สำหรับคนที่มองคอลัมน์ ยานยนต์ ในมิติเชิงวิศวกรรม คำว่ายานยนต์ไม่ได้จำกัดอยู่แค่พาหนะสี่ล้อบนถนนเท่านั้น แต่หมายถึง ศาสตร์แห่งการขับเคลื่อนและพาหนะทุกชนิด ไม่ว่าจะเคลื่อนที่บนบก ในน้ำ ในอากาศ หรือในห้วงอวกาศลึก ซึ่งล้วนถอดรหัสมาจากฟิสิกส์ กลศาสตร์ และวิศวกรรมระบบส่งกำลังพื้นฐานเดียวกันทั้งสิ้น นี่คืออุปกรณ์สำรวจหนึ่งเดียวของมนุษย์ที่อยู่ห่างไกลจากโลกมากที่สุดในปัจจุบัน
ยานวอยเอเจอร์ 1 (Voyager 1) เดินทางออกไปไกลกว่า 25,790 ล้านกิโลเมตรแล้ว ประมาณ 163 AU หรือกว่า 15,000 ล้านไมล์ ยานลำนี้ถูกส่งออกสู่อวกาศในปี ค.ศ. 1977 และกำลังทำงานอยู่ได้ด้วยเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่ล้าสมัยกว่าสมาร์ทโฟนในปัจจุบันจนคุณคิดไม่ถึงว่ามันยังทำงานมาจนถึงทุกวันนี้ได้ยังไงทั้งๆที่เป็นอุปกรณ์ในยุค 70
ยานวอยเอเจอร์ 1 อยู่ห่างจากโลกประมาณ 16,026 ล้านไมล์ หรือ 25,790 ล้านกิโลเมตร หลังจากปฎิบัติภารกิจสำรวจดาวเคราะห์ชั้นนอกทั้งสี่ดวง ยานสำรวจนาซ่าทั้งสองลำ ส่งข้อมูลกลับมาจากอวกาศระหว่างดวงดาว ซึ่งเป็นบริเวณที่อยู่นอกเหนือขอบเขตของดาวเคราะห์และอยู่นอกฟองอากาศป้องกันอนุภาคและสนามแม่เหล็กที่เกิดจากดวงอาทิตย์ ซึ่งเรียกว่า เฮลิโอสเฟียร์
เมื่อเดือนพฤษภาคม 2025 ทีมวิศวกรที่กำลังปฏิบัติภารกิจสำรวจอวกาศ ต้องซ่อมแซมซอฟต์แวร์ของเครื่องขับเคลื่อนสำรอง ซึ่งหยุดทำงานไปเมื่อหลายสิบปีก่อน เสาอากาศวิทยุที่ส่งคำสั่งไปยังยานสำรวจจะทำการออฟไลน์ระบบ และเปิดขึ้นอีกครั้งเพื่อทำการอัปเกรดซอฟต์แวร์
วิศวกรจากห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนไอพ่นของ NASA ในแคลิฟอร์เนียตอนใต้ ได้ฟื้นฟูชุดเครื่องขับดันบนยานอวกาศโวเอเจอร์ 1 ซึ่งเจ๊งไปตั้งแต่ปี 2004 ขึ้นมาใหม่ การซ่อมแซมเครื่องขับดัน ต้องอาศัยความคิดสร้างสรรค์และความเสี่ยงอย่างมาก แต่ทีมงานต้องการให้เครื่องขับดันสำรองพร้อมใช้งาน เนื่องจากเป็นชุดสำรองสำหรับชุดเครื่องจรวดขับดันที่ทำงานอยู่ ปัญหาก็คือ ท่อเชื้อเพลิงมีคราบตะกรันตกค้างสะสม ซึ่งอาจส่งผลทำให้เครื่องหยุดทำงานเร็วที่สุดในช่วงปลายปี 2025 นี้
ภารกิจนี้ ยังต้องทำให้แน่ใจว่า เครื่องขับดันที่ไม่ได้ใช้งานมานานจะถูกปลุกขึ้นและพร้อมใช้งาน เมื่อเสาอากาศบนโลกที่ส่งคำสั่งไปยังยานโวเอเจอร์ 1 และยานโวเอเจอร์ 2 ซึ่งเป็นยานแฝดจะออฟไลน์ไปเป็นเวลาหลายเดือนจะต้องได้รับการอัปเกรดใหม่หมด
ยานวอยเอเจอร์เปิดตัวในปี พ.ศ. 2520 ปัจจุบันมันกำลังพุ่งทะยานผ่านอวกาศระหว่างดวงดาว ด้วยความเร็วประมาณ 35,000 ไมล์ต่อชั่วโมง หรือประมาณ 56,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ชุดขับเคลื่อนหลักทำการหมุนยานขึ้นลง ไปทางขวาและซ้ายอย่างนุ่มนวล เสาอากาศของยานถูกปรับมุมและองศาให้ชี้มายังโลกอยู่ตลอดเวลา เพื่อให้สามารถส่งข้อมูลและรับคำสั่งกลับมาได้ ภายในชุดขับเคลื่อนหลัก มีชุดขับเคลื่อนอื่นๆ ที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของยานอวกาศ เมื่อมองจากโลก การเคลื่อนที่จะหมุนเสาอากาศเหมือนแผ่นเสียงไวนิล
