ผลกระทบต่อวงการดาราศาสตร์

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลมีผลดีต่อวงการดาราศาสตร์เป็นอย่างมาก บทความวิชาการมากกว่า 4,000 บทความที่ใช้ข้อมูลจากกล้องฮับเบิลได้รับการตีพิมพ์ในวารสารที่มีความน่าเชื่อถือสูง ทั้งยังมีบทความจำนวนมากที่ใช้ข้อมูลจากกล้องฮับเบิลได้เผยแพร่ในการประชุมวิชาการหลายแห่ง เมื่อพิจารณาบทความหลังจากที่ถูกตีพิมพ์ไประยะหนึ่ง พบว่ามีบทความวิชาการทางดาราศาสตร์ไม่ได้รับการอ้างถึงประมาณหนึ่งในสามของทั้งหมด แต่บทความที่ใช้ข้อมูลจากกล้องฮับเบิลไม่ได้ถูกอ้างอิงต่อเพียง 2% เท่านั้น โดยเฉลี่ยแล้ว บทความที่ใช้ข้อมูลจากกล้องฮับเบิลจะได้รับการอ้างอิงถึงมากกว่าบทความที่ไม่ได้ใช้ข้อมูลจากกล้องฮับเบิลถึง 2 เท่า และในจำนวนบทความกว่า 200 บทความที่ได้รับการอ้างอิงมากที่สุดในแต่ละปี ใช้ข้อมูลจากกล้องฮับเบิลประมาณ 10%[51]

แม้ว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้สร้างผลดีต่อการวิจัยทางดาราศาสตร์อย่างมากจนเป็นที่ประจักษ์ แต่งบประมาณที่มันใช้ก็มากด้วยเช่นกัน จากการศึกษาพบว่าบทความที่ใช้ข้อมูลจากกล้องฮับเบิลมีจำนวนเป็น 15 เท่าของบทความที่ใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์ขนาด 4 เมตรที่อยู่บนพื้นโลก (เช่นกล้องโทรทรรศน์วิลเลียม เฮอร์เชล) แต่งบประมาณที่ใช้ในการสร้างและซ่อมบำรุงกล้องฮับเบิลกลับมากกว่าถึง 100 เท่า[52]

การตัดสินใจระหว่างการสร้างกล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลกหรือการสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศยังคงเป็นเรื่องที่ซับซ้อน ความก้าวหน้าของวิชาทัศนศาสตร์ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างกล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลกที่สามารถถ่ายคลื่นอินฟราเรดด้วยความละเอียดสูงได้ แต่การใช้เทคนิคทางทัศนศาสตร์ก็มีข้อดีที่แตกต่างกับการใช้กล้องฮับเบิล แม้ว่าการใช้เทคนิคทางทัศนศาสตร์จะช่วยให้ได้ภาพคุณภาพสูง แต่มันก็ไม่สามารถถ่ายภาพมุมกว้างได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในคลื่นที่ตามองเห็น กล้องฮับเบิลยังคงมีข้อได้เปรียบในการถ่ายภาพมุมกว้างด้วยความละเอียดสูง แม้แต่ก่อนที่จะมีการส่งกล้องฮับเบิลขึ้นสู่วงโคจร การถ่ายภาพด้วยเทคนิคจุดด่าง (speckle imaging) ก็สามารถให้ภาพวัตถุสว่างที่มีความละเอียดสูงกว่าภาพจากกล้องฮับเบิลอีก[53] การตัดสินใจใช้ภาพจากวิธีใดจึงขึ้นอยู่กับรายละเอียดของการวิจัยเป็นหลัก

[แก้]การขอใช้กล้อง

ใคร ๆ ก็สามารถยื่นคำขอใช้กล้องได้โดยไม่มีข้อจำกัดด้านเชื้อชาติหรือสถาบัน มีการแย่งกันใช้กล้องสูงมาก สัดส่วนของเวลาที่ขอเข้ามาต่อเวลาที่ให้ใช้ได้อยู่ที่ประมาณ 6 ถึง 9 ต่อ 1[54]

ทุก ๆ ปีจะมีการเปิดให้ยื่นคำขอใช้กล้อง คำขอจะถูกแบ่งเป็นหลายประเภท ส่วนใหญ่จะอยู่ในประเภท "การสังเกตการณ์ทั่วไป" ซึ่งเป็นการสังเกตการณ์ตามปกติ คำขอประเภท "การสังเกตการณ์แบบรวดเร็ว" คือคำขอที่ขอใช้กล้องไม่เกิน 45 นาทีหรือน้อยกว่า การสังเกตการณ์แบบรวดเร็วใช้สำหรับตอนที่กล้องยังว่างอยู่ระหว่างการสังเกตการณ์ทั่วไป

