02
Sep
2022

ทำไมนักดาราศาสตร์ถึงต้องการสร้างหอดูดาว SETI บนดวงจันทร์

นักวิจัยกล่าวว่าสถานที่ดังกล่าวจะเป็นสถานที่เงียบสงบสำหรับฟังสัญญาณจากอารยธรรมอัจฉริยะ

บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรกบนSuperclusterซึ่งเป็นเว็บไซต์ที่อุทิศให้กับการบอกเล่าเรื่องราวเกี่ยวกับอวกาศที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของมนุษยชาติ

เมื่อวันจันทร์ที่ผ่านมา กลุ่มนักวิจัยที่ได้รับการสนับสนุนจาก Breakthrough Listen ซึ่งเป็นโครงการที่ใหญ่ที่สุดในโลก ได้ส่งบทความไปยัง National Academy of Sciences ‘ Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey ซึ่งสร้างกรณีสำหรับการจัดตั้งหอดูดาววิทยุ SETI ที่ด้านไกลของดวงจันทร์ การสำรวจในทศวรรษนี้กำหนดลำดับความสำคัญทางวิทยาศาสตร์ในอีก 10 ปีข้างหน้า และบทความฉบับใหม่นี้กล่าวถึงปัญหาที่ใหญ่ที่สุดปัญหาหนึ่งที่ต้องเผชิญกับการค้นหาข่าวกรองนอกโลกในปัจจุบัน: ปริมาณการรบกวนทางวิทยุที่ล้นหลาม

ดาวเคราะห์ของเรา “ดัง” มากในส่วนของคลื่นความถี่วิทยุ ที่ SETI สังเกตพบ ว่ามันขู่ว่าจะกลบสัญญาณใดๆ ที่ส่งมาจากอารยธรรมที่ชาญฉลาด ไม่เพียงแต่กล้องโทรทรรศน์วิทยุบนดวงจันทร์จะไม่ต้องรับมือกับการรบกวนของคลื่นวิทยุภาคพื้นดินเท่านั้น แต่ยังเพิ่มโอกาสในการได้ยินจาก ET ได้อย่างมีนัยสำคัญด้วยการเปิดสเปกตรัมวิทยุบางส่วนที่ถูกชั้นบรรยากาศของโลกปิดกั้นไว้ ในขณะที่แนวคิดในการใช้ดวงจันทร์สำหรับดาราศาสตร์วิทยุนั้นมีมานานหลายทศวรรษแล้ว นักวิจัยได้ทำกรณีที่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในที่สุดทำให้ หอดูดาว SETI ทางจันทรคติ เป็นไปได้อย่างแท้จริง

Eric Michaud นักศึกษาฝึกงานที่ศูนย์วิจัย SETI Berkeley และผู้เขียนบทความคนแรกกล่าวว่า “โครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่งเพื่อไปยังดวงจันทร์มีราคาถูกกว่าในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมามาก ดังนั้นตอนนี้จึงเป็นไปได้จริงๆ “อาจจะไม่ใช่วันนี้ แต่ฉันคิดว่ามันเป็นไปได้มากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเวลาผ่านไป”

การรบกวนทางวิทยุเป็นปัญหาสำหรับ SETI ตั้งแต่เริ่มต้น ในฤดูใบไม้ผลิของปี 1960 นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ Frank Drake ได้ฝึกกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดใหญ่ที่หอดูดาว Green Bank ในเวสต์เวอร์จิเนียบน Tau Ceti และ Epsilon Eridani ซึ่งเป็นดาวสองดวงที่อยู่ห่างจากโลกเพียง 12 ปีแสง ฤดูร้อนนั้น Drake ใช้เวลาทั้งวันศึกษาสัญญาณที่หูกลยักษ์ของ Green Bank หยิบขึ้นมาโดยหวังว่าจะได้รับข้อความที่ออกอากาศโดยอารยธรรมมนุษย์ต่างดาวที่โคจรรอบดาวเหล่านั้น การทดลองของ Drake เป็นที่รู้จักในชื่อ Project Ozma ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของ SETI ซึ่งเป็นการค้นหาทางวิทยาศาสตร์สำหรับข่าวกรองนอกโลก

