การพัฒนาระบบประมวลสัญญาณดาราศาสตร์วิทยุ

บทคัดย่อ

ปัจจุบัน เทคโนโลยีการประมวลผลสัญญาณ (Digital Signal Processing) โดยทั่วไปได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว อันเป็นผลมาจากเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และการคำนวณที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง (Moore’s law) นักดาราศาสตร์จึงนำมาประยุกต์ใช้ในเครื่องมือดาราศาสตร์วิทยุเช่นกัน การทำงานของกล้องโทรทรรศน์วิทยุสามารถแบ่งเป็น 1) ส่วนระบบเครื่องกล และ 2) ส่วนรับและประมวลสัญญาณวิทยุ การประมวลผลสัญญาณวิทยุมีหลายชนิด ได้แก่การประมวลสัญญาณตอนต้นเพื่อทำดิจิไทส์เซชั่นและฟิลเตอร์แบ้งกิ้ง (filterbanking) และซับแบนดิ้ง (subbanding) (โครงการนี้)การประมวลสัญญาณตอนปลายเพื่อทำ data cube และการประมวลผลโหมดการสังเกตการณ์ต่างๆ เช่น พัลซาร์และเส้นเสปกตรัมการประมวลสัญญาณเพื่อค้นหาสัญญาณปริศนาใหม่ๆ เช่น Fast Radio Burst และ Extra-Terrestrial/Civilisation Signal (SETI-Breakthough) ซึ่งเป็นการประมวลชนิด real-time/online ด้วยว่าข้อมูลดิบจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุมีขนาดมหาศาลและไม่สามารถจัดเก็บลง offline storage ได้การประมวลสัญญาณระบบบีมฟอร์มมิ่ง (digital-beam forming) เป็นส่วนประกอบเทคโนโลยีระบบรับสัญญาณชนิดเฟสอะเรย์ซึ่งสามารถเพิ่ม Field of View และประสิทธิภาพการสังเกตการณ์ของกล้องโทรทรรศน์วิทยได้กว่า 30 เท่า เทคโนโลยีนี้มีความเกี่ยวเนื่องกับโดยตรงกับการพัฒนาเรดาห์เพื่อการนำทางและทางทหารการประมวลสัญญาณเครือข่ายวีแอลบีไอ (VLBI) เป็นการกระทำสหสัมพันธ์ (correlation) และแคลลิเบรตสัญญาณวิทยุจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุในเครือข่ายวีแอลบีไอเพื่อสร้างเป็นภาพข้อมูลดาราศาสตร์ช่วงคลื่นวิทยุความละเอียดเชิงมุมสูง หัวข้อนี้เทคนิคนี้มีการพัฒนาอย่างมากและนำไปสู่การถ่ายภาพหลุมดำมวลยิ่งยวด ณ กาแลกซี่ M87 ในที่สุด (www.eventhorizontelescope.org) โดยข้อมูลดิบที่มีการกระทำสหสัมพันธ์ทั้งสิ้นมีขนาด 4 เพทะไบท์เทคโนโลยีประมวลสัญญาณดิจิตอลและการพัฒนาด้านดาราศาสตร์วิทยุมีการพัฒนาอย่างควบคู่กันอย่างใกล้ชิด ดังแสดงให้เห็นในบทความ www.iau.org/public/themes/astronomy_in_everyday_life/ มีข้อบ่งชี้ว่าเทคโนโลยีและความเชี่ยวชาญดังกล่าวมีศักยภาพสูงมากที่จะถูกนำไปประยุกต์ใช้ในเครื่องมือระดับสูงประเภทอื่น และในภาคอุตสาหกรรมในที่สุดโครงการนี้เป็นการริเริ่มสำคัญในการพัฒนาความเชี่ยวชาญด้านการประมวลผลสัญญาณดิจิตอลสำหรับงานดาราศาสตร์วิทยุ ซึ่งสอดคล้องกับแผนพัฒนาสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ ฉบับที่ 2 เรื่องการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานทางดาราศาสตร์วิทยุ และโครงการประยุกต์อื่นๆ ในอนาคต

คำสำคัญ

ระดับความพร้อมของโครงการ