นักดาราศาสตร์อาจยื่นคำขอ "เป้าหมายของโอกาส" (Target of Opportunity) โดยจะได้เวลาสำรวจหากมีเหตุการณ์ที่ขอไว้เกิดขึ้นระหว่างเวลาที่กำหนด 10% ของเวลาใช้กล้องทั้งหมดถูกแบ่งให้กับผู้อำนวยการสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ เรียกว่า "เวลาส่วนตัวของผู้อำนวยการ" (Director's Discretionary Time หรือ DD Time) นักดาราศาสตร์สามารถสมัครขอใช้เวลานี้ได้ตลอดปี โดยปกติมักจะมีการมอบเวลานี้ให้กับการศึกษาปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในช่วงสั้น ๆ เช่น ซูเปอร์โนวา

[แก้]การกำหนดเวลาสังเกตการณ์

การกำหนดเวลาสังเกตการณ์ไม่ใช่เรื่องง่าย กล้องฮับเบิลโคจรอยู่ในวงโคจรต่ำของโลกเพื่อที่จะได้รับการซ่อมบำรุงจากกระสวยอวกาศได้โดยง่าย แต่นั่นก็หมายความว่าเป้าหมายทางดาราศาสตร์จำนวนมากจะถูกบดบังโดยโลกเป็นเวลาเกือบครึ่งรอบการโคจร การสำรวจไม่สามารถทำได้ขณะที่กล้องอยู่ในพื้นที่ความผิดปกติที่มหาสมุทรแอตแลนติกตอนใต้ เนื่องจากได้รับรังสีมากเกินไป

เนื่องจากกล้องฮับเบิลลอยอยู่ในชั้นบรรยากาศส่วนบน เราจึงไม่สามารถคำนวณตำแหน่งของมันได้อย่างแม่นยำเพราะความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศส่วนบนนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง การคำนวณตำแหน่งของกล้องฮับเบิลไว้ล่วงหน้าถึง 6 สัปดาห์อาจผิดพลาดได้ถึง 4,000 กิโลเมตร ดังนั้น นักดาราศาสตร์จึงมักจะส่งคำขอการใช้งานไม่กี่วันก่อนวันใช้ เพราะการขอล่วงหน้าไว้นานเกินอาจทำให้เมื่อถึงเวลาได้ใช้แล้วกล้องอาจจะไม่อยู่ในตำแหน่งที่คำนวณไว้[23]

[แก้]นักสังเกตการณ์สมัครเล่น

ริกคาร์โด จิอักโคนี (Riccardo Giacconi) ผู้อำนวยการคนแรกของสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ ประกาศในปี ค.ศ. 1986 ว่าเขาต้องการมอบ "เวลาส่วนตัวของผู้อำนวยการ" ของเขาให้กับนักดาราศาสตร์สมัครเล่น โดยเขาจะมอบเวลาให้กับการวิจัยที่ไม่ซ้ำกับนักดาราศาสตร์มืออาชีพ และการวิจัยนั้นจำเป็นที่จะต้องใช้ความสามารถของกล้องโทรทรรศน์อวกาศจริงๆ ผลก็คือมีนักดาราศาสตร์สมัครเล่นทั้งหมด 13 คนได้ใช้กล้องฮับเบิลโดยทำการสังเกตการณ์ระหว่างปี ค.ศ. 1990 และปี ค.ศ. 1997 แต่หลังจากนั้น การตัดงบประมาณของสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศก็ทำให้ไม่มีนักดาราศาสตร์สมัครเล่นคนไหนได้ใช้กล้องอีกเลย[55]

[แก้]ข้อมูลจากกล้อง [แก้]การส่งข้อมูลกลับสู่โลก

เมื่อก่อน กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลเก็บข้อมูลไว้บนยานโดยใช้เครื่องบันทึกเทป ต่อมาได้มีการเปลี่ยนเป็นเครื่องบันทึกข้อมูลแบบโซลิดสเตตระหว่างภารกิจซ่อมบำรุงที่ 2 และ 3A ข้อมูลจากยานจะถูกส่งมายังโลกผ่านระบบดาวเทียมติดตามและถ่ายทอดข้อมูล (Tracking and Data Relay Satellite System) ซึ่งเป็นระบบที่ออกแบบให้ดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรระดับต่ำของโลกสามารถติดต่อสื่อสารกับศูนย์ควบคุมได้ถึง 85% ของการโคจร ข้อมูลจะถูกส่งมาที่ศูนย์ควบคุมระบบดาวเทียมติดตามและถ่ายทอดข้อมูล และจะถูกส่งต่อไปยังศูนย์การบินอวกาศก็อดเดิร์ด จากนั้นจะถูกส่งไปยังสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศเพื่อเก็บเข้าคลังข้อมูลในท้ายที่สุด[56]

