2001 มาร์สโอดิสซีย์

ยานสำรวจดาวอังคารลำล่าสุดของนาซา

28 มีนาคม 2546
ปรับปรุงครั้งล่าสุด 8 ธันวาคม 2559
โดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
นับเป็นเวลากว่า ปีมาแล้วที่ยานมาร์สโกลบอลเซอร์เวเยอร์ได้ไปสำรวจดาวอังคาร หลังจากนั้นนาซาก็ไม่มียานลำใดประสบความสำเร็จในการสำรวจดาวอังคารอีกเลย ในปี 2542 นาซาได้ส่งยานอวกาศสองลำไปสำรวจดาวอังคาร คือ มาร์สไคลเมตออร์บิเตอร์ และ มาร์สโพลาร์แลนเดอร์ แต่กลับล้มเหลวทั้งสองลำ สร้างความอับอายแก่องค์การนาซาพอสมควร ซ้ำยังทำให้โครงการเกี่ยวกับดาวอังคารอื่น ๆ ต้องหยุดชะงักไปด้วย แต่ในปี 2544 นี้เป็นอีกครั้งหนึ่งที่นาซาจะส่งยานอวกาศลำใหม่ไปสำรวจดาวแดงดวงนี้

2001 มาร์สโอดิสซีย์  

การส่งยานอวกาศไปดาวอังคาร นักวิทยาศาสตร์จะต้องส่งไปในช่วงที่โลกและดาวอังคารโคจรมาอยู่ใกล้กัน เพื่อย่นระยะเวลาเดินทางให้สั้นที่สุด ซึ่งหมายถึงเชื้อเพลิงและเวลาที่ใช้ก็จะน้อยไปด้วย กรณีเช่นนี้จะเกิดขึ้นทุก ๆ 26 เดือน และในปีนี้ โอกาสทองนั้นได้มาถึงอีกครั้งหนึ่ง ยานสำรวจดาวอังคารลำใหม่ของนาซานี้คือ 2001 มาร์สโอดิสซี (2001 Mars Odyssey) ซึ่งเป็นภารกิจหนึ่งในโครงการมาร์สเอกซ์พลอเรชันของนาซา


แต่เดิมยานลำนี้มีชื่อว่า มาร์สเซอร์เวเยอร์ 2001 ออร์บิเตอร์ แต่ต่อมาได้เปลี่ยนชื่อเป็น 2001 มาร์สโอดิสซี ตามชื่อนิยายวิทยาศาสตร์เรื่อง "2001 Space Odyssey" ผลงานชิ้นเอกของ อาร์เธอร์ ซี. คลาร์ก และคงเป็นความบังเอิญปนตั้งใจที่ชื่อนี้มีความหมายตรงกับลักษณะของภารกิจนี้ที่เต็มไปด้วยความท้าทายและเกี่ยวข้องกับอันตรายของห้วงอวกาศ

ภารกิจ
หากไม่มีการเปลี่ยนแปลงในช่วงสุดท้าย 2001 มาร์สโอดิสซีจะได้ทะยานออกจากโลกไปเมื่อวันที่ เมษายน 2544 ด้วยจรวดขับดันเดลตา II ที่แหลมคานาเวอรัล ฟลอริดา และจะไปถึงเป้าหมายในวันที่ 24 ตุลาคม 2544

หลังจากที่ไปถึงดาวอังคารแล้ว 2001 มาร์สโอดิสซีจะจุดจรวดเพื่อลดความเร็วของยานลงจนช้าพอที่ให้แรงดึงดูดของดาวอังคารคว้าจับเอาไว้ได้ ในช่วงเริ่มแรกยานจะโคจรรอบดาวอังคารเป็นวงกว้าง มีคาบการโคจร 25 ชั่วโมง หลังจากนั้นยานจะใช้เวลาอีก 76 วันใน ลการปรับวงโคจรให้เล็กลงโดยอาศัยแรงเสียดทานกับบรรยากาศดาวอังคารจนกระทั่งเหลือคาบการโคจรเพียง ชั่วโมง เทคนิคนี้เรียกว่า แอโรเบรกกิง ซึ่งเป็นวิธีที่ได้รับการพิสูจน์โดยยานมาร์สโกลบอลเซอร์เวเยอร์แล้วว่ามีประสิทธิภาพดี หากไม่ใช้แอโรเบรกกิงแล้ว ยานจะต้องปรับวงโคจรด้วยจรวดขับดันแทนซึ่งทำให้ต้องต้องบรรทุกเชื้อเพลิงไปเป็นจำนวนมาก

