กิจการอวกาศจากเขตอาร์กติก

ศูนย์จรวดเอสเรนจ์ (Esrange) ฐานปล่อยจรวดที่ใหญ่ที่สุดในยุโรป ตั้งอยู่ท่ามกลางฝูงกวางเรนเดียร์และแดนหิมะไพศาลใกล้เมืองคิรูนา ศูนย์กลางเหมืองแร่ของสวีเดน นับจากปี 2020 มนุษย์และดาวเทียมจะถูกส่งขึ้นสู่อวกาศจากแดนอาร์กติกแสนไกลนี้

ที่ศูนย์จรวดเอสเรนจ์ 40 กิโลเมตรจากเมืองคิรูนา เมืองเหนือสุดของประเทศสวีเดน นักวิทยาศาสตร์ชีวเวช (Biomedical) สองคนกำลังทำงานกับกล้องจุลทรรศน์เซลล์ พวกเขาคร่ำเคร่งสังเกตเซลล์มะเร็ง 1 ใน 1 แสนเซลล์ในจานพลาสติกเล็กๆ ซึ่งเป็นงานใหญ่มาก เพราะทั้งเซลล์และกล้องจุลทรรศน์อยู่ในอวกาศที่ระดับ 260 กิโลเมตร และโคจรด้วยความเร็ว 7,200 กิโลเมตร/ชั่วโมง

ซาส์ชา คอพพ์ จากเยอรมนี และโทมัส คอรีดอน จากเดนมาร์ก กำลังซักซ้อมขั้นตอนการทำงานขณะที่กล้องจุลทรรศน์อวกาศถ่ายภาพเซลล์ในสภาพไร้น้ำหนักที่ยังอยู่บนโลก กล้องจุลทรรศน์ทรงกระบอกจะถูกติดตั้งและส่งขึ้นสู่อวกาศในจรวดตรวจฟ้าเทกซัส (Texus 51) สีกุหลาบแวววาวในที่สุด

ปัจจุบันคิรูนาเป็นเมืองมหา วิทยาลัยอวกาศกับโรงเรียนมัธยมอวกาศอยู่แล้ว และเป็นสถานีรับสัญญาณดาวเทียมพลเรือนที่ใหญ่ที่สุดในโลก ศูนย์เอสเรนจ์ก็เป็นศูนย์จรวดชั้นนำของยุโรป แต่ความทะเยอทะยานของสวีเดนไปไกลกว่าการส่งจรวดตรวจฟ้าขึ้นจากภูมิประเทศอาร์กติกที่กวางเรนเดียร์และเลื่อนเทียมสุนัขมักเดินข้ามถนนยามแสงเหนือละลานท้องฟ้าราตรี สวีเดนได้ริเริ่มวางแผนที่จะใช้ฐานสเปซคิรูนาเป็นศูนย์กลางของยุโรปในการส่งทั้งคนและดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศแล้ว

ลองผิดลองถูก

ซาส์ชา คอพพ์ เฝ้าหมุนปุ่มปรับความชัดของกล้องจุลทรรศน์เซลล์เพื่อซ้อมทำงาน แสดงถึงความกังวล ขีดสองเส้นลึกบนหน้าผากของ โทมัส คอรีดอน ได้เป็นอย่างดี บนจอมีแต่ปื้นๆ สีดำเทา เซลล์อยู่ไกลนัก และเวลา 6 นาทีของการจำลองสภาพไร้น้ำหนักก็ใกล้จะหมด ต้องรอจนเหลือไม่กี่วินาทีคอมพิวเตอร์จึงสามารถจับโฟกัสเซลล์

และสร้างภาพโยงใยเบาบางสีเขียวบนจอและต้องฝึกซ้อมอีกนานกว่าจะใช้งานได้จริง นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองจะตั้งโฟกัสไว้ที่เซลล์สามเซลล์ก่อนส่งขึ้น ถ้ากล้องจุลทรรศน์และเซลล์ไม่เลื่อนระหว่างการส่งจรวด นักวิทยาศาสตร์ก็จะโฟกัสไปที่การถ่ายภาพในช่วงไร้น้ำหนักก่อนจรวดบินกลับโลกได้

ในการซ้อมเซลล์เลื่อนไป 60 ไมโครเมตร แต่กล้องจุลทรรศน์ปรับเลื่อนได้คราวละ 300 นาโนเมตรเท่านั้น แปลว่าจะต้องหมุนปุ่มเลื่อนกล้องจุลทรรศน์ 200 รอบ เพื่อให้จับภาพเซลล์ได้อีกครั้ง ซึ่งแทบเป็นไปไม่ได้ การทดลองมูลค่า 122 ล้านบาท กำลังเดินหน้าสู่ความล้มเหลว

