สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ลูนาร์พรอสเปกเตอร์พบน้ำบนดวงจันทร์

1 มี.ค. 2541
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ยานลูนาร์พรอสเปกเตอร์ ซึ่งกำลังสำรวจและโคจรรอบดวงจันทร์อยู่ ได้พบหลักฐานบางอย่างซึ่งเป็นการยืนยันว่า ที่ขั้วเหนือและขั้วใต้ของดวงจันทร์มีน้ำอยู่จริง หลังจากที่ยานเคลเมนไทน์ได้พบร่องรอยมาครั้งหนึ่งแล้วเมื่อปลายปี 2539 

อลัน ไบน์เดอร์ นักดาราศาสตร์จากสถาบันวิจัยดวงจันทร์ได้แถลงไปเมื่อวันที่ มีนาคมที่ผ่านมาถึงการค้นพบครั้งสำคัญครั้งนี้ และเขาได้ประมาณปริมาณน้ำอย่างคร่าว ๆ ว่าน่าจะมีอยู่ 300 ล้านตันหรืออาจจะมากกว่า อยู่ตามแอ่งและหลุมต่าง ๆ บริเวณขั้วทั้งสองอันมืดมิดของดวงจันทร์ หากนำน้ำแข็งนี้มาหลอมละลาย จะได้น้ำเป็นปริมาณถึง 65.4 พันล้านแกลลอน 

ลูนาร์พรอสเปกเตอร์พบว่าเฉพาะบริเวณของขั้วใต้ดวงจันทร์ที่มีน้ำแข็งผสมอยู่ กินพื้นที่ประมาณ 5,000 ถึง 50,000 ตารางกิโลเมตร ส่วนที่ขั้วเหนือมี "พื้นที่ชุ่มน้ำ" มากกว่าที่ขั้วใต้ราว เท่า คือประมาณ 10,000 ถึง 50,000 ตารางกิโลเมตร 

อุปกรณ์สำคัญที่ทำให้ค้นพบน้ำนี้คือ สเปกโทรมิเตอร์นิวตรอน ซึ่งเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ของยานลูนาร์พรอสเปกเตอร์ อุปกรณ์นี้ใช้วิธีการวัดและเปรียบเทียบพลังงานจลน์ของนิวตรอน เมื่ออนุภาครังสีคอสมิกกระทบผิวดวงจันทร์จะทำให้เกิดนิวตรอนขึ้นมา และเมื่อสะท้อนกับอะตอมอื่น ๆ จะเกิดการสูญเสียพลังงานลงไปเล็กน้อยและเชื่องช้าลง โดยเฉพาะเมื่อชนกับนิวเคลียสของไฮโดรเจนหรือโปรตรอน ซึ่งจากการโคจรผ่านบริเวณขั้วดวงจันทร์หลายครั้ง ยานลูนาร์พรอสเปกเตอร์ได้พบว่าในบริเวณดังกล่าว พลังงานของนิวตรอนได้ลดลงไปจำนวนหนึ่งคิดเป็นหลายเปอร์เซ็นต์ วิลเลียม เฟรดแมน จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอส อลามอส (Los Alamos National Laboratory) ผู้ออกแบบสเปกโทรมิเตอร์ได้ตีความว่า จะต้องมีไฮโดรเจนเป็นจำนวนมากที่บริเวณขั้วทั้งสองของดวงจันทร์ และสารประกอบที่มีไฮโดรเจนมากอย่างนั้นก็น่าจะเป็นน้ำนั่นเอง 

เฟรดแมนยังได้กล่าวอีกว่า น้ำแข็งที่พบนั้นมิได้อยู่ในรูปของทะเลสาบน้ำแข็งแต่อย่างใด แต่จะผสมอยู่ในดินของดวงจันทร์ ในอัตราส่วนประมาณ 0.3 ถึง เปอร์เซ็นต์ 

