กล้องโทรทรรศน์ อธิบายอวกาศกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลและเจมส์เวบบ์

กล้องโทรทรรศน์ ตัวแทนของฮับเบิลที่มีราคาเกือบ 10,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ยังคงใช้สิ่งต่างๆจากเมื่อ 60 ปีที่แล้วอยู่หรือไม่ ทุกคนเคยได้ยินเกี่ยวกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศ ซึ่งแขวนอยู่บนท้องฟ้าและเฝ้าดูจักรวาลอย่างต่อเนื่อง ค่อยๆเปิดเผยความลึกลับของเอกภพอันกว้างใหญ่สำหรับมนุษย์ทุกคน สิ่งที่มีชื่อเสียงที่สุดคือกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ซึ่งให้บริการบนท้องฟ้ามานานหลายทศวรรษ ด้วยความช่วยเหลือของฮับเบิล

นักดาราศาสตร์ได้เผยแพร่เอกสารมากกว่า 15,000 ฉบับ ซึ่งมีส่วนสนับสนุนอย่างมากต่อความก้าวหน้าของดาราศาสตร์ และก่อนวันคริสต์มาสเพียง 2 วัน สหรัฐฯ ได้มอบของขวัญคริสต์มาสอันมีค่าแก่นักดาราศาสตร์ทั่วโลก ตามประเพณีการให้ของขวัญในช่วงวันหยุด โดยชื่อของของขวัญนี้คือกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ โดยทั่วไปแล้วกล้องโทรทรรศน์อวกาศจะไม่สร้างข่าวใหญ่โตเมื่อเห็นท้องฟ้า จนกว่าจะมีการค้นพบครั้งสำคัญบางอย่าง

แต่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเวบบ์แตกต่างออกไปคือ มีแมลงเม่าจำนวนมากเกินไปก่อนที่จะเปิดตัว ซึ่งน่าตื่นเต้นกว่าชีวิตของรุ่นก่อนมาก ตัวอย่างเช่น เวลาเปิดตัวลึกลับทุกคนต้องทราบจากรายงานล่าสุดว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศเวบบ์คือ ราชานกพิราบ ดูได้จากตารางนี้ว่าเดิมทีมีแผนจะเปิดตัวในปี 2548 แต่ล่าช้ากว่า 10 ปีจนถึงปี 2564 ซึ่งนานกว่าที่บรรณาธิการของเรากำหนด ดูสาเหตุของอุบัติเหตุรวมถึงความล้มเหลวในภารกิจของ NASA เอง

การปรับเปลี่ยนทางเทคนิค ตัวชี้ของรัฐสภา งบประมาณที่มากเกินไป การแพร่ระบาดของ COVID-19 ใหม่ ผลกระทบจากสภาพอากาศ พูดได้ว่าทำไปโดยเจตนาแต่หลายๆอย่างเป็นเหตุสุดวิสัย จะบอกว่าเจอพายุฝนฟ้าคะนองไม่ได้เพราะไม่ได้อ่านภูมิหลังก่อนออกใช่ไหม อาจกล่าวได้ว่ามันเกือบจะพบกับสิ่งเลวร้ายทั้งหมด ที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศสามารถพบเจอได้ก่อนที่จะเปิดตัว และชีวิตในกระจกก็เรียกได้ว่ามีสีสัน

อย่างที่ 2 คือต้นทุน กล้องโทรทรรศน์อวกาศเวบบ์ผลิตร่วมกัน โดยนักวิทยาศาสตร์หลายหมื่นคนจาก 20 ประเทศ มวลโดยรวมในปัจจุบันคือ 6.5 ตันและงบประมาณได้เพิ่มสูงขึ้นจาก 1 พันล้านเหรียญสหรัฐเป็น 1.2 พันล้านเหรียญสหรัฐตั้งแต่เริ่มต้นจนถึงปัจจุบัน ราคาประมาณ 9.66 พันล้านดอลลาร์ นอกจากนี้ ยังเห็นได้จากค่าใช้จ่ายนี้ว่าค่าดำเนินการ และค่าบำรุงรักษาหลังจากกล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์จะไม่ต่ำอย่างแน่นอน

