เครื่องเคลือบกระจกสุดล้ำ! ผลงานระดับโลก ฝีมือคนไทย

หมู่กล้องโทรทรรศน์รังสีเชเรนคอฟ (Cherenkov Telescope Array หรือ CTA)คือหอสังเกตการณ์ใหม่ของโลก ที่จะเปิดประตูสู่การค้นหาธรรมชาติของ แหล่งกาเนิดรังสีระดับพลังงานสูงที่สุดในจักรวาล อาทิ หลุมดา ซูเปอร์โนวา หรือความลับทางฟิสิกส์ที่ยังไม่เป็นที่รู้จัก และอาจเป็นกุญแจสู่การค้นพบที่สาคัญที่สุดของมนุษยชาติในชั่วชีวิตของเรา

CTA เป็นการร่วมแรงของนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำโลกกว่า 1,400 คน จาก 212 สถาบัน ใน 32 ประเทศ การเข้าร่วมโครงการของไทย เป็นผลสืบเนื่องมาจากการลงนามความร่วมมือกับสถาบัน Deutsches Elektronen-Synchrotron (เดซี) ประเทศเยอรมนี ที่สมเด็จพระเทพรัตน์ฯ ทรงพระกรุณาฯ เสด็จประทับเป็นประธานเมื่อวันที่ 18 พฤศจิกายน 2558 โดยสถาบันเดซีเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งโครงการ CTA

ประเทศไทยจะเป็นผู้ออกแบบระบบเคลือบกระจกให้โครงการ CTA ซึ่งต้องใช้กระจกขนาดยักษ์กว่า 6,000 บานรวมแสงที่จางยวดยิ่งของแสงเชเรนคอฟที่เรืองขึ้นเมื่อรังสีแกมมาจากวัตถุในห้วงลึกของจักรวาลเดินทางมากระทบบรรยากาศชั้นบนของโลก นอกจากนี้ ไทยยังได้ส่งวิศวกรซอฟท์แวร์เข้าร่วมพัฒนาระบบควบคุมและเก็บข้อมูลรังสีเชเรนคอฟจากกล้องโทรทรรศน์ทั้งหมดอีกด้วย

สิ่งที่ประเทศไทยจะได้รับจากโครงการ
▪ ขยายศักยภาพด้านการเคลือบกระจกและฟิล์มบางของไทย ไปสู่การตอบโจทย์อุตสาหกรรมในประเทศ
▪ เข้าร่วมโครงการวิจัยสู่ปริมณฑลใหม่ทางฟิสิกส์พลังงานสูงที่จะนำไปสู่การค้นพบที่สาคัญยิ่งในรอบหลายสิบปี
▪ พัฒนากาลังคน นักวิจัย นักศึกษา ด้วยโจทย์ที่ท้าทายที่สุดในจักรวาล ยกระดับศักยภาพการแข่งขันทาง วิทยาศาสตร์ของชาติ

เครื่องเคลือบกระจกเครื่องแรกของไทยสู่โครงการวิทยาศาสตร์ระดับโลก

ในปี พ.ศ. 2553 สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติและสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน ซึ่งเป็นสถาบันที่มีความเชี่ยวชาญในเทคโนโลยีสุญญากาศ ได้ร่วมมือการออกแบบและสร้างเครื่องเคลือบกระจกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ถึง 2.4 เมตร เครื่องแรกของประเทศไทย สำหรับเคลือบกระจกให้กับกล้องโทรทรรศน์แห่งชาติ โดยเลือกใช้เทคนิคสปัตเตอริ่ง (sputtering) แทนการใช้เทคนิคอีวาโปเรชัน (evaporation) เหมือนกับหอดูดาวของประเทศอื่น เพราะว่าเป็นเทคนิคที่ให้คุณภาพของฟิล์มที่ดีกว่า แม้ว่ากระบวนการออกแบบและสร้าง จะมีความยากกว่าก็ตาม

ปี พ.ศ. 2558 เครื่องเคลือบกระจกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ถึง 2.4 เมตร โดยฝีมือของคนไทยก็ได้ถูกติดตั้งและทดสอบเป็นผลสาเร็จ ณ อุทยานดาราศาสตร์สิรินธร จังหวัดเชียงใหม่ ซึ่งใช้งบประมาณน้อยกว่าการซื้อเครื่องจากต่างประเทศถึง 2-3 เท่า และยังได้ประสบการณ์และองค์ความรู้ทางวิศวกรรมมากมายจากโครงการ

การเคลือบกระจกทำได้โดยใช้ปั๊มดูดอากาศภายในห้องเคลือบจะเกือบกลายเป็นสุญญากาศที่ความดันเพียง 10^(-5) torr หลังจากนั้นปรับหัว Magnetron ให้มีค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า ความถี่ และปริมาณแก๊สอาร์กอนให้เหมาะสมเพื่อให้เกิดสภาวะที่อลูมิเนียมแตกตัวเป็นอิออน จึงเริ่มทำการเคลือบกระจกได้

เครื่องเคลือบกระจกเทคนิคสปัตเตอร์ริ่งขนาด 2.4 เมตร

จากเครื่องเคลือบกระจกของหอดูดาวแห่งชาติ จึงนำไปสู่การออกแบบและสร้างเครื่องเคลือบกระจกให้กับโครงการ CTA ซึ่งเป็นวิทยาศาสตร์ที่มีขนาดใหญ่แห่งหนึ่งของโลก โดยมีสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี เป็นผู้รับผิดชอบโครงการในการออกแบบ ผลิต และติดตั้ง ณ ประเทศชิลี เพื่อที่จะเคลือบกระจกมากกว่า 6,000 บาน ให้กับโครงการ

เครื่องเคลือบกระจกอัตโนมัติต้นแบบ ที่มีทั้งระบบลอกฟิล์ม ทำความสะอาดผิว และเคลือบกระจก ด้วยเทคนิคสปัตเตอรริ่ง สำหรับโครงการ CTA

จากวิทยาศาสตร์สู่อุตสาหกรรม

จากเครื่องเคลือบกระจกด้วยเทคนิคสปัตเตอริ่งเพื่อที่สนับสนุนงานทางด้านวิทยาศาสตร์ สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมได้อย่างมากมาย ยกตัวอย่างผลิตภัณฑ์ที่อยู่ใกล้ๆ ตัวเรา เช่น จอมือถือ จอคอมพิวเตอร์ เลนส์กล้องถ่ายรูป แว่นตากันแดด กระจกอาคารประหยัดพลังงาน ฮาร์ดไดรฟ์ อุตสาหกรรมแม่พิมพ์ หรือแม้กระทั่งการผ้าห่มฟอยล์ (foil blanket) ที่ได้ใช้ช่วยชีวิตทีมหมูป่า เป็นต้น

จากผลโครงการนี้ กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีและสานักคณะกรรมการอุดมศึกษา จึงมีความมุ่งมั่นที่ถ่ายทอดเทคโนโลยีและสนับสนุนภาคอุตสาหกรรม ตามเป้าหมายของไทยแลนต์ 4.0 เพื่อที่จะขับเคลื่อนภาคอุตสากรรมไทยด้วยเทคโนโลยีภายในประเทศ ที่ได้รับการยอมรับในระดับโลกอย่างเช่นโครงการ CTA

ข้อมูลเพิ่มเติม
สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)
260 หมู่4 ตำบลดอนแก้ว อำเภอแม่ริม จังหวัดเชียงใหม่ 50180
โทรศัพท์ 66 53 121268-9 ต่อ 701
E-mail: apichat@narit.or.th