ภารกิจซ่อมบำรุง ของ กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

ภารกิจซ่อมบำรุง 1

นักบินอวกาศกำลังปฏิบัติหน้าที่ในภารกิจซ่อมบำรุงครั้งที่ 1ภาพที่ได้ของดาราจักร M 100 จากกล้องฮับเบิลก่อนและหลังการปรับปรุงนักบินอวกาศ สตีเวน แอล. สมิธ และ จอห์น เอ็ม. กรันส์เฟลด์ กำลังเปลี่ยนไจโรสโคปกล้องฮับเบิลติดอยู่กับกระสวยอวกาศ ฉากหลังคือโลกนักบินอวกาศกำลังทำงานบนกล้องฮับเบิล ในภารกิจซ่อมบำรุงครั้งที่ 4

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลถูกออกแบบมาให้นักบินอวกาศสามารถขึ้นไปซ่อมแซมได้ แต่หลังจากมีการพบปัญหาเกี่ยวกับกระจก ภารกิจซ่อมบำรุงครั้งแรกก็มีความสำคัญกว่าที่คาดไว้มาก โดยนักบินอวกาศจะต้องทำงานหลายประเภทเพื่อแก้ไขอุปกรณ์ด้านภาพ นักบินอวกาศทั้งหมด 7 คนได้รับเลือกมาสำหรับปฏิบัติภารกิจครั้งนี้โดยจะต้องผ่านการฝึกอย่างเข้มข้นให้ใช้เครื่องมือต่าง ๆ กว่าหนึ่งร้อยอย่างให้เป็น และจะต้องเชี่ยวชาญในเครื่องมือที่จำเป็นจะต้องใช้ในภารกิจเป็นพิเศษ กระสวยอวกาศเอนเดฟเวอร์นำทีมซ่อมบำรุงขึ้นไปปฏิบัติภารกิจเมื่อเดือนธันวาคม ค.ศ. 1993 มีการติดตั้งเครื่องมือและอุปกรณ์จำนวนหลายชิ้น กินเวลาทั้งหมด 10 วัน

เครื่องวัดความสว่างความเร็วสูงถูกแทนที่ด้วยเครื่องแก้ไขภาพกล้องโทรทรรศน์อวกาศ กล้องถ่ายภาพสนามกว้างและดาวเคราะห์ถูกแทนที่ด้วยกล้องถ่ายภาพสนามกว้างและดาวเคราะห์ 2 ที่มีระบบแก้ไขภาพอยู่ภายในตัว นอกจากนี้ ยังมีการเปลี่ยนแผงรับแสงอาทิตย์ อุปกรณ์ขับเคลื่อน ไจโรสโคปสี่ตัว หน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์สองหน่วย และเครื่องวัดความเข้มสนามแม่เหล็กสองเครื่อง คอมพิวเตอร์บนกล้องโทรทรรศน์ถูกปรับปรุงให้ดีขึ้น วงโคจรของกล้องโทรทรรศน์ก็มีการปรับให้สูงขึ้นเพื่อชดเชยกับการที่มันลอยต่ำลงมาเนื่องจากแรงลากจากชั้นบรรยากาศส่วนบน

วันที่ 13 มกราคม ค.ศ. 1994 นาซาประกาศความสำเร็จของภารกิจครั้งนี้โดยแสดงภาพที่คมชัดกว่าเดิมหลายเท่า[38] ภารกิจซ่อมบำรุงครั้งนี้เป็นภารกิจที่ซับซ้อนมากที่สุดเท่าที่เคยมีมาเพราะนักบินอวกาศต้องปฏิบัติงานนอกตัวยานเป็นเวลานานถึง 5 ครั้ง ความสำเร็จที่ได้ถือเป็นประโยชน์ที่ยิ่งใหญ่ต่อนาซาและวงการดาราศาสตร์ ตอนนี้กล้องโทรทรรศน์สามารถใช้ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพแล้ว

