สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ยานฟีนิกซ์ถึงดาวอังคาร

28 พฤษภาคม 2551
ปรับปรุงครั้งล่าสุด 26 ธันวาคม 2559
โดย: วรเชษฐ์ บุญปลอด (worachateb@yahoo.com)
คืนวันอาทิตย์ที่ 25 พฤษภาคม 2551 ตามเวลาในสหรัฐ หรือตรงกับเช้าวันจันทร์ที่ 26 พฤษภาคม ตามเวลาประเทศไทย ยานฟีนิกซ์ (Phoenix) ขององค์การนาซา ประสบผลสำเร็จด้วยดีในการร่อนลงจอดบนพื้นดินเหนือเส้นอาร์กติกของดาวอังคาร ยานจะเริ่มภารกิจสำรวจดาวอังคารซึ่งคาดว่ายาวนานอย่างน้อยสามเดือน

ฟีนิกซ์เป็นยานสำรวจดาวอังคารที่ถูกส่งออกไปนอกโลกตั้งแต่วันที่ สิงหาคม 2550 นับเป็นเวลานาน เดือนก่อนที่ดาวอังคารกับโลกจะเข้าใกล้กันมากที่สุดในปีนั้น ต่อมายานได้มุ่งตรงไปยังดาวอังคารโดยไม่ผ่านดาวเคราะห์ดวงอื่น

ยานฟีนิกซ์ลงแตะพื้นผิวดาวอังคารโดยอาศัยไอพ่นและขาตั้ง (ภาพ NASA/JPL/Corby Waste) 

ยานสำรวจดาวอังคารก่อนหน้านี้อย่างสปิริตและออปพอร์ทูนิตีลงจอดบนดาวอังคารโดยอาศัยถุงลมห่อหุ้มรอบ ๆ ลดแรงกระแทก แต่เพื่อให้ยานฟีนิกซ์สามารถบรรทุกอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ได้มากขึ้น แทนที่น้ำหนักของถุงลม มันจึงได้รับการออกแบบให้ลงจอดโดยอาศัยไอพ่นและแตะพื้นผิวดาวอังคารด้วยขาตั้ง นับเป็นครั้งแรกในรอบ 32 ปี ที่ยานอวกาศลงจอดบนดาวอังคารด้วยวิธีดังกล่าว ปี 2519 ยานไวกิงเคยลงจอดบนดาวอังคารด้วยวิธีเดียวกัน หลังจากนั้นได้มีความพยายามนำยานมาร์สโพลาร์แลนเดอร์ (Mars Polar Lander) ลงบริเวณขั้วใต้ของดาวอังคารเมื่อเดือนธันวาคม 2542 แต่ล้มเหลวเมื่อยานขาดการติดต่อกับโลกในขั้นตอนของการลงจอด

จุดลงจอดของยานฟีนิกซ์เทียบกับยานลำอื่น สีในภาพแสดงความสูงต่ำของพื้นผิว ไล่จากสีขาวซึ่งสูงที่สุด ไปยังสีแดง ส้ม เหลือง เขียว และน้ำเงิน (ภาพ NASA/JPL)
 

แผนที่ทรวดทรงแรเงาบริเวณรอบจุดลงจอดของยานฟีนิกซ์ วงรีซ้อนกันสามชั้นแสดงจุดลงจอดของยาน วงในสุดมีความเป็นไปได้ร้อยละ 66 วงนอกสุดมีความเป็นไปได้ร้อยละ 99 สีต่าง ๆ แสดงความหนาแน่นของก้อนหินที่มีขนาดตั้งแต่ 1.5 เมตรขึ้นไป สีเขียวอ่อนมีความหนาแน่นต่ำที่สุด และเพิ่มขึ้นตามลำดับจากสีเหลือง ส้ม และแดง หลุมอุกกาบาตที่อยู่ทางขวามือเฉียงขึ้นไปด้านบนของเป้าลงจอดมีขนาด 10 กิโลเมตร (ภาพ NASA/JPL-Caltech/ University of Arizona) 

เช้าวันที่ 26 พฤษภาคม ดาวอังคารอยู่ห่างจากโลก 276 ล้านกิโลเมตร ยานฟีนิกซ์เข้าสู่บรรยากาศดาวอังคารด้วยอัตราเร็วเกือบ 21,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และต้องลดความเร็วลงให้เหลือเพียง กิโลเมตรต่อชั่วโมงภายในเวลา นาที ยานลงแตะพื้นผิวดาวอังคารบริเวณละติจูด 68.2 องศาเหนือ ซึ่งเทียบได้กับเขตอาร์กติกบนโลก อุณหภูมิพื้นผิวบริเวณลงจอดคาดว่าอยู่ที่ประมาณ -73 องศาเซลเซียส

