บริษัทมีส่วนร่วมในการวิจัยและพัฒนาโครงการ FAST กล้องโทรทรรศน์วิทยุแบบจานเดี่ยวที่ใหญ่ที่สุดในโลก
ภายใต้การมอบหมายจากสถาบันวิจัยแห่งหนึ่งในกรุงปักกิ่ง FCTEL ได้มีส่วนร่วมในโครงการ FAST ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุแบบจานเดี่ยวที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยพัฒนาอุปกรณ์แปลงสัญญาณสำหรับการส่งผ่านใยแก้วนำแสงความเร็วสูง เพื่อนำสัญญาณไฟฟ้าจากเซนเซอร์ต่าง ๆ เช่น เอ็นโค้ดเดอร์แบบสัมบูรณ์หลายรอบและเอ็นโค้ดเดอร์แบบหมุน เข้าสู่ห้องป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แก้ปัญหาที่มีมายาวนานเรื่องสัญญาณผิดเพี้ยนหลังผ่านการกรองก่อนที่สัญญาณไฟฟ้าของเซนเซอร์จะเข้าสู่ห้องป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และแก้ปัญหาความหน่วงของสัญญาณนาฬิกาไม่ตรงกันทางฝั่งสัญญาณไฟฟ้าความเร็วสูงหลังการแปลงสัญญาณแสงเป็นไฟฟ้าในโซลูชันการส่งสัญญาณออปโตอิเล็กทรอนิกส์แบบดั้งเดิม
FCTEL รู้สึกยินดีที่ได้มีส่วนร่วมเล็กน้อยในโครงการเทคโนโลยีชั้นนำระดับโลกของจีน ด้วยองค์ความรู้และประสบการณ์ด้านการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการส่งผ่านใยแก้วนำแสงที่สั่งสมมาหลายปี
ไขความลับ “FAST” กล้องโทรทรรศน์วิทยุแบบจานเดี่ยวที่ใหญ่ที่สุดในโลก (ภาพประกอบจาก Mysterious Earth)
(รายงานจาก Mysterious Earth) ตามรายงานของ Southern Metropolis Daily: “ขอเตือนคุณ: อย่าตอบกลับ! อย่าตอบกลับ! อย่าตอบกลับ! ในทิศทางของคุณมีดาวฤกษ์หลายสิบล้านดวง หากคุณตอบกลับ ต้นทางของการส่งสัญญาณจะถูกระบุตำแหน่ง ระบบดาวเคราะห์ของคุณจะถูกรุกราน และโลกของคุณจะถูกยึดครอง! อย่าตอบกลับ! อย่าตอบกลับ! อย่าตอบกลับ!” นี่คือคลื่นวิทยุจากอารยธรรมนอกโลกที่ “ฐานฝั่งแดง” ซึ่งตัวเอกหญิงประจำการอยู่ ได้รับโดยบังเอิญในนวนิยายวิทยาศาสตร์เรื่อง สามกาย
อันที่จริง “ฐานฝั่งแดง” ฉบับโลกจริงที่รับคลื่นวิทยุจากจักรวาลกำลังอยู่ระหว่างการก่อสร้างในแอ่ง “ต้าวั่วต้าง” ของหมู่บ้านจินเคอ ตำบลเค่อตู้ อำเภอผิงถัง มณฑลกุ้ยโจว โครงการก่อสร้าง “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” (FAST) ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุแบบจานเดี่ยวที่ใหญ่ที่สุดในโลก ขณะนี้เข้าสู่ช่วงสุดท้ายแล้ว เมื่อสร้างเสร็จ กล้องโทรทรรศน์วิทยุทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 500 เมตรนี้จะมีพื้นที่รับสัญญาณเทียบเท่าสนามฟุตบอล 30 สนาม
เมื่อวันที่ 26 ธันวาคม 2015 เจียงเผิง ผู้ช่วยหัวหน้าวิศวกรและรองหัวหน้าวิศวกรระบบพื้นผิวสะท้อนสัญญาณของ FAST ได้เปิดเผยในการบรรยายวิทยาศาสตร์สำหรับประชาชนครั้งที่ 2015 ณ ท้องฟ้าจำลองปักกิ่ง ถึงการสร้าง “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” และการเอาชนะความท้าทายทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องระหว่างการก่อสร้าง มีรายงานว่า เมื่อเทียบกับกล้องโทรทรรศน์อาเรซีโบของสหรัฐอเมริกา ซึ่งได้รับการจัดอันดับเป็นหนึ่งใน 10 โครงการชั้นนำของมนุษยชาติในศตวรรษที่ 20 แล้ว “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” มีสมรรถนะโดยรวมดีกว่าประมาณ 10 เท่า และคาดว่าโครงการทั้งหมดจะแล้วเสร็จภายในเดือนกันยายน 2016
