สหรัฐฯกำลังพัฒนากล้องโทรทรรศน์อวกาศจาก “ฟิล์มห่ออาหาร”

กองทัพอากาศสหรัฐฯ กำลังพัฒนากล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ใช้ “ฟิล์มห่ออาหาร” แทนเลนส์กล้อง ซึ่งจะทำหน้าที่กรองโฟตอน โดยการเบนแสงผ่านรูเล็กๆ หลายพันล้านรูในแผ่นฟิล์ม และต่างจากกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้กล้องเลนส์แบบทั่วไป เพราะเราห่อเลนส์แบบใหม่นี้ให้พอดีกับพื้นที่เล็กๆ ได้

ตามกำหนดแล้วกล้องโทรทรรศน์แบบใหม่นี้ จะถูกส่งขึ้นทดสอบในปี 2015 โดยติดตั้งบนดาวเทียมขนาดเล็ก หรือ “คิวบ์แซท” (cubesat) เพื่อบันทึกภาพดวงอาทิตย์ โดยกล้องโทรทรรศน์แบบเดิมจะใช้กระจกทำหน้าที่รวมแสง แต่ตัวกรองโฟตอนนี้รูเล็กๆ ในเลนส์ฟิล์มพลาสติกจะทำให้แสงเลี้ยวเบน และการเรียงตัวของรูเล็กๆ เหล่านั้น ทำให้เกิดภาพจากแหล่งกำเนิดแสงได้

แนวคิดในการใช้ฟิล์มห่ออาหารมาสร้างเลนส์กล้องโทรทรรศน์นี้ พัฒนาขึ้นโดยสถาบันกองทัพอากาศสหรัฐฯ (Air Force Academy) ซึ่งวางแผนจะส่งกล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่านศูนย์ 20 เซนติเมตร ไปพร้อมกับดาวเทียมที่ชื่อ “ฟอลคอนแซท-7” (FalconSAT-7) ในอีก 3 ปีข้างหน้า

ดร.จีออฟ แมคฮาร์จ (Dr.Geoff McHarg) ศาสตราจารย์ฟิสิกส์ของสถาบันกองทัพอากาศสหรัฐฯ และเป็นผู้มีส่วนร่วมในโครงการพัฒนากล้องโทรทรรศน์ดังกล่าวมาหลายปี บอกทางบีบีซีนิวส์ ว่า ความก้าวหน้าสำคัญของกล้องโทรทรรศน์ใหม่นี้คือขนาดของกล้อง

“จนถึงทุกวันนี้ขนาดของกล้องโทรทรรศน์ทั้งหลาย ก็ถูกจำกัดด้วยขนาดทางกายภาพของยานอวกาศที่ทำหน้าที่ส่งกล้องเหล่านั้นขึ้นไป ซึ่งที่กล้องฮับเบิลมีขนาดอย่างที่เห็น เพราะถูกส่งขึ้นไปพร้อมกับกระสวยอวกาศ” ดร.แมคฮาร์จ อธิบาย ซึ่งการลดขนาดของเลนส์ใส่ลงไปในดาวเทียมดวงเล็กๆ ได้นี้จะช่วยลดค่าใช้จ่ายลงได้อย่างมหาศาล

ด้าน ดร.จีออฟ แอนเดอร์สัน (Dr.Geoff Andersen) ผู้พัฒนาอุปกรณ์เชิงแสงให้แก่กล้องโทรทรรศน์แบบใหม่ของสถาบันกองทัพอากาศ กล่าวว่า หากนำอุปกรณ์ที่มีน้ำหนักเท่ากระป๋องน้ำอัดลมจะมีค่าใช้จ่ายกว่า 800,000 บาท แต่ถ้ามีเทคโนโลยีที่ทำให้ได้น้ำหนักที่เบากว่า 3 เท่า ก็ลดเหลือเพียง 1% ของค่าใช้จ่ายดังกล่าว และเป็นค่าใช่จ่ายที่ลดได้เมื่อมองเฉพาะน้ำหนักในการขนส่งอย่างเดียว

ถึงแม้ว่าภาพถ่ายดวงอาทิตย์จากกล้องขนาด 20 เซนติเมตร จะไม่ก่อให้เกิดการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ แต่องค์การบริหารการบินอวกาศสหรัฐฯ (นาซา) ก็ยังเดินหน้าร่วมพัฒนาโครงการนี้กับทางกองทัพอากาศ เพราะมองเห็นศักยภาพของโครงการ

ด.แมคฮาร์จ กล่าวว่าถึงความคาดหวังของนาซา ว่า หากพวกเขาทำโครงการสำเร็จก็สามารถส่งกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งใช้ฟิล์มห่ออาหารที่มีขนาดใหญ่ขึ้นไปพร้อมกับยานอวกาศขนาดเล็กได้ โดยการม้วนและยัดลงในพื้นที่น้อยๆ ของยาน ซึ่งจะประหยัดเงินลงไปได้มาก

อย่างไรก็ดี ถึงจะมีจุดเด่นในแง่ขนาดและการลดต้นทุน แต่กล้องโทรทรรศน์แบบใหม่นี้ ก็มีข้อจำกัดในตัวเอง เพราะกล้องดังกล่าวจะบันทึกภาพวัตถุที่ไม่ค่อยสว่างได้ยาก เพราะมีแสงน้อยเกินกว่าจะไปรวมอยู่ที่จุดโฟกัส ภาพที่ได้จะเด่นในแง่ของภาพขาวดำ แต่สำหรับภาพสียังต้องได้รับการพัฒนาต่อไป

ทั้งนี้ ทีมวิจัยได้นำการทดลองขึ้นไปทดสอบในเที่ยวบินไร้แรงโน้มถ่วง เพื่อสาธิตว่ากล้องโทรทรรศน์สามารถแยกตัวจากดาวเทียมเล็กคิวบ์แซท ที่มีขนาด 10x10x20 เซนติเมตรได้หรือไม่ และในอีกเร็วๆ นี้ พวกเขาจะทำการทดสอบอุปกรณ์ในภาวะสั่นสะเทือนและความเป็นสุญญากาศ ซึ่งหากอุปกรณ์ผ่านการทดสอบแล้ว เป้าหมายต่อไปคือการส่งอุปกรณ์ขึ้นสู่วงโคจรในปี 2015 และก็จะเป็นกล้องโทรทรรศน์จากเยื่อบางๆ ตัวแรกในอวกาศ