James Webb in the nutshell : กล้องโทรทรรรศน์อวกาศที่จะพาความฝันของนักดาราศาสตร์ไปท่องทั่วจักรวาล
.
เมื่อเอ็ดวิน ฮับเบิล(Edwin Hubble)ได้บอกทุกคนว่าดาราจักรที่อยู่ห่างไกลนั้นก็เหมือนกับทางช้างเผือก มันมีดวงดาวอยู่มากมาย และมันกำลังแยกห่างออกจากกัน นั่นหมายความว่ายิ่งไกลออกไปดาราจักรเหล่านั้นก็ยิ่งเก่าแก่ เมื่อนักวิทยาศาสตร์บอกว่ากาแล็กซีแอนโดรเมดา(Andromeda Galaxy) ห่างจากเรา 2,500,000 ปีแสง นั่นหมายความแสงใช้เวลาเดินทางกว่า สองล้านห้าแสนปีกว่าจะถึงโลก และทำให้เราประเมินอายุคร่าว ๆ ได้ “อย่างน้อย” แล้ว 2,500,000 ปี นี่หมายความว่ายิ่งเรามองออกไปไกลเท่าไหร่ เราก็สามารถมองย้อนเวลากลับไปยังอดีตได้ไกลเท่านั้น
นักดาราศาสตร์จึงเกิดคำถามขึ้นมาว่า “แล้วดาราจักรที่เก่าแก่ที่สุดมีอายุเท่าไหร่?, พวกมันก่อตัวขึ้นอย่างไรในตอนแรก? และเมื่อเวลาผ่านไปพวกเขาเปลี่ยนไปอย่างไร?” เพื่อตอบคำถามกล้องโทรทรรศ์เจมส์ เวบบ์จึงถึงกำเนิดขึ้น
.
จริง ๆ แล้ว เวบบ์ ถูกเสนอขึ้นมาในปี 1989 ก่อนการเปิดตัวของกล้องโทรทัศน์อวกาศฮับเบิลด้วยซ้ำ แต่ด้วยเทคโนโลยีและที่สำคัญ งบประมาณ โครงการนี้ต้องใช้ค่าใช้จ่ายมากถึง 11 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ หรือประมาณ 3แสนกว่าล้านบาท ทำให้ไม่มีรัฐบาลไหนอยากจะลงทุนโดยที่ไม่ทราบว่าจะคุ้มทุนหรือไม่
แต่ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ไม่เคยมีอะไรที่ขาดทุน ความรู้นั้นประเมินค่าไม่ได้ ทำให้เจมส์ เวบบ์ ถูกสร้างโดยพันธมิตร 3 องค์กร คือ NASA หัวเรือใหญ่, ESA(European Space Agency) และ CSA(Canadian Space Agency) ที่พร้อมจะนำพาความหวัง ความตื่นเต้น และความหวังจากวงการวิทยาศาสตร์ทั่วโลก ออกสำรวจจักรวาลที่สวยงามนี้
.
“การสังเกตการณ์ที่ฉันตื่นเต้นมากที่สุดคือการสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบ(Exoplanet) โดยเฉพาะอย่างยิ่งดาวเคราะห์นอกระบบที่อยูในเขตที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยหรือ Habitable zone และฉันหวังว่ามันจะสามารถอธิบายลักษณะบรรยากาศของดาวเคราะห์ได้” มาริโอ ลิวิโอ(Mario Livio, มหาวิทยาลัยเนวาดา)กล่าว
มองย้อนกลีบไปในห้วงลึกและหาเอเลี่ยน
.
นักวิทยาศาสตร์ตั้งเป้าหมายว่า Webb จะมองลึกลงไปไกลในอวกาศที่จะย้อนกลับไปได้ถึงราวๆ 3,000,000 ปีหลังจากเหตุการณ์บิ๊กแบง(Big Bang) “Webb จะเป็นผู้พลิกโฉมวงการวิจัยทางดาราศาสตรต์เช่นเดียวกับฮับเบิล ความสามารถด้านอินฟราเรดของ Webb จะเปิดพรมแดนใหม่สำหรับการถ่ายภาพและสเปกโตรสโกปี(spectroscopy)” ไฮดิ แฮมเมล(Heidi Hammel, NASA)
ทฤษฏีบิ๊กแบงค์ที่กำเนิดจักรวาลในปัจจุบัน
James Webb ถูกวางไว้ให้ทำภารกิจ 10 ปี โดยมีหลัก ๆ ดังนี้ ติดตามวิวัฒนาการของการก่อตัวกาแลคซี , ศึกษาการก่อตัวของระบบดาวและดาวเคราะห์, จำแนกลักษณะระบบดาวเคราะห์นอกระบบและมองหาสัญญาณแห่งชีวิตที่เป็นไปได้, สังเกตดาวฤกษ์ยุคแรกๆ ที่ก่อตัวขึ้นหลังบิกแบง
.