จรวดเทกซัสที่เดินทางขึ้นไปพร้อมการทดลองเซลล์นี้ เป็นปฏิบัติการเพื่อการวิจัยครั้งที่ 52 แล้ว โดย ณ หอส่งทรงกรวยซึ่งอยู่ห่างไปไม่กี่ร้อยเมตรจากห้องปฏิบัติงาน จรวดเทกซัส 51 สูง 13 เมตร จอดนิ่งอยู่ และพร้อมส่งขึ้นมาประมาณสัปดาห์หนึ่งแล้ว แต่ลมเป็นตัวปัญหา จรวดเทกซัสซึ่งสร้างด้วยเงินขององค์การอวกาศเยอรมนี (DLR) และสร้างขึ้นโดยวิศวกรชาวเยอรมันและบราซิล ต้องไม่บินเฉไปทางใต้ ซึ่งเป็นเขตที่อยู่อาศัย ส่วนพื้นที่ทางเหนือซึ่งใหญ่กว่า จ.พระนครศรีอยุธยา เล็กน้อยเป็นดินแดนร้าง มีแต่กวางเรนเดียร์ไม่กี่ฝูง จึงเหมาะให้จรวดตกยิ่งกว่าหากเกิดความผิดพลาด

จากเมฆในอวกาศสู่เซลล์

จรวดสำหรับการทดลองทางวิทยาศาสตร์ (Sounding Rocket) ลำแรกๆ ไม่มุ่งสร้างสภาวะไร้น้ำหนัก แต่ใช้ศึกษาผลกระทบของลมสุริยะต่อเมฆอนุภาคมีประจุที่สะสมอยู่ในบรรยากาศชั้นบน ได้แก่ ไอโอโนสเฟียร์

การวิจัยไอโอโนสเฟียร์ คือ จุดกำเนิดยุคอวกาศของเมืองคิรูนา เริ่มจากการจัดตั้งสถาบันฟิสิกส์อวกาศสวีเดน (IRF) เมื่อปี 1957 ปัจจุบันตู้นิทรรศการตามทางเดินในอาคารแสดงว่าจรวดเพื่อการทดลองฯ จำนวนมาก ซึ่งใช้ในการศึกษาลมสุริยะติดตั้งอุปกรณ์ของ IRF ปัจจุบัน IRF ยังเป็นศูนย์พัฒนาระบบเรดาร์สำหรับทำแผนที่ไอโอโนสเฟียร์ที่ก้าวหน้าที่สุดแห่งหนึ่งในโลก ได้แก่ ระบบไอส์แคท-3 มิติ (EISCAT-3D) ซึ่งจะกระจายอยู่ใน 5 พื้นที่ของภูมิภาคสแกนดิเนเวีย แต่ละที่ประกอบด้วยสายอากาศขนาดเล็กประมาณ 3 หมื่นชุด

พื้นที่ทดสอบแห่งหนึ่งอยู่ที่ศูนย์อวกาศเอสเรนจ์ ซึ่งสร้างเมื่อปี 1964 ในสมัยแรกศูนย์เป็นขององค์การวิจัยอวกาศยุโรป (หรือ ESRO ซึ่งต่อมาคือองค์การอวกาศยุโรป : ESA) แล้วถูกโอนไปสังกัดบริษัทอวกาศสวีเดน (SCC) ซึ่งเป็นหน่วยงานราชการของสวีเดน ศูนย์ได้ส่งขึ้นจรวดและบอลลูนตรวจอากาศแล้วทั้งสิ้นราว 550 ลำ/ลูก การทดลองจรวดส่วนมากเป็นการทดสอบอุปกรณ์ที่จะนำไปติดตั้งในดาวเทียม หรือใช้ในสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) นอกจากนั้น นักวิทยาศาสตร์ยังทดสอบสารกึ่งตัวนำและผลึกเหลว ซึ่งเผยลักษณะที่ไม่เคยรู้จักเมื่ออยู่ในสภาพไร้น้ำหนัก

การทดลองเริ่มมีสัดส่วนงานชีววิทยาหรือการแพทย์เพิ่มขึ้น เช่น โครงการกล้องจุลทรรศน์ของคอรีดอนกับคอพพ์ นักวิทยาศาสตร์ที่เคยเชื่อว่าจุลชีพ เช่น แบคทีเรีย หรือเซลล์มนุษย์นั้นไม่เปลี่ยนแปลงในสภาพไร้น้ำหนัก แต่พวกเขาคิดผิด เซลล์เปลี่ยนไปอย่างมาก กล้องจุลทรรศน์อวกาศของคอรีดอนกับคอพพ์จะมีส่วนช่วยพิสูจน์ในเรื่องนี้

ทอยลูกเต๋าในอวกาศ

ครั้งหนึ่งดาวเทียมเคยใหญ่เท่ารถเมล์ แต่ทุกวันนี้ดวงที่เล็กหน่อยจะวางในตะกร้าหน้าจักรยานได้สบาย ดาวเทียมขนาดเล็กชนิดหนึ่งชื่อคิวบ์แซตกำลังเป็นที่นิยม แต่ละหน่วยขนาด 1,000 ลูกบาศก์เซนติเมตร

สามารถต่อกันให้ใหญ่ขึ้นได้ ค่าส่งดาวเทียมปกติที่ตกราว 5 ล้านบาท จะเหลือ 2.5 ล้านบาท สำหรับคิวบ์แซต ซึ่งดึงดูดบริษัทและมหาวิทยาลัยหลายแห่งนับจากปี 2020 ศูนย์เอสเรนจ์ใหม่จะส่งดาวเทียมคิวบ์แซตด้วยจรวดวีแอลเอ็มซึ่งใช้มอเตอร์ 3 ชุด และสามารถยกน้ำหนัก 150 กิโลกรัม ขึ้นสู่วงโคจรรอบโลก