มหกรรมสำรวจดาวอังคารปี 2546

2 พฤศจิกายน 2546
ปรับปรุงครั้งล่าสุด 7 ธันวาคม 2559
โดย: วิมุติ วสะหลาย, วรเชษฐ์ บุญปลอด
เมื่อเดือนสิงหาคมที่ผ่านมา เป็นช่วงเวลาที่สายตาของคนทั้งโลกเฝ้าจับตาด้วยความตื่นเต้นกับภาพดาวอังคารที่สุกสกาวเปล่งปลั่งไร้ผู้เทียมทานบนท้องฟ้าอย่างที่ไม่ได้เห็นมานานถึง 16 ปี ขณะนี้ดาวอังคารแม้ยังคงโดดเด่นอยู่บนท้องฟ้า แต่ก็หรี่ลงจากเมื่อเดือนสิงหาคมมาก และยังคงค่อย ๆ หรี่แสงลงเรื่อย ๆ จนนักดูดาวหลายคนเริ่มไม่ค่อยสนใจแล้ว บางคนอาจหันไปให้ความสนใจไปยังดาวเสาร์ที่เริ่มโดดเด่นขึ้นทุกวัน แต่สำหรับนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์แล้ว ช่วงเวลานี้นับเป็นช่วงที่เขาใจจดใจจ่อกับดาวอังคารด้วยใจจดจ่อ เนื่องจากขณะนี้มียานอวกาศที่อยู่ในระหว่างการเดินทางไปสู่ดาวอังคารถึง ลำ

ยานมาร์สเอกซ์พลอเรชันโรเวอร์ 

ยานทั้งสี่นี้เป็นของนาซาสองลำ จากองค์การอวกาศยุโรปหนึ่งลำ และของญี่ปุ่นอีกหนึ่งลำ

ยานของนาซาทั้งสองลำเป็นยานฝาแฝด ลำหนึ่งชื่อ สปิริต และ ออปพอร์ทูนิตี อยู่ภายใต้ภารกิจเดียวกันชื่อมาร์สเอกซ์พลอเรชันโรเวอร์ ออกเดินทางไปตั้งแต่เดือนมิถุนายนและกรกฎาคมตามลำดับ ยานสปิริตมีกำหนดถึงดาวอังคารในวันที่ มกราคม 2547 ส่วนยานออปพอร์ทูนิตี จะไปถึงในวันที่ 25 มกราคม 2547

ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ของนาซาอาจมีประสบการณ์กับยานสำรวจดาวอังคารมาแล้วหลายลำ แต่สำหรับนักดาราศาสตร์ขององค์การอวกาศยุโรป ยานมาร์สเอกซ์เพรส ซึ่งได้ปล่อยสู่อวกาศไปเมื่อวันที่ มิถุนายนนั้น กำลังจะสร้างประวัติศาสตร์เป็นยานสำรวจดาวอังคารลำแรกขององค์การ ยานลำนี้จะเดินทางไปถึงดาวอังคารก่อนใครเพื่อนในวันคริสต์มาสปีนี้

ยานมาร์สเอกซ์เพรส 


อย่างไรก็ตาม จากการทดสอบอุปกรณ์หลังจากมาร์สเอกซ์เพรสได้ขึ้นสู่อวกาศแล้วพบว่า มีปัญหาเกิดขึ้นกับระบบส่งกำลังของยาน แม้ปัญหานี้จะไม่ร้ายแรงถึงขั้นทำให้ภารกิจล้มเหลว แต่ก็ทำให้กำลังของยานลดลงถึง 30 เปอร์เซ็นต์

ในเดือนมกราคมปี 2546 หากไม่มีปัญหาใด ๆ ญี่ปุ่นก็จะเป็นประเทศแรกในเอเชียที่ส่งยานอวกาศไปสำรวจดาวเคราะห์เป็นผลสำเร็จ เมื่อยานโนะโซะมิเดินทางไปถึงดาวอังคาร ความจริงยานลำนี้ควรจะไปถึงดาวอังคารตั้งแต่ปี 2542 แล้ว แต่เกิดปัญหาระหว่างทาง ทำให้ต้องมีการปรับเปลี่ยนแผนงานใหม่รวมถึงเส้นทางการเดินทางใหม่ ปัญหาในครั้งนั้นร้ายแรงจนเกือบถึงกับเป็นหายนะเลยทีเดียว ไม่เพียงแต่เวลาที่ต้องเสียไปถึงสามเท่า งบประมาณที่ต้องใช้ในการดูแลก็มากขึ้นเป็นเงาตามตัว

ยานโนะโซะมิขององค์การอวกาศญี่ปุ่น 

แต่อุปสรรคยังคงตามรังควาญโนะโซะมิอย่างไม่เลิกรา เมื่อเดือนเมษายนที่ผ่านมา การลุกจ้าของดวงอาทิตย์ครั้งหนึ่งได้ทำลายระบบสื่อสารและระบบส่งกำลังของโนะโซะมิไป พลังงานที่สูญเสียไปทำให้ระบบรักษาอุณหภูมิหยุดทำงาน เชื้อเพลิงจึงเริ่มเยือกแข็ง ขณะนี้เจ้าหน้าที่ภาคพื้นดินกำลังเร่งพยายามทำให้ระบบรักษาอุณหภูมิกลับมาทำงานเหมือนเดิมก่อนที่ยานจะเดินทางไปถึงดาวอังคาร หากทำไม่ทัน ยานจะไม่พลังงานมากพอที่จะปรับเส้นทางเข้าโคจรรอบดาวอังคารได้

