ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก

เทคโนโลยีอะไรที่อยู่ภายในกล้องโทรทรรศน์แนนซี เกรซ โรมัน

31 ส.ค. 697 นาที31 ส.ค. 69

กล้องโทรทรรศน์แนนซี เกรซ โรมัน (Nancy Grace Roman Space Telescope) กำลังจะกลายเป็นดวงตาดวงใหม่ในการสำรวจเอกภพ ซึ่งนอกเหนือจากคำอธิบายของการส่องดวงดาว

ขนาดตัวอักษร

กล้องโทรทรรศน์แนนซี เกรซ โรมัน (Nancy Grace Roman Space Telescope) กำลังจะกลายเป็นดวงตาดวงใหม่ในการสำรวจเอกภพ ซึ่งนอกเหนือจากคำอธิบายของการส่องดวงดาว ทำแผนที่ดวงดาวในทางช้างเผือก ตามหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ และศึกษาสสารมืดควบคู่กับกล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวอื่น ๆ ด้วย ซึ่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ขึ้นชื่อว่ามีกระจกปฐมภูมิขนาดเทียบเท่ากับกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลนี้มีเทคโนโลยีอะไรที่ซุกซ่อนอยู่ภายในนี้กันบ้าง

กล้องโทรทรรศน์จากดาวเทียมสอดแนมที่มีขนาดเท่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

ในช่วงปี 2011 สำนักงานลาดตระเวนแห่งชาติและหน่วยงานข่าวกรองของสหรัฐฯ (National Reconnaissance Office - NRO) ที่ทำหน้าที่สร้างและควบคุมดาวเทียมจารกรรมโดยเฉพาะ ได้รายงานว่าทำการบริจาคโครงสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ไม่ได้ใช้งานแล้วจำนวน 2 ตัวให้กับทาง NASA โดยกล้องเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นตั้งแต่ช่วงปลายยุค 90s ถึงต้นยุค 2000s สำหรับโครงการดาวเทียมสอดแนมที่ชื่อว่า Future Imagery Architecture ซึ่งสุดท้ายถูกยกเลิกโครงการไป

กระจกปฐมภูมิที่ได้มานี้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 เมตร ซึ่งใหญ่เท่ากับกระจกของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble) พอดีเป๊ะ แต่สิ่งที่เหนือกว่าคือระบบเลนส์ถูกออกแบบมาให้มีความยาวโฟกัสสั้นกว่า เมื่อ NASA นำมาปรับปรุงและติดตั้งเซนเซอร์รับภาพแบบใหม่ จึงทำให้กล้องโทรทรรศน์ตัวใหม่ที่พวกเขาว่าแผนนี้มีขอบเขตการมองเห็น (field of view) กว้างกว่ากล้องฮับเบิลถึง 100 เท่า และต่อมากล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวนี้ก็ได้ชื่อว่า กล้องโทรทรรศน์แนนซี เกรซ โรมัน ที่มีต้นกำเนิดจากดาวเทียมสอดแนมของ NRO

เซนเซอร์ถ่ายภาพขนาด 300 ล้านพิกเซล

เซนเซอร์หลักของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Nancy Grace Roman ที่เรียกว่า Wide Field Instrument (WFI) มีความละเอียดที่ 300.8 ล้านพิกเซล ถือว่าเป็นเซนเซอร์ที่มีความละเอียดมากที่สุดเท่าที่เคยสร้างมาสำหรับภารกิจอวกาศในช่วงคลื่นอินฟราเรด ซึ่งมากกว่าเซนเซอร์ WFC3 ภายในกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลหลายสิบเท่าที่มีความละเอียดเพียงแค่ 16 ล้านพิกเซลเท่านั้น ด้วยมุมมองที่กว้างกว่าของกระจกปฐมภูมิและเซนเซอร์ที่มีทั้งขนาดและความละเอียดที่มากกว่าฮับเบิล ภาพที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรมันจึงครอบคลุมพื้นที่มากกว่ากล้องฮับเบิล 100 เท่า