ภารกิจซ่อมบำรุงครั้งถัด ๆ มาดูจะตื่นเต้นน้อยกว่า แต่มันก็ทำให้กล้องฮับเบิลมีความสามารถใหม่ ๆ เพิ่มขึ้น

ภารกิจซ่อมบำรุง 2

ภารกิจซ่อมบำรุง 2 เดินทางด้วยกระสวยอวกาศดิสคัฟเวอรีเมื่อเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ. 1997 เป็นการติดตั้งสเปกโตรกราฟกล้องโทรทรรศน์อวกาศ และ กล้องใกล้อินฟราเรดและสเปกโตรมิเตอร์หลายวัตถุ (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer: NICMOS) เปลี่ยนอุปกรณ์สเปกโตรกราฟความละเอียดสูงก็อดเดิร์ดและสเปกโตรกราฟวัตถุมัว เปลี่ยนเครื่องบันทึกเทปเป็นเครื่องบันทึกโซลิดสเตต ซ่อมฉนวนความร้อนที่ฉีกขาด และปรับวงโคจรของกล้องฮับเบิลใหม่อีกครั้ง กล้องใกล้อินฟราเรดและสเปกโตรมิเตอร์หลายวัตถุบรรจุฮีตซิงก์ที่ทำจากไนโตรเจนแข็งเพื่อลดสัญญาณรบกวนจากความร้อน แต่ปรากฏว่าหลังจากที่ติดตั้งได้ไม่นานก็เกิดการขยายตัวจากความร้อนขึ้นเพราะฮีตซิงก์ไปแตะกับแผ่นกั้นแสง ทำให้อุณหภูมิของมันเพิ่มสูงขึ้นและลดอายุการใช้งานจาก 4.5 ปีลงเหลือ 2 ปี[39]

ภารกิจซ่อมบำรุง 3A

ภารกิจซ่อมบำรุง 3A เดินทางด้วยกระสวยอวกาศดิสคัฟเวอรีเมื่อเดือนธันวาคม ค.ศ. 1999 โดยแยกออกมาจากภารกิจซ่อมบำรุง 3 หลังจากที่ไจโรสโคปในกล้องฮับเบิล 3 ใน 6 ตัวเกิดเสียหาย (ไจโรสโคปตัวที่สี่เสียก่อนจะเริ่มภารกิจครั้งนี้เพียงไม่กี่สัปดาห์ ส่งผลให้กล้องฮับเบิลอยู่ในสภาพใช้งานไม่ได้) ภารกิจครั้งนี้เป็นการเปลี่ยนไจโรสโคปทั้ง 6 ตัว เปลี่ยนระบบเซนเซอร์นำทางอย่างละเอียดและคอมพิวเตอร์ ติดตั้งชุดปรับปรุงความต่างศักย์และอุณหภูมิเพื่อป้องกันแบตเตอรีมีกระแสไฟฟ้ามากเกินไปและเปลี่ยนฉนวนความร้อน คอมพิวเตอร์ที่ติดตั้งใหม่สามารถประมวลผลงานบางอย่างได้เลย จากที่แต่เดิมจะต้องนำมาประมวลผลบนพื้นโลก

ภารกิจซ่อมบำรุง 3B

ภารกิจซ่อมบำรุง 3B เดินทางด้วยกระสวยอวกาศโคลัมเบียเมื่อเดือนมีนาคม ค.ศ. 2002 เป็นการติดตั้งอุปกรณ์ใหม่ ได้แก่ กล้องสำรวจขั้นสูง แทนที่กล้องถ่ายภาพวัตถุมัว และซ่อมกล้องใกล้อินฟราเรดและสเปกโตรมิเตอร์หลายวัตถุให้ทำงานได้อีกครั้งหลังจากที่สารหล่อเย็นของมันหมดไปตั้งแต่ปี 1999 ระบบทำความเย็นที่ติดตั้งใหม่ช่วยทำให้อุณหภูมิของกล้องลดลงมาจนถึงระดับใช้งานได้อีกครั้งแม้จะไม่เท่ากับอุณหภูมิที่ตั้งใจไว้ตอนออกแบบ

