กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

โดย...วรเชษฐ์ บุญปลอด 

วันที่ 24 เม.ย. 2533 หรือสัปดาห์นี้เมื่อ 25 ปีที่แล้ว กระสวยอวกาศดิสคัฟเวอรีเดินทางขึ้นสู่อวกาศพร้อมกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ซึ่งต่อมาได้ช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถมองเห็นวัตถุในระบบสุริยะด้วยความละเอียดสูง เนบิวลาห่างไกล กระจุกดาวในทางช้างเผือก ดาราจักรจำนวนมาก ไปจนถึงวัตถุที่อยู่ไกลออกไปจนถึงยุคต้นๆ ของเอกภพ

เราเรียนรู้ว่ายิ่งกล้องดูดาวมีขนาดใหญ่เท่าใด ก็ยิ่งมองเห็นภาพคมชัดและสามารถมองเห็นวัตถุที่จางได้มากเท่านั้น และหากสามารถส่องดูวัตถุท้องฟ้าต่างๆ ได้โดยไม่มีเมฆและความปั่นป่วนในบรรยากาศรบกวน ก็ทำให้มองเห็นวัตถุในอวกาศได้ชัดเจนยิ่งขึ้นไปอีก จินตนาการถึงกล้องดูดาวที่ลอยอยู่ในอวกาศ จึงเป็นความใฝ่ฝันของนักดาราศาสตร์มานานหลายสิบปี

จุดเริ่มต้นของกล้องฮับเบิลเริ่มขึ้นเมื่อปี 2489 กว่าทศวรรษก่อนการส่งดาวเทียมดวงแรกของโลกในปี 2500 ไลมาน สปิตเซอร์ ชาวอเมริกัน เสนอแนวคิดการส่งกล้องโทรทรรศน์ขึ้นไปในอวกาศ และเป็นผู้ผลักดันให้แนวคิดนี้เป็นจริงได้ในเวลาต่อมา

ปี 2512 สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกา อนุมัติให้มีการก่อสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศ ขณะนั้นตั้งชื่อว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศขนาดใหญ่ (Large Space Telescope ย่อว่า LST) ด้วยงบประมาณที่จำกัด องค์การนาซาจึงตกลงร่วมมือกับอีซาของยุโรปในโครงการก่อสร้างและดูแลกล้องโทรทรรศน์อวกาศ ซึ่งสภาคองเกรสอนุมัติงบประมาณในปี 2520 โดยเริ่มก่อสร้างกระจกปฐมภูมิของกล้องในอีก 2 ปีถัดมา

ปี 2526 กล้องโทรทรรศน์อวกาศขนาดใหญ่ถูกเปลี่ยนชื่อเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope ย่อว่า HST) เพื่อเป็นเกียรติแด่ เอ็ดวิน ฮับเบิล หนึ่งในผู้ค้นพบว่ายิ่งดาราจักรอยู่ห่างมากเท่าใดก็ยิ่งเคลื่อนที่ห่างออกไปเร็วขึ้นเท่านั้น ซึ่งยืนยันว่าเอกภพกำลังขยายตัว

การก่อสร้างกล้องฮับเบิลแล้วเสร็จในปี 2528 และมีกำหนดส่งขึ้นสู่อวกาศในเดือน ต.ค. 2529 การระเบิดของกระสวยอวกาศแชลเลนเจอร์ขณะปล่อยขึ้นจากฐาน ทำให้การส่งกล้องฮับเบิลล่าช้ากว่ากำหนด วันที่ 24 เม.ย. 2533 องค์การนาซาปล่อยกระสวยอวกาศดิสคัฟเวอรีขึ้นสู่อวกาศพร้อมนักบิน 5 คน ในภารกิจนำกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ซึ่งมีกระจกรับแสงขนาด 2.4 เมตร ความยาวโฟกัส 57.6 เมตร ไปปล่อยในวงโคจรที่ความสูงจากพื้นโลกราว 600 กิโลเมตร

