กล้องโทรทรรศน์วิทยุแอฟเฟลส์เบิร์ก (The Effelsberg Radio Telescope) ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 เมตรของสถาบันดาราศาสตร์วิทยุมักซ์พลังค์ (Max Planck Institute for Radio Astronomy) ประเทศเยอรมนี สร้างขึ้นในหุบเขาไอเฟิล (Eifel) ห่างจากกรุงบอนน์ไปทางตะวันตกเฉียงใต้ประมาณ 40 กม. ใช้เวลาก่อสร้างกว่า 3 ปี ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1967  จนแล้วเสร็จ และจัดให้มีการเฉลิมฉลองอย่างเป็นทางการในวันที่ 12 พฤษภาคม ค.ศ. 1971  นับเป็นการสร้างกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่เคลื่อนที่ตามดาวได้ขนาดใหญ่ที่สุดในโลกในขณะนั้น

หลังจากนั้น เริ่มใช้งานอย่างเต็มรูปแบบ ตั้งแต่วันที่ 1 สิงหาคม ค.ศ. 1972 เป็นต้นมา ในช่วงห้าทศวรรษที่ผ่านมากล้องโทรทรรศน์วิทยุนี้ได้รับการบำรุงรักษา ปรับปรุงและพัฒนาทางเทคนิคอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้ยังคงเป็นหนึ่งในกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ทรงพลังที่สุดในโลกในปัจจุบัน และเป็นส่วนสำคัญของการค้นคว้าและวิจัยทางดาราศาสตร์ของสถาบันดาราศาสตร์วิทยุมักซ์พลังค์

ตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 1930 ดาราศาสตร์วิทยุ (Radio Astronomy) ได้กลายเป็นวิธีการสำคัญในการสำรวจจักรวาล เพราะช่วงคลื่นวิทยุกระจายอยู่ในทุกส่วนของเอกภพ โดยเฉพาะบริเวณที่ไม่สามารถสังเกตได้ในช่วงคลื่นแสง นำไปสู่การค้นพบวัตถุท้องฟ้าใหม่ ๆ เช่น ควาซาร์และพัลซาร์รวมถึงกาแล๊กซีที่อยู่ไกลโพ้น  ผลงานการค้นพบทางด้านดาราศาสตร์วิทยุดังกล่าวนำไปสู่การได้รับรางวัลโนเบลในสาขาฟิสิกส์ถึง 4 รางวัล 

กล้องโทรทรรศน์วิทยุแอฟเฟลส์เบิร์ก เป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดใหญ่ที่สุดของประเทศเยอรมนี แม้ว่าจะใช้งานมาถึง 50 ปี แต่ปัจจุบันยังคงเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ควบคุมทิศทางได้ดีที่สุด และมีขนาดใหญ่ที่สุดในยุโรป และใหญ่เป็นอันดับสองของโลก  ตลอดระยะเวลา 50 ปีที่ผ่านมากล้องโทรทรรศน์วิทยุแอฟเฟลส์เบิร์กทำให้เกิดการค้นพบองค์ความรู้ใหม่ทางดาราศาสตร์และการสร้างนวัตกรรมทางเทคโนโลยี(1)  อาทิ

>> การค้นพบโมเลกุลน้ำและแอมโมเนียเป็นครั้งแรกในบริเวณนอกขอบเขตของทางช้างเผือกในช่วงปี ค.ศ. 1977-1979 

>> การสร้างสถิติโลกการสังเกตการณ์ด้วยความละเอียดเชิงมุมเพียง 11 ไมโครฟิลิปดา (เทียบเท่ากับการมองเห็นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเหรียญบาทที่วางอยู่บนพื้นผิวของดวงจันทร์) จากการร่วมสังเกตการณ์ในเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุอวกาศ (Space VLBI) 

>> การติดตั้งจานสะท้อนทุติยภูมิแบบใหม่ที่สามารถปรับและควบคุมพื้นผิวได้ (active-surface subreflector) ในปี ค.ศ. 2006 

>> การติดตั้งกล้องโทรทรรศน์วิทยุชนิดอาเรย์ความถี่ต่ำ (Low-Frequency Array: LOFAR)  ณ หอดูดาวแอฟเฟลส์เบิร์ก ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุ LOFAR ของยุโรป

