กล้องโทรทรรศน์บางเบาแห่งอนาคต

Share

3 กุมภาพันธ์ 2559

400 ปีก่อน กาลิเลโอ กาลิเลอี นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์เพื่อใช้ในการศึกษาวัตถุบนท้องฟ้าจนเกิดความรู้ทางดาราศาสตร์ใหม่ๆมากมาย ซึ่งความรู้ดังกล่าวทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงมุมมองที่มนุษย์เรามีต่อเอกภพไปตลอดกาล

เทคโนโลยีกล้องโทรทรรศน์ได้รับการพัฒนาเรื่อยมา อย่างไรก็ตามในปัจจุบัน กล้องโทรทรรศน์ทุกตัวล้วนใช้หลักการเดียวกันคือการรวมแสง แต่ล่าสุดในเดือนมกราคม 2559  นักวิทยาศาสตร์จากบริษัทล็อกฮีท มาร์ติน (Lockheed Martin) และมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเสนอเทคนิคสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบใหม่ ที่ใช้หลักการ interferometry ซึ่งแตกต่างจากหลักการเดิมโดยสิ้นเชิง

 

1

 

        หลักการนี้จะใช้เลนส์บางๆซ้อนกันจำนวนมาก(ร้อยหรืออาจมากนับพันชั้น) แทนที่การใช้กระจกขนาดใหญ่อย่างที่ใช้ในกล้องโทรทรรศน์ปัจจุบัน(รูป1) 

        แสงที่ผ่านเลนส์เหล่านี้จะแทรกสอดกันจนเกิดเป็นรูปแบบบางอย่าง สมบัติต่างๆของแสงหลังจากเกิดการแทรกสอดจะถูกวัดค่าด้วยชิปแบบ silicon-chip photonic integrated circuits (PICs) ซึ่งเป็นแผงวงจรที่ใช้แสงในการควบคุม จากนั้นจะเกิดการประมวลผลแล้วสร้างเป็นภาพดิจิตัลออกมา 

        วิธีการนี้จะเพิ่มความละเอียดของภาพได้โดยที่ตัวกล้องยังคงมีลักษณะเป็นแผ่นบางๆและไม่ใหญ่ขึ้น แน่นอนว่าเมื่อกล้องไม่ใหญ่ขึ้นย่อมส่งผลให้มวลลดลงและลดค่าใช้จ่ายในการขนส่งไปได้มาก ลักษณะของอุปกรณ์อาจเปรียบได้กับการเปลี่ยนโทรทรรศน์รุ่นเก่าที่มีขนาดใหญ่เทอะทะกลายเป็นโทรทรรศน์หน้าจอแบนจนสามารถแขนบนผนังได้ หรือไม่ก็เปรียบได้กับการเปลี่ยนแก้วกาแฟขนาดใหญ่ให้กลายเป็นแผ่นรองแก้วบางๆ(รูป2) 

 

2

 

        ในทางปฏิบัติ กล้องโทรทรรศน์ดังกล่าวอาจมีรูปร่างเป็นแผ่นสี่เหลี่ยมหรือหกเหลี่ยมหรือรูปร่างอื่นๆได้ตามแต่ความเหมาะสมของภารกิจ ขนาดที่เล็กลงนี้จะทำให้มันโคจรได้ปลอดภัยมากขึ้นเพราะลดโอกาสปะทะกับเศษอุกกาบาตเล็กๆที่โคจรอยู่ในอวกาศ เผลอๆอาจนำไปติดไว้บนดาวเทียมหรือยานอวกาศเพื่อใช้ในการถ่ายภาพดาวเคราะห์หรือวัตถุอื่นๆในระยะใกล้ได้ด้วยซ้ำ

        ข้อได้เปรียบสำคัญของกล้องนี้คือ ในทางทฤษฎีมันลดการใช้พลังงานลงได้ถึง 10-100 เท่า ซึ่งช่วยลดปัญหาเกี่ยวกับแหล่งพลังงานได้ด้วย 

        กล้องโทรทรรศน์ตัวนี้มีชื่อเรียกว่า  SPIDER ซึ่งไม่ได้เกี่ยวกับแมงมุม แต่มาจากคำว่า Segmented Planar Imaging Detector for Electro-optical Reconnaissance

        ปัจจุบัน ทีมวิจัยกำลังพัฒนาแนวคิดนี้ร่วมกับศูนย์วิจัยอื่นๆเพื่อศึกษาถึงความเป็นไปได้ในการสร้างจริงซึ่งหากทำได้สำเร็จ มันจะเปลี่ยนแปลงรูปแบบในการปฏิบัติภารกิจในอวกาศไปอย่างมากทีเดียว

        หากกาลิเลโอได้เห็นกล้องโทรทรรศน์ตัวนี้ เขาคงรู้สึกทึ่งจนไม่อยากเชื่อว่ากล้องโทรทรรศน์ที่เขาประดิษฐ์ขึ้นจะวิวัฒนาการมาได้ไกลขนาดนี้ในระยะเวลาไม่กี่ร้อยปี

 

http://www.lockheedmartin.com/us/innovations/011916-webt-spider.html