มหกรรมสำรวจดาวอังคารปี 2546
เมื่อเดือนสิงหาคมที่ผ่านมา เป็นช่วงเวลาที่สายตาของคนทั้งโลกเฝ้าจับตาด้วยความตื่นเต้นกับภาพดาวอังคารที่สุกสกาวเปล่งปลั่งไร้ผู้เทียมทานบนท้องฟ้าอย่างที่ไม่ได้เห็นมานานถึง 16 ปี ขณะนี้ดาวอังคารแม้ยังคงโดดเด่นอยู่บนท้องฟ้า แต่ก็หรี่ลงจากเมื่อเดือนสิงหาคมมาก และยังคงค่อย ๆ หรี่แสงลงเรื่อย ๆ จนนักดูดาวหลายคนเริ่มไม่ค่อยสนใจแล้ว บางคนอาจหันไปให้ความสนใจไปยังดาวเสาร์ที่เริ่มโดดเด่นขึ้นทุกวัน แต่สำหรับนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์แล้ว ช่วงเวลานี้นับเป็นช่วงที่เขาใจจดใจจ่อกับดาวอังคารด้วยใจจดจ่อ เนื่องจากขณะนี้มียานอวกาศที่อยู่ในระหว่างการเดินทางไปสู่ดาวอังคารถึง 4 ลำ
ยานทั้งสี่นี้เป็นของนาซาสองลำจากองค์การอวกาศยุโรปหนึ่งลำ และของญี่ปุ่นอีกหนึ่งลำ
ยานของนาซาทั้งสองลำเป็นยานฝาแฝดลำหนึ่งชื่อ สปิริต และ ออปพอร์ทูนิตี อยู่ภายใต้ภารกิจเดียวกันชื่อมาร์สเอกซ์พลอเรชันโรเวอร์ ออกเดินทางไปตั้งแต่เดือนมิถุนายนและกรกฎาคมตามลำดับ ยานสปิริตมีกำหนดถึงดาวอังคารในวันที่ 4 มกราคม 2547 ส่วนยานออปพอร์ทูนิตี จะไปถึงในวันที่ 25 มกราคม 2547
ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ของนาซาอาจมีประสบการณ์กับยานสำรวจดาวอังคารมาแล้วหลายลำแต่สำหรับนักดาราศาสตร์ขององค์การอวกาศยุโรป ยานมาร์สเอกซ์เพรส ซึ่งได้ปล่อยสู่อวกาศไปเมื่อวันที่ 2 มิถุนายนนั้น กำลังจะสร้างประวัติศาสตร์เป็นยานสำรวจดาวอังคารลำแรกขององค์การ ยานลำนี้จะเดินทางไปถึงดาวอังคารก่อนใครเพื่อนในวันคริสต์มาสปีนี้
อย่างไรก็ตามจากการทดสอบอุปกรณ์หลังจากมาร์สเอกซ์เพรสได้ขึ้นสู่อวกาศแล้วพบว่า มีปัญหาเกิดขึ้นกับระบบส่งกำลังของยาน แม้ปัญหานี้จะไม่ร้ายแรงถึงขั้นทำให้ภารกิจล้มเหลว แต่ก็ทำให้กำลังของยานลดลงถึง 30 เปอร์เซ็นต์
ในเดือนมกราคมปี2546 หากไม่มีปัญหาใด ๆ ญี่ปุ่นก็จะเป็นประเทศแรกในเอเชียที่ส่งยานอวกาศไปสำรวจดาวเคราะห์เป็นผลสำเร็จ เมื่อยานโนะโซะมิเดินทางไปถึงดาวอังคาร ความจริงยานลำนี้ควรจะไปถึงดาวอังคารตั้งแต่ปี 2542 แล้ว แต่เกิดปัญหาระหว่างทาง ทำให้ต้องมีการปรับเปลี่ยนแผนงานใหม่รวมถึงเส้นทางการเดินทางใหม่ ปัญหาในครั้งนั้นร้ายแรงจนเกือบถึงกับเป็นหายนะเลยทีเดียว ไม่เพียงแต่เวลาที่ต้องเสียไปถึงสามเท่า งบประมาณที่ต้องใช้ในการดูแลก็มากขึ้นเป็นเงาตามตัว
