แอลครอสโหม่งดวงจันทร์

วันศุกร์ที่ 9 ตุลาคม 2552 เวลาประมาณ 07:31 น. ตามเวลาตะวันออกของสหรัฐอเมริกา ซึ่งตรงกับ 18:31 น. ในประเทศไทย จรวดและดาวเทียมดวงหนึ่งขององค์การนาซามีกำหนดพุ่งชนหลุมอุกกาบาตที่ขั้วใต้ของดวงจันทร์ ปฏิบัติการครั้งนี้มีขึ้นเพื่อพิสูจน์ว่ามีน้ำแข็งอยู่ที่นั่นจริงหรือไม่





มีนาคม 2552 จีนปิดฉากภารกิจสำรวจดวงจันทร์ของยานฉางเอ๋อ 1 (Chang'e-1) โดยให้ยานพุ่งชนพื้นผิวดวงจันทร์ในบริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตร ต่อมาเมื่อต้นเดือนมิถุนายน ญี่ปุ่นก็จบภารกิจของยานคางุยะ (Kaguya) โดยควบคุมให้มันพุ่งชนบริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ หลังจากนั้นไม่นาน ดวงจันทร์ก็ต้องรับผู้มาเยือนอีก เมื่อองค์การนาซาส่งยานสำรวจดวงจันทร์ลำใหม่ออกสู่ห้วงอวกาศเมื่อเดือนมิถุนายน 2552 นับเป็นก้าวแรกในความพยายามที่จะนำมนุษย์ไปอาศัยอยู่บนดวงจันทร์ในระยะยาว ซึ่งต่างจากโครงการอะพอลโลที่ไปสำรวจในช่วงเวลาสั้น ๆ นอกจากนี้ ยังจะปล่อยจรวดพุ่งชนดวงจันทร์เพื่อค้นหาน้ำแข็งที่อาจอยู่ในหลุมอุกกาบาตที่ขั้วดวงจันทร์

ยานลูนาร์รีคอนเนสเซนซ์ออร์บิเตอร์

ลูนาร์รีคอนเนสเซนซ์ออร์บิเตอร์ (Lunar Reconnaissance Orbiter) ซึ่งมักเรียกอย่างย่อว่าแอลอาร์โอ (LRO) เป็นชื่อยานอวกาศสำรวจดวงจันทร์ที่องค์การนาซาของสหรัฐอเมริกาใช้สำรวจทรัพยากรและเสาะหาสถานที่ลงจอดอันเหมาะสมสำหรับยานอวกาศที่จะมีมนุษย์เดินทางไปด้วยในอนาคต

แต่เดิมการส่งยานแอลอาร์โอถูกกำหนดไว้ในปลายปี 2551 แต่ได้เลื่อนออกมาในปีนี้ มันถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อเย็นวันที่ 18 มิถุนายน 2552 ตามเวลาท้องถิ่นในเขตเวลาตะวันออกของสหรัฐฯ ซึ่งตรงกับเช้ามืดวันศุกร์ที่ 19 มิถนายน ตามเวลาประเทศไทย จรวดแอตลาส-5 ทำหน้าที่ปล่อยยานที่ฐานปล่อย ณ สถานีแห่งหนึ่งของฐานทัพอากาศบนแหลมคานาเวอรัล ยานใช้เวลาเดินทางประมาณ 4-5 วัน เมื่อไปถึงดวงจันทร์ แรงโน้มถ่วงจับให้มันโคจรรอบดวงจันทร์เป็นวงรี

ยานแอลอาร์โอเริ่มเข้าสู่วงโคจรรอบดวงจันทร์เมื่อวันที่ 23 มิถุนายน มีการปรับวงโคจรจนกระทั่งยานโคจรเป็นวงกลมที่ความสูง 50 กิโลเมตร ระนาบวงโคจรทำมุมเกือบตั้งฉากกับเส้นศูนย์สูตร มันจึงโคจรผ่านเหนือขั้วทั้งสองของดวงจันทร์ ทำให้อุปกรณ์บนยานสามารถวัดความสูงของพื้นผิว สำรวจทรัพยากรได้ทั่วทั้งดวง และหาสถานที่ลงจอดสำหรับยานอวกาศที่จะมีมนุษย์เดินทางไปด้วยในอนาคต