เมื่อทดสอบการใช้งานกล้องฮับเบิลเป็นครั้งแรก นักดาราศาสตร์ต่างก็ตกใจเมื่อพบว่าภาพที่กล้องฮับเบิลถ่ายได้ไม่ชัดเจนอย่างที่คาดหวังไว้ บริเวณรอบนอกของกระจกรับแสงโค้งผิดตำแหน่งไปเพียงเศษส่วนของความหนาของเส้นผม ทำให้กล้องมีปัญหาความคลาดทรงกลม ภาพที่สะท้อนจากกระจกไม่รวมกันที่จุดโฟกัส

ผู้เกี่ยวข้องทุกคนต่างก็ผิดหวังไปตามๆ กัน เมื่อพบว่าเงินลงทุนมหาศาลดูเหมือนจะสูญเปล่าไปในอวกาศ ยังดีที่สามารถคิดวิธีแก้ปัญหาได้ แต่มีความจำเป็นต้องส่งนักบินอวกาศขึ้นไปกับกระสวยอวกาศในภารกิจซ่อมบำรุงกล้องฮับเบิลครั้งแรกเมื่อเดือน ธ.ค. 2536 หลังจากนั้นมีการซ่อมบำรุง ปรับปรุงและติดตั้งอุปกรณ์ใหม่ๆ อีกในปี 2540 2542 และ 2545

การระเบิดของกระสวยอวกาศโคลัมเบียขณะเดินทางกลับสู่พื้นโลกในปี 2546 ทำให้อนาคตของกล้องฮับเบิลมืดมน นาซามองว่าภารกิจซ่อมบำรุงและปรับปรุงกล้องฮับเบิลอาจไม่สามารถทำได้อีก เนื่องจากมีความเสี่ยงต่อชีวิตนักบินอวกาศ อย่างไรก็ตาม ภารกิจครั้งสุดท้ายที่มีการส่งนักบินอวกาศไปที่กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลได้รับการอนุมัติ และเกิดขึ้นเมื่อเดือน พ.ค. 2552 ด้วยกระสวยอวกาศแอตแลนติส

การใช้งานกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลนำไปสู่การค้นพบที่สำคัญหลายอย่าง กล้องฮับเบิลสามารถมองเห็นวัตถุที่อยู่ไกลมาก ยิ่งอยู่ไกลก็ยิ่งมองย้อนไปในอดีตของเอกภพ ก่อนยุคของกล้องฮับเบิล นักฟิสิกส์คาดว่าเอกภพมีอายุราว 1-2 หมื่นล้านปี การสังเกตการณ์ด้วยกล้องนี้สามารถระบุอายุของเอกภพได้ที่ราว 1.37 หมื่นล้านปี

กล้องฮับเบิลพิสูจน์ว่าแท้จริงเควซาร์คือดาราจักรที่อยู่ไกล เกือบทุกดาราจักรที่มองเห็นใจกลางสว่างต่างก็มีหลุมดำ และการก่อตัวของดาราจักรก็เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของหลุมดำนั้น กล้องฮับเบิลสังเกตการก่อตัวของระบบดาวเคราะห์ในเนบิวลา พบว่านิวเคลียสของดาราจักรแอนดรอเมดามี 2 นิวเคลียส การชนกันของดาราจักร ปรากฏการณ์เลนส์โน้มถ่วงที่ทำให้แสงจากดาราจักรห่างไกลบิดเบี้ยว วิวัฒนาการของซูเปอร์โนวา 1987 เอ

กล้องฮับเบิลค้นพบและสังเกตวัตถุต่างๆ ในระบบสุริยะ เช่น ดาวหางชนดาวพฤหัสบดี พายุและแสงออโรราบนดาวเสาร์ พายุฝุ่นบนดาวอังคาร ค้นพบดาวบริวารของพลูโต ฯลฯ