ผลการสำรวจของลูนาร์พรอสเปกเตอร์ครั้งนี้เป็นการสนับสนุนการสำรวจของยานเคลเมนไทน์ ซึ่งสำรวจดวงจันทร์ในช่วงปี 2537 ซึ่งในครั้งนั้นยานเคลเมนไทน์ได้พบหลักฐานของน้ำที่ขั้วใต้ของดวงจันทร์เหมือนกัน และนักดาราศาสตร์ได้ประมาณว่าอาจมีน้ำอยู่ที่ขั้วใต้นั้นประมาณ 100 ล้านถึง 1,000 ล้านตัน แต่ยังไม่ชัดเจนเท่ากับหลักฐานที่ได้จากยานลูนาร์พรอสเปกเตอร์ในครั้งนี้ 

การค้นพบน้ำบนดวงจันทร์นี้มีความสำคัญอย่างมาก ต่อโครงการที่เกี่ยวกับการตั้งอาณานิคมบนดวงจันทร์ เพราะจะทำให้ไม่ต้องขนส่งน้ำจำนวนมากขึ้นไปกับจรวด หากเรานำน้ำแข็งบนดวงจันทร์มาเปลี่ยนสถานะให้เป็นน้ำสักประมาณ 30 ล้านตัน จะเพียงพอสำหรับมนุษย์จำนวน 2,000 คนใช้บริโภคเป็นเวลา ศตวรรษโดยไม่มีการรีไซเคิล 

ยานลูนาร์พรอสเปกเตอร์ได้ออกเดินทางจากโลกไปเมื่อวันที่ มกราคม จากศูนย์อวกาศเคนเนดี ใช้เวลา วันจึงเดินทางไปถึงดวงจันทร์ หลังจากที่ไปถึงเป้าหมายแล้วได้ปรับวงโคจรให้อยู่ในแนวเหนือ-ใต้ และโคจรอยู่เหนือพื้นผิวดวงจันทร์ 100 กิโลเมตรและมีคาบ ชั่วโมง ในช่วงเวลาการปฏิบัติภารกิจอีก 11 เดือนที่เหลือนี้ ยานลูนาร์พรอสเปกเตอร์จะสำรวจทำแผนที่องค์ประกอบของธาตุบนดวงจันทร์ แผนที่ความโน้มถ่วง และแผนที่สนามแม่เหล็ก และอาจจะตรวจวัดกัมมันตภาพรังสีของเรดอน ซึ่งจะถูกปล่อยออกมาจากผิวดวงจันทร์ในช่วงที่เกิดการเคลื่อนไหวของเปลือกดวงจันทร์ด้วย 

บริเวณขั้วเหนือและขั้วใต้ของดวงจันทร์ บริเวณที่เป็นวงกลมคือพื้นที่ที่ยานได้สำรวจซึ่งมีความกว้างประมาณ 150 กิโลเมตร และยาวประมาณ 175 กิโลเมตร

บริเวณขั้วเหนือและขั้วใต้ของดวงจันทร์ บริเวณที่เป็นวงกลมคือพื้นที่ที่ยานได้สำรวจซึ่งมีความกว้างประมาณ 150 กิโลเมตร และยาวประมาณ 175 กิโลเมตร

ในพื้นที่ที่สำรวจ พบแอ่งของดินที่ผสมน้ำแข็งกระจัดกระจายอยู่ตามก้นหลุมต่าง ๆ

ในพื้นที่ที่สำรวจ พบแอ่งของดินที่ผสมน้ำแข็งกระจัดกระจายอยู่ตามก้นหลุมต่าง ๆ

กราฟจากสเปกโทรมิเตอร์ของยานลูนาร์พรอสเปกเตอร์ แสดงให้เห็นถึงจุดที่มีการลดลงของพลังงานนิวตรอน ตรงกับบริเวณที่เป็นขั้วของดวงจันทร์ (ศรชี้) ซึ่งเป็นหลักฐานถึงการมีอยู่ของน้ำที่บริเวณนั้น

กราฟจากสเปกโทรมิเตอร์ของยานลูนาร์พรอสเปกเตอร์ แสดงให้เห็นถึงจุดที่มีการลดลงของพลังงานนิวตรอน ตรงกับบริเวณที่เป็นขั้วของดวงจันทร์ (ศรชี้) ซึ่งเป็นหลักฐานถึงการมีอยู่ของน้ำที่บริเวณนั้น

ยานลูนาร์พรอสเปกเตอร์ ภาพจาก NASA/Ames Research Center

ยานลูนาร์พรอสเปกเตอร์ ภาพจาก NASA/Ames Research Center