หากมองในแง่ดีว่ายานทุกลำจะประสบความสำเร็จ เราจะมียานที่สำรวจดาวอังคารหลายลำที่ปฏิบัติงานในเวลาเดียวกัน การสำรวจดาวเคราะห์ดวงเดียวกันจากยานหลายลำ ณ ตำแหน่งต่าง ๆ กันมีประโยชน์มากกว่าการสำรวจต่างเวลากัน เพราะแต่ละลำจะสนับสนุนการทำงานซึ่งกันและกัน โดยเฉพาะการศึกษาปรากฏการณ์บางอย่างที่เป็นปรากฏการณ์พิสัยใหญ่เช่นพายุฝุ่น หรือการเปลี่ยนฤดูกาล ไม่เพียงแต่สี่ลำนี้เท่านั้น เพราะขณะนี้ก็มียานอวกาศปฏิบัติภารกิจบนดาวอังคารรออยู่แล้วถึงสองลำนั่นคือ ยานมาร์สโกลบัลเซอร์เวเยอร์กับยาน 2001 มาร์สโอดิสซีย์ รวมกันแล้วก็จะรวมเป็น ลำ นับเป็นมหกรรมสำรวจดาวเคราะห์ที่คึกคักที่สุดครั้งหนึ่งนับตั้งแต่เริ่มยุคอวกาศเลยทีเดียว

ต่อไปนี้คือรายละเอียดที่น่าสนใจของยานสำรวจ ลำที่กำลังจะไปถึงดาวอังคาร


มาร์สเอกซ์เพรส

มาร์สเอกซ์เพรสดำเนินการสร้างและควบคุมโดยองค์การอวกาศยุโรป ภารกิจนี้นอกจากการสำรวจแล้วยังเป็นภารกิจนำร่องสำหรับโครงการสำรวจดาวเคราะห์โดยใช้นโยบายสร้างยานอย่างรวดเร็วด้วยงบประมาณประหยัดสุดขีด ชื่อของยานมาร์สเอกซ์เพรสบ่งบอกลักษณะของยานลำนี้อยู่แล้วว่า "ด่วนพิเศษสู่ดาวอังคาร" คำว่าด่วนนี้ไม่ได้หมายถึงการเดินทางรวดเร็ว แต่หมายถึงความเร็วในการพัฒนาและผลิตยาน นอกจากยานมาร์สเอกซ์เพรสแล้ว ในอนาคตอันใกล้นี้ องค์การอวกาศยุโรปจะมีภารกิจอีกหลายภารกิจที่ใช้ชื่อ ...เอกซ์เพรสนี้เหมือนกัน ส่วนหนึ่งของความประหยัดเกิดจากการยืมเทคโนโลยีที่ใช้ในภารกิจมาร์ส 96 และยานโรเซตตาซึ่งเป็นยานสำรวจดาวหาง
ส่วนชื่อยานบีเกิล-2 ซึ่งเป็นยานลูกของมาร์สเอกซ์เพรสอาจชวนให้นึกถึงสุนัขพันธุ์บีเกิลที่แสนรู้ แต่ความจริงแล้วเป็นชื่อที่ตั้งขึ้นตามเรือสำรวจของชาลส์ ดาร์วิน นักธรรมชาติวิทยาผู้ยิ่งใหญ่ชาวอังกฤษ

ข้อมูลจำเพาะของยานมาร์สเอกซ์เพรส
จรวดขับดันโซยุซ-ฟรีแกต
ระวางบรรทุกของยาน116 กิโลกรัม
เชื้อเพลงของยาน427 กิโลกรัม
น้ำหนักของยานลงจอด71 กิโลกรัม
ขนาด1.5 × 1.8 × 1.4 เมตร
แรงของเครื่องยนต์หลัก400 นิวตัน
เครื่องยนต์ปรับความสูง× 10 นิวตัน
เชื้อเพลิง267 ลิตร
พื้นที่เซลล์สุริยะ11.42 ตารางเมตร
แบตเตอรี่ลิเทียม อัน อันละ 22.5 แอมแปร์ชั่วโมง


เป้าหมาย

เป้าหมายหลักของยานคือการสำรวจสภาพภูมิศาสตร์ บรรยากาศ สภาพแวดล้อมพื้นผิว ร่องรอยของน้ำในอดีต และโอกาสในการสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคาร เพื่อการบรรลุเป้าหมายดังกล่าว ภารกิจหลักที่ต้องทำคือ ค้นหาน้ำใต้ดิน
สร้างแผนที่ภูมิศาสตร์ความละเอียดสูงทั่วดวง
สร้างแผนที่แร่ทั่วดวง
วิเคราะห์องค์ประกอบและการไหลเวียนของบรรยากาศ
ปล่อยยานลูกชื่อบีเกิล-2 ลงไปจอดบนผิวดาวอังคารเพื่อสำรวจเคมีภูมิศาสตร์และชีววิทยานอกโลก
ทำหน้าที่เป็นสถานีถ่ายทอดสัญญาณ