ยานแอลอาร์โอมีอุปกรณ์ศึกษาผลกระทบจากรังสีคอสมิกเพื่อเตรียมป้องกันอันตรายที่มีโอกาสเกิดขึ้นกับนักบินอวกาศในอนาคต ยานมีเครื่องวัดความสูงด้วยเลเซอร์และกล้องถ่ายภาพซึ่งจะทำแผนที่อย่างละเอียดของพื้นผิวดวงจันทร์ ข้อมูลนี้จะช่วยนักวิทยาศาสตร์ระบุจุดที่เหมาะสมและปลอดภัยพอจะเป็นจุดลงจอดของยานสำรวจในอนาคต เครื่องวัดความสูงอาจบอกได้ว่ามียอดเขาลูกใดบริเวณขั้วดวงจันทร์ที่ได้รับแสงอาทิตย์อยู่ตลอดเวลา ซึ่งจะเป็นตำแหน่งที่เหมาะสมสำหรับติดตั้งสถานีผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์ และมีเครื่องวัดอุณหภูมิในส่วนต่าง ๆ ของดวงจันทร์ นาซาวางแผนให้ยานแอลอาร์โอสำรวจดวงจันทร์ในภารกิจทั้งหลายที่กล่าวมาเป็นระยะเวลาประมาณ 1 ปี หลังจากนั้นมันอาจถูกใช้เป็นสถานีถ่ายทอดสัญญาณระหว่างโลกกับดวงจันทร์

ดาวเทียมแอลครอส

ดาวเทียมแอลครอส (Lunar CRater Observation and Sensing Satellite : LCROSS) เดินทางออกไปพร้อมกับยานแอลอาร์โอ ต่างกันตรงที่มันไปโคจรเป็นวงรีรอบโลกด้วยคาบ 37 วัน โดยมีจรวดขับดันท่อนบนที่เรียกว่าเซนทอร์ (Centaur) ประกบติดไปด้วย ระนาบวงโคจรของดาวเทียมทำมุมเอียงจากระนาบวงโคจรของดวงจันทร์มาก และจุดตัดของวงโคจรด้านหนึ่งเป็นจุดนัดพบที่จรวดเซนทอร์หนัก 2 เมตริกตัน กับดาวเทียมแอลครอสจะพุ่งชนดวงจันทร์ในวันที่ 9 ตุลาคมนี้

ไม่กี่ชั่วโมงก่อนชน จรวดเซนทอร์จะแยกตัวออกจากดาวเทียมแอลครอส แล้วพุ่งไปที่หลุมอุกกาบาตคาบีอัส (Cabeus) ซึ่งเป็นหนึ่งในหลุมอุกกาบาตบริเวณใกล้ขั้วใต้ของดวงจันทร์ที่แสงอาทิตย์ส่องไม่ถึงก้นหลุม ที่นั่นเย็นจัดและมีความเป็นไปได้ว่าจะมีน้ำแข็งอยู่ในหลุม จรวดเซนทอร์จะชนผิวดวงจันทร์ด้วยอัตราเร็วประมาณ 2.5 กิโลเมตรต่อวินาที หลังจากนั้นอีกราว 4 นาที ดาวเทียมแอลครอสจะผ่านเข้าไปในหมอกควันของฝุ่น (หรืออาจรวมถึงน้ำแข็งและไอน้ำ) ที่คาดว่าจะฟุ้งขึ้นมาเหนือพื้นผิวที่ความสูง 10 กิโลเมตร อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่ติดตั้งบนยานแอลครอสจะตรวจวัดค่าต่าง ๆ เพื่อค้นหาสัญญาณของน้ำ ก่อนที่ตัวมันเองจะพุ่งชนดวงจันทร์

นอกจากยานแอลอาร์โอซึ่งเฝ้าดูเหตุการณ์นี้อย่างใกล้ชิดในวงโคจรรอบดวงจันทร์ นักดาราศาสตร์คาดว่าปรากฏการณ์นี้อาจจะพอสังเกตเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ตั้งแต่ 10 นิ้วขึ้นไป จึงได้มีการเตรียมการสังเกตด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล กล้องโทรทรรศน์ตามหอดูดาวต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ตั้งอยู่บนภูเขาสูงในฮาวาย ร่วมด้วยนักดาราศาสตร์สมัครเล่น และมีการถ่ายทอดทางอินเทอร์เน็ตที่ NASA TV (เริ่มถ่ายทอดสดภารกิจของแอลครอสในเวลา 17:15 น. - ขณะชนไม่สามารถสังเกตการณ์ได้ในประเทศไทย)

แผนนี้เกิดขึ้นเนื่องจากข้อมูลการสำรวจดวงจันทร์ในอดีตบ่งบอกว่าแสงอาทิตย์ไม่สามารถส่องถึงก้นหลุมอุกกาบาตในบริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ได้ ซึ่งอาจเป็นเช่นนี้มานานถึง 2 พันล้านปี มีการค้นพบไฮโดรเจนกระจุกตัวกันในบริเวณดังกล่าว ดังนั้นจึงสันนิษฐานว่าอาจมีน้ำแข็งอยู่ในหลุม