(ชุดเครื่องขับเคลื่อนอีกชุดหนึ่ง ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อเปลี่ยนวิถีของยานอวกาศในระหว่างการบินผ่านดาวเคราะห์ภายนอกถูกนำมาใช้อีกครั้งในยานอวกาศในปี 2018 และ 2019 แต่ไม่สามารถทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบหมุนได้)
เพื่อจัดการกับท่อที่อุดตันในเครื่องขับดัน วิศวกรจึงสลับชุดเครื่องขับดันหลัก เครื่องขับดันสำรอง และเครื่องขับดันวิถีโคจรของยานวอยเอเจอร์ทั้งสองลำ แต่ในยานวอยเอเจอร์ 1 เครื่องขับดันหลักหยุดทำงานในปี 2004 (พ.ศ. 2547) หลังจากเครื่องทำความร้อนขนาดเล็กเกิดลัดวงจร วิศวกรระบุว่าเครื่องทำความร้อนที่ชำรุด น่าจะซ่อมแซมไม่ได้แล้ว จึงเลือกใช้เครื่องขับดันแบบลูกกลิ้งสำรองของยานวอยเอเจอร์ 1 เพียงอย่างเดียวในการวางแนวเสาอากาศ
“ผมคิดว่าตอนนั้น ทีมยอมรับได้แล้วว่าระบบขับเคลื่อนหลักไม่ทำงาน แต่เรามีระบบสำรองที่ดีมาก” คารีม บาดารุดดิน ผู้จัดการภารกิจวอยเอเจอร์ที่ JPL ซึ่งดูแลภารกิจนี้ให้กับนาซากล่าว “พูดตรงๆ ก็คือ พวกเขาคงไม่คิดว่าวอยเอเจอร์จะยังทำงานต่อไปได้อีกถึง 20 ปี”
แต่หากปราศจากความสามารถในการควบคุมการเคลื่อนที่ของยานอวกาศ ปัญหาต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้นซึ่งอาจคุกคามภารกิจได้ ทีมวิศวกรจึงตัดสินใจตรวจสอบความล้มเหลวของตัวขับดันในปี 2004 อีกครั้ง การเปลี่ยนแปลงหรือการรบกวนที่ไม่คาดคิดในวงจรที่ควบคุมแหล่งจ่ายไฟของเครื่องทำความร้อน อาจทำให้สวิตช์ไปอยู่ในตำแหน่งที่ผิด หากสามารถหมุนสวิตช์กลับไปยังตำแหน่งเดิม เครื่องทำความร้อนอาจทำงานได้อีกครั้ง ทำให้สามารถเปิดใช้งานตัวขับดันหลักได้อีกครั้ง และใช้งานได้หากตัวขับดันสำรองที่ใช้งานมาตั้งแต่ปี 2004 เกิดการอุดตันอย่างสมบูรณ์
วิธีแก้ปัญหานี้ต้องอาศัยการไขปริศนา ทีมจะต้องเปิดเครื่องขับดันแบบโรลท์ที่ไม่ทำงาน จากนั้นจึงลองซ่อมและรีสตาร์ทเครื่องทำความร้อนอีกครั้ง ด้วยคำสั่งที่ส่งผ่านคลื่นวิทยุ หากในช่วงเวลานั้น เครื่องติดตามดาวของยานอวกาศเคลื่อนออกห่างจากดาวนำทางมากเกินไป เครื่องขับดันแบบโรลท์ที่ไม่ทำงานเป็นเวลานาน จะทำงานโดยอัตโนมัติ (ต้องขอบคุณการออกแบบอุปกรณ์ป้องกันของยานอวกาศ) และหากเครื่องทำความร้อนยังคงไม่ทำงานในขณะที่ทำงาน ก็อาจทำให้เกิดการระเบิด ดังนั้นทีมจึงต้องเล็งเครื่องติดตามดาวให้แม่นยำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