ไม่นานหลังจากที่ Drake เริ่มการสังเกตของเขา เขารู้สึกประหลาดใจที่พบสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นสัญญาณของการกำเนิดที่ชาญฉลาด หลังจากดูเข็มเลื่อนลอยอย่างเกียจคร้านบนหลอดกระดาษที่บันทึกคลื่นสุ่มของสถิตจักรวาล Drake และเพื่อนร่วมงานของเขาตื่นขึ้นเมื่อเครื่องเริ่มบันทึกคลื่นวิทยุอันแรงกล้าที่กล้องโทรทรรศน์หยิบขึ้นมา เวลาและขนาดของพัลส์ทำเครื่องหมายอย่างชัดเจนว่าเป็นของเทียม ไม่มีอะไรในโลกธรรมชาติที่สามารถสร้างโปรไฟล์วิทยุที่คลั่งไคล้ได้ น่าจะเป็นโชคที่น่าประหลาดใจที่จะรับข้อความจากมนุษย์ต่างดาวหลังจากการสังเกตเพียงไม่กี่ชั่วโมง แต่เป็นการยากที่จะโต้แย้งกับข้อมูล “พวกเราไม่มีใครเคยเห็นอะไรแบบนี้มาก่อน” Drake เล่าในIs Anything Out There?หนังสืออัตชีวประวัติของเขาเกี่ยวกับยุคแรกๆของ SETI “เรามองตากันเบิกกว้าง การค้นพบจะง่ายขนาดนี้เลยหรือ?”

หลังจากทำการค้นหาต่อไป เห็นได้ชัดว่า Drake ได้ค้นพบเครื่องบิน ไม่ใช่อารยธรรมเอเลี่ยน

มันเป็นความผิดหวัง แต่การตรวจจับที่ผิดพลาดกลายเป็นสัญญาณสำหรับอนาคตของ SETI ในช่วง 60 ปีที่ผ่านมานับตั้งแต่การทดลองบุกเบิกของ Drake นักวิจัยได้ทำการค้นหา SETI นับสิบครั้งจากดวงดาวหลายพันดวงและกลายเป็นมือเปล่า ในเวลาเดียวกัน แหล่งที่มาของการรบกวนทางวิทยุบนโลก—เรดาร์ของทหาร หอส่งสัญญาณโทรทัศน์ โทรศัพท์มือถือ และดาวเทียม—ได้เพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณ ซึ่งเพิ่มโอกาสอย่างมากที่สัญญาณจากต่างดาวจะหายไปท่ามกลางเสียงดังกล่าว

โลกไม่เคยเป็นสถานที่ที่ดีเป็นพิเศษในการทำดาราศาสตร์วิทยุใดๆ เนื่องจากบรรยากาศที่หนาแน่นของเราปิดกั้นคลื่นความถี่วิทยุส่วนใหญ่ การแพร่กระจายของเทคโนโลยีการสื่อสารทางวิทยุทำให้สิ่งต่างๆ ยากขึ้นเท่านั้น โดยการเปรียบเทียบ ดวงจันทร์ไม่มีชั้นบรรยากาศ และคืนสุดท้ายเป็นเวลาหลายสัปดาห์ในตอนท้าย ซึ่งจำกัดเสียงวิทยุจากดวงอาทิตย์ และเมื่อ NASA ค้นพบผ่านภารกิจโคจรรอบดวงจันทร์ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 ดวงจันทร์ยังทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันตามธรรมชาติที่สกัดกั้นสัญญาณวิทยุที่เล็ดลอดออกมาจากโลก ดังที่นักดาราศาสตร์ดาวเคราะห์ชื่อ Phillipe Zarka กล่าวไว้ “ด้านไกลของดวงจันทร์ในคืนพระจันทร์เต็มดวงเป็นสถานที่ที่เงียบสงบที่สุดในจักรวาลท้องถิ่นของเรา” มันคือความสงบที่คุณต้องการอย่างแท้จริง หากคุณกำลังค้นหาสัญญาณวิทยุจางๆ จากระบบสุริยะที่อาจอยู่ห่างออกไปหลายร้อยปีแสง

