สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ดอว์น : ยานสำรวจดาวเคราะห์น้อย

13 ตุลาคม 2550
ปรับปรุงครั้งล่าสุด 6 ธันวาคม 2559
โดย: วรเชษฐ์ บุญปลอด (worachateb@yahoo.com)
ดอว์น (Dawn) ที่แปลว่า "อรุณรุ่ง" เป็นชื่อยานอวกาศที่องค์การนาซาส่งออกไปนอกโลกเมื่อวันที่ 27 กันยายน 2550 เพื่อเดินทางไปในภารกิจสำรวจดาวเคราะห์น้อยถึงสองดวง นั่นคือซีรีส (Ceres) กับเวสตา (Vesta) และเนื่องจากเมื่อปี 2549 ซีรีสได้รับการจัดให้มีสถานภาพเป็นดาวเคราะห์แคระดวงหนึ่งด้วย หากเป็นไปตามแผนที่วางไว้มันจะเป็นยานอวกาศลำแรกที่ไปสำรวจดาวเคราะห์แคระในระบบสุริยะ

ซีรีสและเวสตา ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเมื่อเดือนมกราคม 2547 และพฤษภาคม 2550 (ภาพ NASA/ESA/STScI) 

วัตถุจำพวกดาวเคราะห์น้อยกระจัดกระจายอยู่เป็นจำนวนมากในระหว่างวงโคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี เรียกพื้นที่ดังกล่าวว่าแถบดาวเคราะห์น้อยหลัก (main asteroid belt) นักดาราศาสตร์เชื่อว่าวัตถุในแถบดาวเคราะห์น้อยหลักถือกำเนิดขึ้นในช่วงต้น ๆ ของประวัติศาสตร์ระบบสุริยะซึ่งบรรดาดาวเคราะห์ทั้งหลายรวมทั้งโลกของเราก็เริ่มก่อตัวเป็นรูปเป็นร่างขึ้นด้วย ทว่าบางส่วนไม่สามารถรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ได้ มันจึงเหลือซากให้เห็นเป็นดาวเคราะห์น้อยจำนวนมหาศาล

ซีรีสและเวสตาเป็นวัตถุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในแถบดาวเคราะห์น้อยหลัก ระหว่างดาวเคราะห์น้อยคู่นี้นักดาราศาสตร์พบว่ามันมีลักษณะทางธรรมชาติในแง่ของพื้นผิวและวิวัฒนาการที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ซีรีสเป็นดาวเคราะห์น้อยดวงแรกที่นักดาราศาสตร์ค้นพบ (พบเมื่อวันปีใหม่ของปี ค.ศ. 1801) มันมีรูปร่างเกือบเป็นทรงกลม เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 950 กิโลเมตร โคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยคาบ 4.6 ปี เชื่อว่าเนื้อของดาวมีส่วนประกอบของน้ำแข็งและน่าจะมีน้ำแข็งซ่อนอยู่ใต้พื้นดินของซีรีสคล้ายกับดวงจันทร์บางดวงของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ รวมทั้งอาจมีน้ำแข็งปกคลุมที่ขั้วทั้งสอง

จรวดเดลตา นำยานดอว์นขึ้นสู่อวกาศที่แหลมคานาเวอรัล (ภาพ NASA) 

ภาพจำลองยานดอว์นขณะออกจากโลก (ภาพ NASA) 

เวสตามีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 530 กิโลเมตร ขนาดราวครึ่งหนึ่งของซีรีส ถูกค้นพบหลังจากซีรีส ปี พื้นผิวของเวสตาแห้งแล้ง โคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยคาบ 3.6 ปี องค์ประกอบมีส่วนผสมของแร่ธาตุจำพวกโลหะ เชื่อว่าเคยชนกับดาวเคราะห์น้อยดวงอื่นจนทำให้รูปร่างบิดเบี้ยวไม่เป็นทรงกลม พบหลักฐานของการชนอยู่ในรูปของหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ นอกจากนี้เวสตายังเป็นดาวเคราะห์น้อยดวงเดียวในแถบดาวเคราะห์น้อยหลักที่สว่างพอจะเห็นได้ด้วยตาเปล่าเมื่อมันโคจรเข้าใกล้โลกมากที่สุด คะเนว่าซีรีสและเวสตาน่าจะถือกำเนิดขึ้นเมื่อราว 5-10 ล้านปีหลังระบบสุริยะเริ่มก่อตัว ไม่เหมือนกับดาวอังคารกับโลกที่เกิดขึ้นหลังจากนั้น คือเมื่อประมาณ 30 และ 50 ล้านปีหลังระบบสุริยะเริ่มก่อตัว