ยาน

ยานมาร์สเอกซ์เพรสทะยานขึ้นสู่ท้องฟ้าโดยพลังขับดันของจรวดโซยุซ-ฟรีแกต ซึ่งเป็นผลงานของบริษัทรัสเซียกับยุโรป จรวดมี ท่อน สามท่อนล่างเป็นส่วนของโซยุซ ชื่อโซยุซเป็นชื่อเก่าแก่ที่มีบทบาทสำคัญมาตั้งแต่ยุคสงครามเย็น เคยนำยานอวกาศและดาวเทียมขึ้นสู่ท้องฟ้ามาแล้วกว่า 1,500 ครั้ง มีพลังขับดันถึง 4,964 กิโลนิวตัน มีระวางบรรทุกสูงสุดถึง ตัน ส่วนบนสุดคือส่วนของฟรีแกตซึ่งเป็นชิ้นส่วนใหม่ ซึ่งจะติดกับยานมาร์สเอกซ์เพรสไปจนถึงดาวอังคาร
แผงเซลล์สุริยะของมาร์สเอกซ์เพรสมีพื้นที่กว้างเป็นพิเศษ 11 ตารางเมตร ให้กำลังงานได้มากที่สุด 650 วัตต์ บิดปรับทิศทางได้เพื่อรับแสงอาทิตย์ให้มากที่สุด แผงนี้จะพับเก็บเอาไว้ขณะที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศ หลังจากส่วนครอบยานถูกดีดออกไป แผงเซลล์นี้จึงกางออกเพื่อรับแสงอาทิตย์ ในกรณีที่ยานอยู่ภายใต้ร่มเงาไม่ได้รับแสงอาทิตย์ จะใช้พลังงานจากแบตเตอรีสำรอง ซึ่งเป็นแบบลิเทียม-ไอออน ให้พลังงาน 67.5 แอมแปร์ชั่วโมง แบตเตอรี่นี้จำเป็นสำหรับยานเนื่องจากตลอดภารกิจยานจะต้องเข้าสู่ร่มเงาของดาวอังคารถึง 1,400 ครั้ง แต่ละครั้งอาจยาวนานได้มากถึง 90 นาที

การเดินทาง

ยานมาร์สเอกซ์เพรสออกเดินทางจากโลกไปเมื่อเดือนมิถุนายนแล้ว และจะใช้เวลาครึ่งปีจึงจะไปถึงดาวอังคารในเดือนธันวาคม
ก่อนถึงดาวอังคาร วัน กลไกสปริงจะดีดยานบีเกิล-2 ออกมา หลังจากนั้นยานโคจรจะจุดเครื่องยนต์หลักเพื่อเข้าสู่วงโคจรรอบดาวอังคารซึ่งมีความรีมาก จุดที่ใกล้ที่สุดจะอยู่ห่างจากผิวดาวอังคารเพียง 259 กิโลเมตร จุดไกลสุดไกลถึง 11,560 กิโลเมตร มีความเอียงของระนาบวงโคจร 86.3 องศา มีคาบ ชั่วโมง 30 นาที

ส่วนยานบีเกิลจะพุ่งเข้าสู่ดาวอังคารโดยมีโล่กันความร้อนช่วยรับแรงต้านและความร้อนขณะฝ่าบรรยากาศลงมา เมื่อยานเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ 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-2 คือ ต้องเป็นที่ราบเรียบพอที่จะไม่เป็นอุปสรรคในการลงจอด แต่ก็มีหินและความแตกต่างของพื้นผิวมากพอที่จะมีอะไรให้สำรวจด้วย ทำเลที่เลือกไว้แล้วคือ 10.6 องศาเหนือ 270 องศาตะวันตก เป็นบริเวณที่ชื่อ ไอซีดิสพลานิเทีย เป็นแอ่งดินตะกอนที่กว้างใหญ่ มีส่วนผสมของดินใหม่จากที่ราบทางตอนเหนือกับดินเก่าจากที่สูงทางตอนใต้ ซึ่งเป็นไปได้ที่อาจจะมีร่องรอยของสิ่งมีชีวิตอยู่

เส้นการเดินทางของยานมาร์สเอกซ์เพรส 

ขณะที่ยานบีเกิล-2 พุ่งเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร โล่กันความร้อนจะช่วยปกป้องยานไม่ให้ความร้อนที่เกิดจากการเสียดสีกับบรรยากาศทำให้ยานเสียหาย 

อุปกรณ์

มาร์สเอกซ์เพรสมีอุปกรณ์สำรวจ อันและยานลงจอดอีกหนึ่งลำ และได้รับการออกแบบให้ปฏิบัติหน้าที่นาน ปีดาวอังคาร หรือ 687 วันโลก ส่วนยานบีเกิล-2 มีระยะเวลาประมาณ 180 วัน นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ถ่ายทอดสัญญาณกับโลกอีกด้วย
อุปกรณ์ทั้งเจ็ดของมาร์สเอกซ์เพรสติดตั้งอยู่ภายในกล่องอะลูมิเนียมรูปรังผึ้งมีความกว้างเพียง 1.5 เมตร ยาว 1.8 เมตร สูง 1.4 เมตร ส่วนยานบีเกิล-2 ติดอยู่ภายนอกกล่อง ทุกอย่างรวมทั้งเชื้อเพลงจะมีน้ำหนัก 1070 กิโลกรัม