แต่อุปสรรคยังคงตามรังควาญโนะโซะมิอย่างไม่เลิกราเมื่อเดือนเมษายนที่ผ่านมา การลุกจ้าของดวงอาทิตย์ครั้งหนึ่งได้ทำลายระบบสื่อสารและระบบส่งกำลังของโนะโซะมิไป พลังงานที่สูญเสียไปทำให้ระบบรักษาอุณหภูมิหยุดทำงาน เชื้อเพลิงจึงเริ่มเยือกแข็ง ขณะนี้เจ้าหน้าที่ภาคพื้นดินกำลังเร่งพยายามทำให้ระบบรักษาอุณหภูมิกลับมาทำงานเหมือนเดิมก่อนที่ยานจะเดินทางไปถึงดาวอังคาร หากทำไม่ทัน ยานจะไม่พลังงานมากพอที่จะปรับเส้นทางเข้าโคจรรอบดาวอังคารได้
หากมองในแง่ดีว่ายานทุกลำจะประสบความสำเร็จเราจะมียานที่สำรวจดาวอังคารหลายลำที่ปฏิบัติงานในเวลาเดียวกัน การสำรวจดาวเคราะห์ดวงเดียวกันจากยานหลายลำ ณ ตำแหน่งต่าง ๆ กันมีประโยชน์มากกว่าการสำรวจต่างเวลากัน เพราะแต่ละลำจะสนับสนุนการทำงานซึ่งกันและกัน โดยเฉพาะการศึกษาปรากฏการณ์บางอย่างที่เป็นปรากฏการณ์พิสัยใหญ่เช่นพายุฝุ่น หรือการเปลี่ยนฤดูกาล ไม่เพียงแต่สี่ลำนี้เท่านั้น เพราะขณะนี้ก็มียานอวกาศปฏิบัติภารกิจบนดาวอังคารรออยู่แล้วถึงสองลำนั่นคือ ยานมาร์สโกลบัลเซอร์เวเยอร์กับยาน 2001 มาร์สโอดิสซีย์ รวมกันแล้วก็จะรวมเป็น 6 ลำ นับเป็นมหกรรมสำรวจดาวเคราะห์ที่คึกคักที่สุดครั้งหนึ่งนับตั้งแต่เริ่มยุคอวกาศเลยทีเดียว
ต่อไปนี้คือรายละเอียดที่น่าสนใจของยานสำรวจ4 ลำที่กำลังจะไปถึงดาวอังคาร
ภารกิจนี้นอกจากการสำรวจแล้วยังเป็นภารกิจนำร่องสำหรับโครงการสำรวจดาวเคราะห์โดยใช้นโยบายสร้างยานอย่างรวดเร็วด้วยงบประมาณประหยัดสุดขีด ชื่อของยานมาร์สเอกซ์เพรสบ่งบอกลักษณะของยานลำนี้อยู่แล้วว่า "ด่วนพิเศษสู่ดาวอังคาร" คำว่าด่วนนี้ไม่ได้หมายถึงการเดินทางรวดเร็ว แต่หมายถึงความเร็วในการพัฒนาและผลิตยาน นอกจากยานมาร์สเอกซ์เพรสแล้ว ในอนาคตอันใกล้นี้ องค์การอวกาศยุโรปจะมีภารกิจอีกหลายภารกิจที่ใช้ชื่อ ...เอกซ์เพรสนี้เหมือนกัน ส่วนหนึ่งของความประหยัดเกิดจากการยืมเทคโนโลยีที่ใช้ในภารกิจมาร์ส 96 และยานโรเซตตาซึ่งเป็นยานสำรวจดาวหาง
ส่วนชื่อยานบีเกิล-2ซึ่งเป็นยานลูกของมาร์สเอกซ์เพรสอาจชวนให้นึกถึงสุนัขพันธุ์บีเกิลที่แสนรู้ แต่ความจริงแล้วเป็นชื่อที่ตั้งขึ้นตามเรือสำรวจของชาลส์ ดาร์วิน นักธรรมชาติวิทยาผู้ยิ่งใหญ่ชาวอังกฤษ
บรรยากาศ สภาพแวดล้อมพื้นผิว ร่องรอยของน้ำในอดีต และโอกาสในการสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคาร เพื่อการบรรลุเป้าหมายดังกล่าว ภารกิจหลักที่ต้องทำคือ