ทีมต้องเผชิญกับแรงกดดันด้านเวลาเพิ่มเติม: ตั้งแต่วันที่ 4 พฤษภาคม 2025 ถึงเดือนกุมภาพันธ์ 2026 สถานีอวกาศดีพสเปซ 43 ( DSS-43 ) ซึ่งติดตั้งเสาอากาศกว้าง 230 ฟุต (70 เมตร) ในแคนเบอร์รา ประเทศออสเตรเลีย เป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายอวกาศดีพสเปซ ของนาซา จะทำหน้าที่สำหรับการอัปเกรดอุปกรณ์ โดยจะออฟไลน์เกือบตลอดช่วงเวลาดังกล่าว
แม้ว่าสถานีส่งสัญญาณ Deep Space Network จะมีสามคอมเพล็กซ์ที่มีระยะห่างเท่าๆ กันทั่วโลก (ที่โกลด์สโตน รัฐแคลิฟอร์เนีย มาดริด และออสเตรเลีย) เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถติดต่อกับยานอวกาศได้อย่างต่อเนื่องขณะที่โลกหมุน แต่ DSS-43 เป็นจานเดียวที่มีพลังงานสัญญาณเพียงพอที่จะส่งคำสั่งไปยังยานโวเอเจอร์
“การอัปเกรดเสาอากาศ มีความสำคัญต่อการลงจอดบนดวงจันทร์ที่มีมนุษย์อยู่ในอนาคต ช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการสื่อสารสำหรับภารกิจในอวกาศอันไกลโพ้น ซึ่งบางส่วนเป็นการต่อยอดจากการค้นพบที่ยานวอยเอเจอร์ได้ทำ” ซูซาน ด็อดด์ ผู้จัดการโครงการวอยเอเจอร์และผู้อำนวยการเครือข่ายระหว่างดาวเคราะห์ที่ JPL ซึ่งเป็นผู้จัดการเครือข่ายอวกาศลึกของนาซา กล่าว
ทีมงานต้องแน่ใจว่า เครื่องขับดันที่ไม่ได้ใช้งานมานานจะพร้อมใช้งานเมื่อจานกลับมาออนไลน์อีกครั้งในช่วงสั้นๆของเดือนสิงหาคมนี้ ซึ่งเมื่อถึงเวลานั้น เครื่องขับดันที่ใช้ในยานโวเอเจอร์ 1 อาจจะอุดตันหมดแล้ว
วันที่ 20 มีนาคม 2025 ทีมงาน เฝ้าดูยานอวกาศดำเนินการตามคำสั่ง เนื่องจากระยะห่างของยานวอยเอเจอร์นั้นไกลมาก สัญญาณวิทยุจึงใช้เวลาเดินทางกว่า 23 ชั่วโมง จากยานอวกาศมายังโลก ซึ่งหมายความว่าทุกสิ่งที่ทีมงานเห็นนั้น เกิดขึ้นเกือบหนึ่งวันก่อนหน้านั้น หากการทดสอบล้มเหลว ยานวอยเอเจอร์อาจตกอยู่ในอันตราย แต่ภายใน 20 นาที ทีมงานก็เห็นอุณหภูมิของเครื่องทำความร้อนของยานขับดันเพิ่มสูงขึ้นอย่างมาก และรู้ว่าพวกเขาประสบความสำเร็จในการแก้ไขและทำให้อุปกรณ์ดังกล่าว กลับมาทำงานได้อีกครั้ง
“มันเป็นช่วงเวลาอันน่ายินดีอย่างยิ่ง ขวัญกำลังใจของทีมในวันนั้นสูงมาก” ท็อดด์ บาร์เบอร์ หัวหน้าฝ่ายขับเคลื่อนของภารกิจที่ JPL กล่าว “เครื่องขับดันเหล่านี้ถูกมองว่าใช้งานไม่ได้แล้ว และนั่นก็เป็นข้อสรุปที่สมเหตุสมผล เพียงแต่วิศวกรของเราคนหนึ่ง มีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งว่า บางที อาจมีสาเหตุอื่นที่เป็นไปได้ และสามารถแก้ไขได้ นี่เป็นอีกหนึ่งในปาฏิหาริย์ของยานวอยเอเจอร์”
ยานวอยเอเจอร์ 1 และ 2 อยู่ห่างจากโลก 16,026 ล้านไมล์ ประมาณ 25,790 ล้านกิโลเมตร หลังจากการสำรวจดาวเคราะห์ชั้นนอกทั้งสี่ดวง ยานทั้งสองลำนี้เป็นยานอวกาศลำเดียวที่เคยส่งข้อมูลกลับมาจากอวกาศระหว่างดวงดาว ซึ่งเป็นบริเวณที่อยู่นอกเหนือขอบเขตของดาวเคราะห์และอยู่นอกฟองอากาศป้องกันอนุภาคและสนามแม่เหล็กที่เกิดจากดวงอาทิตย์ ซึ่งเรียกว่า เฮลิโอสเฟียร์