หลังสำรวจพบแอ่งมากกว่า 300 แห่ง ในที่สุดก็เลือก “ต้าวั่วต้าง” ในกุ้ยโจว
หลายคนอาจสงสัยว่า เหตุใดจึงตั้ง “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” ในมณฑลกุ้ยโจวซึ่งมีธรณีวิทยาซับซ้อน เจียงเผิงกล่าวว่า นักวิทยาศาสตร์ใช้เวลามากกว่าสิบปีในการหา “เบ้าตา” ที่เหมาะสมให้กับ “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” ในการประชุมสหภาพวิทยาศาสตร์วิทยุระหว่างประเทศปี 1993 นักดาราศาสตร์จากสิบประเทศ รวมถึงจีน ได้เสนอแนวคิดริเริ่มให้สร้าง “กล้องโทรทรรศน์วิทยุยักษ์” รุ่นใหม่ เพื่อสืบย้อนถึงเอกภพยุคแรกเริ่มและตอบคำถามยากมากมายทางดาราศาสตร์
ปลายปี 1995 คณะกรรมการส่งเสริมกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดใหญ่ของจีนได้เสนอแนวคิด “โครงการคาสต์” ซึ่งจะใช้แอ่งภูมิประเทศคาสต์ในกุ้ยโจวสร้างพื้นผิวสะท้อนสัญญาณทรงกลม หลังการคัดกรองซ้ำหลายครั้ง ในที่สุดก็พบ “ต้าวั่วต้าง” ในตำบลเค่อตู้ อำเภอผิงถัง ซึ่งเป็น “เบ้าตา” ลึกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับ “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” ขนาดยักษ์ เมื่อถึงปี 2007 โครงการได้รับอนุมัติอย่างเป็นทางการและมีการยืนยันสถานที่ตั้ง ในเดือนมีนาคม 2011 โครงการ FAST เริ่มก่อสร้างในกุ้ยโจว
การเลือกสถานที่ใช้เวลานานมาก เนื่องจากทีมโครงการพิจารณาอย่างต่อเนื่องว่าจะลดปริมาณงานขุดดินของโครงการให้เหลือน้อยที่สุดได้อย่างไร จากการค้นหาด้วยดาวเทียม วิศวกรพบแอ่งมากกว่า 300 แห่งทั่วประเทศ หลังคัดกรองหลายรอบ พบว่าแอ่ง “ต้าวั่วต้าง” ทางตะวันออกเฉียงใต้ของกุ้ยโจวมีขนาดใหญ่และมีรูปทรงกลม ซึ่งสอดคล้องกับรูปทรงของ FAST มากที่สุด นอกจากนี้ สภาพแวดล้อมรอบแอ่งที่มีประชากรเบาบางและเงียบสงบยังช่วยลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าต่อ FAST เมื่อพิจารณาปัจจัยทั้งหมดนี้ จึงตัดสินใจเลือก “ต้าวั่วต้าง” เป็น “เบ้าตา” ในปี 2007
สร้าง “หม้อยักษ์” เส้นผ่านศูนย์กลาง 500 เมตรบนภูมิประเทศซับซ้อน
เช่นเดียวกับหลักการทำงานของสายอากาศดาวเทียมแบบพาราโบลาทั่วไป FA ST ประกอบด้วยส่วนหลักสองส่วน ได้แก่ พื้นผิวพาราโบลาที่สะท้อนสัญญาณและตัวป้อนสัญญาณที่รับสัญญาณ พื้นผิวพาราโบลา (ที่เรียกกันทั่วไปว่า “จาน”) รวมสัญญาณที่สะท้อนให้มาบรรจบกันที่จุดเดียว รูปทรงของพื้นผิวพาราโบลานี้คล้าย “จาน” ขนาดมหึมา สิ่งเดียวที่แตกต่างคือ สิ่งที่อยู่ในจานนี้เป็นสัญญาณที่ส่งมาจาก “ผู้มาเยือนจากอวกาศ”