-ค้นหาน้ำใต้ดิน
-สร้างแผนที่ภูมิศาสตร์ความละเอียดสูงทั่วดวง
-สร้างแผนที่แร่ทั่วดวง
-วิเคราะห์องค์ประกอบและการไหลเวียนของบรรยากาศ
-ปล่อยยานลูกชื่อบีเกิล-2 ลงไปจอดบนผิวดาวอังคารเพื่อสำรวจเคมีภูมิศาสตร์และชีววิทยานอกโลก
-ทำหน้าที่เป็นสถานีถ่ายทอดสัญญาณ
ซึ่งเป็นผลงานของบริษัทรัสเซียกับยุโรป จรวดมี 4 ท่อน สามท่อนล่างเป็นส่วนของโซยุซ ชื่อโซยุซเป็นชื่อเก่าแก่ที่มีบทบาทสำคัญมาตั้งแต่ยุคสงครามเย็น เคยนำยานอวกาศและดาวเทียมขึ้นสู่ท้องฟ้ามาแล้วกว่า 1,500 ครั้ง มีพลังขับดันถึง 4,964 กิโลนิวตัน มีระวางบรรทุกสูงสุดถึง 6 ตัน ส่วนบนสุดคือส่วนของฟรีแกตซึ่งเป็นชิ้นส่วนใหม่ ซึ่งจะติดกับยานมาร์สเอกซ์เพรสไปจนถึงดาวอังคาร
แผงเซลล์สุริยะของมาร์สเอกซ์เพรสมีพื้นที่กว้างเป็นพิเศษ11 ตารางเมตร ให้กำลังงานได้มากที่สุด 650 วัตต์ บิดปรับทิศทางได้เพื่อรับแสงอาทิตย์ให้มากที่สุด แผงนี้จะพับเก็บเอาไว้ขณะที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศ หลังจากส่วนครอบยานถูกดีดออกไป แผงเซลล์นี้จึงกางออกเพื่อรับแสงอาทิตย์ ในกรณีที่ยานอยู่ภายใต้ร่มเงาไม่ได้รับแสงอาทิตย์ จะใช้พลังงานจากแบตเตอรีสำรอง ซึ่งเป็นแบบลิเทียม-ไอออน ให้พลังงาน 67.5 แอมแปร์ชั่วโมง แบตเตอรี่นี้จำเป็นสำหรับยานเนื่องจากตลอดภารกิจยานจะต้องเข้าสู่ร่มเงาของดาวอังคารถึง 1,400 ครั้ง แต่ละครั้งอาจยาวนานได้มากถึง 90 นาที
และจะใช้เวลาครึ่งปีจึงจะไปถึงดาวอังคารในเดือนธันวาคม
ก่อนถึงดาวอังคาร5 วัน กลไกสปริงจะดีดยานบีเกิล-2 ออกมา หลังจากนั้นยานโคจรจะจุดเครื่องยนต์หลักเพื่อเข้าสู่วงโคจรรอบดาวอังคารซึ่งมีความรีมาก จุดที่ใกล้ที่สุดจะอยู่ห่างจากผิวดาวอังคารเพียง 259 กิโลเมตร จุดไกลสุดไกลถึง 11,560 กิโลเมตร มีความเอียงของระนาบวงโคจร 86.3 องศา มีคาบ 7 ชั่วโมง 30 นาที
ส่วนยานบีเกิลจะพุ่งเข้าสู่ดาวอังคารโดยมีโล่กันความร้อนช่วยรับแรงต้านและความร้อนขณะฝ่าบรรยากาศลงมาเมื่อยานเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ความเร็วของยานบีเกิล-2 จะลดลงจากแรงต้านของอากาศ เมื่อลดลงจนเหลือ 1,600 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ร่มจะกางออกเพื่อหน่วงให้ช้าลงอีก ช่วงสุดท้ายก่อนถึงพื้น ถุงลมขนาดใหญ่จะพองออกเพื่อรับแรงกระแทกของยาน เมื่อยานถึงพื้นและการกระเด็นกระดอนสิ้นสุดแล้ว ถุงลมจะปล่อยลมออกและฝาครอบยานจะเปิดออก