เป็นอีกเรื่องที่น่าตื่นเต้นสำหรับประเทศไทยที่จะมีกล้องโทรทรรศน์วิทยุให้ใช้ในระยะเวลาอีกแค่ปีกว่าๆ ข้างหน้า ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุ 40 เมตรที่นับว่าใหญ่ที่สุดในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้อีกด้วย ขณะเดียวกันก็มีความสงสัยเกี่ยวกับการทำงานของกล้องโทรทรรศน์วิทยุว่าทำงานอย่างไร
ทีมข่าวผู้จัดการวิทยาศาสตร์ได้ขอความรู้ไปที่ ดร.พฤทธิ์ เจริญจิตติชัย นักวิจัยชำนาญการและหัวหน้าโครงการกล้องวิทยุดังกล่าว สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.) ถึงการทำงานของกล้องโทรทรรศน์วิทยุ โดยได้อธิบายว่า ข้อมูลที่กล้องโทรทรรศน์วิทยุได้รับนั้นไม่ใช่ข้อมูลเสียง แต่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงคลื่นวิทยุ เช่นเดียวกับคลื่นโทรศัพท์มือถือ หรืออุปกรณ์ไร้สายในชีวิตประจำวัน ซึ่งเทหวัตถุท้องฟ้าต่างๆ นั้นสามารถปล่อยคลื่นวิทยุออกมาได้ สำหรับการใช้งานกล้องโทรทรรศน์วิทยุนั้น
ดร.พฤทธิ์อธิบายว่า กล้องโทรทรรศน์วิทยุประกอบด้วยจานรับสัญญาณที่รวมคลื่นวิทยุให้ไปที่จุดโฟกัส ซึ่งกล้องโทรทรรศน์วิทยุจะมีการติดตั้ง สายสัญญาณ (Feed) เหมือนสายอากาศของโทรศัพท์มือถือ ซึ่งมีหลักการทำงานคล้ายกัน นั่นคือเหนี่ยวนำโลหะให้เกิดสัญญาณไฟฟ้าที่จะถูกขยายสัญญาณเพื่อนำไปแปลงสัญญาณอีกทีโดยระบบรับสัญญาณ (receiver)
การใช้งานกล้องโทรทรรศน์วิทยุโดยทั่วไปมี 2 วิธี วิธีแรกคือใช้กล้องโทรทรรศน์ตัวเดียว ทำการศึกษาสเปกตรัมหรือการแปรเปลี่ยนของความเข้มสัญญาณจากเทหวัตถุต่างๆ เช่น ดาวนิวตรอน หรือบริเวณดาวเกิดใหม่ โดยทั่วไปแล้วกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ประกอบไปด้วยสายสัญญาณและระบบรับสัญญาณ 1 ชุด จะเปรียบกับกล้องถ่ายรูปได้ว่าระบบมีเพียง 1 พิกเซล ทั้งนี้ นักดาราศาสตร์สามารถสร้างแผนภาพหรือรูปภาพบริเวณหนึ่งๆ บนท้องฟ้าได้โดยการเคลื่อนกล้องโทรทรรศน์วิทยุให้แสกนบริเวณดังกล่าวได้
วิธีใช้กล้องโทรทรรศน์แบบที่สองเรียกว่าเครือข่าย VLBI (Vary Long Base Line Interferometer) เป็นเทคนิคการใช้อย่างแพร่หลายในย่านคลื่นวิทยุ โดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยรับสัญญาณมากกว่า 2 สถานีขึ้นไปรับสัญญาณเทหวัตถุพร้อมๆ กัน ข้อมูลจากแต่ละสถานีจะนำมาประมวลพร้อมกันอีกที แล้วใช้การคำนวณทางคณิตศาสตร์เรียกว่า กระบวนการหาความสัมพันธ์ (Correlation) เพื่อสร้างเป็นภาพอีกที ซึ่งมีศูนย์กระบวนการหาความสัมพันธ์ (Correlation Center) ที่นำข้อมูลจากแต่ละสถานีมาประมวลร่วมกัน แล้วสร้างขึ้นมาเป็นภาพ
ตัวอย่างการใช้งานภาพที่ได้จากกล้องวิทยุ เช่น ใช้ศึกษาบริเวณดาวเกิดใหม่ ดูการเคลื่อนตัวของกลุ่มก๊าซ มีโมเลกุลก๊าซแบบไหนบ้าง หรือการทำแผนที่ท้องฟ้า โดยกวาดสำรวจไปบนท้องฟ้าว่าจะเจออะไรบ้างหรือมีวัตถุใหม่ๆ หรือไม่ แต่การทำงานของทั้ง 2 วิธีข้างต้นก็มีข้อดี-ข้อเสียต่างกัน ตามคำอธิบายของ ดร.พฤทธิ์นั้น วิธีแรกมีกล้องโทรทรรศน์เพียงตัวเดียวก็ทำงานได้เลย