สำหรับผลกระทบต่าง ๆ ที่จะเกิดขึ้นกับดวงจันทร์หลังการชนของจรวดและดาวเทียมแอลครอสในภารกิจนี้ นาซาอธิบายว่าการชนครั้งนี้มีพลังงานราว 6 พันล้านจูล น้อยกว่าการชนด้วยความเร็วปกติของอุกกาบาตหนัก 10 กิโลกรัม ที่เกิดขึ้นเสมอทุก ๆ 2-3 เดือนบนดวงจันทร์ ส่วนข้อสงสัยว่าการชนจะทำลายแหล่งน้ำบนดวงจันทร์หรือไม่ (ถ้ามีน้ำอยู่จริง) นาซาคาดว่าน้ำจะตกกลับลงสู่พื้นผิวเนื่องจากการชนครั้งนี้มีความเร็วต่ำ นอกจากนี้ คาดว่าการชนจะก่อให้เกิดหลุมขนาดเพียง 20 เมตร เป็นพื้นที่เล็กมากเมื่อเทียบกับพื้นที่ราว 12,500 ตร.กม. ที่อยู่ในเงามืดตลอดเวลาและมีความเป็นไปได้ว่าจะมีน้ำแข็งอยู่

ผลพลอยได้ที่อาจมาจากโครงการนี้ คือ ทฤษฎีสมคบคิดต่าง ๆ ที่กล่าวหาว่าโครงการอะพอลโลเป็นเรื่องหลอกลวงได้ถึงคราวยุติ เพราะภาพถ่ายจากยานแอลอาร์โอสามารถแยกแยะวัตถุที่มีขนาดไม่ถึง 1 เมตรบนพื้นผิวดวงจันทร์ได้ ซึ่งละเอียดมากพอที่จะจับภาพร่องรอยของรถสำรวจและส่วนลงจอดของยานอะพอลโลที่ถูกทิ้งไว้บนนั้น

นักวิทยาศาสตร์วาดหวังว่าในอนาคตดวงจันทร์จะไม่ได้เป็นเพียงแค่สถานที่สำหรับการเยี่ยมเยือนชั่วคราวเท่านั้น แต่เป็นที่ซึ่งมนุษย์สามารถอาศัยอยู่ได้แบบถาวรหรือกึ่งถาวร หากที่ขั้วดวงจันทร์มีน้ำในรูปของน้ำแข็งอยู่มาก นั่นจะเป็นประโยชน์อย่างมหาศาลต่อการสร้างฐานบนดวงจันทร์ เพราะสามารถนำน้ำมาบริโภค มีออกซิเจนสำหรับหายใจ และไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง

หมายเหตุ : ดัดแปลงจากบทความเผยแพร่ในโพสต์ทูเดย์ ฉบับวันอาทิตย์ที่ 21 มิถุนายน 2552 และอาทิตย์ที่ 4 ตุลาคม 2552

ดูเพิ่ม

● ตามล่าหาน้ำบนดวงจันทร์ (บทความ พ.ศ. 2540)
● สารพันคำถามเกี่ยวกับดาราศาสตร์ : หมวดดวงจันทร์
● เราไปมาแล้วจริงๆ : จับผิดคนจับโกหก

● [ur=http://thaiastro.nectec.or.th/news/1997/news1997jan02.html]น้ำแข็งบนดวงจันทร์ (13/1/2540)
● ยูจีน ชูเมกเกอร์ได้ไปดวงจันทร์ (25/2/2541)
● ลูนาร์พรอสเปกเตอร์พบน้ำบนดวงจันทร์ (3/2541)
● ไม่พบน้ำจากการพุ่งชนของลูนาร์พรอสเปกเตอร์ (10/2542)
● พายุบนดวงจันทร์ (26/12/2548)
● อุกกาบาตชนดวงจันทร์ ถ่ายได้คาหนังคาเขา (19/6/2549)
● สมาร์ต-1 พุ่งชนดวงจันทร์ (16/9/2549)
● แอลครอส เตรียมโหม่งดวงจันทร์ (11/2/2552)
● พบน้ำบนดวงจันทร์ (3/10/2552)

เว็บไซต์อื่น

● LCROSS - NASA
● NASA TV - NASA
● Mauna Kea Observatories LCROSS Impact Webcast - NASA
● LCROSS Live coverage - Spaceflight Now
● LCROSS Public Observation Campaign - LCROSS Citizen Science/NASA
● LCROSS Readies to Shoot the Moon - Sky & Telescope
● LCROSS Impact: It's a Hit --- But Was Anything Seen? - Sky & Telescope 
● LCROSS Viewer's Guide - Science@NASA
● Lunar prospecting: Probe ready to touch moon water - Spaceflight Now
● NASA Set to Dive Bomb the Moon - Space.com