

แต่ก็ยังมีความท้าทายอีกประการหนึ่ง นั่นคือ การขนส่งจากแคลิฟอร์เนียไปยังท่าเรือยุโรปในเฟรนช์เกียนาในอเมริกาใต้ รายละเอียดต้องถูกเก็บเป็นความลับเนื่องจากสินค้ามีค่ากลายเป็นเป้าหมายที่ร่ำรวยสำหรับโจรสลัด ใช้เวลา 16 วันจากแคลิฟอร์เนียผ่านคลองปานามาไปยังจุดปล่อยตัว องค์การอวกาศยุโรป (ESA) จ่ายเงินและดูแลการปล่อยตัว และสร้างเครื่องมือสองชิ้นของเวบบ์ หน่วยงานด้านอวกาศของยุโรปและแคนาดาร่วมกันบริจาคเงินเพิ่มอีก 1 พันล้านดอลลาร์ นอกเหนือไปจาก 8.8 พันล้านดอลลาร์ของ NASA และนั่นทำให้เรามีรายได้เกือบ 10 พันล้านดอลลาร์

นาซ่าสร้างกล้องโทรทรรศน์ให้ใช้งานได้นาน 10 ปี แต่เชื้อเพลิงที่เหลือจากการยิงน่าจะเพิ่มอายุการใช้งานเป็นสองเท่า NASA จะใช้เงินมากกว่า 850 ล้านดอลลาร์เพื่อดำเนินการ Webb ในอีกห้าปีข้างหน้า อายุยืนยาวเป็นพิเศษที่สามารถทำได้จะต้องใช้เงินมากขึ้น

จนถึงตอนนี้ Webb มีน้อยมากที่จะแสดงให้คนอื่นเห็นนอกจากภาพเซลฟี่นี้ในกระจกบานใหญ่ อย่างไรก็ตาม ภาพที่จะถ่ายจากกล้องหน้าอื่นๆ ในช่วงกลางปี ​​2022 คือสิ่งที่ทุกคนรอคอย นักวิทยาศาสตร์หวังว่าการมองเห็นการกำเนิดของจักรวาลจะทำให้ทุกเวลาและค่าใช้จ่ายคุ้มค่า

การสังเกตของฮับเบิลส่งผลให้เกิดบทความทางวิทยาศาสตร์ 19,000 บทความ เอกสารจำนวนมากได้เปลี่ยนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับจักรวาล และมีเพียงฉบับเดียวที่เปิดเผยการค้นพบน้ำบนดวงจันทร์ที่เล็กที่สุดของดาวพฤหัสที่เรียกว่ายูโรปา James Webb จะมีผู้ชมจำนวนมากติดตาม "และมันเป็นค่านิยมที่ทรงพลังอย่างแท้จริงของกล้องโทรทรรศน์เหล่านี้ - Webb และ Hubble - ที่ช่วยให้เราสามารถทำการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่น่าทึ่งได้ทุกปี" ไฮดี้ แฮมเมล สมาชิกของโครงการเจมส์ เวบบ์ เน้นย้ำ