ครั้งนี้ สถานที่ก่อสร้างอยู่ในพื้นที่ภูเขาขรุขระ การสร้าง “หม้อยักษ์” เส้นผ่านศูนย์กลาง 500 เมตรบนภูมิประเทศซับซ้อนเช่นนี้ทำให้ผู้เชี่ยวชาญต้องครุ่นคิดอย่างหนัก ทีมต่าง ๆ เสนอคำแนะนำและแนวทาง โดยเคยมีผู้เสนอให้ใช้เทคโนโลยีแบบแยกส่วน พร้อมโครงรองรับแข็งที่ติดตั้งอย่างหนาแน่นด้านล่าง แต่ในที่สุดก็เลือกใช้แนวทาง “ตาข่ายเคเบิล”
ตามแนวทาง “ตาข่ายเคเบิลขึงตึง” ขณะทำงาน FAST สามารถเคลื่อนตามการหมุนของวัตถุท้องฟ้า เพื่อติดตามและสแกนแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุ นักวิทยาศาสตร์จะควบคุมสายเคเบิลเหล็กหกเส้นเพื่อเคลื่อนห้องรับสัญญาณไปตามพื้นผิวส่วนยอดทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 207 เมตร และอยู่สูงจากพื้นดิน 140-180 เมตรก่อน จากนั้นใช้แอกชูเอเตอร์ 2,225 ตัวดึงตาข่ายเคเบิล เพื่อปรับแผ่นสะท้อนสัญญาณ 4,450 แผ่นบนตาข่ายให้ FAST โฟกัสได้ ด้วยวิธีนี้ FAST จึงหมุนได้อย่างอิสระคล้ายดวงตามนุษย์ เมื่อแผ่นสะท้อนสัญญาณรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในย่านวิทยุ ก็จะรวมสัญญาณจากจักรวาลไปยังห้องรับสัญญาณ
การประกอบแผ่นสะท้อนสัญญาณต้องอาศัยทีมก่อสร้างที่ทำงานบนที่สูงทั้งหมด
เมื่อวันที่ 4 กุมภาพันธ์ปีที่แล้ว การผลิตและติดตั้งตาข่ายเคเบิลของ FAST เสร็จสมบูรณ์ ปัจจุบัน หากมีโอกาสไปเยี่ยมชมพื้นที่โครงการ คุณจะเห็น “อวนจับปลา” ขนาดมหึมาที่ถักขึ้นจากสายเคเบิลเหล็กมากกว่า 6,000 เส้น แต่เจียงเผิงกล่าวว่า แม้ตาข่ายขนาดใหญ่นี้จะดูน่าตื่นตาตื่นใจ การถักมันขึ้นมาก็ไม่ใช่เรื่องง่ายเลย
มีข้อมูลว่าตาข่ายเคเบิลทั้งหมดมีจุดต่อรวม 2,225 จุด และมีช่วงพาดในการติดตั้งที่กว้างมาก ทีมวิศวกรรมใช้วิธีทำงานบนที่สูงเพื่อยกตาข่ายเคเบิลและแผ่นสะท้อนสัญญาณแต่ละส่วนขึ้น ประกอบหลังจากวัดตำแหน่งอย่างแม่นยำ โดยกำหนดให้ความคลาดเคลื่อนในการควบคุมรูปทรงพื้นผิวมีค่า RMS ไม่เกิน 5 มม. เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำ ผู้เชี่ยวชาญได้จัดทำห้องควบคุมอุณหภูมิคงที่ขึ้นโดยเฉพาะสำหรับผลิตเคเบิลรับแรงดึง
ปัญหาที่ใหญ่กว่านั้นมาจากการเสียรูปของเสาเหล็กเนื่องจากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลง โดยความต่างของอุณหภูมิ 50°C หมายถึงการเปลี่ยนแปลงขนาด 300 มิลลิเมตร เจียงเผิงอธิบายว่า เพื่อให้สอดคล้องกับภูมิประเทศที่สูงต่ำไม่สม่ำเสมอ เสาเหล็กที่รองรับโครงสร้างพื้นผิวสะท้อนสัญญาณจึงมีความสูงต่างกัน เพื่อป้องกันการเสียรูปที่ไม่สม่ำเสมอ จึงเพิ่มแบริ่งเลื่อนที่จุดเชื่อมต่อระหว่างคานวงแหวนกับเสาเหล็ก ทำให้คานวงแหวนรองรับสามารถขยายและหดตัวบนเสารองรับได้อย่างอิสระ และเสียรูปได้สม่ำเสมอขึ้น