การชะลอความเร็วของยานอย่างรวดเร็วเป็นสิ่งที่ยากและเสี่ยงมาก เมื่อยานเข้าสู่บรรยากาศ ร่มชูชีพถูกกางออก จากนั้นยานปล่อยเกราะกันความร้อนเพื่อรับแรงปะทะในอากาศ เมื่อกางขาตั้งออกแล้ว ระบบเรดาร์บนยานคอยวัดการเคลื่อนไหวในแนวดิ่งและแนวราบ ไอพ่นใต้ยานถูกจุดเป็นระยะเพื่อปรับทิศทางให้ยานให้สามารถลงจอดได้อย่างนุ่มนวล นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้ภาพถ่ายความละเอียดสูงจากยานมาร์สรีคอนเนสเซนซ์ออร์บิเตอร์ (Mars Reconnaissance Orbiter) เพื่อให้แน่ใจว่ารอบพื้นที่รูปวงรีของเป้าลงจอด ไม่มีก้อนหินขนาดใหญ่อันจะเป็นอุปสรรคต่อการกางแผงเซลล์สุริยะเมื่อยานจอดสงบนิ่งบนพื้นดิน ตลอดช่วงที่ยานฟีนิกซ์พุ่งเข้าสู่บรรยากาศดาวอังคาร ยานมาร์สรีคอนเนสเซนซ์ออร์บิเตอร์และยานมาร์สโอดิสซีย์ (Mars Odyssey) ถูกสั่งให้คอยติดตามสัญญาณจากยานฟีนิกซ์ไปจนกระทั่งมันลงไปถึงพื้นผิวดาวอังคาร

ภาพจำลองยานฟีนิกซ์ขณะใช้แขนหุ่นยนต์เก็บตัวอย่างดินบนดาวอังคาร ปีกสองข้างคือแผงเซลล์สุริยะให้พลังงานไฟฟ้า ลำแสงสีเขียวพุ่งขึ้นไปด้านบนเป็นลำเลเซอร์ที่ใช้วัดปริมาณฝุ่นและเมฆบนท้องฟ้า ตัวยานสูง 2.2 เมตร ความยาววัดจากปลายสองด้านของแผงเซลล์สุริยะมีค่า 5.52 เมตร (ภาพ NASA/JPL/UA/Lockheed Martin) 

หนึ่งในภาพแรก ๆ จากยานฟีนิกซ์ แสดงให้เห็นแผงเซลล์สุริยะของยานฟีนิกซ์ (ภาพ NASA/JPL-Caltech/University of Arizona) 

ภาพถ่ายบริเวณขาตั้งของยาน (ภาพ NASA/JPL-Caltech/University of Arizona) 

นักวิทยาศาสตร์เลือกบริเวณใกล้ขั้วเหนือของดาวอังคารเป็นจุดลงจอดในคราวนี้เพราะยังไม่เคยมียานอวกาศลำใดลงจอดบนพื้นที่บริเวณละติจูดสูง ๆ ของดาวอังคารมาก่อน ที่สำคัญกว่านั้นคือ ข้อมูลจากยานมาร์สโอดิสซีย์เมื่อปี 2545 ได้บ่งชี้ว่าใต้พื้นดินรอบขั้วดาวยังเต็มไปด้วยน้ำแข็ง

ยานฟีนิกซ์ไม่ได้ถูกส่งไปเดินสำรวจอย่างยานสปิริตและออปพอร์ทูนีตี จุดมุ่งหมายสำคัญในภารกิจของยานฟีนิกซ์คือการใช้แขนหุ่นยนต์ยาว 2.35 เมตร ขุดสำรวจลงไปในพื้นดินดาวอังคารรอบบริเวณลงจอดซึ่งคาดว่าจะมีชั้นน้ำแข็งผสมทรายและฝุ่นอยู่ข้างใต้ ส่วนปฏิบัติการซึ่งเปรียบได้กับห้องแล็บบนยานจะวิเคราะห์แร่ธาตุรวมถึงองค์ประกอบทางเคมีในดินที่เก็บได้ ข้อมูลดังกล่าวจะเป็นประโยชน์ในการค้นหาเบาะแสเพื่อตอบคำถามว่าพื้นที่ส่วนนี้เคยหรือยังคงเอื้อต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตหรือไม่ ยานฟีนิกซ์มีเครื่องมือที่ทำหน้าที่เป็นสถานีตรวจอากาศ ใช้ศึกษาสภาพแวดล้อมทางอุตุนิยมวิทยา เช่น ความดันอากาศและอุณหภูมิซึ่งเปลี่ยนแปลงไปในแต่ละวัน