กระดาษ Breakthrough Listen ฉบับใหม่ได้เสนอแนวทางหลักสองวิธีในการสังเกตการณ์ดวงจันทร์ SETI : ยานอวกาศและกล้องโทรทรรศน์บนพื้นผิว แนวคิดพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลัง ยานโคจรรอบดวงจันทร์ของ SETI คือการสแกนหาสัญญาณขณะที่มันเคลื่อนผ่านฟาร์ไซด์ของดวงจันทร์และส่งข้อมูลกลับมายังโลกขณะที่มันเคลื่อนผ่านด้านใกล้ ข้อดีอย่างหนึ่งของยานอวกาศคือต้นทุน การแพร่กระจายของดาวเทียมขนาดเล็กที่สามารถติดตามได้อย่างแม่นยำรวมกับผู้ให้บริการปล่อยจรวดขนาดเล็กที่มีต้นทุนต่ำเช่น Rocket Lab หมายความว่า ยานอวกาศ SETI สามารถส่งไปยังดวงจันทร์ได้น้อยกว่า 20 ล้านเหรียญ. นี่จะเป็นภารกิจค้นหาผู้บุกเบิกอันมีค่าที่สามารถปูทางสำหรับหอดูดาวที่มีความทะเยอทะยานมากขึ้นบนพื้นผิว แต่ปราศจากความเสี่ยงและค่าใช้จ่าย ในขณะที่ ภารกิจลง จอด Beresheet ของอิสราเอลที่โชคร้ายเตือนเราว่าการลงจอดบนดวงจันทร์นั้นท้าทายอย่างยิ่งแม้ว่าภารกิจจะได้รับการสนับสนุนจาก 100 ล้านดอลลาร์ก็ตาม

แต่ ยานโคจรรอบดวงจันทร์ของ SETI ก็มาพร้อมกับการประนีประนอมมากมาย มันจะสามารถทำการสังเกตการณ์ในช่วงสั้น ๆ ได้เมื่ออยู่ไกลจากดวงจันทร์เท่านั้น ซึ่งจะทำให้การสังเกตการณ์อย่างต่อเนื่องมีความท้าทายมากขึ้น ผลที่สุดคือยานอวกาศจะสามารถเข้าถึงท้องฟ้าได้เต็มท้องฟ้า ในขณะที่กล้องโทรทรรศน์บนพื้นผิวจะถูกจำกัดด้วยการหมุนของดวงจันทร์ ข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดของยานอวกาศคือมันอาจสูญเสียผลประโยชน์ในการป้องกันของดวงจันทร์ไปมาก และเสี่ยงต่อการถูกรบกวนจากคลื่นวิทยุจากโลกมากขึ้น เพราะมันโคจรอยู่สูงเหนือพื้นผิวดวงจันทร์

Andrew Siemion ผู้อำนวยการ ศูนย์วิจัย Berkeley SETI และผู้เขียนคนที่สองของหนังสือพิมพ์กล่าวว่า “การสังเกตการณ์ของ SETI ครั้งแรกที่ทำจากด้านไกลของดวงจันทร์จะทำจากวงโคจร ไม่ต้องสงสัย เลย “ฉันคิดว่าในที่สุด เราก็อยากทำบางสิ่งบนพื้นผิวจริงๆ เพราะเราต้องการสร้างกล้องโทรทรรศน์ที่มีรูรับแสงกว้างมาก แต่ถึงแม้เราจะอยู่ในจุดนั้น ฉันก็ไม่คิดว่ามันจะลบล้างประโยชน์ในการทำสิ่งต่าง ๆ จากวงโคจรเช่นกัน ”