หลังจากนั้นภารกิจหลักก็จะเริ่มต้นขึ้นจริง ๆ ซึ่งตรงกับช่วงเดือนมกราคม 2545 และจะปฏิบัติงานต่อเนื่องไปจนถึงเดือนกรกฎาคม 2547 รวมระยะเวลาที่ปฏิบัติการอยู่ในวงโคจร 917 วัน หรือยาวนานกว่า ปีของดาวอังคารเสียอีก

เป้าหมายทางวิทยาศาสตร์

โอดิสซีจะสำรวจดาวอังคารจากวงโคจรเท่านั้น ไม่มีการลงจอดหรือปล่อยหัวสำรวจลงไป การสำรวจทางวิทยาศาสตร์ของโอดิสซีเป็นไปตามวัตถุประสงค์ทั่วไปของโครงการมาร์สเอกซ์พลอเรชัน นั่นคือ "ตามล่าหาน้ำ" ทางนาซาได้วางเป้าหมาย เป้าสำหรับยานลำนี้เพื่อจะบรรลุวัตถุประสงค์ดังกล่าวคือ

เป้าหมายที่ 1. ค้นหาว่าเคยมีสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารหรือไม่

ถึงแม้ว่าโอดิสซีไม่มีเครื่องมือสำหรับตรวจหาสิ่งมีชีวิตโดยตรง แต่ข้อมูลจากการสำรวจเกี่ยวกับสภาพบรรยากาศจะช่วยให้เราทราบทางอ้อมว่า ดาวอังคารในอดีต (หรือรวมถึงเดียวนี้) เอื้ออำนวยต่อสิ่งมีชิตหรือไม่ กุญแจที่สำคัญที่สุดสำหรับปัญหาข้อนี้คือ ต้องทราบให้ได้ว่ามีน้ำอยู่บนดาวอังคารหรือไม่ และต้องเป็นน้ำที่เป็นของเหลวด้วย ครั้งนี้จะเป็นครั้งแรกสำหรับดาวอังคารที่จะถูกสำรวจโดยยานอวกาศที่สามารถค้นหาน้ำได้ทั้งที่อยู่บนดินและใต้ดิน และยังทำแผนที่การกระจายตัวของตะกอนแร่ต่าง ๆ ซึ่งเป็นตัวบอกกิจกรรมของน้ำในอดีตได้เป็นอย่างดี นอกจากนี้โอดิสซียังสามารถค้นหาแอ่งน้ำพุร้อนซึ่งน่าจะมีอยู่บนนั้น แอ่งน้ำพุร้อนจะเป็นแหล่งสำรวจชั้นเยี่ยมสำหรับยานอวกาศในอนาคตที่จะค้นหาสิ่งมีชีวิตขั้นพื้นฐาน

เป้าหมายที่ 2. เข้าใจสภาพบรรยากาศของดาวอังคาร

ดาวอังคารในยุคปัจจุบันเป็นโลกที่เย็นยะเยือก มีบรรยากาศแสนเบาบางเกินกว่าที่จะทำให้เกิดน้ำในสถานะของเหลวบนพื้นดินได้ อย่างไรก็ตามน้ำส่วนใหญ่ของดาวอังคารยังคงถูกฝังอยู่ใต้ผืนดินทั้งที่เป็นน้ำแข็งและอาจจะมีอยู่ในรูปของเหลวด้วยในบริเวณใกล้แหล่งกำเนิดความร้อน โอดิสซีจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดปริมาณของน้ำใต้ดินและทราบว่าน้ำเหล่านั้นมีการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลอย่างไร นอกจากนี้ โอดิสซียังศึกษาสภาพทางธรณีวิทยาโดยเฉพาะส่วนที่เกี่ยวข้องกับการกระทำของน้ำ สิ่งนี้จะช่วยให้เราได้เข้าใจถึงบทบาทของน้ำต่อวิวัฒนาการของฤดูกาลบนดาวอังคารนับตั้งแต่ที่ดาวอังคารกำเนิดขึ้นเมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อน

