ครบรอบ 20 ปี ของการเปิดตัวกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลโดยนาซ่า
กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (อังกฤษ: Hubble Space Telescope) คือกล้องโทรทรรศน์ในวงโคจรของโลกที่กระสวยอวกาศดิสคัฟเวอรีนำส่งขึ้นสู่วงโคจรเมื่อเดือนเมษายน ค.ศ. 1990 ตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันชื่อ เอ็ดวิน ฮับเบิล กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลไม่ได้เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวแรกของโลก แต่มันเป็นหนึ่งในเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์การศึกษาดาราศาสตร์ที่ทำให้นักดาราศาสตร์ค้นพบปรากฏการณ์สำคัญต่าง ๆ อย่างมากมาย กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลเกิดขึ้นจากความร่วมมือระหว่างองค์การนาซาและองค์การอวกาศยุโรป โดยเป็นหนึ่งในโครงการหอดูดาวเอกขององค์การนาซาที่ประกอบด้วย กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล กล้องรังสีแกมมาคอมป์ตัน กล้องรังสีเอกซ์จันทรา และกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์[3]
การที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลลอยอยู่นอกชั้นบรรยากาศของโลกทำให้มันมีข้อได้เปรียบเหนือกว่ากล้องโทรทรรศน์ที่อยู่บนพื้นโลก นั่นคือภาพไม่ถูกรบกวนจากชั้นบรรยากาศ ไม่มีแสงพื้นหลังท้องฟ้า และสามารถสังเกตการณ์คลื่นอัลตราไวโอเลตได้โดยไม่ถูกรบกวนจากชั้นโอโซนบนโลก ตัวอย่างเช่น ภาพอวกาศห้วงลึกมากของฮับเบิลที่ถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล คือภาพถ่ายวัตถุในช่วงคลื่นที่ตามองเห็นที่อยู่ไกลที่สุดเท่าที่เคยมีมา
โครงการก่อสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศเริ่มต้นมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1923 กล้องฮับเบิลได้รับอนุมัติทุนสร้างในช่วงปี ค.ศ. 1970 แต่เริ่มสร้างได้ในปี ค.ศ. 1983 การสร้างกล้องฮับเบิลเป็นไปอย่างล่าช้าเนื่องด้วยปัญหาด้านงบประมาณ ปัญหาด้านเทคนิค และจากอุบัติเหตุกระสวยอวกาศแชลเลนเจอร์ กล้องได้ขึ้นสู่อวกาศในปี ค.ศ. 1990 แต่หลังจากที่มีการส่งกล้องฮับเบิลขึ้นสู่อวกาศไม่นานก็พบว่ากระจกหลักมีความคลาดทรงกลมอันเกิดจากปัญหาการควบคุมคุณภาพในการผลิต ทำให้ภาพถ่ายที่ได้สูญเสียคุณภาพไปอย่างมาก ภายหลังจากการซ่อมแซมในปี ค.ศ. 1993 กล้องก็กลับมามีคุณภาพเหมือนดังที่ตั้งใจไว้ และกลายเป็นเครื่องมือในการวิจัยที่สำคัญและเป็นเสมือนฝ่ายประชาสัมพันธ์ของวงการดาราศาสตร์