ภูมิทัศน์ในบริเวณลงจอด มองเห็นขอบฟ้าที่ราบเรียบ (ภาพ NASA/JPL-Caltech/University of Arizona)
 

พื้นดินใกล้จุดลงจอด (ภาพ NASA/JPL-Caltech/University of Arizona) 


แกนหมุนของดาวอังคารทำมุมเอียงมากกว่าแกนหมุนของโลกเล็กน้อย ทำให้จุดที่ยานลงจอดไม่ได้รับแสงอาทิตย์ตลอดทั้งปี หลังลงจอดแล้วยานมีเวลาทำภารกิจนานประมาณสามเดือนก่อนที่จะไม่มีแสงอาทิตย์ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานสำคัญ หากเป็นไปได้ด้วยดี ยานฟีนิกซ์อาจปฏิบัติงานอยู่ได้อย่างมากไม่เกินเดือนตุลาคมหรือพฤศจิกายน 2551 และเป็นการยากที่มันจะอยู่รอดเมื่อเข้าสู่ฤดูหนาวบนดาวอังคาร

สิ่งที่ยานฟีนิกซ์นำติดตัวไปด้วยมิได้มีแต่เพียงเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ แต่ยังมีสารจากโลกในรูปแบบของดีวีดีขนาดเล็ก ทำจากแก้วซิลิกา จัดทำโดยสมาคมดาวเคราะห์ (The Planetary Society) ภายในบรรจุสื่อประสมซึ่งเป็นผลงานวรรณกรรมและศิลปกรรมของนักเขียนและศิลปินที่มีเนื้อหาเกี่ยวข้องกับดาวอังคาร รวมทั้งรายชื่อสมาชิกและคนทั่วไปที่แสดงความจำนงร่วมส่งชื่อของตัวเองไปกับยาน ดีวีดีแผ่นนี้ได้รับการออกแบบให้มีอายุหลายร้อยปีด้วยความหวังว่านักสำรวจในอนาคตจะไปค้นพบมัน

กำหนดการ

ต่อไปนี้เป็นกำหนดการในช่วงที่ยานฟีนิกซ์ลงจอดในเช้าวันที่ 26 พฤษภาคม 2551 ตามเวลาประเทศไทย (ใช้เวลาเมื่อสัญญาณวิทยุจากดาวอังคารเดินทางมาถึงโลก) ภาพและความเคลื่อนไหวต่าง ๆ ติดตามได้ทางเว็บไซต์ของนาซาและ NASA TV

2.00 น. แถลงข่าวที่นาซา
5.00 น. เริ่มแพร่ภาพภารกิจของยานฟีนิกซ์ทาง NASA TV
5.30 น. เจ้าหน้าที่นาซาเริ่มการรายงานสด
6.36 น. ยานมาร์สเอกซ์เพรสเริ่มฟังสัญญาณจากยานฟีนิกซ์
6.38 น. ยานมาร์สรีคอนเนสเซนซ์ออร์บิเตอร์เริ่มฟังสัญญาณจากยานฟีนิกซ์
6.39 น. ยานฟีนิกซ์แยกตัวออกจากส่วนควบคุมการเคลื่อนที่ (Cruise stage) เป็นส่วนที่จ่ายพลังงานและปรับทิศทางการเคลื่อนที่ของยานในช่วงระยะเวลาเกือบ 10 เดือนของการเดินทางในอวกาศ
6.40 น. ยานเตรียมเข้าสู่บรรยากาศของดาวอังคารโดยหันเกราะกันความร้อนไปยังทิศทางที่เหมาะสม
6.44 น. ยานเริ่มถ่ายทอดสัญญาณ
6.46 น. เข้าสู่บรรยากาศของดาวอังคาร
6.47 น. สัญญาณอาจขาดหายนานสองนาที เนื่องจากพลาสมาร้อนที่ปกคลุมรอบยาน
6.49 น. กล้องไฮไรส์ (HiRISE) บนยานมาร์สรีคอนเนสเซนซ์ออร์บิเตอร์พยายามถ่ายภาพยานฟีนิกซ์ขณะที่มันฝ่าเข้าสู่บรรยากาศ
6.50 น. กางร่มชูชีพเพื่อช่วยชะลอความเร็ว จากนั้นทิ้งเกราะกันความร้อน แล้วกางขาตั้ง
6.52 น. เรดาร์เริ่มทำงาน ใช้สำหรับวัดความสูงจากพื้นดิน
6.53 น. ปล่อยฝาครอบด้านบนซึ่งติดอยู่กับร่มชูชีพออก จากนั้นตัวยานลงแตะพื้นผิวดาวอังคาร
6.54 น. ปิดสัญญาณวิทยุบนยานฟีนิกซ์ นาซายุติการรายงานสดชั่วคราว
7.13 น. ยานฟีนิกซ์คลี่แผงเซลล์สุริยะออก
7.28 7.30 น. ยานมาร์สรีคอนเนสเซนซ์ออร์บิเตอร์และมาร์สเอกซ์เพรส เริ่มส่งข้อมูลที่บันทึกไว้มายังโลก
8.30 น. นาซาเริ่มการรายงานสดอีกครั้ง
8.43 9.02 น. ข้อมูลสดจากยานฟีนิกซ์ซึ่งส่งผ่านมาทางยานมาร์สโอดิสซีย์มาถึงโลก อาจเริ่มเห็นทิวทัศน์รอบ ๆ จุดลงจอดของยาน
11.00 น. แถลงข่าวที่นาซา


