สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ภารกิจสำรวจดวงจันทร์ใหม่ ไขปริศนาแสงสนธยา

ภารกิจสำรวจดวงจันทร์ใหม่ ไขปริศนาแสงสนธยา

13 ก.ย. 2556
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ย้อนกลับไปในยุคทศวรรษที่ 60-70 นักบินอวกาศในโครงการอะพอลโลได้บันทึกเกี่ยวกับปรากฏการณ์หนึ่งบนดวงจันทร์ว่า ก่อนดวงอาทิตย์ขึ้นหรือตกที่ขอบฟ้าของดวงจันทร์ประมาณ 10 วินาที จะมีเส้นสว่างจาง ๆ ขึ้นที่ขอบฟ้าเป็นแนวรัศมีจากดวงอาทิตย์ คล้ายแสงสนธยาที่เกิดขึ้นบนโลก ปรากฏการณ์นี้มีบันทึกยืนยันในรายงานของนักบินอวกาศประจำยานอะพอลโล 8, 10, 15 และ 17 แม้จะผ่านมาถึง 40 ปีแล้ว แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ยังอธิบายไม่ได้ว่าแสงที่นักบินอวกาศเห็นนั้นคืออะไร
บนโลก แสงสนธยาไม่ใช่ของแปลก เกิดขึ้นเมื่อแสงอาทิตย์ลอดผ่านม่านหมอกและหมู่เมฆ แต่บนดวงจันทร์ไม่มีบรรยากาศ ไม่มีเมฆ ไม่มีหมอก แล้วจะเกิดแสงเช่นว่าได้อย่างไร 
เพื่อที่จะไขปริศนาที่ยาวนานสี่ทศวรรษนี้ นาซาจึงได้ดำเนินภารกิจใหม่ ด้วยยานสำรวจดวงจันทร์ชื่อว่า แลดี (LADEE--Lunar Atmosphere and Dust Environtment Explorer) ซึ่งได้ปล่อยขึ้นสู่ท้องฟ้าไปแล้วเมื่อวันที่ กันยายน 2556 ที่ผ่านมา 
“ความจริงแล้ว ดวงจันทร์มีบรรยากาศ" ริชาร์ด เอลฟิก นักวิทยาศาสตร์ประจำโครงการแลดีอธิบาย "เพียงแต่เบาบางกว่าของโลกมากเท่านั้นเอง"
บรรยากาศของดวงจันทร์เบาบางกว่าของโลกประมาณสิบล้านล้านเท่า ประกอบด้วยอาร์กอน-40 ที่ซึมผ่านพื้นดินจากกระบวนการย่อยสลายให้กัมมันต์ภายในเนื้อดวงจันทร์ นอกจากนี้ยังมีฮีเลียม โซเดียม และโพแทสเซียมที่หลุดออกมาจากพื้นผิวดวงจันทร์โดยการกระทำของลมสุริยะและจุลอุกกาบาต
อย่างไรก็ตาม คำอธิบายนี้ก็อธิบายปรากฏการณ์แสงสนธยาบนดวงจันทร์ไม่ได้ บรรยากาศของดวงจันทร์เบาบางเกินไปที่จะทำให้เกิดปรากฏการณ์ดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์จึงเชื่อว่าต้องมีบางอย่างที่ยังไม่เห็นทำให้เกิดแสงนี้ 
บางทีสิ่งนั้นอาจเป็นฝุ่น เมื่อแสงอาทิตย์กระทบผิวดวงจันทร์ รังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์จะทำให้ดินชั้นบนสุดเป็นประจุ และอาจทำให้ฝุ่นเม็ดเล็กลอยขึ้นจากพื้นผิวไปปะปนกับแก๊สในบรรยากาศ
ในบรรยากาศที่หนาแน่นเช่นบนโลก โมเลกุลของแก๊สจะชนกันอย่างสม่ำเสมอ เป็นการกระจายความดันและความร้อนออกไปทุกทิศทาง แต่ในบรรยากาศที่เบาบางมากเช่นของดวงจันทร์ โมเลกุลของแก๊สอยู่ห่างกันมากจนไม่ค่อยมีโอกาสชนกัน การชนส่วนใหญ่เป็นการชนเข้ากับพื้นผิว 
เมื่อโมเลกุลของอากาศชนเข้ากับฝุ่น จะเกาะติดอยู่เป็นระยะสั้น ๆ แล้วหลุดกระเด็นออกไป เมื่อไปเกาะติดกับฝุ่นอื่นอีก ก็จะเกาะติดแล้วหลุดอีก เช่นนี้เรื่อยไป ดังนั้นบนดวงจันทร์จึงมีโมเลกุลอากาศนับล้านกระโดดไปมาอยู่บนพื้นผิว ซึ่งนักวิทยาศาสตร์หวังว่าสเปกโทรมิเตอร์หลายย่านความถี่บนยานแลดีจะตรวจพบและศึกษาได้ว่าอนุภาคเหล่านี้มีพฤติกรรมอย่างไร
ภารกิจของแลดีสั้นมาก วันสิ้นสุดภารกิจของแลดีเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ในวันที่ 15 เมษายน ปีหน้า จะเกิดจันทรุปราคาเต็มดวง ขณะที่คนบนโลกกำลังชื่นชมจันทร์สีอิฐที่สวยงาม เงาโลกที่ทอดไปยังดวงจันทร์จะคลุมไปถึงยานที่กำลังปฏิบัติหน้าที่อยู่ ระบบจ่ายพลังงานที่ต้องพึ่งพาแสงอาทิตย์บนยานก็หยุดทำงาน เป็นอันเสร็จสิ้นภารกิจ
ภาพร่างการเกิดแสงสนธยาบนดวงจันทร์ <wbr>บันทึกโดยนักบินอวกาศของยานอะพอลโล <wbr>17 <wbr><br />

ภาพร่างการเกิดแสงสนธยาบนดวงจันทร์ บันทึกโดยนักบินอวกาศของยานอะพอลโล 17 

ยานแลดี <wbr>(LADEE--Lunar <wbr>Atmosphere <wbr>and <wbr>Dust <wbr>Environment <wbr>Explorer) <wbr><br />

ยานแลดี (LADEE--Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer)