VLBI กล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่กว่าโลก

26 เมษายน 2540 รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)

องค์การนาซาและหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติ (National Radio Astronomy Observatory) ได้ร่วมมือกันสร้างเครื่องมือทางดาราศาสตร์ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมา กล้องนี้ไม่อาจเรียกว่าใหญ่ที่สุดในโลกเพราะมันใหญ่เลยล้ำออกนอกโลกและใหญ่กว่าโลกถึง ๒ เท่าครึ่ง เครื่องมือนี้คือกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ซึ่งจะทำให้นักดาราศาสตร์ได้เห็นภาพของเอกภพที่กว้างไกลและคมที่สุด

โครงการนี้มีชื่อว่า Very Long Baseline Interferometry (VLBI) Space Observatory Program (VSOP) เป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุติดอยู่บนดาวเทียมของสถาบันอวกาศและวิทยาศาสตร์การบินอวกาศของญี่ปุ่น กล้องโทรทรรศน์วิทยุลอยฟ้าขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ๘ เมตรตัวนี้ จะทำงานร่วมกับกล้องโทรทรรศน์วิทยุภาคพื้นดิน

ดาวเทียมหนัก ๘๓๐ กิโลกรัมนี้ได้ขึ้นสู่ท้องฟ้าไปแล้วเมื่อวันที่ ๑๑ กุมภาพันธ์ เวลา ๑๑:๕๐ นาฬิกาตามเวลาในประเทศไทย จากฐานที่ศูนย์อวกาศตาโกชิมา ทางตอนใต้ของคิวชู และยังเป็นการปฏิบัติการครั้งแรกของจรวดขับดันในตระกูล M-5 ของ ISAS อีกด้วย

ดาวเทียมนี้เป็นส่วนหนึ่งของการร่วมมือนานาชาติซึ่งนำโดย ISAS และสนับสนุนโดยสถาบันอวกาศและวิทยาศาสตร์การบินอวกาศญี่ปุ่น Jet Propulsion Laboratory จากองค์การนาซา และหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติ(NRAO) องค์การอวกาศแคนาดา ศูนย์บริการกล้องโทรทรรศน์ออสเตรเลีย เครือข่าย VLBI ยุโรป และ สถาบัน VLBI ของยุโรป

โครงการนี้เป็นการร่วมมือระหว่างประเทศซึ่งกล้องโทรทรรศน์ประมาณ ๔๐ ตัวจาก ๑๕ ประเทศจะทำงานประสานกันกับดาวเทียม กล้องภาคพื้นดินที่ใช้นี้ รวมถึง เครือข่ายกล้อง ๑๐ ตัวที่ชื่อว่า VLBA (Very Long Baseline Array) ของ National Science foundation เครือข่าย Deep Space Network ของ NASA ที่ประกอบด้วยกล้องขนาด ๗๐ เมตร ๓ ตัวจาก ๓ มุมโลก เครือข่าย European VLBI ที่ประกอบด้วยกล้องโทรทรรศน์กว่า ๑๐ ตัว เรียงกันเป็นแนวตั้งแต่อังกฤษถึงจีน เครือข่ายซีกโลกใต้ที่มีกล้องโทรทรรศน์เรียงกันตั้งแต่ออสเตรเลียตะวันออกจนถึงแอฟริกาใต้ และเครือข่ายของกล้องโทรทรรศน์วิทยุในญี่ปุ่น

ดาวเทียมโคจรรอบโลกรอบหนึ่งในเวลา ๖ ชั่วโมง มีวงโคจรที่รีมาก โดยช่วงที่ใกล้โลกที่สุดมีความสูงจากพื้นดิน ๙๙๒ กิโลเมตร ส่วนช่วงที่ไกลโลกที่สุดก็จะสูงถึง ๑๙,๘๔๐ กิโลเมตร

เทคนิค interferometry เป็นเทคนิคซึ่งใช้โดยนักดาราศาสตร์วิทยุ โดยนำสัญญาณจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุหลายอันที่อยู่ห่างกันมาก ๆ มารวมกันทางอิเล็กทรอนิกส์ ด้วยวิธีนี้ ทำให้ได้กำลังแยกภาพเสมือนกับกล้องโทรทรรศน์ตัวใหญ่หนึ่งตัว ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับระยะห่างของกล้องโทรทรรศน์ ที่นำมาเรียงกัน ยิ่งกล้องโทรทรรศน์อยู่ห่างกันมากเท่าใด กำลังการแยกภาพก็สูงขึ้นเท่านั้น เครือข่ายของโทรทรรศน์วิทยุที่ใช้หลัก interferometry ในปัจจุบันมีอยู่หลายแห่งแต่เป็นเครือข่ายที่กล้องโทรทรรศน์ทั้งหมดตั้งอยู่บนพื้นโลก แต่ครั้งนี้จะเป็นครั้งแรกที่เครือข่ายครอบคลุมไปถึงกล้องที่อยู่นอกโลก ซึ่งจะทำให้มีกำลังแยกภาพสูงกว่าเดิมถึง ๓ เท่า ระบบดาวเทียมที่ใช้นี้จะมีกำลังแยกภาพสูงกว่าของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในย่านแสงที่ตามองเห็นถึง ๑,๐๐๐ เท่า หรือเท่ากับสามารถมองเห็นเมล็ดข้าวที่อยู่ในโตเกียวได้จากนครลอสแองเจลีส

ในช่วงสัปดาห์แรกหลังจากปล่อยจรวดไปแล้ว นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจะทดสอบการทำงานหลายอย่างของดาวเทียม คือ การเรียงตัวของดาวเทียมกับกล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลก การส่งข้อมูลช่วงความถี่กว้างมายังโลก การทำงานของเครื่องขยายสัญญาณรบกวนต่ำ และระบบควบคุมการโคจรความเที่ยงตรงสูงซึ่งจำเป็นสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศของ VLBI ส่วนงานสำรวจทางวิทยาศาสตร์จริง ๆ จะเริ่มต้นราวต้นเดือนพฤษภาคม

การสำรวจของดาวเทียมดวงนี้จะมุ่งความสนใจไปยังวัตถุท้องฟ้าที่อยู่ไกลมาก ๆ ซึ่งทัศนวิสัยอันเฉียบคมในย่านความถี่วิทยุนี้จะสามารถไขปริศนาดาราศาสตร์ได้อย่างมากมาย หนึ่งในปริศนาเหล่านั้นก็คือการค้นหาหลุมดำในใจกลางเควซาร์และดาราจักร นักดาราศาสตร์เชื่อว่า ภายในใจกลางของวัตถุที่ปั่นป่วนรุนแรงอย่างเควซาร์และดาราจักรจำนวนมากมีหลุมดำขนาดยักษ์อยู่ แต่ยังต้องรอการพิสูจน์ ซึ่งโครงการ VSOP นี้พร้อมแล้วที่จะเปิดเผยความลับจากขอบจักรวาล

ที่มา:

  • AUFORA News Update, Monday February 10th, 1997