ภาพชิ้นส่วนต่าง ๆ ของยานมาร์สเอกซ์เพรส 


อุปกรณ์หน้าที่
แอสพีรา (ASPERA)วัดปริมาณของไอออน อิเล็กตรอน และอะตอมเป็นกลางพลังงานสูงบริเวณบรรยากาศชั้นบน
บีเกิล-2 (BEAGLE-2)ยานลงจอด
เอชอาร์เอสซี (HRSC)กล้องถ่ายภาพสีสเตอริโอความละเอียดสูง ให้ความละเอียดสูงสุดถึง เมตรต่อพิกเซล
มาร์ส (MaRS)เครื่องวัดบรรยากาศและพื้นผิวด้วยคลื่นวิทยุ
มาร์ซิส (MARSIS)วัดโครงสร้างใต้ผิวดินของดาวอังคารด้วยหลักการสะท้อนคลื่นวิทยุ สามารถวัดได้ลึกหลายกิโลเมตร
โอเมกา (OMEGA)ทำแผนที่แร่ด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต
พีเอฟเอส (PFS)วัดองค์ประกอบของบรรยากาศของดาวอังคารด้วยรังสีจากดวงอาทิตย์
สไปแคม (SPICAM)สเปกโทรมิเตอร์วัดบรรยากาศในย่านอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรด
รายการอุปกรณ์ของมาร์สเอกซ์เพรส

อุปกรณ์หน้าที่
พอว์ (PAW)แขนกลสำหรับยืดอุปกรณ์สำรวจอื่นๆ ออกไปจากตัวยาน
แกป (GAP)ชุดอุปกรณ์วิเคราะห์ก๊าซ ประกอบด้วยเตาอบก้อนดิน 12 เตา
อุปกรณ์วัดสภาพแวดล้อมวัดความดันบรรยากาศ อุณหภูมิอากาศ ความเร็วและทิศทางลม การแผ่รังสีอังตราไวโอเลต
กล้องถ่ายภาพสองตาถ่ายภาพสามมิติ
กล้องจุลทรรศน์สำรวจพื้นผิวของหินระยะใกล้
สเปกโทรมิเตอร์เมิสส์เบาแอร์หาองค์ประกอบของก้อนหินด้วยรังสีจากโคบอลต์-57
สเปกโทรมิเตอร์รังสีเอกซ์หาองค์ประกอบของก้อนหินด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต
โมล (Mole)อุปกรณ์สำหรับขุดดินและเก็บตัวอย่างดินใต้พื้นผิวขึ้นมาสำรวจ สามารถขุดได้ลึกถึง เมตร
เครื่องเจาะหินขจัดวัสดุที่ปกคลุมผิวหน้าของก้อนหินออก เพื่อให้ก้อนหินเผยเนื้อในของก้อนหินจริง 
อุปกรณ์บนยานบีเกิล-2

โฮมเพจของ มาร์สเอกซ์เพรส http://www.esa.int/export/esaSC/120379_index_0_m.html

โนะโซะมิ

เมื่อวันที่ กรกฎาคม พ.ศ. 2541 หนึ่งปีพอดีหลังจากที่ยานมาร์สพาร์ทไฟน์เดอร์ของสหรัฐฯ ลงแตะพื้นผิวดาวอังคาร จรวดลำหนึ่งแผดเสียงคำรามกึกก้อง ขณะแหวกท้องฟ้าขึ้นสู่อวกาศพร้อมกับยานที่จะเดินทางไปยังดาวอังคาร นี่อาจเป็นสิ่งที่คุ้นเคยกับผู้คนที่แหลมแคนาเวอรัลในฟลอริดา แต่เหตุการณ์ในวันนั้นเกิดขึ้นอีกซีกโลกหนึ่งบนฐานส่งยานของศูนย์อวกาศคะโกะชิมะ ซึ่งตั้งอยู่ทางใต้ของประเทศญี่ปุ่น จรวดเอ็ม-5 ขึ้นสู่ท้องฟ้าพร้อมกับยานอวกาศของสถาบันวิทยาศาสตร์อวกาศและการบิน (ISAS) แห่งญี่ปุ่นที่มีชื่อว่าพลาเนต-บี ซึ่งต่อมาถูกเปลี่ยนชื่อเป็น "โนะโซะมิ" (แปลว่า "ความหวัง") ออกสู่อวกาศ นับเป็นยานอวกาศที่เดินทางไปสำรวจดาวเคราะห์ลำแรกของแดนอาทิตย์อุทัย