เซนเซอร์ในย่านอินฟราเรดที่มีความละเอียดมากถึง 300 ล้านพิกเซลนับว่าคือหนึ่งในนวัตกรรมของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ เนื่องจากเซนเซอร์ในย่านอินฟราเรดนั้นมีกระบวนการผลิตที่ยุ่งยากและซับซ้อนมากกว่าเซนเซอร์ที่รับในย่านแสงที่ตามองเห็นเพียงอย่างเดียว เนื่องจากต้องใช้วัสดุพิเศษเป็นตัวตั้งต้น อย่าง HgCdTe (Mercury Cadmium Telluride) ไม่เหมือนกับเซนเซอร์ในย่านแสงที่ตามองเห็นปกติที่ใช้ซิลิกอนในการเป็นวัสดุตั้งต้น

และอีกทั้งคลื่นอินฟราเรดคือ คลื่นความร้อน หากตัวกล้องหรือแผงวงจรมีอุณหภูมิห้อง เซนเซอร์อินฟราเรดจะมองเห็นความร้อนของตัวเซนเซอร์เอง สว่างจ้าจนบดบังแสงจากอวกาศไปหมด การออกแบบเซนเซอร์อินฟราเรดขนาดใหญ่จึงต้องมาพร้อมระบบหล่อเย็นที่ซับซ้อนมาก เพื่อเลี้ยงให้เซนเซอร์มีอุณหภูมิติดลบอยู่ตลอดเวลา

ครั้งแรกที่เราจะสามารถบดบังแสงจากดาวฤกษ์ที่ห่างไกลเพื่อจับภาพดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ

นอกเหนือจากอุปกรณ์ถ่ายภาพ WFI ภายในกล้องโทรทรรศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรมันยังมีอีกอุปกรณ์หนึ่งคือ Coronagraph Instrument (CGI) ซึ่งเป็นอุปกรณ์บังแสงของพื้นผิวดาวฤกษ์

โคโรนากราฟเป็นอุปกรณ์สำหรับการบังแสงของดวงอาทิตย์เพื่อใช้ในการศึกษาชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ เพราะแสงจากพื้นผิวของดวงอาทิตย์นั้นสว่างจนบดบังชั้นบรรยากาศรอบนอกของดวงอาทิตย์ไปเสียหมด และการจะรอให้วัตถุขนาดใหญ่มาบังแสงอย่างสุริยุปราคาก็เป็นกระบวนการที่ใช้เวลานานดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงออกแบบเครื่องมือโคโรนากราฟเพื่อบัดบงแสงจากพื้นผิวของดวงอาทิตย์และมองเห็นชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ได้ง่ายมากขึ้น

สำหรับ CGI ภายในกล้องโทรทรรศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรมัน ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อการศึกษาชั้นบรรยากาศของดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลออกไป แต่ใช้งานเพื่อบังแสงของดาวฤกษ์เพื่อให้สามารถมองเห็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่มีความสว่างน้อยกว่าดาวฤกษ์ถึง 10,000 เท่า

ซึ่ง CGI ไม่ใช่การเอาจุดมาบังแสงของดาวฤกษ์แบบที่เราทำกับดวงอาทิตย์ แต่คือการใช้หลักการเลี้ยวเบนของแสง โดยให้แสงลอดผ่านช่องว่างแคบ ๆ ของอุปกรณ์ ก่อนที่อุปกรณ์ Deformable Mirror หรือกระจกที่สามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างการสะท้อนแสงในหลักนาโนเมตรจะทำหน้าที่ปรับหน้าคลื่นการสะท้อนของแสง ทำให้แสงเกิดการหักล้างกันหมดเกิดพื้นที่ที่มืดสนิทบริเวณรอบ ๆ ดาวฤกษ์ ซึ่งในพื้นที่มืดนี้เอง ที่แสงสะท้อนจาง ๆ จากดาวเคราะห์ดวงจิ๋วจะปรากฏตัวขึ้นมาให้กล้องถ่ายภาพได้