มันมีจุดเด่นที่แตกต่างจากฮับเบิลที่โดดเด่นในช่วงแสงที่มองเห็นได้(Visible Light) แม้จะมองเห็นช่วงอินฟราเรดได้ แต่ก็ไม่มากนั้น ในขณะที่ Webb นั้นเน้นไปยังคลื่นอินฟาเรด นี่เป็นสิ่งสำคัญ Webb จะทำให้เรามองทะลุกลุ่มฝุ่นเมฆหมอกที่บดบังดาวฤกษ์ใด ๆ ได้อย่างชัดเจน
ทำให้นักดาราศาสตร์ได้ศึกษากระบวนการก่อตัวของดาวฤกษ์แสนไกลได้ ซึ่งแสงที่เดินทางมาหลายพันล้านปี ข้ามจักรวาลมา อาจถูกบดบังได้หากใช้ฮับเบิล นอกจากนี้มันยังนำความตื่นเต้นมายังผู้ที่ค้นหาเอเลี่ยนอีกด้วย
.
Webb จะสำรวจสเปกตรัมของชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบมาศึกษา บางทีอาจทำให้เราเจอน้ำ หรือก๊าซมลพิษของอารยธรรมต่างดาวเช่นคาร์บอนไดออกไซด์ก็ได้ การจ้องลึกไปยังอวกาศห้วงลึกโดยรวบรวมแสงและข้อมูลกาแล็กซีที่ห่างไกลอีกทั้งยังเก่าแก่ที่สุดจะทำให้เราได้เรียนรู้อะไรอีกมากมายในจักรวาลใบนี้
ภาพเปรียบเทียบระหว่างแสงที่มองเห็นได้กับอินฟราเรด
สุดยอดทางวิศวกรรม
.
เพื่อตอบสนองวัตถุประสงค์และภารกิจที่ยากที่สุดเท่าที่มนุษยชาติเคยทำ Webb จึงต้องเทคนิคพิเศษยิ่งขึ้น เมื่อเทียบกับฮับเบิล Webb มีขนาดใหญ่กว่าราว ๆ 3-4 เท่า มีมุมมองกล้องที่กว้างกว่า 15 เท่า เก็บแสงได้มากกว่า 6 เท่า และกระจกหลักที่กว้างกว่า 6.5 เมตร ทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมสูงกว่าฮับเบิลราว 100 เท่า! อีกทั้งขนาดใหญ่ของมันทำให้ Webb ถูกออกแบบมาให้ “พับได้” เพื่อสามารถอยู่ในห้องขนส่งของจรวด และมันต้องทำงานอย่างสมบูรณ์ตั้งแต่ครั้งแรกที่ถูกปล่อยมิฉะนั้น โครงการแสนล้านจะไร้ค่า
James Webb ที่ถูกพับอยู่
กระจกหกเหลี่ยม(Primary Mirro) ที่คอยรวมแสงนี้เป็นกระจก 18 ชิ้นแยกกัน มันจะสะท้อนแสงไปยังกระจกตัวที่สองที่อยู่ด้านหน้า(Secondary Miror) ที่จะส่งแสงเข้มข้นไปยังตัวรับภาพภายในกล้องอีกทีหนึ่งซึ่งประกอบไปด้วยเครื่องมือพิเศษที่หลากหลายไม่ว่าจะเป็น
.
- Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec): ออกแบบโดย European Space Agency (ESA) โดยได้รับการสนับสนุนจาก NASA NIRSpec จะช่วยให้นักดาราศาสตร์มองเห็นแสงของดาวฤกษ์และกาแลคซีกลุ่มแรกๆ
- กล้องอินฟราเรดใกล้ (NIRCam): NIRCam มีโคโรนากราฟในตัว ทำให้สามารถบล็อกแสงจากดาวฤกษ์ที่เป็นโฮสต์ไปยังภาพดาวเคราะห์นอกระบบที่อยู่ใกล้เคียงได้ นอกจากนี้ยังข่วยให้ถ่ายภาพดาวฤกษ์และกาแล็กซียุคแรกสุด ตลอดจนดาวอายุน้อยในทางช้างเผือกด้วย
.
- Mid-Infrared Instrument (MIRI): คล้ายกับ NIRCam, MIRI จะทำงานที่ความยาวคลื่นกลางอินฟราเรดที่ยาวกว่า
.
- NIRISS Imager Slitless Spectrograph อินฟราเรดใกล้ (NIRISS): สร้างขึ้นโดย Canadian Space Agency, NIRISS จะสังเกตความยาวคลื่นตั้งแต่ 0.8 ถึง 5.0 ไมครอน, ซึ่งจะแยกและวัดแสงของทุกสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ต้องการ
เพื่อให้ Webb ทำงานได้อย่างราบรื่น มันจึงต้องการสถานที่ที่โดดเดี่ยวและหนาวเย็นที่สุดนั่นคือตำแหน่งที่นักดาราศาสตร์เรียกว่า L2 เป็นจุดที่จะเลยโลกไปทางดาวอังคารอีกราว 1.5 ล้านกิโลเมตร โดยจะหลบอยู่หลังเงาโลกเพื่อป้องกันแสงและรังสีจากดวงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังมีแผงกั้นความร้อนอีกหลายชั้นซึ่งจะช่วยให้อุณหภูมิของ Webb มีความสเถียรที่ประมาณ - 204 องศาเซลเซียส
.
"เมื่อคุณออกจากโลก คุณจะมีพื้นที่ขนาดใหญ่ที่ช่วยให้คุณสามารถเล็งกล้องโทรทรรศน์และจ้องไปที่สิ่งต่าง ๆ เป็นเวลานานเพื่อบันทึกวัตถุที่เลือนลางได้" Paul Geithner(รองผู้จัดการโครงการของ Webb)กล่าว ในขณะที่ Lizy-Destrez(เจ้าหน้าที่อีกคนหนึ่ง) เสริมว่า “ถ้าคุณต้องการดูดาว คุณต้องอยู่ในความว่างเปล่าเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีแสงที่รบกวนการวัดของคุณ” ความร้อนในอวกาศจากดวงอาทิตย์อาจรบกวนได้ ดังนั้นการหลบอยู่หลังเงาของโลกคือสิ่งที่ต้องการ
ตำแหน่งที่ James Webb จะโครจรอยู่
Ready For Launch
.
ตลอด 12 ปีของการก่อสร้าง ทีมงานได้ทดสอบมากมาย ไม่ว่าจะเป็นกล้องโทรทัศน์ เครื่องมือวัด การเขย่าเพื่อจำลองการปล่อย และทดสอบมันอีกครั้งภายใต้สภาวะทุกอย่างที่ Webb จะพบเจอ กล้องโทรทัศน์จะถูกควบคุมจากระยะไกลผ่านสัญญาณวิทยุ แต่ด้วยระยะทางการส่งสัญญาณจะเวลา 6 วินาทีในการเดินทาง
.
อย่างไรก็ตามทีมงานทุกคนก็เตรียมพร้อม ชิ้นส่วนทุกชิ้นส่วนได้รับการตรวจสอบอย่างดีและซ้ำอีกหลายรอบเพื่อให้ Webb ทำงานได้อย่างเฟอร์เฟ็คทันทีที่มันถูกปล่อยออกมาเพราะนักวิทศาสตร์ไม่อาจส่งใครไปซ่อมบำรุงหรือแม้แต่อัพเกรดมัน
.
ท้ายที่สุดหลังจากผ่านการเลื่อนมาหลายครั้งหลายครา James Webb ก็พร้อมจะได้รับการปล่อยตัวเพื่อทำหน้าที่นักวิทยาศาสตร์ทุกคนหวังไว้แล้ว หากไม่มีอะไรต้องเลื่อน มันจะถูกปล่อยตามกำหนดในวันที่ 25 ธันวาคมนี้ตามเวลาท้องถิ่น
พร้อมท่องอวกาศห้วงลึกกันรึยัง?
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