เป้าหมายหลักทางวิทยาศาสตร์ของโนะโซะมิคือศึกษาบรรยากาศชั้นนอกของดาวอังคาร และปฏิสัมพันธ์ที่มีต่อลมสุริยะ ยานโนะโซะมิมีน้ำหนัก 541 กิโลกรัม รวมตัวยานและเชื้อเพลิง ขณะนี้ยังคงโคจรอยู่ในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ และจะผ่านใกล้โลกในเดือนธันวาคม 2545 และมิถุนายน 2546 เพื่อใช้แรงโน้มถ่วงของโลกในการส่งยานไปยังวงโคจรใหม่ที่จะไปเข้าสู่วงโคจรรูปวงรีรอบดาวอังคารในปี พ.ศ. 2547 ขณะที่เดินทางไปยังดาวอังคาร ยานจะหมุนรอบตัวเองอย่างช้าๆ โดยมีแกนหมุนที่มีจานสายอากาศสำหรับติดต่อสื่อสารชี้มายังโลก

โนะโซะมิ ความหวังในการสำรวจดาวอังคารของญี่ปุ่น 

ภารกิจหลัก

ดาวอังคารไม่มีสนามแม่เหล็กที่เข้มข้นพอที่จะต้านกับลมสุริยะอย่างที่โลกมี ดังนั้นบรรยากาศชั้นนอกสุดของดาวอังคารจึงอยู่ภายใต้อิทธิพลของลมสุริยะ สภาวะเช่นนี้เกิดขึ้นคล้ายกันที่ดาวศุกร์ ข้อมูลในอดีตจากยานไวกิงและโฟบอส แสดงว่าบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์มีความเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงตามลมสุริยะที่มาจากดวงอาทิตย์ โนะโซะมิจะโคจรรอบดาวอังคารด้วยวงโคจรที่รีมากเพื่อสามารถศึกษาไอออนในอวกาศรอบดาวอังคารได้ในทุกๆ ระดับความสูงจากพื้นผิวดาว โดยที่โนะโซะมิจะใช้อุปกรณ์ต่างๆ บนยานจำนวน 14 ชิ้นเพื่อสำรวจดาวอังคารในหัวข้อหลักๆ หัวข้อ คือ
สนามแม่เหล็กของดาวอังคาร เรายังไม่ทราบแน่ชัดว่าดาวอังคารมีสนามแม่เหล็กหรือไม่ ดังนั้นภารกิจนี้จะเป็นการตรวจวัดสนามแม่เหล็กของดาวอังคารอย่างละเอียดเป็นครั้งแรก
บรรยากาศของดาวอังคาร ตรวจวัดองค์ประกอบและโครงสร้างของบรรยากาศด้วยเครื่องมือวัดด้วยอัลตราไวโอเลต
พลาสมาภายในไอโอโนสเฟียร์ ตรวจวัดองค์ประกอบ โครงสร้าง และอุณหภูมิภายในไอโอโนสเฟียร์ ซึ่งยังไม่เคยมีการสำรวจเช่นนี้กับดาวอังคารมาก่อน
ถ่ายภาพ กล้องถ่ายรูปขนาดเล็กบนยานจะถ่ายภาพการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลบนดาวอังคาร และถ่ายภาพดวงจันทร์ของดาวอังคาร คือ โฟบอสและดีมอส เราจะทราบว่าพายุทะเลทรายและเมฆบนดาวอังคารก่อตัวขึ้นได้อย่างไร รวมทั้งการเกิดขึ้นและหายไปของขั้วน้ำแข็งบนดาวอังคาร
ฝุ่น มีความเชื่อว่าอาจมีวงแหวนฝุ่นรอบวงโคจรของโฟบอส โนะโซะมิจะใช้อุปกรณ์นับและตรวจวัดปริมาณฝุ่นเพื่อยืนยันว่ามีวงแหวนฝุ่นอยู่จริงหรือไม่


การเดินทางอันยาวนาน

หลังจากที่โนะโซะมิปล่อยขึ้นสู่อวกาศ ยานได้โคจรรอบโลกเป็นเวลานาน เดือน ระหว่างนี้ยานได้ผ่านดวงจันทร์สองครั้งในเดือนกันยายนและธันวาคม 2541 แล้วผ่านโลกในอีก วันถัดมาหลังจากผ่านดวงจันทร์เป็นครั้งที่สอง เพื่อปรับวงโคจรให้เข้าสู่วงโคจรรอบดวงอาทิตย์ ตามกำหนดเดิมนั้นยานควรจะเดินทางไปถึงดาวอังคารตั้งแต่ปี พ.ศ. 2542 แต่ได้เกิดความล้มเหลวของระบบควบคุมวาล์วในตัวจุดจรวด ขณะที่มีการส่งคำสั่งจากสถานีภาคพื้นดินเพื่อจุดจรวดของยานขณะผ่านโลก ทำให้ทีมควบคุมต้องส่งคำสั่งในการปรับวงโคจรของโนะโซะมิซ้ำอีกครั้ง ซึ่งปรากฏว่ายานเหลือเชื้อเพลิงไม่เพียงพอในการไปถึงดาวอังคารตามกำหนด ดังนั้นจึงมีการกำหนดวันที่ยานจะไปถึงดาวอังคารใหม่เป็นปลายปี 2546 โดยก่อนหน้านั้น โนะโซะมิจะโคจรผ่านโลกสองครั้ง คือธันวาคม 2545 และมิถุนายน 2546
เป็นความจริงที่อะไร ๆ ที่เราไม่คาดคิดมักเกิดขึ้นเสมอ เมื่อต้นปีนี้เอง วันที่ 21 เมษายน 2545 ยานได้ปะทะกับอนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์ทำให้เกิดความเสียหายกับระบบควบคุมคอมพิวเตอร์บนยาน หลังจากใช้เวลาแก้ไขและซ่อมแซมอยู่นานถึง เดือน ยานจึงกลับมาอยู่ในภาวะปกติอีกครั้ง ตามกำหนดการใหม่ที่วางไว้นั้น เมื่อโนะโซะมิเดินทางไปถึงดาวอังคารในเดือนธันวาคม 2546 แล้ว ยานจะเข้าสู่วงโคจรรูปวงรีรอบดาวอังคารในเดือนมกราคม 2547 ที่ระยะใกล้สุดประมาณ 150 กิโลเมตร และระยะไกลสุดประมาณ 43,000 กิโลเมตร นอกจากยานโนะโซะมิแล้ว มาร์สเอกเพรสเป็นยานอวกาศขององค์การอวกาศยุโรปที่มีกำหนดจะออกเดินทางจากโลกในเดือนมิถุนายน 2546 เพื่อไปถึงดาวอังคารก่อนหน้าโนะโซะมิเพียงไม่กี่สัปดาห์ ยานอวกาศสองลำนี้สามารถทำงานเกื้อกูลกันได้ เนื่องจากโนะโซะมิจะโคจรรอบดาวอังคารในแนวศูนย์สูตร ขณะที่มาร์สเอกเพรสจะโคจรรอบดาวอังคารในแนวขั้ว