CGI สำคัญมากต่ออนาคตของการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะเนื่องจากปัจจุบันเรามักค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบด้วยวิธีทางอ้อม เช่น ดูแสงดาวฤกษ์ที่หรี่ลงตอนดาวเคราะห์โคจรตัดหน้า (Transit) แต่ CGI ของกล้อง Roman จะทำให้เราสามารถ ถ่ายภาพดาวเคราะห์ได้โดยตรง โดยมีประสิทธิภาพในการตัดแสงรบกวนที่ดีกว่าเทคโนโลยีเดิมบนอวกาศถึง 1,000 เท่า

วิทยาศาสตร์ที่เราจะได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรมัน

การทำแผนที่เอกภพคือหนึ่งในเป้าหมายหลักของกล้องโทรทรรศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรมัน แต่นอกเหนือจากการทำแผนที่แล้ว กล้องโทรทรรศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรมัน ยังมีเป้าหมายและสามารถสร้างการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ต่าง ๆ ได้อีกมากมาย หนึ่งในนั้นคือการไขปริศนาของสสารมืด

กล้องโทรทรรศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรมันมีเป้าหมายเพื่อทำแผนที่สสารมืดด้วยอาศัยเลนส์ความโน้มถ่วง เมื่อแสงจากกาแล็กซีไกลโพ้นเดินทางผ่านกลุ่มก้อนสสารมืด ความโน้มถ่วงจะทำให้ภาพกาแล็กซีบิดเบี้ยวไปเล็กน้อย (Weak Gravitational Lensing) โรมันจะใช้วัดความบิดเบี้ยวนี้ในสเกลระดับจักรวาล เพื่อวาดแผนที่โครงสร้าง 3 มิติของสสารมืด อีกทั้งยังทำการศึกษาสสารมืดผ่าน Baryon Acoustic Oscillations ร่องรอยที่อยู่ในพลาสมาความหนาแน่นสูงยุคก่อนที่เอกภพจะเย็นตัวลง (Recombination)

และด้วยประสิทธิภาพของกล้องโทรทรรศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรมันนั้นสูงมากทำให้สามารถสังเกตจับความเปลี่ยนแปลงของแสงดาวฤกษ์เพียงเล็กน้อยได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งนักดาราศาสตร์จะนำศักยภาพนี้มาใช้ในการสำรวจสำมะโนประชากรของดาวฤกษ์ทั่วทั้งทางช้างเผือกผ่านการสังเกตจุดดำบนพื้นผิวของดาวฤกษ์เหล่านั้น เพื่อคำนวณหาอายุและความเร็วในการหมุนรอบตัวเองของดาวฤกษ์ และด้วยประสิทธิภาพนี้ยังทำให้สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของแสงจากอวกาศพื้นหลังได้ดีมากขึ้นด้วย ทำให้สามารถตรวจจับหลุมดำที่อยู่อย่างเอกเทศ (Isolated Black Holes) ได้ เป็นการสำรวจสถิติใหม่ของประชากรหลุมดำในทางช้างเผือกโดยไม่ต้องพึ่งพาการแผ่รังสี

ซึ่งที่กล่าวมาทั้งหมดเป็นเพียงส่วนเล็กน้อยเท่านั้นของกล้องโทรทรรศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรมันจะสามารถทำได้ โดยนักดาราศาสตร์เชื่อว่าตลอดการทำงานในภารกิจหลักของกล้องโทรทรรศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรมัน ตัวกล้องจะสามารถให้การค้นพบทางดาราศาสตร์และศักยภาพในการทำแผนที่ได้เหนือกว่ายุคสมัยของกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ผ่านมา เปิดประตูสู่การค้นพบทางดาราศาสตร์และเอกภพวิทยาได้มากกว่าที่เคยอย่างแน่นอน


อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS


“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

เขียนโดย

🌎 "รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก" ไปกับ Thai PBS Sci & Tech • วิทยาศาสตร์ • เทคโนโลยี นวัตกรรม • ดาราศาสตร์ • Media Literacy • Cyber Security • Tips & Tricks • Trends