วิธีนี้คล้ายกับการเผื่อระยะรองรับการเสียรูป โดยมีระยะการเสียรูปสูงสุดได้ถึง 0.47 เมตร ด้วยวิธีนี้ “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” ที่เชื่อมต่อกับ “เส้นประสาทตา” จึงปรับโฟกัสได้อย่างยืดหยุ่น สิ่งที่น่าสังเกตคือ เนื่องจากการเสียรูปจากน้ำหนักตัวเองและแรงลม กล้องโทรทรรศน์แบบปรับทิศทางได้เต็มรูปแบบดั้งเดิมจึงมักมีขนาดหน้ารับสัญญาณสูงสุดเพียง 100 เมตร “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” ที่มีหน้ารับสัญญาณขนาด 500 เมตรและใช้โครงสร้างตาข่ายเคเบิล สามารถก้าวข้ามขีดจำกัด 100 เมตรได้อย่างง่ายดาย ไม่เพียงบุกเบิกรูปแบบใหม่ในการสร้างกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดยักษ์เท่านั้น แต่เมื่อเริ่มใช้งาน ยังจะมีความไวเป็น 3.25 เท่าของหอดูดาวอาเรซีโบในสหรัฐอเมริกาซึ่งใหญ่ที่สุดในโลกอีกด้วย
เมื่อสร้าง “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” เสร็จ จะใช้ค้นหาสิ่งมีชีวิตทรงปัญญานอกโลก
นับตั้งแต่เริ่มแนวคิดจนถึงปัจจุบัน โครงการ “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” ที่ใกล้แล้วเสร็จนี้กินเวลามากกว่า 20 ปี หลังเริ่มใช้งานแล้ว จะได้แสดงศักยภาพในด้านใดบ้าง หลี่ตี๋ หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของแผนกดาราศาสตร์วิทยุ หอดูดาวแห่งชาติ สถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน กล่าวในการให้สัมภาษณ์สื่อว่า ขอบเขตงานหลักของ “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” ยังคงเป็นดาราศาสตร์ เช่น การตรวจจับสัญญาณและสสารที่อยู่ห่างไกลในเอกภพ การศึกษาหัวข้อตั้งแต่กำเนิดเอกภพไปจนถึงโครงสร้างของสสารระหว่างดาว การค้นหาพัลซาร์จาง ๆ และแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุที่อ่อนอื่น ๆ ตลอดจนการค้นหาสิ่งมีชีวิตทรงปัญญานอกโลกอย่างมีประสิทธิภาพ
เจิ้งเสี่ยวเหนียน รองผู้จัดการบริหารโครงการ FAST และรองผู้อำนวยการหอดูดาวแห่งชาติ กล่าวในการให้สัมภาษณ์สื่อว่า เมื่อสร้างเสร็จ “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” จะสามารถสำรวจไฮโดรเจนเป็นกลางในเอกภพ ตรวจจับโมเลกุลระหว่างดาว สังเกตพัลซาร์ และค้นหาสัญญาณการสื่อสารระหว่างดาวได้ ด้วยความช่วยเหลือจากดวงตาขนาดใหญ่ที่ไวต่อสัญญาณนี้ มนุษยชาติได้ก้าวไปอีกขั้นในการค้นหาอารยธรรมนอกโลก
ช่วงต้นเดือนธันวาคมปีที่แล้ว Pierrick Martin นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (CNRS) ในเมืองตูลูส ประเทศฝรั่งเศส และสถาบันฟิสิกส์ดาราศาสตร์และดาวเคราะห์วิทยา ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีแกมมาเฟอร์มีของ NASA ค้นพบพัลซาร์รังสีแกมมาดวงแรกในกาแล็กซีอื่นที่อยู่ห่างจากโลก 163,000 ปีแสง สร้างสถิติใหม่เป็นพัลซาร์รังสีแกมมาที่สว่างที่สุดเท่าที่รู้จัก
การตรวจจับพัลซาร์นอกกาแล็กซีเป็นหนึ่งในวัตถุประสงค์ตั้งต้นของ FAST จากการคำนวณของหอดูดาวแห่งชาติ สถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน ตาข่ายเคเบิลของ “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” จะเกิดการเสียรูปมากกว่าหนึ่งล้านครั้งโดยประมาณ และมีอายุการใช้งาน 30 ปี หลี่ตี๋มั่นใจอย่างยิ่งในสมรรถนะในอนาคตของ FAST โดยกล่าวว่า “เมื่อสร้างเสร็จ FAST จะรักษาสถานะระดับโลกไว้ได้ตลอด 20 ปีข้างหน้า”
