ในวันที่ 25 ธันวาคม 2564 ที่บริเวณใกล้ๆกับศาลายา ผมได้ไปร่วมงานปาร์ตี้ปีใหม่กับกลุ่มพ่อแม่ผู้ปกครองของเด็กนักเรียน และในช่วงเวลาหัวค่ำหลังจากที่กินมือเย็นไปหายหิวแล้ว ก็ลองเอากล้องดูดาวมาส่องดาวเล่น ขณะเดียวกันก็เอากล้อง Gopro9 มาตั้งถ่ายภาพดาวกลางคืนในโหมด Night Timelapse ก็จะได้วิดีโอตัวนี้มา และพบว่า มีเหตุการณ์น่าสนใจบนท้องฟ้า ก็คือ มีวัตถุเคลื่อนที่คล้ายดาวหางโผล่มาให้เห็นด้วยตาเปล่า

สิ่งที่คล้ายดาวหางนี้เมื่อดูข้อมูล ดูข่าวดาราศาสตร์แล้วก็พบว่ามันคือภาพของ กล้องโทรทรรศน์ชื่อ James Webb กำลังเดินทางออกจากโลกเพื่อไปสู่วงโคจรในอวกาศ โดยจะไปอยู่ห่างโลก 1.5 ล้านกิโลเมตร และมันจะโคจรเป็นบริวารของดวงอาทิตย์ แทนที่จะเป็นโลก James Webb จะอยู่ระหว่างโลกและดาวอังคาร หน้าที่หลักของมันก็คือถ่ายภาพจากที่ที่ไกลมาก โครงการนี้ตั้งใจจะส่งกล้องขึ้นไปรับสัญญาณอินฟาเรดที่เกิดจากการฟอร์มตัวเป็นดาวฤกษ์ในยุคแรกๆของอวกาศ หรือประมาณ 13000 ล้านปีก่อน หากกล้องทำงานได้ปกติ เราก็จะได้ข้อมูลต้นกำเนิดของอวกาศมากขึ้น ซึ่งเราต้องลุ้นให้กล้องทำงานได้ไม่ผิดพลาด

เทคโนโลยีหลายอย่างถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อสร้างกล้องตัวนี้ มีเรื่องน่าสนใจหลายหัวข้อ ถ้าให้เขียนจากความทรงจำที่เคยดูผ่านๆตา ก็จะมีส่วนของฉนวนแสงอาทิตย์ ที่ทำหน้าที่กันความร้อนจากด้านที่รับแสงไม่ให้ส่วนของการรับภาพและวงจรต่างๆโดนความร้อนเลย ซึ่งจะเป็นผ้าใบ 5 ชั้น

การรับภาพของเจมส์เว็บบ์จะอาศัยเทคนิคการรับภาพแบบกล้องนิวโทเนียน คือรับแสงสะท้อน แต่จะเป็นแสงอินฟาเรด การรับแสงสะท้อนต้องอาศัยกระจกสะท้อนที่มีความเรียบมากๆเพื่อความแม่นยำ เพราะแสงที่เดินทางมาไกลระดับ 13000 ล้านปีแสง จะถือเป็นระยะทางที่ไกลที่สุดเท่าที่มีในเอกภพ ดังนั้นการเบียงเบนเล็กน้อยก็ทำให้รับแสงผิดพลาด ความเรียบของผิวสะท้อนนั้นฉาบด้วยทองคำ และมีความเรียบระดับที่ ถ้าขยายกระจกให้ใหญ่เท่ากับประเทศไทยถึงญี่ปุ่น ส่วนไม่เรียบของกระจกจะสูงกว่าพื้นเรียบไม่กี่เซนติเมตรเท่านั้น

ที่ตัวสะท้อนแสงกลับไปกลับมาเพื่อเข้าสู่เซ็นเซอร์รับภาพ จะมีกระจกรวมแสง(หรือเลนส์รวมแสง) อีกตัวหนึ่งก่อนถึงเซ็นเซอร์ที่จะทำหน้าที่เป็นตัว image stabilizer หรือตัวกันสั่น ที่ช่วยให้การรับภาพมีความคมชัดยิ่งขึ้น อาจเป็นกล้องดูดาวตัวแรกของโลกที่มีระบบกันสั่นในแบบเดียวกับกล้องถ่ายภาพ

การประกอบตัวกล้องจะต้องมีการทดสอบชิ้นส่วนน็อตทุกตัวชิ้นส่วนต่างๆทุกชิ้นส่วนต้องผ่านการทดสอบในห้องลดอุณหภูมิไปอยู่ที่ระดับติดลบมากๆเสียก่อน เพื่อความมั่นใจว่าจะไม่เกิดเหตุการณ์ผิดพลาด เพราะเราออกไปซ่อมกล้องตอนที่เราปล่อยไปแล้วไม่ได้

การปรับมุมเอียงไปเอียงมา การหมุนตัวของกล้อง จะใช้ไจโรสโคป3ตัว หมุนเพื่อสร้างแรงเหวี่ยงให้มีการหมุนตามที่ต้องการ เป็นหลักการทางวิทยาศาสตร์ของโมเม้นที่เกิดจากการหมุน

ยังมีแง่มุมอื่นๆอีกมากที่เป็นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่เราต้องใช้กับกล้องอวกาศตัวนี้ ถ้ามีข้อมูลเพิ่มเติมจะทะยอยเอามาลงเพิ่มครับ และตอนนี้เจ้ากล้องตัวนี้เดินทางไปถึงไหนแล้ว ก็ลองแวะดูที่ลิงค์นี้ได้ครับ

Source: Where Is Webb? NASA/Webb

หลังจากผ่านไปครึ่งปี วันที่ 12jul2022 เราก็ได้เห็นภาพที่ตั้งใจถ่ายจากกล้อง James webb กันแล้วคือภาพนี้