22vgos fig1 กล้องหน่วยเฉอชาน

รูปที่ 1 กล้องโทรทรรศน์วิทยุวีกอสของหอดูดาวเซี่ยงไฮ้ หน่วยเฉอชาน

        นอกจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุจะใช้เป็นเครื่องมือหลักสำหรับการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์วิทยุแล้ว ในอีกมุมมองหนึ่งจากศาสตร์ด้านยีออเดซี กล้องฯ นี้สามารถทำงานรังวัดตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูงได้ โดยการรับสัญญาณย่านเอสและเอกซ์ (S-/X-band) จากแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุในอวกาศ พิกัดที่ได้จากการสังเกตการณ์ด้วยเทคนิค VLBI (Very Long Baseline Interferometry) ของกล้องโทรทรรศน์วิทยุสองตัวขึ้นไปในเวลาเดียวกัน จะทำให้ได้พิกัดที่ความถูกต้องสูงมาก แม่นยำถึงระดับ 3-5 มิลลิเมตร ในทุกมิติ ด้วยความแม่นยำนี้จึงสามารถนำไปใช้ตรวจสอบการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกได้ (Tectonic Plate Motion) แล้วยังสามารถประมวลผลลัพธ์ต่อจนได้ตัวแปรต่าง ๆ ที่บ่งบอกการวางตัวของโลกในอวกาศ (Earth Orientation Parametres) ไปจนถึงความเร็วในการหมุนรอบตัวเองของโลก (UT1) ซึ่งถือเป็นผลลัพธ์ที่มีค่ายิ่งของศาสตร์ด้านยีออเดซี และมีความสำคัญต่อวงการวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ กระทั่งการพัฒนาเพื่อความยั่งยืนของมนุษย์

        การสังเกตการณ์ของกล้องโทรทรรศน์วิทยุใช้ในการศึกษาทั้งดาราศาสตร์วิทยุและยีออเดซี ควบคู่กันมาตั้งแต่ ค.ศ. 1979 แต่เนื่องด้วยปัจจัยในการออกแบบกล้องฯ เพื่องานทั้งสองด้านมีความขัดแย้งกันในบางหัวข้อ ในทศวรรตที่ผ่านมา จึงได้เกิดแนวคิดในการพัฒนากล้องฯ เพื่อใช้สังเกตการณ์ด้านยีออเดซีโดยเฉพาะ เรียกแนวคิดนี้ว่า VLBI2010 โดยมีรายละเอียดดังตารางนี้

22vgos fig2 ปกอ้างอิง

ตารางที่ 1 แนวคิด Legacy Geodetic VLBI แบบเก่า และแนวคิด VLBI2010 และภาพปกหนังสืออ้างอิง

(ftp://ivscc.gsfc.nasa.gov/pub/misc/V2C/PR-V2C_090417.pdf)

        ซึ่งในเวลาต่อมามีการวิจัยอย่างต่อเนื่อง ออกแบบ และพัฒนาโครงสร้างกล้องโทรทรรศน์วิทยุ จนประสบความสำเร็จในการสังเกตการณ์และได้รับการยอมรับให้กลายมาเป็น กล้องโทรทรรศน์วิทยุวีกอส (VGOS: VLBI Geodetic Observing System) เพื่องานรังวัดยีออเดซีและติดตามความเปลี่ยนแปลงของโลกในปัจจุบัน

        กล้องวีกอสที่จะถูกจัดสร้างขึ้นภายใต้โครงการแรงดี (RANGD: Radio Astronomical Network and Geodesy for Development) มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางจานรับสัญญาณ 13 เมตร โดยมีต้นแบบกล้องฯ มาจากหอดูดาวเซี่ยงไฮ้ หน่วยเฉอชาน (Shanghai Astronomical Observatory, SHAO) ดังภาพแรกสุดของบทความ ซึ่งได้รับความร่วมมือในการร่วมออกแบบโครงสร้างอาคารรองรับกล้องฯ และติดตั้งจานรับสัญญาณรวมถึงเครื่องรับสัญญาณของกล้องฯ ที่จะเป็นเครื่องรับสัญญาณช่วงความถี่กว้าง (Wide-Band Receiver) รับสัญญาณได้ตั้งแต่ช่วงคลื่นความถี่ 2-14 GHz เป็นอย่างน้อย เป็นรูปแบบที่จะทำให้การสังเกตการณ์ VLBI เพื่องานยีออเดซีมีประสิทธภาพสูงสุด และสามารถใช้งานร่วมกับเครือข่ายกล้องวีกอสทั่วโลกได้

  22vgos fig3 VGOSmap

รูปที่ 2 แผนที่กล้องฯ วีกอส ที่สร้างขึ้นแล้วและกำลังจะสร้างขึ้นในโลก

(ที่มา: A. Niell, Presentation: VGOS/Legacy Mixed-mode Observations: Status and Plans, แสดงเมื่อการประชุม IVS ครั้งที่ 10)

วีกอสเพื่องานยีออเดซีในประเทศไทย

        นอกจากงานระดับสากลแล้ว กล้องโทรทรรศน์วิทยุวีกอสที่มีประสิทธภาพด้านงานยีออเดซี จะสามารถเป็นสถานีอ้างอิงให้แก่โครงข่ายหมุดหลักฐานของประเทศไทยได้

        ปัจจุบันประเทศไทยมีโครงข่ายควบคุมทางราบที่รังวัดตำแหน่งด้วยเครื่องรับสัญญาณดาวเทียม GNSS (Global Navigation Satellite System) และโครงข่ายควบคุมทางดิ่งที่ประกอบด้วยหมุดระดับและผิวยีออยด์ TGM2017 โดยวิธีการรังวัดโครงข่ายหมุดควบคุมทั้งราบและดิ่งที่กล่าวมา ยังมีค่าคลาดเคลื่อนอันเกิดจากแรงโน้มถ่วง การหมุน และความต่างระดับน้ำทะเลในแต่ละพื้นที่ของโลก ซึ่งหากเป็นการสังเกตการณ์วีกอส พิกัดที่ได้จะไม่มีค่าคลาดเคลื่อนดังกล่าว และสามารถใช้หาค่าแก้ค่าคลาดเคลื่อนเหล่านี้ได้ในเวลาเดียวกัน เมื่อมีสถานีวีกอสในประเทศไทย เชื่อมเข้ากับโครงข่ายควบคุมทางตำแหน่งของประเทศ ก็จะสามารถทำการพัฒนาระบบหมุดหลักฐานทั้งทางราบและดิ่งให้มีความถูกต้องมากขึ้น และนำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีได้อีกมากมายเช่นกัน