ภาพถ่ายด้านไกลของดวงจันทร์ที่มองไม่เห็นจากพื้นโลกโดยยานโนะโซะมิ เมื่อวันที่ 18 ธันวาคม 2541 ขณะโคจรอยู่ในวงโคจรพักรอบโลก ก่อนที่จะออกเดินทางไปยังดาวอังคาร 


โนะโซะมิไม่ได้เป็นเพียงความหวังของญี่ปุ่นในเส้นทางของการแข่งขันสู่การเป็นประเทศที่มีเทคโนโลยีในการก้าวสู่อวกาศเท่านั้น แต่เป็นความหวังของอีกหลายประเทศที่ร่วมมือในการติดตั้งอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ของตนบนยานลำนี้ อย่างแคนาดา สวีเดน เยอรมนี หรือแม้แต่สหรัฐอเมริกาก็ตาม เครือข่ายดีปสเปซก็ยังให้ความร่วมมือในการติดตามสัญญาณจากโนะโซะมิด้วยเช่นกัน สิ่งเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า หลังยุคสงครามเย็นระหว่างสหรัฐฯ และรัสเซียสิ้นสุดลงด้วยความล่มสลายของอดีตสหภาพโซเวียต การแข่งขันสู่อวกาศของประเทศมหาอำนาจแปรผันไปสู่การแข่งขันกันอย่างฉันท์มิตร ความร่วมมือเหล่านี้จะนำไปสู่ฝันที่เป็นจริงในการตั้งถิ่นฐานบนดาวอังคาร และความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ร่วมกันอย่างแท้จริง

โฮมเพจของโนะโซะมิ http://www.isas.jaxa.jp/e/enterp/missions/nozomi/index.shtml

มาร์สเอกซ์พลอเรชันโรเวอร์

ภารกิจมาร์สเอกซ์พลอเรชันโรเวอร์เป็นส่วนหนึ่งของโครงการมาร์สเอกซ์พลอเรชันขององค์การนาซา ซึ่งเป็นโครงการสำรวจดาวอังคารระยะยาว โดยใช้ยานยนต์รูปแบบต่าง ๆ เช่นรถ บัลลูน เครื่องบิน ฯลฯ โครงการนี้จะส่งยานไปสำรวจดาวอังคารทุก ๆ 26 เดือน ซึ่งเป็นจังหวะที่ดาวอังคารเข้ามาใกล้โลกที่สุด จึงเป็นช่วงที่เหมาะสมเนื่องจากประหยัดเวลาและเชื้อเพลิงที่สุด
ภารกิจมาร์สเอกซ์พลอเรชันโรเวอร์มีสองลำเหมือนกันทุกอย่าง ต่างกันเพียงสถานที่ลงจอดเท่านั้น ลำแรกชื่อสปิริต อีกลำหนึ่งชื่อออปพอร์ทูนิตีตามแผนที่วางไว้ ยานสปิริตจะลงจอดบนดาวอังคารในวันที่ มกราคม เวลา 4.35 น. ตามเวลาสากลที่หลุมกูซอฟ ส่วนยานออปพอร์ทูนิตีจะไปถึงเป้าหมายช้ากว่าสามสัปดาห์ คือในวันที่ 25 มกราคม เวลา 5.25 น. ตำแหน่งลงจอดอยู่ตรงข้ามกับหลุมกูซอฟ เป็นที่ราบชื่อว่า เมอริดิอานีพลานัม นาซามีแนวคิดในการออกแบบยานและวิธีสำรวจของมาร์สเอกซ์พลอเรชันโรเวอร์โดยให้ยานแต่ละลำทำงานเหมือนกับนักธรณีวิทยา อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่มีคล้ายกับอุปกรณ์ที่นักธรณีวิทยาพกออกสำรวจภาคสนาม ตั้งแต่ค้อน แว่นขยาย กล้องถ่ายภาพ ฯลฯ และนาซาก็มักเรียกยานว่าหุ่นยนต์นักธรณีวิทยาแทนที่จะเรียกว่ายานสำรวจอย่างที่เคยเรียกยานลำก่อนๆ ที่ผ่านมา