ส่วนการใช้เครือข่าย VLBI ต้องมีการวางแผนจัดเวลากล้องฯ ในเครือข่ายให้ทำงานพร้อมๆ กัน ซึ่งแต่ละสถานีจะมีตารางการใช้งานแล้ว จึงต้องนัดช่วงเวลาล่วงหน้าเป็นเวลานาน ซึ่งเป็นเหตุผลหนึ่งที่วิธีนี้มีความยากในการทำงานมากกว่าใช้กล้องโทรทรรศน์เพียงตัวเดียว
นอกจากนี้ในการศึกษาด้วยเครือข่าย VLBI นั้นกล้องโทรทรรศน์วิทยุเหล่านั้นต้องทำงานที่ความถี่เดียวกัน อย่างกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ญี่ปุ่นและเกาหลีนั้นจะทำงานที่ความถี่สูงกว่า ส่วนกล้องโทรทรรศน์วิทยุในยุโรปจะทำงานที่ความถี่ต่ำกว่า
อย่างไรก็ตาม ในการศึกษาทางด้านดาราศาสตร์วิทยุนั้น ดร.พฤทธิ์ระบุว่า หลายครั้งไม่จำเป็นต้องใช้ภาพ เช่น พัลซาร์และดาวนิวตรอนซึ่งเป็นวัตถุความหน้าแน่นยิ่งยวดโดยมีขนาดเพียง 20 กิโลเมตร นักดาราศาสตร์ศึกษาวัตถุเหลานี้ได้โดยการเสปกตรัมและการเปลี่ยนแปลงของความเข้มสัญญาณ ปัจจุบันนักวิจัย สดร.มีการศึกษาดาราศาสตร์วิทยุใน 2 สาขา คือ ศึกษาเกี่ยวกับพัลซาร์และดาวนิวตรอน กับการศึกษาเกี่ยวกับการปลดปล่อยสเปกตรัม ซึ่งมักพบบริเวณดาวเกิดใหม่
สำหรับกล้องโทรทรรศน์วิทยุ 40 เมตรที่ดำเนินการโดย สดร.นั้น จะอยู่ในพื้นที่จำนวน 50 ไร่ ณ ศูนย์ศึกษาการพัฒนาห้วยฮ่องไคร้อันเนื่องมาจากพระราชดำริ อำเภอดอยสะเก็ด จังหวัดเชียงใหม่ ซึ่งพื้นที่ดังกล่าวอยู่ห่างตัวเมืองเชียงใหม่ออกไปประมาณ 30 กิโลเมตร โดยมีแผนดำเนินการระหว่างปี 2560-2563 และคาดว่าจะติดตั้งแล้วเสร็จปลายปี 2562 และเริ่มทดสอบระบบก่อนการเปิดใช้งานประมาณปี 2563
ดร.พฤทธิ์กล่าวว่า กล้องโทรทรรศน์วิทยุดังกล่าวจะเป็นโครงสร้างพื้นฐานหลักทางด้านดาราศาสตร์อีกแห่งของประเทศ ถัดจากหอดูดาวแห่งชาติบนดอยอินทนนท์ ที่ดำเนินการในย่านแสงที่ตามมองเห็น ซึ่งจากการดำเนินงานหอดูดาวแห่งชาติฯ ตั้งแต่ปี 2556 นั้น ได้ทำให้เกิดการศึกษาวิจัยทางด้านดาราศาสตร์อย่างกว้างขวางมากขึ้น มีนักวิจัย นักศึกษา รวมถึงต่างชาติเดินทางมาใช้ ซึ่งคาดว่าอนาคตหากเริ่มใช้งานกล้องโทรทรรศน์วิทยุแล้ว ก็จะก่อให้เกิดชุมชนวิจัยทางด้านดาราศาสตร์วิทยุด้วยเช่นกัน
- คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
- สัญญาณ
- กล้องโทรทรรศน์วิทยุ
- กล้องโทรทรรศน์
- อวกาศ
- ดวงดาว
คลื่นวิทยุและคลื่นแสงเป็นคลื่นมาเหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่และความยาวคลื่นแตกต่างกัน แต่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากัน คลื่นทั้งสองนี้ทำให้เกิดการแผ่รังสีของแม่เหล็กไฟฟ้าในกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ตัวสะท้อนแสงถูกนำมาใช้รวบรวมสัญญาณวิทยุที่มีกำลังอ่อนจากอวกาศและปรับให้เข้าเสาอากาศ ซึ่งเปลี่ยนแปลงและขยายคลื่นวิทยุให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า จานกล้องโทรทรรศน์วิทยุแบบจานเดียวทำงานได้จำกัด แต่เทคนิคสมัยใหม่ใช้เสาอากาศหลายอันเชื่อมต่อกันให้ทำงานร่วมกัน