สถาบันดาราศาสตร์วิทยุมักซ์พลังค์ เป็นหน่วยงานวิจัยดาราศาสตร์ระดับแนวหน้าของโลก  เป็นตัวอย่างของการบรูณาการงานวิจัยค้นหาองค์ความรู้ใหม่ไปพร้อมๆ กับการพัฒนาทางเทคโนโลยี สร้างนวัตกรรมอย่างต่อเนื่อง   มุ่งเน้นให้ความสำคัญกับการพัฒนาบุคลากร การพัฒนาเครื่องมือและอุปกรณ์ มีห้องปฏิบัติการพัฒนาเทคโนโลยี และสร้างนวัตกรรมต่างๆ 

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีการพัฒนาอุปกรณ์รับสัญญาณอย่างต่อเนื่อง โดยทีมนักวิจัย วิศวกรและช่างเทคนิค ที่มีความรู้ ทักษะและประสบการณ์ ในสถาบันเอง ทำให้เกิดการบ่มเพาะวิศวกรและช่างเทคนิคผู้เชี่ยวชาญขึ้นในองค์กรอย่างยั่งยืน

NARIT  ได้ลงนามในบันทึกข้อตกลงความร่วมมือด้านดาราศาสตร์วิทยุกับ สถาบันดาราศาสตร์วิทยุมักซ์พลังค์ ตั้งแต่ ปี ค.ศ. 2012  เริ่มจากการร่วมมือในการทำวิจัย การแลกเปลี่ยนบุคลากรวิจัย  ต่อมาในปี ค.ศ. 2018 ได้ร่วมกันพัฒนาชุดอุปกรณ์เครื่องรับสัญญาณวิทยุและซอฟต์แวร์ในการรับและประมวลผลสัญญาณวิทยุสำหรับกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 เมตร (Thai National Radio Telescope: TNRT)  ของหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติ (TNRO)  นอกจากความร่วมมือในการร่วมพัฒนาชุดอุปกรณ์ดังกล่าวแล้ว ยังให้การฝึกอบรมวิศวกรและนักวิจัยของ สดร. การออกแบบ พัฒนา และทดสอบการทำงานของชุดอุปกรณ์และซอฟต์แวร์ดังกล่าว ณ ห้องปฏิบัติการของสถาบันดาราศาสตร์วิทยุมักซ์พลังค์ รวมทั้งการให้คำปรึกษาในการติดตั้งและทดสอบการทำงานของชุดอุปกรณ์และซอฟต์แวร์ดังกล่าว อีกด้วย

จากความร่วมมือดังกล่าว ก่อให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยี และสร้างอุปกรณ์รับสัญญานสำหรับใช้กับกล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติ ประกอบด้วย 

>> การพัฒนาอุปกรณ์เครื่องรับสัญญาณวิทยุ 2 ชุด คือ ย่านความถี่ L-Band (1.0-1.8 GHz) และย่านความถี่ K-Band (18.0-26.0 GHz) 

>> การพัฒนาซอฟต์แวร์เพื่อการรับและประมวลผลสัญญาณวิทยุเอนกประสงค์ (Universal Software Backend)

Dr. Gundolf Wieching หัวหน้าฝ่ายพัฒนาเทคโนโลยี สถาบันดาราศาสตร์วิทยุมักซ์พลังค์ กล่าวถึงความร่วมมือในการพัฒนาเครื่องรับสัญญานว่า 

>> เครื่องรับสัญญาณวิทยุในย่านความถี่ L-Band (1.0-1.8 GHz) ใช้นวัตกรรมแบบดิจิทัล ถอดแบบมาจากเครื่องรับสัญญาณวิทยุของเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุ MeerKAT ซึ่งเป็นโครงการนำร่องของเครือข่าย SKA นอกจากนี้ยังเป็นเครื่องรับสัญญาณวิทยุที่มีคุณภาพดีที่สุด ที่สถาบันดาราศาสตร์วิทยุมักซ์พลังค์เคยสร้างขึ้นมา มีอุณหภูมิของระบบต่ำถึง 8 เคลวิน (ค่าทั่วไปคือ 50 เคลวิน ยิ่งต่ำยิ่งดี)  ทำให้มีความสามารถในการรับสัญญานในระดับดีมาก 