กล้องฮับเบิลเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศตัวเดียวที่ถูกออกแบบมาให้นักบินอวกาศสามารถเข้าไปซ่อมแซมในอวกาศได้ จนถึงวันนี้ได้จัดการภารกิจซ่อมบำรุงครบแล้วทั้งหมดห้าภารกิจ ภารกิจที่ 1 คือการซ่อมแซมปัญหาด้านภาพในปี ค.ศ. 1993 ภารกิจที่ 2 คือการติดตั้งเครื่องมือสองชิ้นใหม่ในปี ค.ศ. 1997 ภารกิจที่ 3 แบ่งเป็นสองภารกิจย่อยได้แก่ ภารกิจ 3A เป็นการซ่อมแซมเร่งด่วนในปี ค.ศ. 1999 และภารกิจ 3B เป็นการติดตั้งกล้องสำรวจขั้นสูงในเดือนมีนาคม ค.ศ. 2002 อย่างไรก็ตาม หลังจากเกิดโศกนาฏกรรมกระสวยอวกาศโคลัมเบียในปี ค.ศ. 2003 ภารกิจซ่อมบำรุงที่ห้าซึ่งมีกำหนดการในปี ค.ศ. 2004 ก็ถูกยกเลิกไปเพราะเรื่องความปลอดภัย นาซาเห็นว่าภารกิจที่ต้องใช้คนนั้นอันตรายเกินไป แต่ก็ได้ทบทวนเรื่องนี้อีกครั้ง และในวันที่ 31 ตุลาคม ค.ศ. 2006 ไมค์ กริฟฟิน ผู้บริหารของนาซาจึงเปิดไฟเขียวให้กับภารกิจซ่อมบำรุงฮับเบิลครั้งสุดท้ายโดยจะใช้กระสวยอวกาศแอตแลนติสขนส่งลูกเรือ ภารกิจนี้มีกำหนดการในเดือนตุลาคม ค.ศ. 2008 [4][5] ทว่าในเดือนกันยายน ค.ศ. 2008 มีการตรวจพบข้อผิดพลาดบางประการกับตัวกล้อง[6] ทำให้ต้องเลื่อนกำหนดการซ่อมบำรุงออกไปเป็นเดือนพฤษภาคม ค.ศ. 2009[7] เพื่อเตรียมการซ่อมแซมเพิ่มเติม กระสวยอวกาศแอตแลนติสนำยานซ่อมบำรุงขึ้นปฏิบัติการครั้งสุดท้ายเมื่อ 11 พฤษภาคม ค.ศ. 2009 เพื่อทำการซ่อมแซมและติตตั้งอุปกรณ์ใหม่เพิ่มเติม กล้องฮับเบิลกลับมาใช้งานได้ตามปกติอีกครั้งในเดือนกันยายน ค.ศ. 2009
การซ่อมครั้งนี้จะทำให้กล้องฮับเบิลสามารถใช้งานได้อย่างน้อยจนถึงปี ค.ศ. 2014 ซึ่งเป็นปีที่จะมีการส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์เพื่อใช้งานแทนต่อไป กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ มีความสามารถสูงกว่ากล้องฮับเบิลมาก แต่มันจะใช้สำรวจคลื่นช่วงอินฟราเรดเท่านั้น และไม่สามารถทดแทนความสามารถในการสังเกตสเปกตรัมในช่วงที่ตามองเห็นและช่วงอัลตราไวโอเลตของฮับเบิลได้
ในปี ค.ศ. 1923 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ แฮร์มัน โอแบร์ธ หนึ่งในสามบิดาแห่งวิทยาการจรวด (โอแบร์ธ, โรเบิร์ต ก็อดเดิร์ด และ คอนสแตนติน ไซคอฟสกี) ได้ตีพิมพ์รายงานชื่อDie Rakete zu den Planetenraume ("จรวดไปยังดาวเคราะห์อื่น") ซึ่งกล่าวถึงการส่งกล้องโทรทรรศน์ขึ้นไปในวงโคจรของโลกโดยใช้จรวด[8]
ประวัติศาสตร์ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสามารถย้อนไปได้ตั้งแต่ ค.ศ. 1946 เมื่อนักดาราศาสตร์ชื่อ ไลแมน สปิตเซอร์ เขียนรายงานว่าด้วย ข้อได้เปรียบของการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์จากนอกโลก[9] เขากล่าวถึงข้อได้เปรียบสองประการของการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์จากอวกาศซึ่งกล้องโทรทรรศน์บนโลกไม่สามารถทำได้ ข้อได้เปรียบประการแรกคือความคมชัดเชิงมุมจะถูกจำกัดโดยการเลี้ยวเบนเท่านั้น มันจะไม่ถูกรบกวนโดยชั้นบรรยากาศของโลกซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เราเห็นดวงดาวกระพริบระยิบระยับบนท้องฟ้า กล้องโทรทรรศน์ในเวลานั้นมีความคมชัดเชิงมุมอยู่ที่ 0.5–1.0พิลิปดา ข้อได้เปรียบประการที่สองคือกล้องโทรทรรศน์ในอวกาศสามารถสำรวจคลื่นอินฟราเรดและคลื่นอัลตราไวโอเลตได้ ซึ่งคลื่นสองคลื่นนี้ถูกชั้นบรรยากาศของโลกดูดซับไว้อย่างมาก