หอรองรับหกหอ สูง 100 เมตร
การควบคุมสายเคเบิลเหล็กหกเส้นทำให้ห้องรับสัญญาณเคลื่อนไปบนส่วนยอดทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 207 เมตร ณ ความสูง 140–180 เมตรเหนือพื้นดิน
ห้องรับสัญญาณมีน้ำหนักประมาณ 30 ตัน (รวมโครงรูปดาว แท่นสจ๊วต ฝาครอบห้อง และอุปกรณ์อื่น ๆ)
ใช้แอกชูเอเตอร์ 2,225 ตัวดึงโครงข่ายเคเบิล เพื่อขับแผ่นสะท้อนสัญญาณ 4,450 แผ่นบนตาข่ายให้ “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” โฟกัสได้
“ดวงตาแห่งท้องฟ้า” รับมือกับลม ฝน และฟ้าผ่าอย่างไร
“‘ดวงตาแห่งท้องฟ้า’ สร้างอยู่ใน ‘เทียนเคิง’ หรือหลุมยุบขนาดยักษ์ของกุ้ยโจว โครงสร้างมหึมาเช่นนี้หลีกเลี่ยงลม ฝน และฟ้าผ่าได้อย่างไร?”
นักวิทยาศาสตร์คำนึงถึงปัจจัยด้านปริมาณน้ำฝนตั้งแต่ขั้นตอนเลือกสถานที่แล้ว เจียงเผิงกล่าวว่า การกำหนดตำแหน่ง “เบ้าตา” ให้อยู่ในกุ้ยโจวไม่ได้พิจารณาเพียงรูปทรงที่ตรงตามข้อกำหนดเท่านั้น ส่วนที่ซับซ้อนกว่านั้นมาภายหลัง ในขั้นตอนสำรวจภาคสนาม ทีมโครงการต้องประเมินธรณีวิทยาของพื้นที่ลุ่มต่ำอย่างละเอียด
“แอ่งทั้งหมดมีช่องอย่างน้อย 600 ช่อง จนแทบกลายเป็นตะแกรงยักษ์” เครือข่ายแม่น้ำใต้ดินที่พัฒนาอย่างสมบูรณ์ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของภูมิประเทศคาสต์ รวมทั้งถ้ำจำนวนมาก นำมาซึ่งเรื่องน่ายินดีอย่างไม่คาดคิด เพราะทำให้ “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” มีระบบระบายน้ำตามธรรมชาติ เมื่อฝนตก น้ำจะซึมลงใต้ดินอย่างรวดเร็ว ป้องกันน้ำขังในพื้นที่กล้องโทรทรรศน์และความเสียหายต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ณ เดือนธันวาคมปีที่แล้ว การติดตั้งแผ่นสะท้อนสัญญาณเสร็จไปแล้วมากกว่าครึ่ง และรูปร่างเบื้องต้นของ “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” เริ่มปรากฏให้เห็น หุบเขาขนาดมหึมาเต็มไปด้วย “ตาข่าย” รูปครึ่งทรงกลมที่ถักจากสายเคเบิลเหล็ก โดยประมาณครึ่งหนึ่งปกคลุมด้วยแผ่นสะท้อนสัญญาณสีเงิน เมื่อมีภูเขาสีเขียวรอบด้านเป็นฉากหลัง จึงดูคล้ายกระจกที่ส่องประกายเจิดจ้า
เจียงเผิงชี้ว่า หากสังเกตใกล้ ๆ จะเห็นว่าแผ่นสะท้อนสัญญาณแบบปรับรูปทรงได้ที่ทำจากอะลูมิเนียมอัลลอย ซึ่งดูเหมือนเรียบนั้น แท้จริงมีรูนับไม่ถ้วน รูเล็ก ๆ ที่เรียงตัวอย่างหนาแน่นเหล่านี้ออกแบบมาเพื่อลดแรงลม จึงช่วยบรรเทาผลกระทบของลมที่มีความเร็วเกิน 4-5 เมตรต่อวินาทีต่องานตรวจจับของ “เทียนเหยี่ยน”
