Deep Space วาระสุดท้ายของกล้อง Spitzer Space Telescope ที่ความตายอบอุ่นกว่าชีวิต
วาระสุดท้ายของกล้อง Spitzer Space Telescope ที่ความตายอบอุ่นกว่าชีวิต

Nutn0n

วาระสุดท้ายของกล้อง Spitzer Space Telescope ที่ความตายอบอุ่นกว่าชีวิต

January 31, 2020

เมื่อพูดถึงกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่มีความสำคัญหลายคนก็คงจะนึกถึงกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hubble ซึ่งนอกจากจะสร้างการค้นพบมากมายแล้ว ยังมีอายุที่ยืนยาวและใช้งานมาได้จนถึงปัจจุบัน ในขณะที่กล้องรุ่นน้องอย่าง Spitzer Space Telescope ซึ่งต่างจาก Hubble เพราะเป็นกล้องที่เน้นถ่ายในย่าน Infrared และโคจรรอบดวงอาทิตย์แทนทีโลกเหมือน Hubble ถูกปล่อยไปเมื่อปี 2003 และ NASA เพิ่งประกาศจบสิ้นภารกิจของ Spitzer ในวันที่ 30 มกราคมปี 2020 รวมอายุการทำงาน 17 ปี

แต่เรื่องราวทั้งในช่วงเริ่มต้น เริ่มการทำงาน และวาระสุดท้ายของกล้อง Spitzer นั้นก็มีความน่าสนใจไม่น้อย ทำให้ในตอนนี้เราจะมาทำความรู้จักกับ Spitzer ซึ่งตอนนี้อุปกรณ์ถูกปิดลงทุกตัว และโคจรเช่นนี้ตลอดกาลบนวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ที่ที่มันเคยใช้ 17 ปีของมันสร้างความรู้ใหม่ ๆ ให้กับมนุษย์มหาศาล

Spitzer นั้นเช่นเดียวกับยานหลาย ๆ ลำ มันถูกออกแบบมาให้ใช้งานได้ในเวลาสั้น ๆ ประมาณ 3-5 ปีเท่านั้น แต่ด้วยความก้าวหน้าทางวิศวกรรม และผลงานที่ถูกพิสูจน์ออกมาในช่วง 3-5 ปีแรกของการปล่อย ทำให้มันได้รับการต่ออายุภารกิจมาอย่างยาวนานกว่า 12 ปี เป็น 12 ปีที่สร้างการค้นพบใหม่ ๆ มากมาย

การปล่อย  Space Infrared Telescope Facility ในปี 2003 ซึ่งเป็นชื่อเดิมของมันก่อนที่จะเปลี่ยนเป็น Spitzer Space Telescope ที่มา – NASA

ความพิเศษของ Spitzer คือวงโคจรของมัน แทนที่มันจะโคจรรอบโลกเหมือนกล้องโทรทรรศน์อวกาศอื่น ๆ อย่าง Hubble แต่ Spitzer ใช้วงโคจรแบบ Earth-trailing Heliocentric คือโคจรรอบดวงอาทิตย์แบบทิ้งระยะจากโลกเล็กน้อย

เหตุผลที่เป็นเช่นนี้เพราะว่า Spitzer ถูกออกแบบมาให้ทำงานในอุณหภูมิติดลบถึง −268 องศาเซลเซียส ตัวอุปกรณ์บนยานต้องใช้ฮีเลียมเหลวในการหล่อเย็น ร่วมกับอุปกรณ์แบบ Passive Cooling คือแผ่นสะท้อนความร้อนของดวงอาทิตย์ซึ่งเมื่อ Spitzer ไม่ได้โคจรรอบโลกทำให้มันไม่ได้รับอิทธิพลจากความร้อนที่แผ่ออกมาจากโลก ด้วยเหตุนี้ NASA จึงได้ออกแบบวงโคจรของมันให้เป็น Earth-trailing Heliocentric

ความเย็นถึง – 268 องศาเซลเซียส ทำให้มันสามารถถ่ายภาพในช่วง Far-IR หรือเป็นอินฟาเรดในย่านคลื่นที่ใกล้ไปทางฝั่ง Microwave ในขณะที่ยาน Infrared หลายตัวถ่ายภาพในย่านคลื่น Visible-Light ไปจนถึงประมาณ Near-IR เหตุผลที่เป็นเช่นนี้เพราะว่าวัตถุที่มีความร้อนจะมีการปล่อยอินฟาเรดออกมา (เราจึงสามารถใช้กล้องอินฟาเรดจับความร้อนได้) ถ้าอุปกรณ์บนยานมีความร้อนเกิดขึ้นก็จะมีการ interference กับอุปกรณ์ที่ใช้ในการจับแสงจากดวงดาวอันไกลโพ้น

