หอดูดาวอวกาศ Swift กำลังเสียระดับ นาซาส่งยานหุ่นยนต์ช่วยก่อนสายเกินไป

นาซากำลังเดินหน้าภารกิจอวกาศพิเศษ เพื่อช่วยยกระดับวงโคจรของ หอดูดาวนีล เกห์เรลส์ สวิฟต์ หรือ Swift Observatory หลังยานที่ทำงานมานานกว่า 20 ปี เริ่มสูญเสียระดับวงโคจรอย่างต่อเนื่อง และอาจตกกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลก หากไม่มีการแทรกแซงทันเวลา

ภารกิจนี้ไม่ได้เป็นเพียงการ “ช่วยยานเก่า” หนึ่งลำเท่านั้น แต่ยังเป็นบททดสอบสำคัญของแนวคิดใหม่ในการดูแลดาวเทียมในอวกาศ แทนที่จะปล่อยให้ดาวเทียมหมดอายุแล้วตกกลับลงมา หรือสร้างดวงใหม่ขึ้นทดแทน

Swift คือหอดูดาวแบบไหน

จากรายงานของ NBC News และข้อมูลของนาซา ยานอวกาศสวิฟต์ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อปี 2547 เดิมทีออกแบบมาให้มีอายุการใช้งานเพียงประมาณ 2 ปี แต่กลับทำงานต่อเนื่องมาจนถึงปัจจุบัน และกลายเป็นหนึ่งในเครื่องมือสำคัญของนาซาในการศึกษาจักรวาลพลังงานสูง

หน้าที่หลักของ Swift คือการตรวจจับและศึกษาการระเบิดรังสีแกมมา หรือ Gamma-ray bursts ซึ่งเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ระเบิดที่ทรงพลังที่สุดในจักรวาล มักเกี่ยวข้องกับเหตุการณ์รุนแรงทางดาราศาสตร์ เช่น การก่อตัวของหลุมดำ หรือการชนกันของวัตถุหนาแน่นสูงอย่างดาวนิวตรอน

จุดเด่นของ Swift คือความสามารถในการหันกล้องไปยังตำแหน่งที่เกิดการระเบิดบนท้องฟ้าได้อย่างรวดเร็ว ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถติดตามเหตุการณ์สั้น ๆ ที่เกิดขึ้นแล้วหายไปได้ทันเวลา

ยานที่ทำงานเกินอายุ แต่ยังมีคุณค่ามาก

ตลอดระยะเวลากว่า 20 ปีที่ผ่านมา Swift ได้สังเกตการณ์การระเบิดรังสีแกมมาและปรากฏการณ์พลังงานสูงอื่น ๆ ในอวกาศมากกว่า 1,400 ครั้ง รวมถึงการบันทึกเหตุการณ์ที่อยู่ไกลจากโลกหลายพันล้านปีแสง ข้อมูลเหล่านี้มีคุณค่ามากต่อการทำความเข้าใจการเกิดดาว หลุมดำ การระเบิดของดาวฤกษ์ และวิวัฒนาการของจักรวาล

แต่ปัญหาคือ Swift อยู่ในวงโคจรต่ำของโลก ซึ่งยังมีแรงต้านจากชั้นบรรยากาศเบาบาง แม้จะอยู่สูงจากพื้นโลกมากแล้วก็ตาม แรงต้านนี้ค่อย ๆ ดึงให้ดาวเทียมลดระดับลงทีละน้อย

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วงโคจรของ Swift ลดระดับเร็วขึ้นกว่าที่ควรจะเป็น ส่วนหนึ่งเกี่ยวข้องกับกิจกรรมของดวงอาทิตย์ที่เพิ่มขึ้น เมื่อดวงอาทิตย์มีการปะทุมากขึ้น ชั้นบรรยากาศชั้นบนของโลกจะขยายตัว ทำให้ดาวเทียมในวงโคจรต่ำเจอแรงต้านมากขึ้น และเสียระดับเร็วกว่าเดิม

หากปล่อยไว้โดยไม่มีการช่วยเหลือ วงโคจรของ Swift อาจลดลงถึงระดับเสี่ยงในช่วงปลายปีนี้ และนำไปสู่การกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ก่อนเผาไหม้และแตกสลายในที่สุด

ทำไม NASA ถึงเลือกช่วย Swift

ฌอน โดมากัล-โกลด์แมน ผู้อำนวยการด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของนาซา ระบุว่า จุดแข็งสำคัญของ Swift คือความสามารถในการตรวจจับเหตุการณ์ระเบิดในอวกาศได้อย่างรวดเร็ว และแจ้งตำแหน่งให้กล้องโทรทรรศน์หรือภารกิจอื่น ๆ ติดตามต่อได้ทันที

กล่าวง่าย ๆ Swift ทำหน้าที่คล้าย “ผู้แจ้งเหตุฉุกเฉิน” ทางดาราศาสตร์ เมื่อมีเหตุการณ์รุนแรงเกิดขึ้นในจักรวาล มันสามารถชี้เป้าให้เครื่องมืออื่นหันไปศึกษาได้รวดเร็วขึ้น

นี่คือเหตุผลที่นาซามองว่า Swift ยังมีคุณค่าทางวิทยาศาสตร์สูง และคุ้มค่าที่จะลงทุนเพื่อยืดอายุการใช้งาน แทนที่จะปล่อยให้ยานหมดภารกิจไปเฉย ๆ

ภารกิจ Swift Boost ทำอย่างไร

ภารกิจนี้ดำเนินการร่วมกับบริษัท Katalyst Space Technologies ซึ่งพัฒนายานอวกาศหุ่นยนต์ชื่อ LINK สำหรับเข้าไปช่วยยกวงโคจรของ Swift