เป้าหมายที่ 3. ตรวจสอบสภาพทางธรณีวิทยาของดาวอังคาร

2001 มาร์สโอดิสซีจะตรวจหาองค์ประกอบทางเคมีเช่น คาร์บอน ซิลิกอน เหล็ก ฯลฯ และแร่ธาตุต่าง ๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นดาวอังคาร ซึ่งนับเป็นครั้งแรกที่มีการสำรวจแบบนี้สำหรับดาวอังคาร ธาตุเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของแร่ และแร่ก็เป็นองค์ประกอบพื้นฐานของหิน และทั้งหมดล้วนเกี่ยวข้องกับโครงสร้างทางธรณีวิทยาของดาวอังคาร ความรู้ความเข้าใจที่คาดว่าจะได้จากการสำรวจนี้จะทำให้เรามองเห็นย้อนหลังไปถึงประวัติทางธรณีวิทยาและลมฟ้าอากาศของดาวอังคารและอาจช่วยในการหาสิ่งมีชีวิตในอดีตหรือปัจจุบันได้ด้วย

เป้าหมายที่ 4. เตรียมพร้อมสำหรับการส่งมนุษย์ไปดาวอังคาร

มาร์สโอดิสซีเป็นยานลำแรกที่มีเครื่องตรวจรังสีแวดล้อม เครื่องมือนี้จะทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้ทราบถึงระดับของรังสีบนดาวอังคารว่าจะเป็นอันตรายต่อมนุษย์อวกาศที่จะไปเหยียบดาวอังคารในอนาคตหรือไม่ และยังต้องหาทำเลลงจอดสำหรับยานที่จะนำมนุษย์ไปสำรวจดาวอังคารในอนาคต

ตำแหน่งอุปกรณ์ของ 2001 มาร์สโอดิสซี 

เครื่องมือหลัก

2001 มาร์สโอดิสซีได้นำเทคโนโลยีด้านอวกาศที่ทันสมัยมาใช้มากมาย ที่สำคัญที่สุดคืออุปกรณ์หลัก ตัว คือ
เทมีส หรือ THEMIS (Thermal Emission Imaging System) เป็นเครื่องถ่ายภาพรังสีความร้อน จะสำรวจแสงที่ตามองเห็นและรังสีอินฟราเรด ช่วยให้ทราบการกระจายตัวของแร่ธาตุต่าง ๆ โดยเฉพาะธาตุที่เป็นตัวบ่งชี้ว่าเกิดจากการกระทำของน้ำ
สเปกโทรมิเตอร์รังสีแกมมา หรือ GRS (Gamma-Ray Spectrometer) สำหรับตรวจสอบธาตุ 20 ชนิดบนพื้นผิวดาวอังคาร เช่น คาร์บอน ซิลิกอน เหล็ก แมกนีเซียม รวมทั้งไฮโดรเจนที่ซ่อนอยู่ใต้ผิวดินตื้น ๆ ซึ่งแสดงถึงตำแหน่งของน้ำหรือน้ำแข็งได้
เครื่องวัดรังสีแวดล้อม หรือ MARIE (Mars Radiation Environment Experiment) เป็นสเปกโทรมิเตอร์ที่ตรวจจับอนุภาคพลังงานสูง ที่อยู่รอบ ๆ ดาวอังคาร

เครื่องถ่ายภาพรังสีความร้อนของมาร์สโอดิสซี (THEMIS) มีประสิทธิภาพสูงกว่า เครื่องถ่ายภาพรังสีความร้อนของมาร์สโกลบอลเซอร์เวเยอร์ (TES) มาก เปรียบเทียบภาพของหุบเขา Verde ในอริโซนา ที่ถ่ายโดยกล้องทั้งสอง 

หลังจากที่เสร็จสิ้นภารกิจการสำรวจแล้ว มาร์สโอดิสซียังคงอยู่เพื่อสนับสนุนภารกิจอื่น ๆ โดยทำหน้าที่เป็นรีเลย์ถ่ายทอดสัญญาณระหว่างโลกกับยานสำรวจดาวอังคารลำอื่นของนาซาที่จะตามไปในอนาคต รวมถึงยานมาร์สเอกซ์พลอเรชันโรเวอร์ที่จะออกเดินทางในปี 2546