สปิตเซอร์อุทิศตัวเขาให้กับการผลักดันให้มีการพัฒนากล้องโทรทรรศน์อวกาศ ใน ค.ศ. 1962 สมาคมวิทยาศาสตร์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกาสนับสนุนให้การพัฒนากล้องโทรทรรศน์อวกาศเป็นส่วนหนึ่งของโครงการอวกาศ ค.ศ. 1965 สปิตเซอร์ได้รับแต่งตั้งให้เป็นหัวหน้าคณะกรรมการกำหนดวัตถุประสงค์สำหรับการสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศขนาดใหญ่
หลังสงครามโลกครั้งที่สองสิ้นสุดลง นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้เทคโนโลยีจรวดที่มีอยู่ในเวลานั้นทำการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์จากอวกาศ สหราชอาณาจักรส่งกล้องโทรทรรศน์สำรวจดวงอาทิตย์ในโครงการเอเรียลขึ้นสู่วงโคจรเมื่อปี ค.ศ. 1962 องค์การนาซาส่งอุปกรณ์สังเกตการณ์ดาราศาสตร์ในวงโคจร (Orbiting Astronomical Observatory: OAO) ขึ้นในปี 1966 OAO-1 ถูกส่งขึ้นไปได้เพียงสามวันก็แบตเตอรีเสีย ทำให้ต้องหยุดโครงการนี้ จากนั้นจึงมีการส่ง OAO-2 ขึ้นไปสำรวจคลื่นอัลตราไวโอเลตของดาวฤกษ์และดาราจักรตั้งแต่ ค.ศ. 1968 ถึง ค.ศ. 1972
โครงการ OAO ได้แสดงให้เห็นว่าการสังเกตการณ์จากนอกโลกมีความสำคัญต่อวงการดาราศาสตร์เป็นอย่างยิ่ง ค.ศ. 1968 นาซาวางแผนสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศชนิดสะท้อนแสงที่มีกระจกเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 เมตร และจะส่งขึ้นสู่วงโคจรในปี ค.ศ. 1979 แผนนี้ได้เน้นย้ำความต้องการสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่มนุษย์สามารถขึ้นไปซ่อมบำรุงได้เพื่อให้มีการใช้งานที่ยาวนานคุ้มค่ากับราคาที่แสนแพง ขณะเดียวกัน การพัฒนากระสวยอวกาศที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ในเวลานั้นก็เป็นสัญญาณบ่งบอกว่าเรื่องนี้จะเป็นสิ่งที่ทำได้ในอีกไม่ช้า[10]
[แก้]การหางบประมาณความสำเร็จอย่างต่อเนื่องของโครงการ OAO ทำให้นักดาราศาสตร์เห็นพ้องให้การสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศเป็นเป้าหมายหลักของวงการดาราศาสตร์ ในปี ค.ศ. 1970 นาซาได้ตั้งคณะกรรมการขึ้นมา 2 ชุด โดยชุดแรกทำการกำหนดรายละเอียดทางวิศวกรรมและอีกชุดหนึ่งทำการกำหนดเป้าหมายของโครงการนี้ หลังจากที่ได้มีการศึกษาเป็นที่เรียบร้อยแล้ว อุปสรรคต่อไปของนาซาก็คือการหางบประมาณซึ่งมากกว่ากล้องโทรทรรศน์ใด ๆ บนโลกเคยใช้ รัฐสภาของสหรัฐอเมริกาตั้งคำถามมากมายเกี่ยวกับข้อเสนอโครงการและบังคับให้ตัดงบประมาณในขั้นวางแผนซึ่งประกอบด้วยการศึกษาอุปกรณ์ของกล้องโทรทรรศน์อย่างละเอียดมาก ค.ศ. 1974 ประธานาธิบดี เจอรัลด์ ฟอร์ด ดำเนินนโยบายตัดรายจ่ายสาธารณะ ส่งผลให้รัฐสภาตัดงบประมาณทั้งหมดสำหรับโครงการนี้[10]
เพื่อตอบโต้เหตุการณ์นี้ นักดาราศาสตร์จำนวนมากต่างก็เข้าพบกับ
mon2543