หอ ดูดาว SETI บนดวงจันทร์จะมีหน้าตาเป็นอย่างไร? แนวคิดหนึ่งคือการใช้หลุมอุกกาบาตรูปพาราโบลาตามธรรมชาติเป็นจานวิทยุ เช่นเดียวกับกล้องโทรทรรศน์อาเรซิโบในเปอร์โตริโกและกล้องโทรทรรศน์ฟาสต์ในประเทศจีนซึ่งสร้างขึ้นในพื้นที่กดทับตามธรรมชาติในแผ่นดิน แนวคิดนี้ได้รับการพิจารณาครั้งแรกในช่วงปลายทศวรรษ 1970 โดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์วิทยุที่สถาบันวิจัยสแตนฟอร์ด ความคิดของพวกเขาคือการสร้างอาเรซิโบขึ้นใหม่บนดวงจันทร์โดยระงับเสาอากาศจากปากปล่องภูเขาไฟและใช้แอ่งเป็นตัวสะท้อนแสง แรงโน้มถ่วงที่ลดลงบนดวงจันทร์จะทำให้กล้องโทรทรรศน์วิทยุมีขนาดใหญ่กว่าที่ใดในโลก ซึ่งอาจเพิ่มความไวของ SETI ได้อย่างมากการค้นหา ในที่สุดนักวิจัยสรุปว่าหอดูดาววิทยุบนดวงจันทร์มีราคาแพงเกินไปเมื่อเทียบกับ กล้องโทรทรรศน์ SETI ที่สามารถสร้างได้บนโลก

แต่ 40 ปีต่อมา Michaud กล่าวว่าการสร้างจานวิทยุในปล่องภูเขาไฟอาจมีราคาถูกพอที่จะดึงออกได้ หนึ่งในปัจจัยขับเคลื่อนหลักของการลดต้นทุนนี้คือการมาถึงของผู้ให้บริการเปิดตัวเชิงพาณิชย์ เช่น SpaceX และ Rocket Lab ซึ่งช่วยลดต้นทุนในการเข้าถึงพื้นที่ได้อย่างมาก แรงผลักดันอีกประการหนึ่งคือการผลักดันของ NASA ในการสร้างการปรากฏตัวของมนุษย์อย่างถาวรบนดวงจันทร์ ซึ่งได้อุดหนุนการพัฒนากองยานสำรวจดวงจันทร์เพื่อการพาณิชย์ Michaud ผู้ซึ่งอ้างถึงยานลง จอดบนดวงจันทร์ของ Blue Origin และดาวเทียม Photon Lunar ของ Rocket Lab กล่าวว่า “มีความสนใจเป็นอย่างมากที่จะกลับไปดวงจันทร์” เป็นตัวอย่างเทคโนโลยีที่เปิดใช้งานโดยโปรแกรม Artemis ของ NASA กล่าว

จุดสำคัญของวิสัยทัศน์ดั้งเดิมสำหรับ หอดูดาว SETI บนดวงจันทร์ คือต้องมีการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์บนดวงจันทร์เพื่อสร้างและใช้งานจานวิทยุ แต่ระบบหุ่นยนต์ได้รับการปรับปรุงมากพอที่จะทำให้มนุษย์หลุดพ้นจากสมการได้ สิ่งนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในปี 2019 เมื่อรถแลนด์โรเวอร์ Chang’e 4 ของจีนลงจอดอย่างอิสระบนด้านไกลของดวงจันทร์ ความก้าวหน้าในการนำทางอัตโนมัติเหล่านี้ได้วางรากฐานสำหรับหอดูดาววิทยุบนดวงจันทร์ที่สร้างขึ้นโดยหุ่นยนต์ทั้งหมด

หน้าแรก

Share

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published.