ตัวอย่างเช่นราคาของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลมีราคาเพียง 1.2 พันล้านดอลลาร์สหรัฐเมื่อเปิดตัว แต่ปัญหาคือ กล้องโทรทรรศน์ อวกาศมีราคาแพงเนื่องจากค่าบำรุงรักษา กล้องโทรทรรศน์อวกาศไม่เหมือนกล้องโทรทรรศน์อวกาศบนพื้นผิว พวกมันบินในวงโคจร ถ้าจะซ่อมต้องใช้กระสวยอวกาศขนมนุษย์ขึ้นไปซ่อม มีค่าใช้จ่ายหลายร้อยล้านดอลลาร์ ตั้งแต่เปิดตัวจนถึงปี 2552 กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้รับการซ่อมแซม 5 ครั้ง

โดยมีค่าใช้จ่ายสะสม 9.6 พันล้านดอลลาร์สหรัฐหลังจากปี 2553 ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการต่อปี จะอยู่ที่ประมาณ 98 ล้านดอลลาร์สหรัฐ เวลาเปิดตัวที่ไม่น่าเชื่อถือประกอบกับการใช้เงินมากขึ้นทุกปี ทำให้หลายคนคิดว่าโครงการนี้เป็นการหลอกลวงบางคน หลังจากพูดคุยเกี่ยวกับข่าวเหล่านี้แล้ว เรามาพูดถึงเรื่องจริงจังกัน มันถูกกล่าวถึงในข่าวมากมายเกี่ยวกับค่าใช้จ่ายเฉพาะ ในความประทับใจของเรา สิ่งที่ล้ำยุคนี้ต้องผสานรวมเทคโนโลยีขั้นสูงล่าสุดใช่ไหม

บางคนอาจสงสัยว่าการเปิดตัวกล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์ล่าช้ากว่า 10 ปี จะเป็นอย่างไรหากเทคโนโลยีที่ใช้ในส่วนประกอบก่อนหน้าจำนวนมาก ถูกเทคโนโลยีใหม่กว่าแซงหน้าไป อันที่จริงนี่เป็นความเข้าใจผิดทั่วไปที่สาธารณชนมีเกี่ยวกับยานอวกาศ อันที่จริงภายใต้สถานการณ์ปกติแทบไม่มียานอวกาศใดจะใช้ เพราะสิ่งที่ยานอวกาศต้องการมากที่สุดคือความเสถียร ซึ่งก็คือการลดโอกาสที่จะเกิดการทิ้งโดยไม่ตั้งใจ เทคโนโลยีใหม่ๆนั้นดี

แต่ไม่ว่าจะดีแค่ไหนก็ต้องผ่านการทดสอบของกาลเวลา ไม่สามารถพูดได้ว่าเราใช้เงิน 10 พันล้านดอลลาร์เพื่อส่งบางสิ่งขึ้นสู่ท้องฟ้า แต่เนื่องจากปัญหาของเทคโนโลยีล่าสุดเหล่านี้ มันจึงกลายเป็นขยะอวกาศใช่ไหม ยกตัวอย่างยานปล่อย ครั้งนี้เวบบ์เลือกจรวดแอเรียน-5 จรวดลำนี้ปฏิบัติภารกิจปล่อยจรวดหลายสิบครั้งตั้งแต่ทศวรรษ 1990 และเป็นผู้เล่นที่มีประสบการณ์ นี่คือเหตุผลที่ยานส่งเหยี่ยวของมัสก์ ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์และต้นทุนถูกลง

