ภารกิจของยานดีปสเปซ 1

27 กันยายน 2544
ปรับปรุงครั้งล่าสุด 27 ธันวาคม 2559
โดย: วรเชษฐ์ บุญปลอด (worachateb@yahoo.com)

นาซาเผยภาพดาวหางบอเรลลี


การเดินทางเข้าใกล้ดาวหางบอเรลลีของยานดีปสเปซ ผ่านพ้นไปด้วยความสำเร็จ โดยที่ยานผ่านเข้าใกล้ดาวหางเมื่อเวลา 5.30 น. ของวันที่ 23 กันยายน 2544 ตามเวลาในประเทศไทย ขณะเข้าใกล้ดาวหางมากที่สุดนั้นยานอยู่ห่างจากบอเรลลีเป็นระยะทาง 2,200 กิโลเมตร คณะที่ควบคุมภารกิจยืนยันว่ายานสามารถใช้อุปกรณ์ได้ทั้งภาพถ่าย ข้อมูลจากสเปกโทรมิเตอร์อินฟราเรด ข้อมูลของไอออนและอิเล็กตรอน สนามแม่เหล็กและคลื่นพลาสมารอบดาวหาง หลายชั่วโมงก่อนที่จะเข้าใกล้ดาวหางมากที่สุด อุปกรณ์ตรวจสอบไอออนและอิเล็กตรอนเริ่มทำการสังเกตการณ์สภาพแวดล้อมรอบดาวหาง หลังจากนั้นก่อนการเข้าใกล้หนึ่งชั่วโมงครึ่ง สเปกโทรมิเตอร์ทำการเก็บข้อมูลเป็นเวลานาน นาที ข้อมูลนี้จะใช้ในการศึกษาองค์ประกอบของพื้นผิวดาวหาง ดีปสเปซทำการถ่ายภาพขาว-ดำของนิวเคลียสดาวหางบอเรลลีเมื่อเวลา 32 นาทีก่อนที่จะเข้าใกล้ดาวหางมากที่สุด ภาพถ่ายที่แสดงรายละเอียดของดาวหางมากที่สุดถ่ายเมื่อไม่กี่นาทีก่อนเวลาที่เข้าใกล้มากที่สุด ซึ่งเป็นไปตามแผนที่กำหนดไว้ จากนั้นกล้องถ่ายภาพจึงหันออกจากดาวหางเพื่อให้อุปกรณ์ตรวจสอบไอออนและอิเล็กตรอนทำการเก็บข้อมูลของโคมาด้านใน นักวิทยาศาสตร์หวังว่าข้อมูลที่ได้จากดีปสเปซ จะช่วยบ่งบอกถึงธรรมชาติของพื้นผิวดาวหาง ก๊าซที่ออกมาจากดาวหาง รวมทั้งปฏิกิริยาที่มีต่อลมสุริยะด้วย สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมสามารถดูได้จาก http://nmp.jpl.nasa.gov/ds1/
แปลและเรียบเรียงจาก: NASA/JPL


ดีปสเปซ ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 24 ตุลาคม พ.ศ. 2541 มีกำหนดที่จะเข้าใกล้ดาวหางบอเรลลีในวันเสาร์ที่ 22 กันยายน 2544 เวลา 18.30 น. ตามเวลาตะวันออกของสหรัฐฯ หรือตรงกับเวลา 5.30 น. ของวันอาทิตย์ที่ 23 กันยายน ตามเวลาในไทย ขณะที่เข้าใกล้ดาวหางมากที่สุดนั้น ยานจะอยู่ห่างจากนิวเคลียสของดาวหางเป็นระยะทางประมาณ 2,000 กิโลเมตร การเดินทางเข้าใกล้ดาวหางบอเรลลีครั้งนี้ นับเป็นการเข้าใกล้ดาวหางอย่างที่ไม่ได้วางแผนไว้ก่อน ดีปสเปซ เป็นยานลำแรกในโครงการนิวมิลเลนเนียม (สหัสวรรษใหม่) ซึ่งเป็นโครงการทดสอบเทคโนโลยีใหม่ที่จะถูกนำมาใช้ในโครงการอวกาศในศตวรรษที่ 21 เป้าหมายสำคัญจาก 12 เป้าหมายของดีปสเปซ คือ ทดสอบการใช้เครื่องยนต์ขับดันด้วยไอออน ซึ่งเกิดจากอะตอมของซีนอน ระบบการนำร่องอัตโนมัติ แผงรวมพลังงานจากแสงอาทิตย์ และสเปกโตรมิเตอร์ถ่ายภาพ ซึ่งการทดสอบทั้งหมดลุล่วงไปแล้ว