รถสำรวจของยานมาร์สเอกซ์พลอเรชันโรเวอร์ 

เป้าหมายและภารกิจ

เป้าหมายหลักของยานมาร์สเอกซ์พลอเรชันโรเวอร์คือ ทำความเข้าใจถึงประวัติศาสตร์ของน้ำบนดาวอังคาร อิทธิพลของน้ำที่มีต่อสภาพแวดล้อมตลอดช่วงอายุของดาวอังคาร แม้ในปัจจุบันไม่พบว่ามีน้ำที่อยู่ในรูปของเหลวบนดาวอังคาร แต่จากภาพที่ได้จากยานสำรวจหลายลำก่อนหน้านี้พบร่องรอยการกระทำของน้ำเป็นจำนวนมาก เช่นตามก้อนดิน ก้อนหิน แร่ และภูมิลักษณ์ต่าง ๆ ดังนั้นภารกิจของยานมาร์สเอกซ์พลอเรชันโรเวอร์คือสำรวจหินและดินหลาย ๆ ชนิดซึ่งอาจมีหลักฐานของน้ำในอดีต ด้วยเหตุนี้ตำแหน่งลงจอดของยานทั้งสองลำจึงเป็นที่ ๆ มีภูมิประเทศเหมือนกับถูกกระทำโดยน้ำมาก่อน ภารกิจเหล่านี้เป็นหนทางไปสูงเป้าหมายใหญ่ของโครงการมาร์สเอกซ์พลอเรชัน ข้อ นั่นคือ
ค้นหาว่าเคยมีสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารหรือไม่?
เข้าใจสภาพภูมิอากาศของดาวอังคาร
เข้าใจสภาพธรณีวิทยาของดาวอังคาร
วางรากฐานการส่งมนุษย์ไปสำรวจดาวอังคาร

ยาน

ส่วนของยานประกอบด้วยส่วนหลัก ส่วนคือ
ส่วนร่อน มีหน้าที่ในการเชื่อมต่อการสื่อสารระหว่างยานกับโลก การออกแบบคล้ายกับส่วนร่อนของภารกิจมาร์สพาทไฟน์เดอร์มาก มีความกว้าง 2.65 เมตร สูง 1.6 เมตรรวมโล่กันความร้อน โครงสร้างส่วนใหญ่เป็นอลูมิเนียม มีแผงเซลล์สุริยะที่ผลิตพลังงานได้ 300 วัตต์อยู่ด้านบน
ส่วนลงจอด ส่วนนี้คือส่วนที่จะลงสู่ผิวดาวอังคาร ประกอบด้วย ร่ม โล่กันความร้อน ถุงกันกระแทก และโครงสร้างส่วนลงจอด
รถ หรือหุ่นยนต์นักธรณีวิทยา เป็นส่วนที่นำพาอุปกรณ์ต่าง ๆ ตระเวนสำรวจไปในที่ต่าง ๆ บนดาวอังคาร รถสำรวจได้รับการออกแบบมาให้วิ่งได้วันละ 40 เมตร รวมระยะทางตลอดภารกิจประมาณ กิโลเมตรมาร์สเอกซ์พลอเรชันโรเวอร์เลือกใช้จรวดเดลตา เป็นตัวพายานไปสู่เป้าหมาย จรวดเดลตา เคยนำยานสำรวจชื่อดังหลายลำสู่เป้าหมายมาแล้ว เช่น มาร์สพาทไฟน์เดอร์ มาร์สไคลเมตออร์บิเตอร์ มาร์สโพลาร์แลนเดอร์ และมาร์สโอดิสซีย์

โครงสร้างส่วนร่อน (ขณะติดกับส่วนลงจอดด้วย) 