ภาพจำลองยานดอว์นโคจรรอบเวสตาเพื่อวัดสเปกตรัมของพื้นผิว (ภาพ NASA) 

ยานดอว์นถูกส่งออกไปสำรวจดาวเคราะห์น้อยที่มีโฉมหน้าแตกต่างกันสองดวงนี้เพื่อเก็บข้อมูลและทำความเข้าใจเกี่ยวกับวิวัฒนาการของมันซึ่งจะชี้ให้เห็นถึงการก่อกำเนิดและความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นภายในระบบสุริยะ ยานดอว์นอาศัยเทคโนโลยีขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ไอออนทำให้ยานเคลื่อนที่ได้ช้ากว่าการใช้แรงขับจากเชื้อเพลิง แต่มีข้อดีคือจะสามารถนำยานอวกาศเข้าไปโคจรรอบดาวเคราะห์น้อยทั้งสองดวงได้ ไม่ใช่การเคลื่อนที่เฉียดเข้าใกล้แล้วผ่านเลยไปเหมือนกับยานสำรวจดาวเคราะห์ที่เคยทำกันมา

หากเป็นไปตามกำหนดการ ยานดอว์นจะผ่านใกล้ดาวอังคารในเดือนกุมภาพันธ์ 2552 จากนั้นเดินทางไปถึงดาวเวสตาในเดือนสิงหาคม 2554 โคจรรอบเวสตานานประมาณ เดือน โดยถ่ายภาพเพื่อทำแผนที่ลักษณะภูมิประเทศและแผนที่แร่ธาตุบนพื้นผิว เดือนพฤษภาคม 2555 ยานดอว์นจะออกจากวงโคจรรอบเวสตาเพื่อเดินทางต่อไปยังดาวซีรีส ถึงซีรีสในเดือนกุมภาพันธ์ 2558 ใช้เวลาสำรวจซีรีสนานประมาณ เดือน และสิ้นสุดโครงการในเดือนกรกฎาคม 2558 หากทุกอย่างเป็นไปตามแผน ยานดอว์นจะกลายเป็นยานอวกาศลำแรกที่ไปโคจรรอบดาวเคราะห์น้อยถึงสองดวง

เดิมองค์การนาซาวางแผนจะส่งยานดอว์นออกไปตั้งแต่ปลายเดือนมิถุนายน 2550 แต่ถูกเลื่อนออกมาเนื่องจากความล่าช้าของขั้นตอนการส่งฮาร์ดแวร์ นอกจากนี้ยังพบปัญหาเครนบนฐานยิงจรวดไม่ทำงาน กำหนดการในเวลาต่อมาคาดว่ายานอาจถูกส่งขึ้นไปได้ในช่วงต้นเดือนกรกฎาคม 2550 แต่ทำไม่ได้ในช่วงดังกล่าวเนื่องจากชนกับแผนเตรียมส่งยานฟีนิกซ์ซึ่งเป็นยานสำรวจดาวอังคารลำล่าสุด โอกาสจึงเปิดอีกครั้งในช่วงต้นเดือนกันยายนถึงกลางเดือนตุลาคม

ยานดอว์นจะเดินทางในอวกาศด้วยระยะทางรวมประมาณ 4,900 ล้านกิโลเมตร ตลอดระยะเวลา ปีของภารกิจ

ที่มา

Dawn Mission เว็บไซต์อย่างเป็นทางการ