ขณะเดียวกัน รูเหล่านี้ยังช่วยให้แสงผ่านได้มากขึ้น ทำให้พืชบนพื้นผิวสายอากาศเติบโตได้และป้องกันการพังทลายของดิน “การอนุรักษ์ดินและน้ำสำคัญมาก มิฉะนั้น เมื่อการชะล้างพังทลายของดินรุนแรงขึ้น พื้นที่ลุ่มต่ำจะกลายเป็นแอ่งโคลนเมื่อฝนตก” เจียงเผิงกล่าว เขาระบุว่า แม้การเพิ่มพื้นที่สีเขียวจะเป็นประโยชน์ แต่หากเถาวัลย์ที่เติบโตอย่างรวดเร็วเลื้อยขึ้นไปบนแผ่นสะท้อนสัญญาณ ก็อาจรบกวนงานตรวจจับได้เช่นกัน ปัจจุบันทีมโครงการร่วมกับคนงานกำจัดวัชพืชที่ขึ้นรกเป็นประจำ
นอกจากนี้ สภาพภูมิอากาศท้องถิ่นที่รุนแรงของกุ้ยโจวยังเป็นสิ่งที่หลายคนกังวล “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” จะทนต่อฝนตกหนักมาก หิมะ ลูกเห็บ และพายุฝนฟ้าคะนองได้หรือไม่ เจียงเผิงกล่าวในเรื่องนี้ว่า “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” ได้เตรียมการรับมือไว้แล้ว ตัวอย่างเช่น เพื่อป้องกันฟ้าผ่า อุปกรณ์โลหะทั้งหมดเชื่อมต่อลงดินเป็นระบบเดียวกัน เพื่อให้ประจุจากฟ้าผ่าระบายออกได้อย่างรวดเร็ว “นอกจากนี้ จากประสบการณ์ สภาพอากาศสุดขั้วเกิดขึ้นเป็นสัดส่วนเพียงเล็กน้อยมากของปี (โดยปกติประมาณ 10 วัน) ผลกระทบจึงไม่มากนัก”
อดีตและปัจจุบันของกล้องโทรทรรศน์วิทยุ
การพัฒนากล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์มีวิวัฒนาการจากหน้ากล้องขนาดเล็กสู่ขนาดใหญ่ และจากช่วงคลื่นสั้นสู่ช่วงคลื่นยาว ปัจจุบัน การพัฒนากล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์มุ่งเน้นหลัก ๆ สองทิศทาง คือ “ขึ้นสู่อวกาศ” และ “ครองพื้นที่บนดิน” เนื่องจากอิทธิพลของชั้นบรรยากาศโลก จึงไม่สามารถสังเกตรังสีอัลตราไวโอเลตช่วงคลื่นสั้นและรังสีเอกซ์ส่วนใหญ่ได้ ทำให้ต้องใช้เทคโนโลยีอวกาศส่งกล้องโทรทรรศน์ออกไปนอกโลก ตัวอย่างได้แก่ กล้องโทรทรรศน์เคปเลอร์และกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ส่วนคำว่า “ครองพื้นที่บนดิน” หมายถึงกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน เช่น FAST กล้องโทรทรรศน์วิทยุของจีนที่กำลังก่อสร้างอยู่ในขณะนี้
ในฐานะกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ประเภทหนึ่ง การพัฒนากล้องโทรทรรศน์วิทยุยังสะท้อนความก้าวหน้าของมนุษยชาติในการสำรวจเอกภพด้วย จนกระทั่งปี 1873 เมื่อผลงาน “ตำราว่าด้วยไฟฟ้าและแม่เหล็ก” ของแมกซ์เวลล์ได้รับการตีพิมพ์ ซึ่งอธิบายทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างเป็นระบบและครอบคลุม ผู้คนจึงได้ตระหนักว่า แสงก็เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประเภทหนึ่ง และในสเปกตรัมอันกว้างใหญ่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แสงที่มองเห็นได้เป็นเพียงส่วนเล็กน้อยมากเท่านั้น
เมื่อเข้าสู่ศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ค้นพบระหว่างการวัดความสูงของชั้นไอโอโนสเฟียร์ของโลกว่า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า 60 เมตร แทบทั้งหมดจะไม่สะท้อนกลับเมื่อผ่านชั้นไอโอโนสเฟียร์ ปรากฏการณ์นี้จุดประกายจินตนาการของนักวิจัยว่า ในเมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สั้นกว่า 60 เมตรสามารถพุ่งจากโลกสู่อวกาศได้โดยไม่มีสิ่งกีดขวาง ในทางกลับกัน คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าลักษณะเดียวกันจากอวกาศก็น่าจะทะลุผ่านชั้นบรรยากาศมายังโลกได้เช่นกัน
