Ep. 10 ดาราศาสตร์วิทยุของไทย มองออกไปให้กว้างกว่าที่ตาเห็น

10 01

 

หอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติ (Thai National Radio Astronomy Observatory : TNRO) ภายใต้โครงการพัฒนาเครือข่ายวิทยุและยีออเดซี ดำเนินการติดตั้งกล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 เมตร ใหญ่ที่สุดในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ และเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งแรกในโลกที่ตั้งอยู่บริเวณแถบเส้นศูนย์สูตร สามารถรับสัญญาณวิทยุในช่วงความถี่ 0.3 ถึง 115 กิกะเฮิร์ตซ์ และกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 13 เมตร เพื่อขยายขีดความสามารถเชิงสังเกตการณ์ด้านดาราศาสตร์วิทยุ ส่งเสริมการใช้ดาราศาสตร์พัฒนาความรู้พื้นฐานด้านวิทยาศาสตร์เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ (STEM) นำไปสู่การพัฒนากำลังคนด้านดาราศาสตร์ พัฒนาเทคโนโลยีวิศวกรรมขั้นสูง รวมทั้งเพิ่มศักยภาพกำลังคนในอุตสาหกรรมขั้นสูง เช่น เทคโนโลยีการสื่อสาร วิศวกรรมซอฟต์แวร์ อุปกรณ์ดิจิทัล ฯลฯ

 

กล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 เมตร เป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุจานเดี่ยว แบบแนสมิธ-แคสสิเกรน ส่วนของจานรับสัญญาณสามารถหมุนได้ทั้งตามแกนตั้งและแกนนอน เพื่อติดตามเทหวัตถุอย่างแม่นยำ ใช้ศึกษาเทหวัตถุในเอกภพ และปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้อง เช่น ดาวเคราะห์และดาวหางในระบบสุริยะ ดวงอาทิตย์ ดาวฤกษ์ ดาราจักรกัมมันต์ การระเบิดของดาวฤกษ์ ดาวนิวตรอน กาแลกซี หลุมดำ ฯลฯ

 

ส่วนกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง  13 เมตร  ใช้เพื่อการศึกษาวิจัยด้านยีออเดซีและธรณีวิทยา โดยใช้เทคนิคการวัดตำแหน่งที่เรียกว่า เครือข่ายการแทรกสอดระยะไกลยีออเดติกส์ของโลก  ซึ่งเป็นวิธีหนึ่งในวิธีวัดตำแหน่งของแผ่นเปลือกโลกที่มีความแม่นยำสูง รวมถึงการศึกษาผลการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเปลือกโลกซึ่งมีผลกระทบต่อการเกิดภัยพิบัติบนพื้นโลก  เช่นแผ่นดินไหว สึนามิ ฯลฯ

 

เมื่อหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติก่อสร้างแล้วเสร็จ กล้องโทรทรรศน์วิทยุทั้งสองจะทำงานสนับสนุนกันเพื่อการศึกษาวิจัยด้านดาราศาสตร์วิทยุ และทำหน้าที่เป็นสถานีเชื่อมต่อของภูมิภาค ร่วมสังเกตการณ์กับเครือข่ายการแทรกสอดระยะไกล ( Very Long Baseline Interferometer : VLBI) ของกลุ่มประเทศเอเชียตะวันออก ทวีปออสเตรเลีย และเครือข่าย VLBI อื่นๆ ของโลก

 

ปัจจุบัน NARIT ได้ดำเนินการติดตั้งจานรับสัญญาณ (Big Lift) ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 เมตร ไปเรียบร้อยแล้ว ตั้งแต่กุมภาพันธ์ 2563 ที่ผ่านมา คาดว่าจะดำเนินการทดสอบระบบการทำงานและติดตั้งระบบรับสัญญาณวิทยุได้ในช่วงปลายปี 2564

การติดตั้งอุปกรณ์รับสัญญาณ จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีย่านความถี่ในช่วงความยาวคลื่นต่างๆ เพื่อเตรียมความพร้อมทั้งด้านอุปกรณ์เครื่องมือที่สำคัญ รวมถึงบุคลากรที่มีความเชี่ยวชาญด้านต่างๆ อาทิ การออกแบบตัวรับสัญญาณคลื่นวิทยุ การใช้ซอฟต์แวร์ และการตรวจสอบสัญญาณรบกวนต่างๆ ไว้เพื่อรองรับการดำเนินการดังกล่าว  NARIT จึงจัดตั้งห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีคลื่นความถี่วิทยุและสัญญาณดิจิทัล มีหน้าที่หลักด้านพัฒนาและออกแบบงานด้านเทคโนโลยีคลื่นวิทยุ การสื่อสาร และการประมวลสัญญาณดิจิทัล เช่น ระบบรับและประมวลผลสัญญาณคลื่นความถี่วิทยุย่านต่างๆ เรดาร์และเฟสอะเรย์ วงจรและอุปกรณ์ต่างๆ สำหรับใช้งานย่านความถี่ไมโครเวฟ และมิลลิมิเตอร์เวฟ วงจรแปลงสัญญาณอนาล็อกไปเป็นดิจิทัลความเร็วสูง พัฒนาวงจรขยายคลื่นรบกวนค่าความเร็วยิ่งยวด  ระบบทางกลสำหรับการขับเคลื่อนกล้อง โทรทรรศน์วิทยุ เป็นต้น