นอกจากนี้ยังมีการเปลี่ยนแผงรับแสงอาทิตย์เป็นครั้งที่สอง แผงรับแสงอาทิตย์ใหม่รับแบบมาจากแผงรับแสงอาทิตย์ของดาวเทียมสื่อสารอิริเดียม มีขนาดสองในสามของแผงเดิม ทำให้มีแรงลากจากชั้นบรรยากาศส่วนบนลดน้อยลง และให้พลังงานได้มากกว่าเดิมถึง 30% ทำให้อุปกรณ์ทุกชิ้นบนกล้องฮับเบิลสามารถทำงานพร้อมกันได้ และลดปัญหาการสั่นจากแผงเก่าที่เกิดขึ้นระหว่างที่กล้องโคจรเข้าสู่ช่วงรับแสงอาทิตย์โดยตรงและออกจากช่วงรับแสงอาทิตย์ มีการเปลี่ยนหน่วยจ่ายพลังงานเพื่อแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นกับรีเลย์ ทำให้ต้องปิดระบบจ่ายพลังงานทั้งหมดเป็นครั้งแรกนับตั้งแต่ขึ้นสู่อวกาศ

ภารกิจซ่อมบำรุง 4

ภารกิจซ่อมบำรุง 4 เป็นภารกิจสุดท้ายในการปฏิบัติงานด้วยกระสวยอวกาศสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล[40] ออกเดินทางด้วยเที่ยวบิน STS-125 เมื่อเดือนพฤษภาคม 2009[41] แต่เดิมภารกิจนี้กำหนดแผนเอาไว้เป็นวันที่ 14 ตุลาคม ค.ศ. 2008[42] แต่เมื่อวันที่ 27 กันยายน ค.ศ. 2008 อุปกรณ์เก็บข้อมูลและวัดคุมทางวิทยาศาสตร์ (SI C&DH) ซึ่งเป็นตัวรวบรวมข้อมูลและส่งกลับมายังโลกเกิดการเสียหาย แม้จะมีอุปกรณ์สำรองอยู่ แต่ก็เป็นการเสี่ยงเกินไปหากอุปกรณ์สำรองเกิดการเสียหายด้วย ปฏิบัติการของกล้องฮับเบิลก็จะเป็นอันจบสิ้น[43] ดังนั้นในวันที่ 29 กันยายน ค.ศ. 2008 นาซาจึงประกาศเลื่อนภารกิจซ่อมบำรุง 4 ออกไปเป็นปี ค.ศ. 2009 เพื่อรวมภารกิจเปลี่ยนอุปกรณ์นี้ใหม่ด้วย[44] ภารกิจซ่อมบำรุง 4 ชุดใหม่ที่รวมการติดตั้งอุปกรณ์เก็บข้อมูลและวัดคุมทางวิทยาศาสตร์ชุดใหม่ด้วย จึงได้ออกเดินทางเมื่อ 11 พฤษภาคม ค.ศ. 2009[45][46]