เราสามารถมองเห็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลจากพื้นโลกได้ในเวลาหัวค่ำและเช้ามืดเช่นเดียวกับดาวเทียมหลายดวง โดยปรากฏเป็นจุดสว่างแบบสถานีอวกาศนานาชาติ แต่สว่างน้อยกว่า สามารถค้นหาเวลาและทิศทางที่เห็นจากสถานที่ต่างๆ ได้ที่เว็บไซต์ www.heavens-above.com

คาดว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลจะทำงานได้ต่อไปถึงปี 2563 คาบเกี่ยวกับการส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ (James Webb Space Telescope ย่อว่า JWST) ซึ่งมีกำหนดขึ้นสู่อวกาศในปี 2561

ปรากฏการณ์ท้องฟ้า (19–26 เม.ย.) ท้องฟ้าเวลาหัวค่ำมีดาวเคราะห์ 4 ดวง ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ ดาวอังคาร และดาวพฤหัสบดี ดาวศุกร์อยู่สูงทางทิศตะวันตก สว่างที่สุดและเห็นได้ง่ายที่สุด ดาวพฤหัสบดีอยู่สูงเกือบถึงจุดเหนือศีรษะ สว่างรองจากดาวศุกร์ ส่วนดาวพุธและดาวอังคารอยู่เหนือขอบฟ้าทิศตะวันตก

เมื่อท้องฟ้าเริ่มมืด ดาวพุธและดาวอังคารอยู่ใกล้ขอบฟ้า จึงมีเวลาสังเกตได้ไม่นาน ทั้งคู่ผ่านใกล้กันในค่ำวันที่ 22 เม.ย. ห่างกัน 1.3 องศา โดยดาวพุธสว่างกว่าและอยู่ทางขวามือของดาวอังคาร บริเวณใกล้ขอบฟ้าต้องเปิดโล่ง ไม่มีหมอกควันบดบังจึงจะเห็นได้ หรืออาจต้องใช้กล้องสองตาช่วย

เราสามารถเห็นดาวศุกร์และดาวพฤหัสบดีได้นานหลายชั่วโมง ดาวศุกร์อยู่ในกลุ่มดาววัว ตกลับขอบฟ้าเกือบ 3 ทุ่มครึ่ง ดาวพฤหัสบดีอยู่ในกลุ่มดาวปู ตกลับขอบฟ้าราวตี 1 ครึ่ง ดาวเคราะห์อีกดวงหนึ่งที่เริ่มเห็นได้ก่อนเที่ยงคืนคือดาวเสาร์ ยังอยู่บริเวณส่วนหัวของกลุ่มดาวแมงป่อง โดยขึ้นมาอยู่เหนือขอบฟ้าตะวันออก ค่อนไปทางตะวันออกเฉียงใต้ที่มุมเงย 10 องศา ตั้งแต่ 3 ทุ่มครึ่ง จากนั้นเคลื่อนสูงขึ้นไปอยู่สูงสุดทางทิศใต้ในเวลาตี 2 ครึ่ง แล้วย้ายไปอยู่ทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ในเวลาเช้ามืด

จันทร์ดับในวันที่ 19 เม.ย. จากนั้นเข้าสู่ข้างขึ้น ดวงจันทร์อยู่บนท้องฟ้าเวลาหัวค่ำของทุกวัน ค่ำวันที่ 19 เม.ย. จันทร์เสี้ยวบางๆ อยู่ทางซ้ายมือของดาวพุธและดาวอังคารที่ระยะ 4 และ 6 องศา ตามลำดับ แต่สังเกตได้ยาก ต้องใช้กล้องสองตาหรือกล้องโทรทรรศน์ ดวงจันทร์มีส่วนสว่างเพิ่มขึ้นทุกวัน ผ่านใกล้ดาวศุกร์ในคืนวันที่ 21 เม.ย. ก่อนจะสว่างครึ่งดวงในวันที่ 26 เม.ย. ซึ่งจะเห็นดวงจันทร์อยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดีที่ระยะ 6 องศา