ความร่วมมือพัฒนาระบบเคลือบกระจกสำหรับโครงการหมู่กล้องโทรทรรศน์รังสีเชเรนคอฟ (Cherenkov Telescope Array หรือ CTA)

วันที่ 18 พฤศจิกายน 2558 สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา ฯ สยามบรมราชกุมารี เสด็จทรงเป็นประธาน ณ สถาบันเดซีในการลงนาม MoU
ระหว่างสถาบันเดซีและ สดร. ด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์อนุภาค

     โครงการหมู่กล้องโทรทรรศน์รังสีเชเรนคอฟมีกำหนดการแล้วเสร็จในปี 2568 จะถือเป็นหอสังเกตการณ์ใหม่ของโลก ที่เปิดประตูสู่การค้นหาธรรมชาติของแหล่งกำเนิดรังสีระดับพลังงานสูงในจักรวาล อาทิ หลุมดำ ซูเปอร์โนวา หรือความลับทางฟิสิกส์ที่ยังไม่เป็นที่รู้จักและอาจเป็นกุญแจสู่การค้นพบที่สำคัญที่สุดของมนุษยชาติ ทั้งนี้ การเสด็จพระราชดำเนินทรงเป็นสักขีพยานการลงนามความร่วมมือด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์อนุภาค ระหว่างสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) กับสถาบันเดซี สหพันธ์สาธารณรัฐเยอรมนี ของ สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี เมื่อวันที่ 18 พฤศจิกายน 2558 ณ เมืองฮัมบูร์ก สหพันธ์สาธารณรัฐเยอรมนี จึงนับเป็นจุดเริ่มต้นความร่วมมือพัฒนาระบบเคลือบกระจก สำหรับโครงการหมู่กล้องโทรทรรศน์รังสีเชเรนคอฟ (CTA : Cherenkov Telescope Array) ของประเทศไทย

บทบาทของประเทศไทยในโครงการ CTA

     เนื่องจากกล้องโทรทรรศน์ทั้งหมดของโครงการหมู่กล้องโทรทรรศน์รังสีเชเรนคอฟจะตั้งอยู่กลางแจ้ง ทำให้กระจกเกิดการสึกกร่อนและสูญเสียความสามารถในการสะท้อนแสง จนต้องมีการเคลือบใหม่ทุก ๆ ประมาณ 6 ปี ประเทศไทยได้รับการยอมรับให้เข้าร่วมโครงกร CTA ดังกล่าวภายใต้ความร่วมมือระหว่างสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี จะเป็นผู้ออกแบบระบบและผลิตเครื่องเคลือบกระจกสำหรับกล้องโทรทรรศน์ในโครงการ จำนวนกว่า 6,000 บาน แต่ละบานมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.2 เมตร พร้อมส่งวิศวกรซอฟต์แวร์เข้าร่วมพัฒนาระบบควบคุมและเก็บข้อมูลรังสีเชเรนคอฟจากกล้องโทรทรรศน์ทั้งหมด โดยกำหนดเป้าหมายหลักของโครงการไว้ 2 เป้าหมายคือ 1) เป้าหมายที่ 1 การทดสอบคุณภาพการเคลือบกระจก 2) เป้าหมายที่ 2 การสร้างเครื่องเคลือบกระจกเสร็จปี 2564

การลงนามภาคีความร่วมมือ เพื่อพัฒนาเครื่องเคลือบกระจก ของสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน)
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี ในวันที่ 25 กรกฏาคม 2561

เป้าหมายที่ 1 การทดสอบคุณภาพการเคลือบกระจกประสบความสำเร็จ
     เม.ย. 2561: ส่งตัวอย่างผลการเคลือบด้วยฟิล์มอลูมิเนียมและฟิล์มซิลิกอนไดออกไซด์ บนกระจกที่ทำจาก Borofloat 33 (ซึ่งเป็นวัสดุเดียวกับกระจกโครงการ CTA) ไปให้ห้องปฏิบัติการของโครงการ CTA ณ มหาวิทยาลัย เดอร์แรห์ม (Durham) อังกฤษเพื่อทดสอบและรับรองคุณสมบัติตามข้อกำหนด
1. ต้องมีเปอร์เซ็นต์การสะท้อนแสงในช่วงแสงเชอเรนคอฟความยาวคลื่น 350-500 นาโนเมตร ไม่ต่ำกว่า 85 เปอร์เซนต์
2. ต้องทนทานต่อการกัดกร่อนด้วยพายุทรายด้วยวิธีการยิงทราย (sand blasting) โดยต้องมีขนาดของพื้นที่ที่ถูกกัดกร่อนไม่เกิน 100 +/- 10 ตร.มม.
มิ.ย. 2561 ทางห้องปฏิบัติการโครงการ CTA แจ้งให้ทราบว่าตัวอย่างผ่านการทดสอบการทนทานต่อพายุทะเลทรายอย่างดีเยี่ยม และกำลังจะทดสอบการสะท้อนแสงต่อไป

เป้าหมายที่ 2 การสร้างเครื่องเคลือบกระจกเสร็จปี 2564
    เพื่อนำไปติดตั้งที่ประเทศชิลีในปี 2565 เคลื่องเคลือบกระจกใช้เคลือบกระจกโครงการที่มีจำนวนทั้งสิ้นกว่า 6000 บาน: การออกแบบและสร้างเครื่องเคลือบกระจกแบ่งเป็น 2 ระบบใหญ่ คือ
2.1 ระบบลอกฟิล์มและทำความสะอาดกระจกซึ่งต้องมีคุณสมบัติดังนี้
• ลอกฟิล์ม Al+SiO2 จากกระจกเดิมด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้นและทำความสะอาดกระจกได้ 8-10 บานต่อวัน
• เป็นระบบอัตโนมัติทั้งหมด ใช้ผู้ควบคุมการทำงานเพียง 1 คน
2.2 ระบบเคลือบกระจกซึ่งต้องมีคุณสมบัติดังนี้
• ทำการเคลือบกระจกด้วยเทคนิคสปัตเตอริ่ง (Sputtering) ที่ประกอบด้วยเป้าอลูมิเนียม (Al) และซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) สามารถควบคุมความหนาของฟิล์มแต่ละชั้นได้ โดยการปรับความเร็วในการเคลือบ พลังงานไฟฟ้าที่จ่ายให้กับหัวสปัตเตอริ่ง และปริมาณแก๊สอาร์กอน
• สามารถทำการเคลือบกระจกได้ 8 บานต่อวันเป็นระบบอัตโนมัติทั้งหมด ใช้ผู้ควบคุมการทำงานเพียง 1 คน