นับตั้งแต่ยานวอยเอเจอร์ 1 ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในปี พ.ศ. 2520 ได้กลายเป็นวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นที่อยู่ไกลที่สุดในประวัติศาสตร์ โดยปัจจุบันอยู่ห่างจากโลกมากกว่า 25,720 ล้านกิโลเมตร ระยะทางดังกล่าวมหาศาลมากจนแสงใช้เวลาเดินทางจากยานอวกาศมายังโลกของเรากว่า 23 ชั่วโมง แม้ความเร็ว 17 กิโลเมตรต่อวินาที ยานวอยเอเจอร์จะใช้เวลาเดินทางกว่า 73,000 ปี จึงจะถึงดาวพร็อกซิมา เซนทอรี ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด การจะโคจรผ่านทางช้างเผือกทั้งหมดต้องใช้เวลาถึง 2.7 พันล้านปี
ส่วนยาน Voyager 2 มีระยะห่างจากโลก ประมาณ 13,395 ล้านไมล์ หรือ 21,550 ล้านกิโลเมตร หน่วยดาราศาสตร์ อยู่ห่างออกไปประมาณ 144.1 AU เวลาที่สัญญาณเดินทาง (Light-Travel Time) ใช้เวลาส่งสัญญาณจากยานมาถึงยังโลก ประมาณ 19 ชั่วโมง 58 นาที
ในช่วงแรกของการเดินทาง ยานวอยเอเจอร์ 1 บันทึกภาพพายุหมุนวนของดาวพฤหัสบดีและวงแหวนอันงดงามของดาวเสาร์ ทำให้มนุษยชาติได้เห็นดาวเคราะห์ยักษ์ที่อยู่ห่างไกลเหล่านี้อย่างใกล้ชิด เปลี่ยนแปลงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับระบบสุริยะ หลังจากเสร็จสิ้นการเดินทางสำรวจดาวเคราะห์ ก็ยังคงเดินทางต่อไป โดยเข้าสู่อวกาศระหว่างดวงดาวในปี พ.ศ. 2555 กลายเป็นวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นชิ้นแรกที่เข้าสู่ห้วงอวกาศระหว่างดวงดาว ก้าวสำคัญนี้ถือเป็นบทใหม่ในการสำรวจจักรวาลของเรา
ยานวอยเอเจอร์ 1 บรรทุกสมบัติอันล้ำค่า นั่นคือแผ่นเสียงทองคำ แผ่นเสียงทองแดงบรรจุคำทักทายใน 55 ภาษา ดนตรีจากทุกมุมโลก เสียงจากโลก ตั้งแต่คลื่นทะเล วาฬ ไปจนถึงเสียงหัวเราะของเด็กๆ ข้อความในขวดสำหรับสิ่งมีชีวิตอัจฉริยะที่อาจพบเจอ
แม้อุปกรณ์จะเก่าและพลังงานลดลง ยานวอยเอเจอร์ 1 ยังคงส่งสัญญาณจางๆ ข้ามผ่านห้วงอวกาศอันมืดมิด การส่งสัญญาณแต่ละครั้งเป็นเครื่องพิสูจน์ถึงความอยากรู้อยากเห็นและความเฉลียวฉลาดของมนุษย์ ข้อมูลทุกส่วนเตือนเราว่าขอบเขตของเรานั้นกว้างไกลเกินกว่าแหล่งกำเนิดของระบบสุริยะของเรา
ในความเงียบสงบอันกว้างใหญ่ไพศาลของอวกาศ ยานวอยเอเจอร์ 1 ยังคงเดินทางต่อไปเพื่อนำเรื่องราวของดาวเคราะห์สีฟ้าดวงน้อยและความฝันของมนุษย์ไปสู่สิ่งมีชีวิตที่ทรงภูมิปัญญาในอวกาศอันไกลโพ้น.
อาคม รวมสุวรรณ
E-Mail chang.arcom@thairath.co.th
Facebook https://www.facebook.com/chang.arcom
https://www.facebook.com/ARCOM-CHANG-Thairath-Online-525369247505358/