[แก้]คลังข้อมูล

ข้อมูลจากกล้องฮับเบิลทั้งหมดจะถูกเรียกดูได้ผ่านทางคลังข้อมูลของสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ โดยทั่วไป ข้อมูลจะมีกรรมสิทธิ์เป็นเวลาหนึ่งปีโดยผู้ที่สามารถใช้ข้อมูลในช่วงนี้ได้ได้แก่ผู้ตรวจระดับสูงและนักดาราศาสตร์ที่ได้รับอนุญาต ผู้ตรวจระดับสูงสามารถส่งคำขอไปยังผู้อำนวยการสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศให้ขยายหรือลดเวลากรรมสิทธิ์ได้ในบางสถานการณ์[57]

ข้อมูลที่ได้จาก "เวลาส่วนตัวของผู้อำนวยการ" จะไม่มีกรรมสิทธิ์และจะถูกเผยแพร่สู่สาธารณะทันที ข้อมูลทั้งหมดในคลังข้อมูลจะถูกเก็บในรูปแบบ FITSซึ่งเป็นรูปแบบที่เหมาะสมกับการวิเคราะห์เชิงดาราศาสตร์แต่ไม่เหมาะกับการใช้งานทั่วไป[58] โครงการมรดกฮับเบิล (Hubble Heritage Project) จะทำการเลือกภาพที่สวยงามและโดดเด่นเพื่อเผยแพร่สู่สาธารณะในรูปแบบ JPEG และ TIFF[59]

[แก้]การประมวลผลภาพ

ข้อมูลทางดาราศาสตร์ที่ได้จากอุปกรณ์รับภาพแบบ CCD จะต้องผ่านกระบวนการปรับแต่งหลายขั้นตอนก่อนที่จะนำไปใช้ในงานวิเคราะห์ทางดาราศาสตร์ได้ สถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศได้พัฒนาซอฟต์แวร์ที่ช่วยปรับแต่งรูปโดยอัตโนมัติเมื่อมีคำร้องขอโดยใช้ไฟล์สอบเทียบที่ดีที่สุด ข้อมูลที่มีขนาดใหญ่อาจต้องใช้เวลาถึงหนึ่งวันหรือมากกว่านั้นเพื่อประมวลผล กระบวนการนี้มีชื่อเรียกโดยเฉพาะว่า 'pipeline reduction' นักดาราศาสตร์อาจเรียกเอาไฟล์ช่วยปรับแต่งไปทำการประมวลผลภาพด้วยตนเองก็ได้ ซึ่งจะช่วยอำนวยความสะดวกในกรณีที่ต้องการใช้ไฟล์ปรับแต่งอื่น ๆ นอกเหนือไปจากไฟล์ที่ทำการปรับแต่งให้โดยอัตโนมัติ[60]

[แก้]การวิเคราะห์ข้อมูล

ข้อมูลจากกล้องฮับเบิลสามารถนำไปวิเคราะห์ได้หลายวิธี สถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศได้พัฒนาซอฟต์แวร์วิเคราะห์ข้อมูลซึ่งประกอบด้วยโปรแกรมที่ใช้ในการประมวลผลภาพทางดาราศาสตร์จากไฟล์ข้อมูลดิบ ตลอดถึงเครื่องมือช่วยประมวลผลภาพทางดาราศาสตร์หลายๆ ชนิดที่สามารถดัดแปลงตามความต้องการเพื่อใช้กับข้อมูลจากกล้องฮับเบิลได้ ซอฟต์แวร์นี้สามารถทำงานเป็นโมดูลหนึ่งในซอฟต์แวร์ IRAF ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์ประมวลผลที่เป็นที่นิยมในหมู่นักดาราศาสตร์ได้[61]

[แก้]กิจกรรมประชาสัมพันธ์

การพยายามดึงดูดความสนใจและจินตนาการจากประชาชนถือเป็นงานสำคัญอย่างหนึ่งของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ เพราะมันใช้เงินภาษีจากประชาชนไปไม่น้อยในการก่อสร้างและค่าบำรุงรักษา หลังจากความยากลำบากในช่วงเริ่มแรกของโครงการที่ต้องประสบความผิดพลาดหลายประการจากเลนส์ด้อยคุณภาพ กล้องฮับเบิลสูญเสียความน่าเชื่อถือไปมาก จนกระทั่งภารกิจซ่อมบำรุงครั้งแรกช่วยทำให้กล้องฮับเบิลสามารถบันทึกภาพห้วงอวกาศอันน่าจั