ด้วยเหตุนี้ ม่านแห่งการสังเกตคลื่นวิทยุจากจักรวาลของมนุษย์จึงถูกเปิดขึ้น ในปี 1931 ห้องปฏิบัติการเบลล์ในสหรัฐอเมริกาได้รับคลื่นวิทยุจากใจกลางทางช้างเผือกโดยใช้แถวลำดับสายอากาศ นับแต่นั้น ดาราศาสตร์วิทยุก็ถือกำเนิดขึ้นอย่างเป็นทางการ ในช่วงหลายทศวรรษต่อมา พัลซาร์ ควาซาร์ รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของเอกภพ และโมเลกุลอินทรีย์ระหว่างดาวก็ทยอย “ปรากฏตัว”
ตลอดเวลากว่า 80 ปีนับตั้งแต่ถือกำเนิด กล้องโทรทรรศน์วิทยุเองก็พัฒนาอย่างรวดเร็วเช่นกัน ในปี 1955 สหราชอาณาจักรได้สร้างกล้องโทรทรรศน์วิทยุโลเวลล์แบบปรับทิศทางได้ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 76 เมตร ณ หอดูดาวจอดเรลล์แบงก์ในแมนเชสเตอร์ ในปี 1972 กล้องโทรทรรศน์บอนน์ในเยอรมนี ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุแบบปรับทิศทางได้เต็มรูปแบบที่ใหญ่ที่สุดในโลกขณะนั้น สร้างเสร็จ โดยมีสายอากาศพาราโบลาเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 100 เมตร
ในปี 1963 กล้องโทรทรรศน์วิทยุอาเรซีโบสร้างเสร็จบนเกาะเปอร์โตริโกในอเมริกากลาง โดยแรกเริ่มมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 305 เมตร (ภายหลังขยายเป็น 350 เมตร) อาเรซีโบที่มีอายุมากแห่งนี้ยังคงเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุแบบจานเดี่ยวที่ใหญ่ที่สุดในโลกเท่าที่เคยสร้างมา
ในปี 1974 เพื่อเฉลิมฉลองการปรับปรุงเสร็จสมบูรณ์ กล้องโทรทรรศน์อาเรซีโบได้ส่งสัญญาณที่ประกอบด้วยเลขฐานสอง 1,679 หลัก ไปยังกระจุกดาวทรงกลม M13 ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 25,000 ปีแสง สัญญาณนี้รู้จักกันในชื่อสารอาเรซีโบ ที่ด้านล่างของภาพยังมีสัญลักษณ์ “เตาพลังงานแสงอาทิตย์” ซึ่งแสดงวิธีที่มนุษย์รับและส่งสัญญาณวิทยุ
ปัจจุบัน นอกจากโครงการ “ดวงตาแห่งท้องฟ้า” FAST ของจีนที่กำลังดำเนินการอยู่แล้ว โครงการ SKA ซึ่งมีชื่อเต็มว่า “กล้องโทรทรรศน์วิทยุแถวลำดับพื้นที่หนึ่งตารางกิโลเมตร” คาดว่าจะเริ่มขึ้นในอีกสองปี ไต้สือ นักดาราศาสตร์รุ่นใหม่ที่สำเร็จการศึกษาจากภาควิชาดาราศาสตร์ มหาวิทยาลัยปักกิ่ง และขณะนี้กำลังทำวิจัยหลังปริญญาเอกที่สถาบันดาราศาสตร์และวิทยาศาสตร์อวกาศ (CASS) ขององค์การวิจัยวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมแห่งเครือจักรภพออสเตรเลีย เป็นหนึ่งในสมาชิกโครงการ SKA
เขากล่าวว่า SKA จะประกอบด้วยสายอากาศขนาดเล็กหลายพันชุดที่สร้างในออสเตรเลียและแอฟริกาใต้ โดยคาดว่าจะเริ่มใช้งานได้ราวปี 2030 และคาดว่าจะกลายเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์มนุษยชาติ
