2.การพัฒนาเครื่องสเปกโตรกราฟ

        ห้องปฏิบัติการทัศนศาสตร์กำลังอยู่ในระหว่างการพัฒนาเครื่องสเปกโตรกราฟแบบกำลังการแยกสเปกตรัมต่ำ (Low Resolution Spectrograph) และเครื่องสเปกโตรกราฟแบบกำลังการแยกสเปกตรัมสูง (High Resolution Spectrograph) สำหรับกล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 เมตร และ กล้องโทรทรรศน์หลักของหอดูดาวภูมิภาคทุกแห่ง รวมถึงกล้องโทรทรรศน์อัตโนมัติควบคุมระยะไกลในต่างประเทศ การใช้งานของเครื่องมือนี้คือการวัดสเปกตรัมของวัตถุท้องฟ้า เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพ เช่น องค์ประกอบทางเคมี และการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์กับผู้สังเกต เป็นต้น ประโยชน์ของเครื่องวัดสเปกตรัมนี้ไม่เพียงแต่ใช้ในด้านดาราศาสตร์เท่านั้น แต่ยังสามารถนำไปใช้อย่างแพร่หลายในสาขาเคมี ชีววิทยา ระบบการป้องกันและการรักษาความปลอดภัย การเกษตร และการควบคุมทางไกล ฯลฯ
        เครื่องสเปกโตรกราฟตัวแรกที่ได้รับการพัฒนาในห้องปฏิบัติการทัศนศาสตร์ เป็นเครื่องสเปกโตรกราฟแบบกำลังการแยกสเปกตรัมต่ำสำหรับกล้องโทรทรรศน์ที่หอดูดาวแห่งชาติและหอดูดาวภูมิภาค โดย ศาสตราจารย์ จอห์น มีเบิร์น เป็นผู้ออกแบบ ส่วนประกอบเป็นโครเมียมสลิต และมีคอลิเมเตอร์ กริซึม และระบบโฟกัส อุปกรณ์ชุดนี้ได้ออกแบบเพื่อติดตั้งกับกล้องโทรทรรศน์ที่หอดูดาวแห่งชาติที่ระนาบโฟกัส สำหรับสเปกตรัมจากมุมมองภาพ 3 ลิปดา และมีกำลังการแยกสเปกตรัมอยู่ที่ 1000 ในช่วงความยาวคลื่น 400-800 นาโนเมตร ได้ทำการประกอบและจัดเรียงอุปกรณ์สำหรับเครื่องสเปกโตรกราฟต้นแบบร่วมกับนักศึกษาปริญญาโทจากมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ หลังจากนั้นได้วัดและตรวจสอบอุปกรณ์นี้ เพื่อยืนยันว่าไม่เกิดภาพซ้อนขึ้นที่ระนาบโฟกัส ขั้นต่อไปคือการพัฒนาชุดติดตั้งนี้กับระบบกลไกและโปรแกรมสำหรับการควบคุมและประมวลผลข้อมูล โครงการนี้ได้ดำเนินการร่วมกับนักศึกษาปริญญาโท สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง โดยมีเป้าหมายในการติดตั้งใช้งานร่วมกับกล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.7 เมตร ณ หอดูดาวภูมิภาคฉะเชิงเทรา ภายในปี 2561-2562

รูปภาพที่ 4 : เครื่องสเปกโตรกราฟแบบกำลังการแยกสเปกตรัมต่ำตัวต้นแบบได้ถูดติดตั้ง ณ ตำแหน่งระนาบโฟกัสของระบบจำลองแสงจากกล้องดูดาวแห่งชาติ

        นอกจากนั้น ยังมีการพัฒนาเครื่องสเปกโตรกราฟแบบฟูเรียทรานสฟอร์ม (Fourier Transform Spectrograph) ร่วมกับมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี สำหรับใช้ศึกษาวัตถุท้องฟ้า เครื่องมือนี้มีกำลังการแยกสเปกตรัมสูงในช่วงคลื่นแสงที่ตามองเห็นและย่านอินฟราเรดใกล้ สำหรับศักยภาพในการประยุกต์เชิงดาราศาสตร์นั้น สามารถวัดผลข้อมูลแบบสามมิติสำหรับวัตถุที่มีการขยายตัว รวมทั้งศึกษาดาวฤกษ์หรือดาวเคราะห์ที่มีการหดขยายตัวได้ ขอบเขตการทำงานของนักศึกษาที่ร่วมพัฒนาอุปกรณ์นั้นคือการทดสอบความสามารถในการวัดสเปกตรัมของแหล่งกำเนิด ขั้นต่อไปจะเป็นการพัฒนาเครื่องต้นแบบเพื่อติดตั้งที่กล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.7 เมตรของหอดูดาวภูมิภาคนครราชสีมา และได้วางแผนทดสอบระบบกับวัตถุท้องฟ้าภายในปี 2560-2562

รูปภาพที่ 5 : แผนภาพแสดงการทำงานของเครื่องวัดสเปกตรัมแบบฟูเรีย

        สำหรับความร่วมมือกับต่างประเทศในการพัฒนาเทคโนโลยีทัศนศาสตร์ สดร. ได้ร่วมมือกับ “Centre for Astrophysics Research” จากมหาวิทยาลัย Hertfordshire ในการพัฒนาครื่องสเปกโตรกราฟแบบกำลังการแยกสเปกตรัมสูงแบบใหม่ เครื่องมือนี้มีศักยภาพเพียงพอที่จะตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่อยู่ไกลจากดาวฤกษ์ได้โดยใช้วิธีการวัดความเร็วเชิงรัศมี และได้วางแผนการทดลองเครื่องต้นแบบกับกล้องโทรทรรศน์เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.7 เมตร ณ อุทยานดาราศาสตร์สิรินธร จังหวัดเชียงใหม่ ภายในปี 2561 ซึ่งจะมีการพัฒนาระบบต่อเนื่องจนเสร็จภายในปี 2563