>> เครื่องรับสัญญาณวิทยุในย่านความถี่ K-Band (18.0-26.0 GHz) ถอดแบบมาจากเครื่องรับสัญญาณ K-band ของ  MPIfR ที่ใช้งานอยู่บนกล้องโทรทรรศน์วิทยุแอฟเฟลส์เบิร์กในปัจจุบัน เป็นเครื่องพิสูจน์คุณภาพและประสิทธิภาพที่ดีทีสุดอันหนึ่งของโลก นอกจากนี้ยังใช้ระบบ  Direct Digitizing แปลงสัญญานเป็นดิจิทัลตั้งแต่ตัวรับสัญญาน ลดการสูญเสียสัญญาน  ทำให้มีความสามารถในการรับสัญญานในระดับดีมาก 

>> การพัฒนาซอฟต์แวร์เพื่อการรับและประมวลผลสัญญาณวิทยุเอนกประสงค์ (Universal Software Backend) เป็นนวัตกรรมที่จะเปิดศักราชใหม่ของการสังเกตการณ์ จะทำให้กล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติของไทยสามารถทำการสังเกตการณ์และประมวลผลข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

ชุดอุปกรณ์เครื่องรับสัญญาณและซอฟต์แวร์ดังกล่าวมีความจำเป็นอย่างยิ่งในการตรวจรับและทดสอบการใช้งานจริงของกล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติ  (Thai National Radio Telescope - TNRT) ที่คาดว่าจะแล้วเสร็จในปลายปี พ.ศ. 2564 นี้   นอกจากนี้ยังสามารถใช้สังเกตการณ์เพื่อตอบสนองงานวิจัยหลักในระยะเริ่มต้นของหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติ  ทั้งโหมดการใช้งานแบบจานเดี่ยว (Single Dish Observation) และการเชื่อมต่อกับเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุของโลก (Very Long Baseline Interferometer: VLBI)

หอดูดาวแอฟเฟลส์เบิร์กและสถาบันดาราศาสตร์วิทยุมักซ์พลังค์  เป็นบทเรียนที่พิสูจน์ให้เห็นถึงการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เพื่อความยั่งยืนในอนาคต  โดยเฉพาะอย่างยิ่งการลงทุนเพื่อนวัตกรรมและเทคโนโลยีขั้นสูง (Deep Tech) ที่จำเป็นต้องอาศัยการวิจัยอย่างเข้มข้น ใช้เวลา งบประมาณ และกำลังคนผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทาง ระยะเวลาการลงทุนมักจะยาวนานเกินกว่าภาคเอกชนจะรับความเสี่ยงได้ อย่างไรก็ตามเป็นที่ประจักษ์ชัดแล้วว่า การลงทุนเพื่อการค้นคว้าวิจัยดาราศาสตร์ ทำให้เกิดผลพลอยได้เป็นเทคโนโลยีขั้นสูงที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบัน เช่น Wi-Fi กล้องดิจิทัล การบริหารจัดการ Big Data ฯลฯ การวิจัยดาราศาสตร์จึงส่งผลให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยี และกำลังคนที่มีความเชี่ยวชาญ พร้อมถ่ายทอดสู่ภาคเอกชน และอุตสาหกรรม 

ดาราศาสตร์ เป็นแนวทางหนึ่งในการใช้โจทย์ที่ท้าทายที่สุดในการพัฒนากำลังคน เพื่อเป็นหลักประกันจองการพัฒนาประเทศในระยะยาว เราอาจมองว่าการลงทุนเพื่อการวิจัยดาราศาสตร์ เป็นการลงทุนในการวิจัยขั้นสูงเข้มข้นระยะยาวที่เกินกำลังเอกชนจะลงทุนโดยลำพัง เพราะไม่อาจเห็นผลตอบแทนในระยะสั้น จึงเป็นหน้าที่ของภาครัฐและสถาบันวิจัยในระดับชาติที่ต้องผลักดันและสร้างหลักประกันให้ประเทศชาติด้วยยุทธศาสตร์นี้(2) 

ที่มา :

(1) https://www.mpifr-bonn.mpg.de/6154788/news_publication_16859075_transferred

(2) สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ : บริบทใหม่ดาราศาสตร์ไทย