แต่กล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์ไม่เลือก สำหรับยานอวกาศที่จะทำงานในอวกาศเป็นเวลานาน พวกเขามักจะเลือกเทคโนโลยีที่พัฒนาเต็มที่ ณ เวลาที่ก่อสร้างเมื่อสร้างขึ้น ดังนั้น เทคโนโลยีผู้ใหญ่นี้มีคำจำกัดความอย่างไร อันที่จริง NASA มีมาตรฐานพิเศษชุดหนึ่งที่เรียกว่าระดับความพร้อมทางเทคโนโลยี TRL ตารางอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับระดับความพร้อมของเทคโนโลยีตั้งแต่ 1 ถึง 9 ตัวอย่างเช่น ระดับ 1 เป็นไปได้ในทางทฤษฎี

เช่นถ้าเป็นฮาร์ดแวร์ก็สามารถให้ผลการคำนวณทางวิทยาศาสตร์ตามจริง และมีการสนับสนุนเพียงพอ เทคโนโลยีของฮาร์ดแวร์ขึ้นอยู่กับมาตรฐาน เทคโนโลยีระดับสูงสุด 9 นั้นต้องการกรณีที่สำเร็จภารกิจจริงๆ กรณีที่สำเร็จในที่นี้ไม่ได้หมายถึงขั้นตอนการทดสอบแต่เป็นกรณีที่นำไปใช้อย่างเป็นทางการ เทคโนโลยีส่วนใหญ่บนกล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์เป็นเทคโนโลยีระดับ 9 ในตารางนี้และถึงอย่างนั้นก็ยังมีปัญหาต่างๆตามมาได้

ตัวอย่างเช่นม่านบังแดดทำจากฟิล์มโพลิอิไมด์เชิงพาณิชย์ของดูปองท์ ในทศวรรษที่ 1960 แล้วเคลือบด้วยอะลูมิเนียม สิ่งนี้ใช้ในเชิงพาณิชย์มาหลายทศวรรษแล้ว และถ้า NASA สามารถเลือกได้คุณภาพก็ต้องผ่านการทดสอบใช่ไหม ด้วยวิธีนี้มันถูกฉีกโดยไม่ตั้งใจในระหว่างการทดสอบในปี 2018 ซึ่งมีส่วนสำคัญเล็กน้อย ไม่ต้องพูดถึงส่วนประกอบขนาดเล็กและขนาดใหญ่อื่นๆนับพัน ซึ่งบางส่วนสามารถแก้ไขได้หลังจากข้อเท็จจริง

บางส่วนอาจทำให้โครงการทั้งหมดเสียไป หากมีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้น บางทีคุณอาจจะถามว่าทำไมไม่รอให้ทุกอย่างปลอดภัยก่อนส่งมันขึ้นฟ้า ไม่อย่างนั้นถ้ามันระเบิดขึ้นมาล่ะ ความจริงแล้วการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ก็เป็นเช่นนี้ไม่มีนักวิทยาศาสตร์คนไหนในโลกนี้ที่จะพูดว่า 100 เปอร์เซ็นต์ สิ่งที่พวกเขาทำได้คือลดโอกาสที่จะผิดพลาดให้น้อยที่สุด สำหรับกล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์การเปิดตัวที่ประสบความสำเร็จเป็นเพียงก้าวแรกเท่านั้น

รวมถึงความท้าทายที่ยิ่งใหญ่กว่าก็ยังรอคุณอยู่ เนื่องจากโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ กล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์จึงถูกปล่อยขึ้นสู่ท้องฟ้าหลังจากที่พับกระจกทั้งหมดก่อน เนื่องจากจำเป็นต้องสังเกตแสงในแถบอินฟราเรด ข้อกำหนดสำหรับสภาพแวดล้อมการทำงานจึงเข้มงวด กว่าข้อกำหนดของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลมาก เช่น จะต้องไม่มีการรบกวนจากรังสีดวงอาทิตย์ และรังสีจากโลกบนกล้องโทรทรรศน์

บทความที่น่าสนใจ : น้ำหนัก สาเหตุของการลดน้ำหนักแล้วน้ำหนักไม่ยอมลดลง