นักบินอวกาศออกปฏิบัติการในอวกาศนอกยานรวม 5 ครั้ง เพื่อติดตั้งอุปกรณ์วัดคุมใหม่ 2 ชุด คือ กล้องถ่ายภาพสนามกว้าง 3 (WFC3) และ สเปกโตรกราฟต้นกำเนิดจักรวาล (COS) อุปกรณ์ WFC3 ช่วยเพิ่มความสามารถในการสังเกตการณ์ของกล้องฮับเบิลในช่วงคลื่นอัลตราไวโอเลตและคลื่นที่ตามองเห็นให้เพิ่มขึ้นอีก 35 เท่าด้วยมุมมองของภาพที่กว้างขึ้นและความละเอียดของภาพที่สูงยิ่งขึ้น อุปกรณ์ COS นำไปติดตั้งแทนที่เครื่องแก้ไขภาพกล้องโทรทรรศน์อวกาศ (COSTAR) ที่เคยนำขึ้นไปติดตั้งตั้งแต่ ค.ศ. 1993 เพื่อแก้ปัญหาความคลาดทรงกลมของกล้อง (เนื่องจากอุปกรณ์ใหม่ 2 ชุดที่ติดตั้งนี้ได้ปรับแก้ปัญหานี้ไปในตัว จึงไม่จำเป็นต้องใช้ COSTAR อีก) โดยจะใช้ COS ในการเฝ้าสังเกตการณ์ในช่วงคลื่นอัลตราไวโอเลตร่วมกับการตรวจวัดของสเปกโตรกราฟกล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STIS) ซึงได้รับการปรับปรุงแก้ไขในภารกิจซ่อมบำรุงคราวนี้พร้อมกับกล้องสำรวจขั้นสูง (ACS) นอกจากนี้ยังมีการเปลี่ยนอุปกรณ์อีกหลายชิ้น เช่น Rate Sensor Unit ทั้งสามตัว เปลี่ยนเซ็นเซอร์นำทางความละเอียดสูงไป 1 ตัว เปลี่ยน SI C&DH unit เปลี่ยนฉนวนกันความร้อนชั้นนอกใหม่ทั้งหมด 3 ชิ้น และเปลี่ยนแบตเตอรี่นิเกิล-ไฮโดรเจนที่จ่ายกระแสไฟฟ้าให้แก่กล้องฮับเบิลในช่วงเวลากลางคืนหมดทั้ง 6 ชุด แบตเตอรี่นี้ใช้งานมามากกว่าอายุใช้งานตามการออกแบบถึง 13 ปีแล้วและยังไม่เคยเปลี่ยนเลย[47] หลังจากทำการทดสอบและปรับแต่งค่าแล้ว กล้องฮับเบิลก็กลับสู่การทำงานตามปกติในเดือนกันยายน ค.ศ. 2009[48] การปรับปรุงซ่อมแซมทั้งหมดนี้เพื่อหวังให้กล้องฮับเบิลสามารถใช้งานต่อไปได้เต็มประสิทธิภาพอย่างน้อยจนถึงปี ค.ศ. 2014 หรือนานกว่านั้น[49]

มีการวางแผนแต่เดิมไว้ว่าจะนำกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลกลับสู่โลกด้วยกระสวยอวกาศ แต่เนื่องจากการปลดระวางยานกระสวยอวกาศทั้งหมดเมื่อไม่นานมานี้ทำให้แผนการนี้ไม่อาจดำเนินได้อีกต่อไป วิศวกรของนาซ่าได้พัฒนาระบบ Soft Capture and Rendezvous System (SCRS) ซึ่งเป็นอุปกรณ์รูปร่างคล้ายวงแหวนสำหรับเข้าเทียบลำกล้องของกล้องฮับเบิลในอนาคต เพื่อเข้าจับและนำกล้องไปทิ้งโดยปฏิบัติการที่อาจใช้หุ่นยนต์หรือใช้คนควบคุมก็ได้[50] กระสวยอวกาศแอตแลนติสได้ปล่อยกล้องฮับเบิลกลับเข้าสู่วงโคจรแล้ว ภารกิจในอันดับต่อไปคือการนำกล้องออกจากวงโคจรหลังจากสิ้นสุดอายุการใช้งาน

ใกล้เคียง

กล้อง กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน กล้องโทรทรรศน์ กล้องจุลทรรศน์ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ กล้องโทรทรรศน์ซูบารุ กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสง กล้องโทรทรรศน์อวกาศ กล้องไร้กระจก

แหล่งที่มา

WikiPedia: กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล http://reference.aol.com/space/hubble-images http://www.aviationweek.com/aw/generic/story_chann... http://www.msnbc.msn.com/id/15489217/ http://www.n2yo.com/?s=20580 http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9C0... http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=h... http://www.space.com/businesstechnology/050914_hub... http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/artic... http://news.yahoo.com/s/ap/20080929/ap_on_sc/shutt... http://adsabs.harvard.edu/abs/1979QJRAS..20...29S