แผงเซลล์สุริยะจะยืดออกเพื่อรับแสงอาทิตย์และเก็บประจุให้แบตเตอรี่ หลังจากนั้นแขนกลของบีเกิล-2 จะยืดออกมา แม้ส่วนปลายของแขนกลนี้จะไม่เหมือนอุ้งมือ แต่ก็มีชื่อว่าพอว์ (PAW--Position Adjustable Workbench) เป็นส่วนที่มีเครื่องมือต่าง ๆ ติดอยู่เป็นจำนวนมาก งานแรกของพอว์คือเหยียดออกไปเพื่อให้กล้องสามารถถ่ายภาพได้
ลักษณะสำคัญของทำเลที่เลือกเป็นจุดลงจอดของยานบีเกิล-2คือ ต้องเป็นที่ราบเรียบพอที่จะไม่เป็นอุปสรรคในการลงจอด แต่ก็มีหินและความแตกต่างของพื้นผิวมากพอที่จะมีอะไรให้สำรวจด้วย ทำเลที่เลือกไว้แล้วคือ 10.6 องศาเหนือ 270 องศาตะวันตก เป็นบริเวณที่ชื่อ ไอซีดิสพลานิเทีย เป็นแอ่งดินตะกอนที่กว้างใหญ่ มีส่วนผสมของดินใหม่จากที่ราบทางตอนเหนือกับดินเก่าจากที่สูงทางตอนใต้ ซึ่งเป็นไปได้ที่อาจจะมีร่องรอยของสิ่งมีชีวิตอยู่
7 อันและยานลงจอดอีกหนึ่งลำ และได้รับการออกแบบให้ปฏิบัติหน้าที่นาน 1 ปีดาวอังคาร หรือ 687 วันโลก ส่วนยานบีเกิล-2 มีระยะเวลาประมาณ 180 วัน นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ถ่ายทอดสัญญาณกับโลกอีกด้วย
อุปกรณ์ทั้งเจ็ดของมาร์สเอกซ์เพรสติดตั้งอยู่ภายในกล่องอะลูมิเนียมรูปรังผึ้งมีความกว้างเพียง1.5 เมตร ยาว 1.8 เมตร สูง 1.4 เมตร ส่วนยานบีเกิล-2 ติดอยู่ภายนอกกล่อง ทุกอย่างรวมทั้งเชื้อเพลงจะมีน้ำหนัก 1070 กิโลกรัม
โฮมเพจของมาร์สเอกซ์เพรส http://www.esa.int/export/esaSC/120379_index_0_m.html
เมื่อวันที่4 กรกฎาคม พ.ศ. 2541 หนึ่งปีพอดีหลังจากที่ยานมาร์สพาร์ทไฟน์เดอร์ของสหรัฐฯ ลงแตะพื้นผิวดาวอังคาร จรวดลำหนึ่งแผดเสียงคำรามกึกก้อง ขณะแหวกท้องฟ้าขึ้นสู่อวกาศพร้อมกับยานที่จะเดินทางไปยังดาวอังคาร นี่อาจเป็นสิ่งที่คุ้นเคยกับผู้คนที่แหลมแคนาเวอรัลในฟลอริดา แต่เหตุการณ์ในวันนั้นเกิดขึ้นอีกซีกโลกหนึ่งบนฐานส่งยานของศูนย์อวกาศคะโกะชิมะ ซึ่งตั้งอยู่ทางใต้ของประเทศญี่ปุ่น จรวดเอ็ม-5
ยานทั้งสี่นี้เป็นของนาซาสองลำ
ยานของนาซาทั้งสองลำเป็นยานฝาแฝด
ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ของนาซาอาจมีประสบการณ์กับยานสำรวจดาวอังคารมาแล้วหลายลำ
อย่างไรก็ตาม
ในเดือนมกราคมปี
แต่อุปสรรคยังคงตามรังควาญโนะโซะมิอย่างไม่เลิกรา
หากมองในแง่ดีว่ายานทุกลำจะประสบความสำเร็จ
ต่อไปนี้คือรายละเอียดที่น่าสนใจของยานสำรวจ
มาร์สเอกซ์เพรส
