NASA เดินหน้าสร้างกล้องโทรทรรศน์ทดสอบให้ภารกิจ LISA ตรวจจับคลื่นแรงโน้มถ่วง

NASA เดินหน้าพัฒนากล้องโทรทรรศน์แบบกระจกทั้งตัวสำหรับภารกิจ LISA หรือ Laser Interferometer Space Antenna หอสังเกตการณ์อวกาศที่ออกแบบมาเพื่อตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง โดยมอบหมายให้บริษัท L3Harris Technologies ออกแบบ ประกอบ และรวมระบบกล้องโทรทรรศน์รุ่นใหม่ที่เรียกว่า Engineering Test Unit ซึ่งถือเป็นขั้นตอนสุดท้ายก่อนเข้าสู่การผลิตฮาร์ดแวร์สำหรับใช้งานจริงบนยาน

ภารกิจ LISA นำโดยองค์การอวกาศยุโรป (ESA) มีแผนปล่อยขึ้นสู่อวกาศช่วงกลางทศวรรษ 2030 โดย NASA เข้าร่วมในฐานะพันธมิตร รับผิดชอบด้านกล้องโทรทรรศน์ ฮาร์ดแวร์สำคัญอื่นๆ รวมถึงการสนับสนุนด้านวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์ ภารกิจนี้จะส่งดาวเทียม 3 ดวงขึ้นสู่วงโคจรตามโลก จัดเรียงเป็นรูปสามเหลี่ยมขนาดใหญ่ที่มีด้านยาวถึง 1.6 ล้านไมล์ (2.5 ล้านกิโลเมตร) โดยดาวเทียมแต่ละดวงมีกล้องโทรทรรศน์ 2 ตัวใช้ลำแสงเลเซอร์อินฟราเรดรับส่งสัญญาณระหว่างกัน เพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงระยะห่างที่เล็กมากซึ่งเป็นสัญญาณของคลื่นความโน้มถ่วง

การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีขนาดเล็กมาก เล็กกว่าความกว้างของอะตอมฮีเลียมเสียอีก แต่ผ่านสิ่งนี้ LISA จะเผยให้เห็นคลื่นความโน้มถ่วงความถี่ต่ำจำนวนมากที่เรายังตรวจจับไม่ได้จากหอสังเกตการณ์บนโลกในปัจจุบัน ภารกิจนี้จะสามารถตรวจจับการรวมตัวของหลุมดำขนาดมหึมาที่อยู่ห่างไกลหลายพันล้านปีแสง ทำแผนที่คู่ดาวแคระขาว ดาวนิวตรอน และหลุมดำมวลระดับดาวฤกษ์ในย่านใกล้เคียงจักรวาลของเรา และอาจให้ความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงเอง

คำพูดดังกล่าวเป็นของ Ira Thorpe นักวิทยาศาสตร์ประจำโครงการของ NASA ที่ศูนย์การบินอวกาศกอดดาร์ดในเมืองกรีนเบลต์ รัฐแมรีแลนด์ ทั้งนี้กล้องโทรทรรศน์แต่ละตัวทำจากวัสดุผสมเซรามิก-กระจกสีอำพันที่เรียกว่า Zerodur ซึ่งทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงรูปร่างในช่วงอุณหภูมิกว้าง โดยในปี 2024 L3Harris ได้ส่งมอบกล้องต้นแบบให้ NASA ใช้เป็นหน่วยพัฒนาด้านวิศวกรรมมาก่อนแล้ว

Ritva Keski-Kuha หัวหน้าโครงการกล้องโทรทรรศน์ LISA ของ NASA Goddard ระบุว่าทีมงานได้นำผลการทดสอบต้นแบบอย่างเข้มงวดมาปรับใช้กับกล้องรุ่นใหม่นี้ ซึ่งจะเป็นหน่วยสุดท้ายก่อนขึ้นบินจริงและเป็นกล้องโทรทรรศน์เชิงแสงตัวแรกที่ส่งมอบให้ ESA ก่อนหน้านี้ในเดือนมิถุนายน ทีมงานได้ส่งมอบแบบจำลองโครงสร้างของกล้องที่ทำจากโลหะแทนกระจกไปแล้ว นอกจากกล้องโทรทรรศน์ NASA ยังรับผิดชอบระบบเลเซอร์ อุปกรณ์จัดการประจุไฟฟ้าที่สะสมบนมวลทดสอบในยาน การวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อระบุแหล่งที่มาของคลื่นความโน้มถ่วง และความเชี่ยวชาญด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมเพิ่มเติม