บทความที่เกี่ยวข้อง

กล้องฯ แนนซี เกรซ โรมัน ประกอบเสร็จสมบูรณ์ พร้อมเตรียมการปล่อยสู่อวกาศเร็วกว่ากำหนดอวกาศ

กล้องฯ แนนซี เกรซ โรมัน ประกอบเสร็จสมบูรณ์ พร้อมเตรียมการปล่อยสู่อวกาศเร็วกว่ากำหนด

กล้องโทรทรรศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรมัน (Nancy Grace Roman Space Telescope) ประกอบเสร็จสมบูรณ์แล้ว ซึ่งเร็วกว่ากำหนดมาก

19 ธ.ค. 68|19 ธ.ค. 68
อ่านต่อ →
กล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมัน จะช่วยทำให้วัดอายุของ “ดาวฤกษ์” ในจักรวาลของเราได้อย่างไรอวกาศ

กล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมัน จะช่วยทำให้วัดอายุของ “ดาวฤกษ์” ในจักรวาลของเราได้อย่างไร

การเดาอายุบุคคลอาจจะเป็นเรื่องทั่วไปในสังคมมนุษย์ แต่สำหรับการคาดเดาอายุของ “ดาวฤกษ์” ที่มีอายุมากกว่าพันล้านปีซึ่งมีอยู่ทั่วไปในเอกภพ โครงการกล้องโทรทรรศน์อวกาศรุ่นใหม่ของนาซา กล้องโทรทรรศน์อวกาศ Nancy Grace Roman จะวัดอายุของดาวฤกษ์ได้อย่างไร

12 เม.ย. 67|12 เม.ย. 67
อ่านต่อ →
อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%AI

อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%

วันนี้ (12 ต.ค. 69) หนึ่งในประเด็นที่ถูกพูดถึงในวันแรกของงาน World Bank Flagship “Small AI: More and Better Jobs” ระหว่างการประชุมประจำปี IMF และ World Bank Group 2026 ณ กรุงเทพมหานคร

12 ต.ค. 69|19 นาทีที่แล้ว
อ่านต่อ →
พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้าสิ่งแวดล้อม

พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้า

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคตเทคโนโลยี

หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคต

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศวิทยาศาสตร์

กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศ

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ลูกเรือ Crew-12 กลับถึงโลกปลอดภัย! ปิดฉากภารกิจในอวกาศ 237 วันอวกาศ

ลูกเรือ Crew-12 กลับถึงโลกปลอดภัย! ปิดฉากภารกิจในอวกาศ 237 วัน

09 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
รู้จัก 2 ภาพจาก Google Doodle ต้อนรับสัปดาห์อวกาศโลก 2026อวกาศ

รู้จัก 2 ภาพจาก Google Doodle ต้อนรับสัปดาห์อวกาศโลก 2026

08 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
อวกาศอาจเป็นทางออก ! เมื่อพลังงานจากโลกไม่พอใช้ จนหลายชาติเล็งผลิตไฟฟ้านอกโลกอวกาศ

อวกาศอาจเป็นทางออก ! เมื่อพลังงานจากโลกไม่พอใช้ จนหลายชาติเล็งผลิตไฟฟ้านอกโลก

07 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
นาซาพบหลุมอุกกาบาตเกิดใหม่บนดวงจันทร์ ขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยบันทึกได้อวกาศ

นาซาพบหลุมอุกกาบาตเกิดใหม่บนดวงจันทร์ ขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยบันทึกได้

06 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ย้ายกล้องไปบนดวงจันทร์? นักวิทย์แห่เสนอภารกิจใหม่ หนีมลภาวะทางแสงจากบนโลกอวกาศ

ย้ายกล้องไปบนดวงจันทร์? นักวิทย์แห่เสนอภารกิจใหม่ หนีมลภาวะทางแสงจากบนโลก

03 ต.ค. 69
อ่านต่อ →