การเดินทางที่อันตราย

"นี่เป็นการเข้าใกล้ดาวหางที่มีอัตราเสี่ยงสูงและอาจไม่ประสบความสำเร็จอย่างที่คาด แต่แน่นอนว่าเราจะพยายามอย่างที่สุด..." มาร์ค เรแมน ผู้ควบคุมโครงการดีปสเปซ กล่าว เป้าหมายของยานดีปสเปซ ที่สำเร็จลุล่วงมาแล้ว คือ การทดสอบวิธีการใช้ระบบขับดันที่นับว่าเป็นวิธีการที่ทันสมัยที่สุด ระบบนำร่องที่อาศัยการตัดสินใจของยานเองที่เรียกว่าปัญญาประดิษฐ์ (เอไอ) และเทคโนโลยีอื่นๆ ที่สำหรับใช้งานในภารกิจของการสำรวจอวกาศในอนาคต นับจากยานออกปฏิบัติงานในห้วงอวกาศตั้งแต่ปี 2541 ยานถูกปะทะจากพายุสุริยะ ขาดการติดต่อกับโลกและหันเหไปในทิศทางที่ไม่แน่นอน ล้มเหลวในการถ่ายภาพดาวเคราะห์น้อย ซึ่งเป็นภารกิจเสริม การเข้าใกล้ดาวหางครั้งนี้ของดีปสเปซ ทำให้เราระลึกย้อนไปถึงความสำเร็จของยานเนียร์ชูเมกเกอร์ที่เข้าร่อนลงจอดบนอีรอส ความล้มเหลวของยานลูนาร์พรอสเปกเตอร์ที่ไม่สามารถทำให้กล้องโทรทรรศน์บนโลก ตรวจจับร่องรอยของน้ำแข็งบนดวงจันทร์ที่คาดว่าจะพบได้จากการตกของยานบนพื้นผิวดวงจันทร์ และยังย้อนไปถึงความสำเร็จของยานจิออตโตที่ถ่ายภาพนิวเคลียสของดาวหางฮัลเลย์เมื่อปี พ.ศ. 2529


ดาวหางบอเรลลี 
5862041248461685702793

เข้าไปยังโคมาของดาวหาง

ดีปสเปซ จะพยายามฝ่าฟันอุปสรรคต่างๆ เพื่อเข้าไปใกล้ดาวหางบอเรลลี จุดหมายของยานคือการล้วงความลับที่ถูกซ่อนไว้ภายใต้เมฆหมอกของไฮโดรเจนและฝุ่นของดาวหางที่บดบังนิวเคลียสของดาวหางไว้ โคมารอบดาวหางจะเกิดขึ้นเมื่อดาวหางปะทะกับสายธารของอนุภาคที่มีประจุที่รู้จักกันในชื่อ "ลมสุริยะ" สายธารของพลังงานเหล่านี้ทำให้เกิดการระเหิดของน้ำแข็งที่อยู่ที่ชั้นนอกของนิวเคลียสของดาวหาง โดยก่อนที่ยานจะเข้าไปใกล้ดาวหาง ซอฟต์แวร์ที่ทำการนำร่องอัตโนมัติ เรียกว่า "ออโตนาฟ (AutoNav)" จะพยายามนำยานผ่านเข้าไปภายในระยะ 2,000 กิโลเมตรจากนิวเคลียส หากปฏิบัติการนี้ประสบความสำเร็จ จะเป็นหนึ่งในน้อยครั้งของประวัติศาสตร์ที่เราสามารถส่งยานเข้าไปใกล้หัวดาวหางได้ เมื่อเดือนมีนาคม 2529 ยานวีกา และวีกา ของรัสเซีย ทำการถ่ายภาพฮัลเลย์เพื่อคำนวณหาวงโคจรที่แม่นยำของดาวหาง ซึ่งช่วยนำพายานจิออตโตขององค์การอวกาศยุโรปเข้าไปภายในระยะ 600 กิโลเมตรจากนิวเคลียสในเวลาต่อมา

ค้นหาดาวหางให้เจอก่อน

แม้ว่าเราจะทราบวงโคจรของดาวหางที่ได้จากการสังเกตการณ์ แต่ความแม่นยำนั้นยังไม่เพียงพอที่จะใช้กับการเดินทางเข้าหาดาวหางของดีปสเปซ ยานจะถูกชนจากฝุ่นของดาวหางเป็นจำนวนมาก ซึ่งเป็นสิ่งที่ท้าทายเนื่องจากไม่ได้มีการออกแบบยานสำหรับการชนแบบนี้มาก่อน ออโตนาฟถูกออกแบบให้รับข้อมูลจากระบบติดตามดาว ซึ่งจะช่วยให้สามารถกำหนดอัตราเร็ว การวางตัว และเส้นทางการเคลื่อนที่ของยาน ย้อนไปเมื่อเดือนพฤศจิกายน 2542 ระบบติดตามดาวของยานหยุดทำงาน สิ่งที่เกิดขึ้นนั้นเหมือนกับยานมีสมองแต่ไม่มีดวงตา หลังจากนั้นเป็นเวลา เดือน วิศวกรส่งคำสั่งให้ยานใช้กล้องถ่ายภาพทดแทนระบบติดตามดาว เมื่อเดือนมิถุนายนปีที่แล้ว พายุสุริยะโหมเข้าใส่ยานจนทำให้กล้องถ่ายภาพของยานหันออกจากดาวฤกษ์ที่ใช้นำทาง แต่ในที่สุดแล้ววิศวกรก็สามารถแก้ไขปัญหาได้ทั้งสองกรณี

