| ผู้เขียน | อาจวรงค์ จันทมาศ www.facebook.com/ardwarong |
|---|
ปัญหาใหญ่ของกล้องโทรทรรศน์วิทยุคือสัญญาณวิทยุนั้นอ่อนมากเมื่อเทียบกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงอื่นๆ กล่าวคือ พลังงานของโฟตอนนั้นแปรผกผันกับความยาวคลื่น คลื่นวิทยุนั้นมีความยาวคลื่นมาก ทำให้โฟตอนแต่ละอนุภาคมีพลังงานต่ำ ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงต้องสร้างจานสะท้อนขนาดใหญ่มากเพื่อรวมโฟตอนให้ได้พลังงานมากพอที่ส่วนรับสัญญาณจะตรวจจับได้
กล้องโทรทรรศน์วิทยุแบบปรับมุมได้ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลกคือ Green Bank Telescope ตั้งอยู่ที่เวอร์จิเนียตะตันตก มีจานสะท้อนเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 เมตร! ใหญ่พอๆ กับสนามฟุตบอล และสามารถหันไปยังทิศทางใดบนท้องฟ้าก็ได้ ผิวหน้าของจานสะท้อนเชื่อมต่อกับส่วนควบคุมซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ 2,004 เครื่อง ทำให้สามารถปรับผิวหน้าของจานให้เป็นไปตามที่ต้องการได้
ส่วนกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลกชื่อ FAST เป็นกล้องโทรทรรศน์ของประเทศจีน มีจานสะท้อนเส้นผ่านศูนย์กลาง 500 เมตร ด้วยขนาดที่ใหญ่มโหฬารทำให้มันไม่สามารถวางอยู่บนโครงสร้างที่ปรับมุมได้อย่างอิสระ แต่วางอยู่บนโครงสร้างที่ใช้พื้นดินช่วยรับน้ำหนักอีกที แม้จานสะท้อนจะมีขนาด 500 เมตร แต่มันมีพื้นที่ใช้งานจริง 300 เมตร เนื่องจากตัวรับสัญญาณที่แขวนอยู่ตรงกลางถูกออกแบบให้ปรับมุมได้บ้าง
อีกปัญหาใหญ่ของกล้องโทรทรรศน์วิทยุคือสัญญาณรบกวน (Noise)
เนื่องจากตัวรับสัญญาณวิทยุถูกออกแบบให้มีความไวสูงมาก สัญญาณที่อ่อนกว่าสัญญาณโทรทัศน์นับพันเท่าก็ยังถูกตรวจจับได้
นักดาราศาสตร์จึงต้องหาทางแยกสัญญาณรบกวนออกไปให้ได้ ซึ่งสัญญาณเหล่านี้มาจาก
- แหล่งกำเนิดที่มีตามธรรมชาติ ได้แก่ คลื่นวิทยุจากดวงอาทิตย์, ฝนฟ้าคะนอง, อนุภาคมีประจุไฟฟ้าที่ชั้นบรรยากาศโลกในระดับสูงๆ
- สัญญาณที่มนุษย์สร้างขึ้น ได้แก่ เครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้า เรดาร์ที่ใช้งานทางอากาศยาน เครื่องส่งสัญญาณวิทยุและโทรทัศน์ ดาวเทียมที่โคจรรอบโลกรวมทั้ง GPS โทรศัพท์มือถือ
สัญญาณรบกวนที่มนุษย์สร้างขึ้นจะแผ่ออกจากพื้นดินขึ้นไปโดยรอบที่ระดับความสูงมากๆ สัญญาณรบกวนคลื่นวิทยุจึงเพิ่มขึ้นตามระดับความสูง กล้องโทรทรรศน์วิทยุส่วนมากจึงถูกมักติดตั้งไว้ในที่ห่างไกลเมือง และติดตั้งในพื้นที่ต่ำๆ อย่างหุบเขา ในขณะที่กล้องโทรทรรศน์แบบใช้แสงมักจะติดตั้งไว้ในที่สูงๆ อย่างภูเขา
อย่างไรก็ตาม ในตอนนี้สัญญาณรบกวนที่มนุษย์สร้างขึ้นมีแต่จะเพิ่มมากขึ้นทุกวันๆ และเริ่มกลายเป็นปัญหา แม้กล้องโทรทรรศน์จะอยู่ในที่ต่ำก็ตาม
ดังนั้น World Administrative Radio Conference ซึ่งเป็นงานประชุมดาราศาสตร์วิทยุระดับนาชาติจึงการกำหนดคลื่นวิทยุความถี่เฉพาะสำหรับดาราศาสตร์ แต่ในบางประเทศก็ไม่ได้มีการประกาศบังคับใช้ที่ชัดเจน