 

ในช่วงที่ผ่านมา NARIT ได้เตรียมการพัฒนาระบบต่าง ๆ เพื่อใช้งานกับกกล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติ ได้แก่

  1. สร้างและพัฒนาระบบรับสัญญาณวิทยุไมโครเวฟโฮโลกราฟฟี่ย่านเคยู (10.7-12.75 GHz) ร่วมกับหอดูดาวเยเบส แห่งราชอาณาจักรสเปน สำหรับทดสอบความเรียบของพื้นผิวจานรับสัญญาณและประสิทธิภาพการใช้งานของกล้องโทรทรรศน์วิทยุโดยรวม
  2. สร้างและพัฒนาระบบรับสัญญาณวิทยุย่านแอล (1-1.8 GHz) ร่วมกับสถาบันดาราศาสตร์วิทยุมักซ์พลังค์ ประเทศเยอรมนี  คล้ายคลึงกับเครื่องรับสัญญาณความถี่วิทยุไมโครเวฟ   โฮโลกราฟฟี่ย่านเคยู โดยมีฟังก์ชันการใช้งานที่แตกต่างออกไปและมีระบบประมวลผลดิจิตอลที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าซึ่งเหมาะสำหรับสำหรับงานดาราศาสตร์วิทยุ และระบบรับสัญญาณวิทยุย่านเค (18-26.5 GHz)
  3. ระบบควบคุมกล้องโทรทรรศน์วิทยุและฐานข้อมูลดาราศาสตร์วิทยุ
  4. ระบบประมวลผลและจัดเก็บข้อมูลดาราศาสตร์วิทยุ 

 

ปัจจุบันกำลังดำเนินการพัฒนาระบบรับและประมวลสัญญาณสำหรับกล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติอีก 3 ย่านความถี่ คือ ระบบรับสัญญาณความถี่ย่านซี (4.55-13.65GHz) ระบบรับสัญญาณความถี่ความถี่ย่านคิว ( 35-50GHz) และ ระบบรับสัญญาณความถี่ความถี่ย่านดับปลิว (85-115 GHz)  นอกจากนี้ยังได้เตรียมการพัฒนาระบบประมวลสัญญาณวิทยุวีกอสในย่านความถี่ 2-14 กิกะเฮิร์ตซ์ สำหรับกล้องโทรทรรศน์วีกอส ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 13 เมตร และเตรียมการเพื่อพัฒนาอุปกรณ์ต้นแบบระบบรับสัญญาณเฟสอะเรย์สำหรับกล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติในอนาคต

 

----

เทคโนโลยีและนวัตกรรมที่เกิดจากการพัฒนาและติดตั้งกล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติ

  1. ได้หอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์ในช่วงคลื่นวิทยุสำหรับการวิจัยขั้นสูงแห่งแรกในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้
  2. สามารถนำมาพัฒนาเพื่อออกแบบและผลิตกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10-20 เมตรได้เองหรือใหญ่กว่าในอนาคต โดยเฉพาะในย่านความถี่สูง 10-115 กิกะเฮิร์ตซ์ (GHz.) ซึ่งจะเป็นย่านความถี่สำหรับโทรคมนาคมในอนาคต
  3. มีผู้เชี่ยวชาญสาขาต่าง ๆ เพิ่มขึ้นในประเทศไทย โดยเฉพาะผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบและสร้างระบบรับสัญญาณแบบเย็นยวดยิ่ง ผู้เชี่ยวชาญระบบวัดสัญญาณรบกวน ผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบเสาอากาศและจานรับสัญญาณความถี่สูง เป็นต้น
  4. เกิดห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีขั้นสูงที่สามารถออกแบบ สร้าง วิจัย และถ่ายทอดความรู้ทางด้านอุปกรณ์ดาราศาสตร์วิทยุที่ทันสมัยที่สุดในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้

----

#ที่ตั้งหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติ : ภายในศูนย์ศึกษาการพัฒนาห้วยฮ่องไคร้อันเนื่องมาจากพระราชดำริ อ.ดอยสะเก็ด จ.เชียงใหม่