นาซาได้ว่าจ้าง Katalyst ด้วยงบประมาณประมาณ 30 ล้านดอลลาร์ ขณะที่บริษัท Northrop Grumman เป็นผู้จัดหาเครื่องบินขนส่ง Stargazer และจรวด Pegasus XL สำหรับการปล่อยยาน LINK

แผนการคือ เครื่องบิน Stargazer จะบินขึ้นจากบริเวณหมู่เกาะมาร์แชลล์ ก่อนพาจรวด Pegasus XL ขึ้นไปที่ระดับความสูงราว 40,000 ฟุต จากนั้นจึงปล่อยจรวดกลางอากาศ เพื่อส่งยาน LINK เข้าสู่วงโคจร

หลังขึ้นสู่อวกาศแล้ว LINK จะใช้เวลาหลายสัปดาห์ถึงหลายเดือนในการค่อย ๆ เข้าใกล้ Swift ทำการนัดพบในอวกาศ จับยึดตัวหอดูดาว แล้วใช้ระบบขับเคลื่อนช่วยยก Swift ไปยังวงโคจรที่สูงและเสถียรกว่าเดิม

ความยากคือ Swift ไม่ได้ออกแบบมาให้ซ่อม

ความท้าทายของภารกิจนี้อยู่ที่ Swift ไม่ได้ถูกออกแบบมาตั้งแต่แรกให้มีระบบรองรับการซ่อมบำรุงในวงโคจร ไม่มีช่องเชื่อมต่อเฉพาะสำหรับยานบริการ และไม่มีเครื่องยนต์ขับดันของตัวเองสำหรับปรับวงโคจร

นั่นหมายความว่า LINK ต้องใช้เทคโนโลยีของตัวเองเกือบทั้งหมด ตั้งแต่การเข้าใกล้โดยไม่ชน การจับยึดโครงสร้างของ Swift ให้มั่นคง ไปจนถึงการค่อย ๆ ปรับระดับวงโคจรโดยไม่ทำให้ยานเสียหาย

ในมุมของงานวิศวกรรมอวกาศ นี่ไม่ใช่แค่การ “ผลักดาวเทียมให้สูงขึ้น” แต่เป็นการทดสอบว่ามนุษย์สามารถดูแล ซ่อม และยืดอายุยานอวกาศที่ไม่ได้ออกแบบมาให้รับบริการตั้งแต่แรกได้มากแค่ไหน

ถ้าสำเร็จ อาจเปลี่ยนวิธีคิดเรื่องดาวเทียม

จอห์น นูเซก ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยเพนน์สเตท มองว่า หากภารกิจนี้สำเร็จ Swift จะไม่ได้เป็นเพียงหอดูดาวที่ได้ทำงานต่อ แต่ยังเป็นหลักฐานสำคัญว่า ดาวเทียมหลายดวงที่เคยคิดว่า “ซ่อมไม่ได้” อาจมีโอกาสยืดอายุด้วยเทคโนโลยีรุ่นใหม่

ในเชิงต้นทุน การใช้เงินราว 30 ล้านดอลลาร์เพื่อช่วยดาวเทียมที่มีมูลค่าหลายร้อยล้านดอลลาร์ให้กลับมาทำงานต่อได้ อาจคุ้มค่ากว่าการสร้างดาวเทียมดวงใหม่ทั้งหมด โดยเฉพาะในกรณีที่เครื่องมือเดิมยังมีศักยภาพทางวิทยาศาสตร์สูง

คีแรน วิลสัน รองประธานฝ่ายเทคโนโลยีของ Katalyst Space Technologies ระบุว่า ภารกิจ Swift Boost อาจช่วยเปลี่ยนมุมมองที่มีต่อดาวเทียม จากเดิมที่มีวงจรชีวิตแบบปล่อยขึ้นไป ใช้งาน แล้วปลดระวาง ให้กลายเป็นระบบที่สามารถเติมเชื้อเพลิง ปรับตำแหน่ง ซ่อมแซม หรืออัปเกรดได้ในอนาคต

เรื่องนี้เกี่ยวกับคนทั่วไปอย่างไร

แม้ภารกิจนี้จะเกิดขึ้นไกลจากชีวิตประจำวันมาก แต่แนวคิดเบื้องหลังเกี่ยวข้องกับโลกมากกว่าที่หลายคนคิด

ทุกวันนี้ มนุษย์พึ่งพาดาวเทียมจำนวนมาก ทั้งการสื่อสาร พยากรณ์อากาศ ระบบนำทาง การติดตามภัยพิบัติ และการศึกษาวิทยาศาสตร์ หากดาวเทียมสำคัญสามารถซ่อมบำรุงหรือยืดอายุได้มากขึ้น โลกอาจลดต้นทุนการปล่อยดาวเทียมใหม่ ลดขยะอวกาศ และใช้ทรัพยากรในวงโคจรได้คุ้มค่าขึ้น

ภารกิจช่วย Swift จึงเป็นมากกว่าการรักษาหอดูดาวอวกาศเก่าเอาไว้ แต่เป็นการทดลองแนวทางใหม่ของการดูแลโครงสร้างพื้นฐานในอวกาศ

หากภารกิจนี้สำเร็จ Swift อาจได้กลับไปทำหน้าที่จับสัญญาณการระเบิดในจักรวาลต่อไปอีกหลายปี และอาจเปิดทางให้ภารกิจซ่อมบำรุงดาวเทียมดวงอื่นในอนาคต กลายเป็นเรื่องที่ทำได้จริงมากขึ้น ไม่ใช่แค่แนวคิดบนกระดาษ