กล้องโทรทรรศน์อวกาศ James Webb จะถูกส่งขึ้นอวกาศสุดสัปดาห์นี้

กระทู้คำถาม

(ขอตั้งเป็นกระทู้คำถาม สมาชิกทั่วไปจะได้เข้ามาพูดคุยได้ครับ)

สวัสดีครับ วันนี้ผม Partita ขอเสนอเรื่องการส่งเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์
ที่สำคัญยิ่งขึ้นสู่อวกาศ นั่นก็คือกล้องโทรทรรศน์อวกาศ James WEBB
หรือ James WEBB Space Telescope (JWST)

JWST เป็นโครงการดาราศาสตร์มูลค่าสูงมากถึงประมาณ 9,700 ล้าน USD
(หรือประมาณ 320,000 ล้านบาท)  เป็นโครงการระยะยาวถึง 24 ปี
มีการร่วมมือจาก 17 ประเทศในการสร้าง  ตลอดเวลาที่ผ่านมาโครงการ JWST
ได้มีการเลื่อนกำหนดการต่าง ๆ หลายครั้งมากจากความซับซ้อน
และความล่าช้าของการทดสอบระบบต่าง ๆ ครับ  ในที่สุด  กำหนดปล่อย JWST
ก็ประกาศออกมาอย่างชัดเจนแล้วคือวันเสาร์ที่ 25 ธันวาคม นี้เวลา 1 ทุ่ม 20 นาที
(ตามเวลาประเทศไทย) ท่านสามารถชมการถ่ายทอดสดได้ที่ NASA Youtube
เริ่มถ่ายทอดวันเสาร์ที่ 25 เวลา 18:00 https://www.youtube.com/watch?v=7nT7JGZMbtM
(ขอบคุณ คุณ totoonline ที่ช่วยฝากลิ้งค์ไว้ครับ)

รายละเอียดทางเทคนิคของ JWST นั้น
ผมได้นำเสนอไปนานแล้วจากกระทู้เก่าของผม
https://ppantip.com/topic/36709798
ในกระทู้นี้จะขอตัดบางส่วนที่สำคัญมาเสนอ  ดังนี้ครับ

James WEBB Space Telescope ตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติประวัติแก่
James E. Webb (1906 - 1992) ผู้อำนวยการ NASA คนที่สอง
ผู้ซึ่งมีบทบาทมากในโครงการ Apollo และโครงการย่อยอื่น ๆ อีกกว่า 75 โครงการ
ในช่วงเริ่มโครงการ JWST นี้  เดิมจะใช้ชื่อว่า Next Generation
Space Telescope (NGST)  และต่อมาได้เปลี่ยนไปใช้ชื่อ James Webb
ในวันที่ 10 กันยายน 2002 ครับ

โครงการ JWST เริ่มต้นในปี 1996 จากความร่วมมือจาก 17 ประเทศ
นำโดย NASA  องค์การอวกาศยุโรป (ESA)  และ องค์การอวกาศแคนาดา (CSA)
มีวัตถุประสงค์เพื่อสำรวจเอกภพในระยะไกลที่เราไม่เคยทำได้  และสำรวจ
วัตถุที่ไกลที่สุดเพื่อทราบถึงการกำเนิดเอกภพ  อีกทั้งสำรวจวัตถุอวกาศทั่วไป
เพื่อให้ทราบรายละเอียดมากขึ้นในด้านต่าง ๆ  เช่น  Spectrum , Infrared field
ซึ่งจะทำให้เราเข้าใจการกำเนิดดวงดาว แกแลคซี่ และอื่น ๆ
ที่เราถุกจำกัดความรู้มาตลอดเนื่องจากขีดความสามารถอุปกรณ์ไปไม่ถึง
ภาพนี้แสดงถึงย่านแสง IR ที่ JWST จะตรวจจับ

ภาพส่วนประกอบของ JWST

JWST จะถูกส่งขึ้นไปด้วยจรวด Ariane 5 จากฐานปล่อย
Arianespace's ELA-3 launch complex  ที่ประเทศ French Guiana
ซึ่งเป็นเมืองโพ้นทะเลของประเทศฝรั่งเศส  ตอนที่ JWST ส่งขึ้นไป
กับจรวด Ariane 5 นั้น  ตัว JWST จะต้องพับร่างเข้าไป
เพื่อให้ยัดเข้าตัวจรวดได้  ตามภาพนี้

เนื่องจาก JWST เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่เน้นไปในการสำรวจวัตถุไกลโพ้น
วัตถุอวกาศประเภทนี้จะไกลจากเรามากนับหมื่นล้านปีแสง  และมันจะเคลื่อนที่
ออกห่างจากโลกเราด้วยความเร็วสูงมาก (ตามหลักการขยายตัวของเอกภพ)
นี่เองที่เราจะตรวจจับวัตถุเหล่านี้ได้ด้วยแสงย่าน Infrared ที่ริบหรี่มาก
ดังนั้น  JWST จะมีอุปกรณ์ sensor ที่ไวต่อย่าน Infrared (IR) นี่เองที่ทำให้ JWST
จำเป็นต้องวางตัวให้ห่างจากการรบกวนทางความร้อน  ดังนั้นตำแหน่งที่ JWST
จะต้องไปวางตัวอยู่ก็คือตำแหน่ง L2 Lagrange point ครับ ..... ตำแหน่ง L2 นั้น
คือจุดสมดุลย์ของความโน้มถ่วงที่มาจากทฤษฏีทางคณิตศาสตร์ที่คิดค้นโดย
Joseph-Louis Lagrange นักคณิตศาสตร์ชาว Italian
ตำแหน่ง Lagrange L2 point เป็นไปตามภาพนี้ครับ

อีกมุมมองหนึ่งของ L2 Lagrange point มันห่างจากโลก
ประมาณ 1.5 ล้านกิโลเมตร และในภาพนี้ท่านจะเห็นว่า JWST
จะวางตัวในลักษณะ "โคจร" เป็นวงแนวตั้งฉาก
กับระนาบระบบสุริยะ ณ L2 point ด้วย

ภาพ animation เมื่อ JWST วางตัวโคจรที่ L2 point แล้ว
มันจะโคจรเช่นนี้ไปตลอดการใช้งาน 10 ปี ++ ของมันเลยครับ
เพราะความโน้มถ่วง ณ จุด L2 นี้สมดุลย์จนรักษาสภาพโคจรเช่นนี้ได้

ฐานปล่อย Guiana Space Centre อยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตร (Equator)
ทำให้ได้รับประโยชน์จากการหมุนรอบตัวเองของโลก
ซึ่งมีความเร็วเชิงเส้นประมาณ 1,650 km/h
ส่งให้เป็นความเร็วต้นบวกเพิ่มของจรวดไปได้อีก

เมื่อปล่อยออกไปแล้ว JWST จะเดินทางจากโลกไปยัง L2 point (1.5 ล้านกิโลเมตร)
โดยใช้เวลาประมาณ 1 เดือน ในระหว่างนั้น JWST จะมีการ "Deployment"
ซึ่งก็คือการกางอุปกรณ์ต่าง ๆ ออกจากเดิมที่หุบอยู่ในจรวด Ariane 5 ครับ
การ deployment เป็นไปตามคลิปนี้