ยานมาร์สเอกซ์พลอเรชันขณะอยู่ในโรงงาน 

รถสำรวจจะขับเคลื่อนไปบนดาวอังคารโดยควบคุมจากเจ้าหน้าที่บนโลก 

อุปกรณ์

เครื่องมือและอุปกรณ์หลักของมาร์สเอกซ์พลอเรชันโรเวอร์ประกอบด้วย
แพนแคม (PANCAM--Panoramic Camera) เป็นกล้องถ่ายทิวทัศนียภาพความละเอียดสูงแบบสามมิติ ติดอยู่เหนือยาน ภาพจากกล้องนี้มีความสูง 4,000 พิกเซลและกว้าง 24,000 พิกเซล ภาพจากแพนแคมช่วยให้เจ้าหน้าที่สามารถมองเห็นสภาพแวดล้อมรอบยาน และตัดสินใจวางแผนการสำรวจได้ว่าจะสำรวจบริเวณใด หรือก้อนหินก้อนใดบ้าง
มินิเทส (MiniTES--Miniature Thermal Emission Spectrometer) เป็นสเปกโทรมิเตอร์รังสีอินฟราเรด ใช้ในการสำรวจหินระยะใกล้เพื่อศึกษากระบวนการกำเนิดหิน และเป็นอุปกรณ์สำหรับวัดอุณหภูมิของอากาศด้วย
สเปกโทรมิเตอร์เมิสส์เบาแอร์ (MB--Mössbauer Spectrometer) อุปกรณ์สำรวจด้านวิทยาแร่ของหินและดินที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบ
เอพีเอกซ์เอส (APXS--Alpha Particle X-Ray Spectrometer) อุปกรณ์วิเคราะห์องค์ประกอบของหินและดิน
แม่เหล็ก มีหน้าที่ดูดฝุ่นแม่เหล็กเข้ามาเพื่อให้อุปกรณ์อื่นได้แก่ เอพีเอกซ์เอสและสเปกโทรมิเตอร์เมิสส์เบาแอร์สำรวจต่อ และใช้วิเคราะห์สัดส่วนของฝุ่นแม่เหล็กต่อฝุ่นธรรมดาบนดาวอังคารด้วย
กล้องถ่ายภาพจุลทรรศน์ (MI--Microscopic Imager) ใช้ในการถ่ายภาพหินและดินระยะใกล้ด้วยความละเอียดสูง
แรต (RAT--Rock Abrasion Tool) ใช้ในการกัดเจาะผิวหน้าของก้อนหินออกเพื่อให้เผยเนื้อในของก้อนหิน เนื่องจากยานต้องการทราบโครงสร้างภายในและประวัติการกำเนิดของก้อนหิน จึงจำเป็นต้องขจัดส่วนด้านนอกซึ่งอาจปนเปื้อนหรือได้รับอิทธิผลของการเปลี่ยนแปลงฤดูกาลออก การทำงานของแรตคล้ายกับเครื่องขัดเงาพื้น มีแผ่นบดสองแผ่นติดกับมอเตอร์ความเร็วสูง แผ่นบดสองแผ่นก็หมุนรอบกันเองช้า ๆ ด้วย ทำให้เกิดรอยสึกบนก้อนหินตัวอย่างเป็นหลุมกลมกว้าง 45 มิลลิเมตร ลึก มิลลิเมตร

อุปกรณ์แรต (RAT) ติดอยู่ที่ปลายแขน ทำหน้าที่ขจัดวัตถุที่ปกคลุมก้อนหินออกเพื่อให้เผยเนื้อในของหินจริง ๆ ก่อนที่จะสำรวจด้วยอุปกรณ์ชนิดอื่นต่อไป 

การเดินทาง

ขั้นตอนการลงจอดเริ่มขึ้นเมื่อยานเดินทางไปถึงจุดที่อยู่ห่างจากใจกลางดาวอังคาร 3,522.2 กิโลเมตร เมื่อเข้าสู่บรรยากาศ ยานจะเคลื่อนที่ช้าลงจากแรงเสียดสีกับบรรยากาศ ในช่วงนี้ชิ้นส่วนที่ละเอียดอ่อนภายในยานจะได้รับปกป้องโดยโล่กันความร้อนรูปกรวยที่ด้านล่าง หลังจากนั้นยานจะกางร่มเพื่อชะลอความเร็วลงอีก และเมื่อใกล้ถึงพื้นดินแล้วจะจุดจรวดชะลอ และถุงลมกันกระแทกรอบส่วนลงจอดจะพองออกเพื่อพร้อมรับแรงกระแทกกับพื้นดิน
ยานมาร์สเอกซ์พลอเรชันโรเวอร์พุ่งเข้าสู่บรรยากาศของดาวอังคารโดยมีโล่ห่อหุ้มเพื่อป้องกันยานภายในจากความเสียหายจากความร้อน 

หลังจากการกระเด็นกระดอนเสร็จสิ้นลงแล้ว กลีบของยานลงจอดจะคลี่ออกแล้วรถสำรวจก็จะวิ่งออกมา 

แม้จะมีร่มและจรวดช่วยชะลอความเร็วแล้ว แต่ยานก็ยังคงพุ่งชนพื้นดินด้วยความเร็วสูง หลังจากชนแล้วจะกลิ้งกระเด็นกระดอนหลายครั้งกว่าจะหยุดนิ่ง เมื่อถุงลมกันกระแทกหมดหน้าที่แล้วจึงปล่อยลมออกและเก็บกลับเข้าที่เพื่อไม่ให้เกะกะขวางทางรถที่จะวิ่งออกมา หลังจากนั้นส่วนฝาครอบของยานจะกางออกเหมือนดอกไม้บาน นักสำรวจติดล้อจะวิ่งออกมาและเริ่มงานแรกด้วยการถ่ายภาพรอบตัว เพื่อให้เจ้าหน้าที่บนโลกได้ทราบสภาพรอบตัวของยานในเบื้องต้นและนำไปวางแผนการสำรวจว่าจะสำรวจบริเวณใดก่อนหลังสำหรับภารกิจของยานอีก 90 วันข้างหน้า

โฮมเพจของมาร์สเอกซ์พลอเรชันโรเวอร์ http://www.jpl.nasa.gov/missions/mer/