เส้นทางการเดินทางของยานดีปสเปซ นับตั้งแต่ออกจากโลกไปจนถึงสิ้นสุดภารกิจหลักเมื่อวันที่ 18 กันยายน 2542 และภารกิจเสริมที่จะเข้าใกล้ดาวหางบอเรลลีในวันที่ 22 กันยายน 2544 เส้นทางส่วนทึบคือส่วนที่ขับเคลื่อนด้วยระบบขับดันไอออน 

ครั้งนี้ยานจะใช้กล้องถ่ายภาพตัวเดียวกันในการค้นหานิวเคลียสของดาวหางและจับดาวฤกษ์ที่ใช้นำร่องเพื่อป้องกันปัญหาเดิมที่อาจจะเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม มาร์ค เรแมนและเพื่อนร่วมงานของเขาก็ทำอะไรได้ไม่มากนัก เพราะยานอยู่ห่างออกไปถึง 230 ล้านกิโลเมตร เป็นระยะทางประมาณ 600 เท่าของระยะทางจากโลกถึงดวงจันทร์ และสัญญาณวิทยุจะใช้เวลาเดินทางไป-กลับเป็นเวลา 25 นาที

เป้าหมายอันดำมืด

แม้ว่ายานจะทำงานอย่างเต็มความสามารถ ทุกคนรู้ดีว่าการปฏิบัติการครั้งนี้ไม่ง่ายเลย เมื่อวันที่ 28 กรกฎาคม 2542 ยานมีกำหนดที่จะถ่ายภาพของดาวเคราะห์น้อย 9969 Braille แต่ภาพที่ได้ทำให้ทุกคนผิดหวัง แต่ก็บ่งบอกถึงขีดจำกัดสำหรับการเข้าใกล้ดาวหางในครั้งนี้ กล้องถ่ายภาพของยานควรจะถ่ายภาพดาวเคราะห์น้อย และใช้ภาพถ่ายเหล่านั้นในการกำหนดการวางตัวของยานระหว่างที่ผ่านใกล้ดาวเคราะห์น้อย แต่ภาพที่ได้นั้นมืดสลัวเกินกว่าที่คอมพิวเตอร์บนยานจะนำมาใช้ในการสั่งงานอัตโนมัติได้ ครั้งนี้หากทุกอย่างประสบความสำเร็จ คาดว่ายานจะถ่ายภาพขาว-ดำของดาวหางบอเรลลี ขณะที่นิวเคลียสมีขนาดประมาณ 50 พิกเซลบนกล้องดิจิทัล นอกจากนี้ยังมีภาพที่ถ่ายในย่านอินฟราเรด ตรวจจับสนามแม่เหล็กและคลื่นของพลาสมารอบๆ ดาวหาง

ภารกิจเกี่ยวกับดาวหางในอนาคต

*  คอนทัวร์ (Comet Nucleus Tour CONTOUR) มีกำหนดจะส่งออกไปในปี 2545 ยานจะเข้าไปภายในระยะ 100 ไมล์ (160 กิโลเมตร) จากนิวเคลียสของดาวหางเองเกและชวาสมานน์-วาคมานน์ เพื่อถ่ายภาพและวิเคราะห์ฝุ่นและสสารรอบๆ นิวเคลียส โครงการนี้ร่วมกันระหว่างนาซา มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ และห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์จอห์นฮอปกินส์
*  โรเซตตา (Rosetta) ของยุโรป มีกำหนดจะส่งในปี 2546 โดยมีเป้าหมายที่จะเป็นยานลำแรกที่ไปโคจรรอบดาวหาง และส่งยานลูกไปลงบนพื้นผิวของดาวหาง
*  สตาร์ดัสต์ (Stardust) มีแผนจะเดินทางไปถึงดาวหางวิลด์-2 ในปี 2547 และนำชิ้นส่วนของดาวหางกลับมายังโลก
*  ดีปอิมแพกต์ (Deep Impact) มีกำหนดจะส่งในปี 2548 โดยจะนำยานลูกพุ่งชนและเจาะลงไปในหัวดาวหางเทมเพิล เพื่อวิเคราะห์องค์ประกอบภายในของดาวหางเป็นครั้งแรก

แปลและเรียบเรียงจาก: Space.com