มาร์สเอกซ์เพรสดำเนินการสร้างและควบคุมโดยองค์การอวกาศยุโรปส่วนชื่อยานบีเกิล-2
ข้อมูลจำเพาะของยานมาร์สเอกซ์เพรส
จรวดขับดัน | โซยุซ-ฟรีแกต |
---|---|
ระวางบรรทุกของยาน | 116 |
เชื้อเพลงของยาน | 427 |
น้ำหนักของยานลงจอด | 71 |
ขนาด | 1.5 |
แรงของเครื่องยนต์หลัก | 400 |
เครื่องยนต์ปรับความสูง | 8 |
เชื้อเพลิง | 267 |
พื้นที่เซลล์สุริยะ | 11.42 |
แบตเตอรี่ | ลิเทียม |
เป้าหมาย
เป้าหมายหลักของยานคือการสำรวจสภาพภูมิศาสตร์-
-
-
-
-
-
ยาน
ยานมาร์สเอกซ์เพรสทะยานขึ้นสู่ท้องฟ้าโดยพลังขับดันของจรวดโซยุซ-ฟรีแกตแผงเซลล์สุริยะของมาร์สเอกซ์เพรสมีพื้นที่กว้างเป็นพิเศษ
การเดินทาง
ยานมาร์สเอกซ์เพรสออกเดินทางจากโลกไปเมื่อเดือนมิถุนายนแล้วก่อนถึงดาวอังคาร
ส่วนยานบีเกิลจะพุ่งเข้าสู่ดาวอังคารโดยมีโล่กันความร้อนช่วยรับแรงต้านและความร้อนขณะฝ่าบรรยากาศลงมา
ลักษณะสำคัญของทำเลที่เลือกเป็นจุดลงจอดของยานบีเกิล-2
อุปกรณ์
มาร์สเอกซ์เพรสมีอุปกรณ์สำรวจอุปกรณ์ทั้งเจ็ดของมาร์สเอกซ์เพรสติดตั้งอยู่ภายในกล่องอะลูมิเนียมรูปรังผึ้งมีความกว้างเพียง
อุปกรณ์ | หน้าที่ |
---|---|
แอสพีรา | วัดปริมาณของไอออน |
บีเกิล-2 | ยานลงจอด |
เอชอาร์เอสซี | กล้องถ่ายภาพสีสเตอริโอความละเอียดสูง |
มาร์ส | เครื่องวัดบรรยากาศและพื้นผิวด้วยคลื่นวิทยุ |
มาร์ซิส | วัดโครงสร้างใต้ผิวดินของดาวอังคารด้วยหลักการสะท้อนคลื่นวิทยุ |
โอเมกา | ทำแผนที่แร่ด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต |
พีเอฟเอส | วัดองค์ประกอบของบรรยากาศของดาวอังคารด้วยรังสีจากดวงอาทิตย์ |
สไปแคม | สเปกโทรมิเตอร์วัดบรรยากาศในย่านอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรด |
อุปกรณ์ | หน้าที่ |
---|---|
พอว์ แขนกลสำหรับยืดอุปกรณ์สำรวจอื่นๆ | |
แกป ชุดอุปกรณ์วิเคราะห์ก๊าซ | |
อุปกรณ์วัดสภาพแวดล้อม | วัดความดันบรรยากาศ |
กล้องถ่ายภาพสองตา | ถ่ายภาพสามมิติ |
กล้องจุลทรรศน์ | สำรวจพื้นผิวของหินระยะใกล้ |
สเปกโทรมิเตอร์เมิสส์เบาแอร์ | หาองค์ประกอบของก้อนหินด้วยรังสีจากโคบอลต์-57 |
สเปกโทรมิเตอร์รังสีเอกซ์ | หาองค์ประกอบของก้อนหินด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต |
โมล อุปกรณ์สำหรับขุดดินและเก็บตัวอย่างดินใต้พื้นผิวขึ้นมาสำรวจ | |
เครื่องเจาะหิน | ขจัดวัสดุที่ปกคลุมผิวหน้าของก้อนหินออก |
โฮมเพจของ
โนะโซะมิ
เมื่อวันที่