ภาพถ่ายของ Galaxy Andromeda ในช่วงคลื่นอินฟราเรด ที่มา – NASA Spitzer/Caltech

และด้วยเหตุผลนี้เอง ทำให้อายุของมันจึงไม่ได้ยืนยาวมากนัก เพราะชีวิตของมันแทบจะต้องพึ่งพาระบบ Cyrogenic Cooling ซึ่งก็คือฮีเลียมเหลวตลอดเวลาของภารกิจ แต่ฮีเลียมเหลวที่มันบรรทุกขึ้นไปมีเพียงพอถึงปี 2009 เท่านั้น ยานไม่สามารถถ่ายภาพในย่าน Far-IR ได้เหมือนเดิม ทำให้ภารกิจต่อไปของมันมีชื่อว่า Spitzer Warm Mission ซึ่งทำงานอยู่ที่อุณหภูมิประมาณ -243 องศาเซลเซียสแทน

ผลงานของมันในช่วงการต่ออายุในช่วงปี 2009 มันได้สร้างการค้นพบที่เปลี่ยนมุมมองของเราต่อดาวเสาร์ไปตลอดกาล ก็คือการพบวงแหวนวงนอกของดาวเสาร์ที่อยู่ห่างออกไปหลายร้อยเท่าจากวงแหวนที่เราเห็นได้ชัดผ่านกล้องโทรทรรศน์

วงแหวนวงนอกของดาวเสาร์ที่ถูกค้นพบด้วยการถ่ายภาพอินฟราเรดโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Spitzer ที่มา – NASA Spitzer/Caltech

แม้ว่า Spitzer Warm Mission จะเป็นการต่ออายุให้กับกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Spitzer แต่ความท้าทายต่อไปก็คือเรื่องของอายุการใช้งาน เนื่องจากมันอยู่ในวงโคจรรอยบดวงอาทิตย์ ทำให้มันต้องใช้ Deep Space Network ซึ่งเป็นจานรับสัญญาณขนาดใหญ่ในการรับสัญญาณ ในปี 2016 NASA ได้ปรับกล้อง Spitzer ให้กลายเป็นนักล่าดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ภายใต้ชื่อภารกิจ Spitzer Beyond จากเดิมที่ถูกใช้เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศย่านอินฟราเรด และผลงานของมันที่ยิ่งใหญ่ที่สุดก็คือการค้นพบระบบสุริยะ Trappist-1 เพียงแค่ 4 ปีก่อนที่ NASA จะตัดสินใจสิ้นสุดภารกิจนี้ในต้นปี 2020 ด้วยเหตุผลด้านงบประมาณ และขีดจำกัดด้านสัญญาณและแบตเตอร์รี่

ภาพแสดงช่วงอายุของ Spitzer และการทำงานของมัน ที่มา – NASA/JPL-Caltech

ในขณะที่ NASA ตัดการเชื่อมต่อกับยาน Spitzer เรามีโอกาสที่จะปลุกมันให้ตื่นขึ้นมาได้เนื่องจากเป็นการส่งสัญญาณให้มันเข้าสู่ Low-Power Mode หรือการจำศีล แต่ด้วยระยะห่างระดับนั้นและการที่มันโคจรห่างออกไปจากโลกขึ้นทุกวันทุกวัน การจะปลุก Spitzer ขึ้นมาเป็นความหวังที่ริบหรี่ และเรายังมีภารกิจต่อไปที่ต้องเตรียมตัวอีกอย่าง James Webb Space Telescope

อย่างไรก็ตามความตายของ Spitzer ทำให้มันอบอุ่นขึ้น ๆ จากการค่อย ๆ หันด้านที่ไม่เคยโดนแสงอาทิตย์เลยสู่ดวงอาทิตย์ช้า ๆ จากการหมุนอย่างไร้การควบคุม เรียกได้ว่า Spitzer นั้นตลอดภารกิจของมันเป็นภารกิจแห่งความหนาวเย็น ก่อนที่ความตายจะทำให้มันได้กลับมาสู่ความอบอุ่นอีกครั้งนั่นเอง

เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co





Read More

บทความอื่น ๆ ที่ควรอ่านต่อ



เรื่องราวน่าสนใจ

อัพเดทเรื่องราว ข่าว และบทวิเคราะห์เจาะลึก