ที่มา : //www.thaispaceweather.com/news/October06/061004A_03.jpg
องค์ประกอบกล้องโทรทรรศน์วิทยุ กล้องโทรทรรศน์วิทยุมีองค์ประกอบที่สำคัญคือ
1.หน่วยรับคลื่นหรือสายอากาศ (antenna)
2.เครื่องรับ (receiver)
3.หน่วยบันทึกข้อมูล
หน่วยรับคลื่นทำหน้าที่รวมพลังงานคลื่นวิทยุแล้วส่งมาตามสายหรือท่อนำคลื่นมาเข้าเครื่องรับ ซึ่งจะขยายความเข้มขึ้นเป็นอย่างมาก และแปรเปลี่ยนเป็นไฟฟ้ากระแสตรงส่งไปยังหน่วยบันทึกข้อมูล ซึ่งเป็นเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าตรงส่งไปยังหน่วยบันทึกข้อมูล ซึ่งเป็นเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าที่มีปากกาขีดเป็นเส้นกราฟซึ่งเรียกว่า "เครื่องบันทึกแผ่นข้อมูล"
กล้องทรรศน์วิทยุสามารถทำงานได้ทั้งกลางวันและกลางคืน เมฆหมอกไม่มีผลรบกวนการรับคลื่นวิทยุซึ่งยาวกว่าคลื่นแสงมาก และสามารถทะลุผ่านเมฆหมอกในบรรยากาศของโลกและผ่านฝุ่นผงในที่ว่างระหว่างดวงดาวได้ด้วย ดังนั้นจึงสามารถสำรวจวัตถุต่างๆ ในทิศทางที่กล้องโทรทรรศน์ใช้แสงส่องตรวจไม่ได้ เพราะถูกบังด้วยฝุ่นและแก๊สทึบแสง
//sites.google.com/site/specctec/thekhnoloyi-klxngthorthrrsn/klxngthorthrrsn-withyu
กล้องโทรทรรศน์วิทยุ มีอะไรบ้าง
องค์ประกอบกล้องโทรทรรศน์วิทยุ กล้องโทรทรรศน์วิทยุมีองค์ประกอบที่สำคัญคือ 1.หน่วยรับคลื่นหรือสายอากาศ (antenna) 2.เครื่องรับ (receiver) 3.หน่วยบันทึกข้อมูล
กล้องโทรทรรศน์ใด ใช้สังเกตวัตถุท้องฟ้าในช่วงคลื่นวิทยุ
กล้องโทรทรรศน์วิทยุฟาสต์ (FAST telescope) กล้องโทรทรรศน์วิทยุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลก ตั้งอยู่ในมณฑลกุ้ยโจว ทางตอนใต้ของประเทศจีน มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 500 เมตร ใช้สังเกตการณ์ที่ความ ยาวคลื่น 0.1 – 4.3 เมตร สามารถใช้ศึกษาวัตถุท้องฟ้าที่อยู่ไกลเช่น พัลซาร์และซูเปอร์โนวา นอกจากนั้นแล้ว ยังสามารถใช้ศึกษาดาวเคราะห์นอก ...
กล้องโทรทรรศน์ช่วงคลื่นแสงที่มองเห็น มีอะไรบ้าง
กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) ตั้งตามชื่อของนักดาราศาสตร์นามว่า เอ็ดวิน ฮับเบิล (Edwin Hubble) เป็นกล้องโทรทรรศน์ชนิดสะท้อนแสง มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของกระจกปฐมภูมิ 2.4 เมตร ใช้สังเกตการณ์ได้หลายช่วงคลื่น เช่น แสงที่มองเห็น (visible light) อินฟราเรดใกล้ (near infrared) อัลตราไวโอเลต (ultraviolet)
กล้องโทรทรรศน์ช่วงคลื่นอินฟราเรดใช้สำรวจบริเวณใด
กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดมีคุณสมบัติในการตรวจจับวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำ เช่น ดาวเคราะห์ ฝุ่น แก๊ส น้ำแข็ง แต่เนื่องจากโลกมีความอบอุ่นและแผ่รังสีอินฟราเรด ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องส่งกล้องโทรทรรศน์รังสีอินฟราเรดสปิทเซอร์ (SST) ขึ้นไปโคจรรอบดวงอาทิตย์โดยมีระยะห่างจากโลก 0.1 AU (15 ล้านกิโลเมตร) SST ติดตั้งเกราะขนาดใหญ่ ...