ภาพสีโดยประมาณของภูมิทัศน์ทางตอนเหนือของดาวอังคาร มองเห็นก้อนกรวดขนาดกลางกระจัดกระจายอยู่ทั่วไป พื้นดินมีลักษณะเป็นลูกคลื่นหลายมุม เชื่อว่าเป็นผลจากการแข็งและละลายตัวของน้ำแข็งตามฤดูกาล 

ยานฟีนิกซ์ขณะอยู่เหนือพื้นผิวดาวอังคาร ภาพนี้ถ่ายจากยานมาร์สรีคอนเนสเซนซ์ออร์บิเตอร์ นับเป็นครั้งแรกที่ยานอวกาศลำหนึ่งถ่ายภาพยานอีกลำหนึ่งขณะร่อนลงสู่พื้นดินของดาวเคราะห์ ในภาพจะเห็นร่มชูชีพขนาด 10 เมตร เชื่อมต่ออยู่กับแผงหลังของตัวยานฟีนิกซ์ที่อยู่ด้านล่าง 

หลังลงจอด

ยานฟีนิกซ์แตะพื้นผิวดาวอังคารในเวลา 6:53:44 น. ตามเวลาประเทศไทย ตำแหน่งลงจอดอยู่ที่ละติจูด 68.22 องศาเหนือ ลองจิจูด 234.3 องศา ยานเอียงจากแนวระนาบเพียงเศษหนึ่งส่วนสี่ขององศา แสดงว่ามันตั้งอยู่บนพื้นเรียบ ยานฟีนิกซ์ไม่ได้ติดต่อกับศูนย์ควบคุมบนโลกโดยตรง แต่ต้องส่งสัญญาณผ่านทางยานมาร์สโอดิสซีย์และมาร์สรีคอนเนสเซนซ์ออร์บิเตอร์ซึ่งอยู่ในโคจรรอบดาวอังคาร

ดูเพิ่ม

 มาร์สไคลเมตออร์บิเตอร์ หาย (10/2542)
 มาร์สโพลาร์แลนเดอร์ล้มเหลว (12/2542)
 มาร์สโพลาร์แลนเดอร์อาจพังเพราะพุ่งตกเหว (1/2543)
 นกฟีนิกซ์คืนชีพ (13/9/2546)
 ต่อวีซ่ามาร์สโอดิสซีย์ (1/9/2547)
 ยังไม่พบมาร์สโพลาร์แลนเดอร์  (15/11/2548)
 ภาพแอบถ่ายจากดาวอังคาร (19/12/2549)
 หิมะตกบนดาวอังคาร (1/10/2551)

เว็บไซต์อื่น


 Phoenix Mars Lander NASA
 Phoenix Mars Lander NASA/JPL
 Phoenix Mars Mission Lunar and Planetary Laboratory University of Arizona
 Phoenix Landing Events Schedule NASA/JPL
 Phoenix Landing Blog NASA
 Mars Live
 Mission Updates: Phoenix Mars Lander's Red Planet Arrival Space.com
 Mission Status Spaceflight Now