สมาคมดาราศาสตร์ไทย

วัดขนาดก้อนหินบนไททันจากสัญญาณวิทยุ

31 ก.ค. 2549
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
เมื่อยานแคสซีนีได้เดินทางไปถึงดาวเสาร์อันเป็นจุดหมายปลายทางเมื่อต้นปีที่แล้ว ยานได้ปล่อยยานลูกลำหนึ่งชื่อ ยานไฮเกนส์ ลงไปบนดวงจันทร์ไททันซึ่งเป็นบริวารที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ เพื่อสำรวจบริวารดวงนี้ในระยะใกล้ชิด

ภารกิจหลักของยานไฮเกนส์คือตรวจวัดสภาพแวดล้อมต่าง ๆ ในบรรยากาศของไททันในขณะที่ยานตกลงสู่พื้นผิวโดยมีร่มชะลอความเร็ว พร้อมกันนั้นก็ส่งสัญญาณกลับขึ้นมายังยานแคสซีนีซึ่งเป็นยานแม่ด้วย เมื่อยานตกถึงพื้นภารกิจก็เป็นอันสิ้นสุด หากยานจะพังเสียหายก็ไม่เป็นไรเพราะหมดหน้าที่แล้ว

อย่างไรก็ตามเมื่อยานไฮเกนส์ตกถึงพื้นแล้วกลับยังไม่หยุดทำงานทันที แต่ยังคงส่งสัญญาณกลับขึ้นมาอีกเป็นเวลาถึง 71 นาทีก่อนที่จะหยุดทำงานไป สัญญาณที่ส่งมาในช่วงสุดท้ายนี้เองที่เป็นที่มาของการค้นพบสำคัญที่ไม่คาดคิดมาก่อน นักวิทยาศาสตร์ผู้ควบคุมยานไฮเกนส์ที่ประจำอยู่ในศูนย์วิจัยและเทคโนโลยีอวกาศยุโรปหรือเอสเทก (ESTEC) พบว่าสัญญาณที่ส่งกลับขึ้นมานี้มีการเพิ่มระดับและลดระดับเป็นช่วง ๆ อย่างน่าสังเกต เขาได้สันนิษฐานว่าน่าจะเกิดจากสัญญาณที่ส่งจากสายอากาศของไฮเกนส์ขึ้นมาบางส่วนที่รั่วไหลออกด้านข้างไปกระทบพื้นดินแล้วสะท้อนกลับขึ้นมา สัญญาณที่สะท้อนพื้นดินจึงรบกวนสัญญาณทางตรง ทำให้สัญญาณแรงขึ้นและตกเป็นช่วงดังที่สังเกตเห็น 

เพื่อเป็นการพิสูจน์ นักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้จึงได้สร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อทดสอบ ผลออกมาปรากฏว่า แบบจำลองนี้ไม่เพียงแต่สนับสนุนข้อสมมุติฐานของเขาแล้ว ยังบอกสภาพของพื้นดินรวมถึงขนาดของก้อนหินบนพื้นดินได้อีกด้วย จากแบบจำลองนี้ คาดว่าพื้นที่ที่ยานไฮเกนส์ลงจอดค่อนข้างราบเรียบและมีก้อนหินขนาด 5-10 เซนติเมตรกระจายอยู่ทั่วบริเวณ

การค้นพบที่เกิดขึ้นหลังจากการลงจอดทั้งที่ไม่ได้วางแผนนี้ นับได้ว่าเป็นของแถมจากภารกิจที่ล้ำค่ามาก นักวิทยาศาตร์มีแนวคิดที่จะใช้เทคนิคนี้ไปภารกิจประเภทลงจอดในอนาคตอีกด้วย แต่ยังคงต้องมีการปรับปรุงบางสิ่งบางอย่างอีกเล็กน้อยเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้ได้สูงสุด


สภาพแวดล้อมของบริเวณที่ยานไฮเกนส์ลงจอดบนดวงจันทร์ไททัน จากฝีแปรงของศิลปิน ตามการตีความของนักวิทยาศาสตร์ที่ได้จากสัญญาณที่รับได้ในวันที่ 14 มกราคม 2548 (ภาพจาก ESA)

สภาพแวดล้อมของบริเวณที่ยานไฮเกนส์ลงจอดบนดวงจันทร์ไททัน จากฝีแปรงของศิลปิน ตามการตีความของนักวิทยาศาสตร์ที่ได้จากสัญญาณที่รับได้ในวันที่ 14 มกราคม 2548 (ภาพจาก ESA)

สัญญาณจากไฮเกนส์ที่แผ่ออกด้านข้างสะท้อนกับพื้นดินกลับขึ้นไปยังแคสซีนี สัญญาณสะท้อนจึงไปรบกวนสัญญาณที่แผ่ออกไปจากสายอากาศโดยตรง การศึกษารูปแบบการรบกวนนี้ทำให้ทราบสภาพของพื้นดินบริเวณที่ลงจอดของไฮเกนส์ได้

สัญญาณจากไฮเกนส์ที่แผ่ออกด้านข้างสะท้อนกับพื้นดินกลับขึ้นไปยังแคสซีนี สัญญาณสะท้อนจึงไปรบกวนสัญญาณที่แผ่ออกไปจากสายอากาศโดยตรง การศึกษารูปแบบการรบกวนนี้ทำให้ทราบสภาพของพื้นดินบริเวณที่ลงจอดของไฮเกนส์ได้

ภาพพื้นผิวของไททัน <wbr>ถ่ายโดยยานไฮเกนส์ขณะกำลังร่อนลงสัมผัสพื้นดินเมื่อวันที่ <wbr>14 <wbr>มกราคม <wbr>2548 <wbr>(ภาพจาก <wbr>ESA/NASA/JPL/University <wbr>of <wbr>Arizona)<br />
<br />

ภาพพื้นผิวของไททัน ถ่ายโดยยานไฮเกนส์ขณะกำลังร่อนลงสัมผัสพื้นดินเมื่อวันที่ 14 มกราคม 2548 (ภาพจาก ESA/NASA/JPL/University of Arizona)