สหรัฐฯ เปลี่ยนโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เป็นเครื่องมือล่าดาวเคราะห์น้อยได้อย่างไร ?

โดยปกติแล้วโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์มักทำหน้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยประสิทธิภาพสูงสุดในเวลาตอนกลางวัน แต่เมื่อพระอาทิตย์ลับขอบฟ้า ระบบเหล่านี้ก็จะหยุดทำงานทันที กลายเป็นโครงสร้างว่างเปล่าในยามค่ำคืน 

อย่างไรก็ตาม จอห์น แซนดัสกี นักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติซานเดีย (Sandia National Laboratories) สหรัฐอเมริกา ได้ตั้งคำถามว่า โรงไฟฟ้าที่ว่างงานนี้จะสามารถนำมาใช้ประโยชน์ในช่วงเวลากลางคืนได้หรือไม่ เช่น การใช้ประโยชน์ในการสำรวจอวกาศ ซึ่งมักต้องการสถานที่โล่งกว้างและห่างไกลจากแหล่งชุมชน

ทีมงานนักวิจัย

จอห์น แซนดัสกี และทีมงานเริ่มทดลองแนวคิดใหม่นี้ที่ศูนย์ทดสอบความร้อนจากแสงอาทิตย์แห่งชาติ (National Solar Thermal Test Facility) ในรัฐนิวเม็กซิโก ซึ่งเป็นศูนย์วิจัยแห่งเดียวในสหรัฐฯ ที่มีหอคอยคอนกรีตสูง 200 ฟุต ขนาบด้วยอุปกรณ์เฮลิโอสแตท (Heliostat) จำนวนกว่า 218 ตัว อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยกระจกสะท้อนแสงที่สามารถติดตามดวงอาทิตย์โดยอัตโนมัติ เพื่อนำแสงไปรวมไว้ที่จุดเดียว

แม้อุปกรณ์เฮลิโอสแตท (Heliostat) จะออกแบบมาเพื่อติดตามแสงอาทิตย์ในเวลากลางวัน แต่แซนดัสกีค้นพบว่า อุปกรณ์เหล่านี้สามารถตั้งโปรแกรมให้ติดตามวัตถุบนท้องฟ้าในเวลากลางคืนได้ด้วยเช่นกัน 

เขาจึงนำเฮลิโอสแตท (Heliostat) หนึ่งตัวมาทดลองใช้ติดตามดาวเคราะห์น้อย พร้อมสะท้อนพลังงานเลเซอร์กำลังต่ำระดับเฟมโตวัตต์ (Femtowatt) หรือพลังงานแสงที่มีความเข้มต่ำมากจนอยู่ในระดับของเฟมโตวัตต์ (Femtowatt) ซึ่งเป็นหนึ่งในหน่วยวัดกำลังไฟฟ้าที่เล็กมากที่สุด ไปยังอุปกรณ์ออปติคัลบนหอสังเกตการณ์ เพื่อทดสอบการตรวจจับการเคลื่อนที่ของวัตถุในอวกาศ

การทดสอบติดตามดาวเคราะห์น้อย

ก่อนหน้านี้การตรวจพบดาวเคราะห์น้อยจะใช้กล้องโทรทรรศน์ที่จับภาพไทม์แลปส์ของท้องฟ้าในช่วงเวลานาน ดวงดาวจะปรากฏเป็นจุดแสง แต่ดาวเคราะห์น้อยซึ่งเคลื่อนที่เร็วกว่า จะปรากฏเป็นเส้นแสง 

วิธีของจอห์น แซนดัสกี และทีมงานไม่ได้อาศัยภาพถ่ายแบบนั้น แต่ใช้การวัดการเปลี่ยนแปลงของสเปกตรัมแสงที่เดินทางผ่านเข้ามา ซึ่งหากมีวัตถุผ่านหน้าดาวจะเกิดการเลื่อนของความถี่เมื่อเทียบกับพื้นหลัง และนั่นเป็นการบ่งชี้ถึงการเคลื่อนที่ของวัตถุนั่นเอง

แม้ผลลัพธ์อาจไม่ชัดเจนเหมือนภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์ แต่การทดลองนี้แสดงให้เห็นว่า โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ไม่ได้ใช้งานในเวลากลางคืน อาจสามารถกลายเป็นเครื่องมือเสริมในการเฝ้าระวังวัตถุใกล้โลก เช่น ดาวเคราะห์น้อยได้อย่างมีประสิทธิภาพในต้นทุนต่ำ และอาจรองรับการทำงานร่วมกับระบบแจ้งเตือนภัยอย่าง ATLAS หรือ Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System ของนาซา

นอกจากนี้ จอห์น แซนดัสกี และทีมงานยังชี้ว่าระบบดังกล่าวสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานในภารกิจทางทหารได้ เช่น การติดตามยานอวกาศที่เคลื่อนไหวอยู่บนอวกาศที่เรียกว่า อวกาศซิสลูนาร์ (Cislunar space) หรือพื้นที่ระหว่างโลกกับดวงจันทร์ 

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้ยังต้องการการพัฒนาเพิ่มเติมเพื่อให้สามารถใช้งานจริงในระดับปฏิบัติการได้ ส่วนงานวิจัยของแซนดัสกีได้รับการยอมรับในวงวิชาการ และถูกนำเสนอในการประชุมของ International Society for Optics and Photonics แสดงให้เห็นว่าแนวคิดนี้ไม่เพียงแปลกใหม่ แต่ยังมีศักยภาพจริงในอนาคต ทั้งในด้านวิทยาศาสตร์และความมั่นคง