วันที่ 25 มกราคม 2565 เวลา 02:05 น. ตามเวลาประเทศไทย กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์​ เว็บบ์ (JWST) ได้เข้าสู่วงโคจร ณ จุด L2 เป็นที่เรียบร้อย นับเป็นขั้นตอนสุดท้ายและสิ้นสุดกระบวนการติดตั้งกล้องโทรทรรศน์อวกาศนี้ และเป็นจุดเริ่มต้นของขั้นตอนการทดสอบอุปกรณ์ก่อนเริ่มใช้งานจริงอีกห้าเดือนถัดไป

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ จัดเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ใหญ่ที่สุด และทันสมัยที่สุดในปัจจุบัน เดินทางขึ้นสู่อวกาศในวันที่ 25 ธันวาคม 2564 ที่ผ่านมา[2] หลังจากอยู่ในขั้นตอนการพัฒนามากว่าสองทศวรรษ ด้วยความต้องการในการสังเกตการณ์ในช่วงคลื่นอินฟราเรดจึงทำให้กล้องนั้นเต็มไปด้วยเทคโนโลยีอันสุดขั้วในหลายๆ ด้าน ตั้งแต่ระบบการควบคุมอุณหภูมิ[3] ตัววัสดุใหม่สำหรับกระจกเบอริลเลียมเคลือบทองขนาดกว่า 6.5 เมตร[4] การพับและกางอุปกรณ์เหล่านี้[5] ท่ีจะต้องผ่านขั้นตอนอันซับซ้อนกว่า 344 ขั้นตอน ซึ่งกว่า 307 ขั้นตอน (87%) นั้นจัดเป็น single-point failure หรือขั้นตอนที่แม้ผิดพลาดแม้แต่ขั้นตอนเดียวก็จะทำให้ทั้งภารกิจไม่สามารถใช้งานได้อีกต่อไป

กล้องโทรทรรศน์ที่มีความไวแต่แสงและความร้อนขนาดนี้ จะไม่สามารถอยู่ในวงโคจรของโลกที่แสงจากโลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์จะมารบกวนการสังเกตการณ์ได้ จึงจำเป็นต้องมีวงโคจรอยู่ที่จุด L2 ซึ่งเป็นจุดที่แรงหนีศูนย์กลางจะหักล้างจากแรงโน้มถ่วงจากโลกและดวงอาทิตย์พอดิบพอดี[6] แต่การจะส่งไปยังจุดนี้ได้นั้นค่อนข้างซับซ้อน เนื่องจากเป็นจุดที่อยู่ห่างออกไปถึง 1.5 ล้านกิโลเมตรในทางด้านเงามืดของโลก ซึ่งไกลเกินกว่าระยะทางที่มนุษย์คนใดเคยเดินทางไปถึงกว่า 4 เท่า

ก่อนจะไปยังจุดนี้ได้ JWST จะต้องถูกส่งออกไปจากฐานปล่อยด้วยจรวด Ariane 5 ไปยังวงโคจรรูปวงรีที่มีจุดห่างจากโลกอยู่ที่จุด L2 จากนั้นจึงผ่าน mid-course correction burn ด้วยกันกว่าสามครั้ง ซึ่งด้วยความแม่นยำในการส่งของจรวด Ariane 5 เข้าสู่วงโคจรนั้นทำให้ JWST ใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่าที่คาดการณ์เอาไว้ จึงอาจจะมีเชื้อเพลิงเหลือพอที่จะยืดอายุการใช้งานไปได้รวมทั้งสิ้นกว่า 20 ปี (10 ปีมากกว่าที่เคยคาดการณ์เอาไว้)[7]

และเมื่อ JWST ไปถึงระยะห่างที่จุด L2 นี้เอง ที่เครื่องยนต์บน JWST จะต้องทำงานอีกครั้ง ด้วยการจุดเชื้อเพลิงเป็นเวลาท้ังสิ้น 5 นาที เพื่อเปลี่ยนความเร็วในวงโคจรไป 1.6 เมตรต่อวินาที จนเปลี่ยนจากวงโคจรวงรีกลายเป็นวงโคจรรอบจุด L2 อันเป็นการสิ้นสุด mid-course correction burn ครั้งสุดท้าย

หลังจากที่ JWST ได้ไปอยู่ในตำแหน่งเป้าหมายแล้ว หลังจากนี้ต่อไปอีก 5 เดือนจะเป็นขั้นตอนการเปิดใช้งานและทดสอบอุปกรณ์ และคาดว่าในเวลาอีกไม่นานเกินรอเราน่าจะได้เห็นภาพแรกจากเครื่องมือใหม่ล่าสุดที่จะนำพามนุษยชาติร่วมกันไขปริศนาความลับอีกมากของจักรวาล ที่ยังรอคอยการค้นพบอยู่

เรียบเรียง : ดร. มติพล ตั้งมติธรรม - นักวิชาการดาราศาสตร์ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ

อ้างอิง/อ่านเพิ่มเติม:

[1] https://www.nasaspaceflight.com/2022/01/jwst-arrives-at-l2/

[2] กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ https://shorturl.at/rzEP8

[3] ระบบควบคุมอุณหภูมิของ JWST https://shorturl.at/ixX49

[4] กระจกเบอริลเลียมเคลือบทอง วัสดุใหม่ น้ำหนักเบา ส่วนประกอบสำคัญของ JWST https://shorturl.at/qyzBZ

[5] โอริกามิอวกาศสุดล้ำของ JWST https://shorturl.at/ewAHZ

[6] วงโคจรของ JWST และจุดประจำการ L2 https://shorturl.at/bcpCV

[7] JWST ใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่าที่คาด ยืดอายุการปฏิบัติงานได้มากกว่า 10 ปี https://shorturl.at/iuEN5