สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ส่งเฮดจ์ฮอกไปสำรวจดาวเคราะห์น้อย

10 ก.ย. 2558
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
องค์กรอวกาศจากนานาประเทศได้เคยส่งยานไปสำรวจดาวเคราะห์ดวงอื่นมาแล้วหลายลำ รูปแบบของยานสำรวจที่เคยใช้กันมาก็คือ รถวิ่ง อย่างลูโนฮอด รถคิวริโอซิตี 

แต่ในดินแดนที่มีความโน้มถ่วงต่ำมาก และสภาพพื้นผิวระเกะระกะไม่ราบเรียบอย่างดาวเคราะห์น้อยหรือดาวหาง การเอารถไปวิ่งคงไม่เหมาะนัก หากพลาดพลั้งเสียหลักรถตะแคงเค้เก้หรือพลิกหงายท้อง ภารกิจก็จบเห่กัน

ด้วยเหตุนี้จึงต้องมีการออกแบบยานให้ต่างไปจากเดิม แนวทางหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์คิดขึ้นมาคือ ทำหุ่นเฮดจ์ฮอก 

เฮดจ์ฮอก เป็นสัตว์เลี้ยงลูกในวงศ์สัตว์กินแมลงชนิดหนึ่ง ขนบนหลังแข็งเป็นหนามคล้ายเม่น บางคนเรียกเม่นแคระ หนามของเฮดจ์ฮอกนอกจากจะมีประโยชน์ในการป้องกันตัวเวลาถูกคุกคามแล้ว ยังช่วยดูดซับแรงกระแทกเวลาตกลงจากที่สูงด้วย 

ขณะนี้มีนักวิทยาศาสตร์ที่วิจัยเรื่องหุ่นเฮดจ์ฮอกนี้สองคณะ คณะหนึ่งเป็นการร่วมมือระหว่างเจพีแอลของนาซาในพาซาดีนา แคลิฟอร์เนียกับมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด อีกคณะหนึ่งเป็นของเอ็มไอทีในเคมบริดจ์ 

เฮดจ์ฮอกเป็นหุ่นที่จะเคลื่อนไหวด้วยวิธีต่างไปจากที่เคย แทนที่จะวิ่งไปบนล้ออย่างที่คุ้นเคยกัน แต่มันจะใช้วิธีกลิ้งและกระโดดไปตามพื้นผิวแทน มีรูปทรงลูกบาศก์แบบลูกเต๋า จึงทำงานได้ไม่ว่าจะพลิกหันด้านไหนขึ้นก็ตาม ที่มุมทั้งแปดของหุ่นเฮดจ์ฮอกก็จะมีหนามที่ทำหน้าที่คุ้มกันตัวยานและยังทำหน้าที่เป็นขาค้ำในขณะกระโดดและกลิ้ง ภายในตัวหนามก็อาจจะเป็นที่เก็บอุปกรณ์เช่นหัววัดอุณหภูมิ ยานก็จะวัดอุณหภูมิพื้นผิวไปพร้อมกับกลิ้งไปด้วยได้ 

หุ่นเฮดจ์ฮอกต้นแบบมีสองตัว แบบที่พัฒนาโดยเจพีแอลมีหนามแปดหนามและล้อตุนกำลังสามล้อ น้ำหนักรวม กิโลกรัมไม่รวมอุปกรณ์สำรวจ ส่วนแบบที่พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดเล็กกว่าและเบากว่าเล็กน้อย และมีหนามสั้นกว่า 

ทั้งสองแบบได้ผ่านการทดสอบการทำงานในสภาพความโน้มถ่วงต่ำมาแล้วเมื่อกลางปีที่ผ่านมา ในการบินวิถีโค้งแนวดิ่ง 180 ครั้งในเครื่องบินซี สี่เที่ยวบินเพื่อจำลองสภาพแรงโน้มถ่วงต่ำ หุ่นเฮดจ์ฮอกทั้งสองได้ทดลองปฏิบัติการหลายรูปแบบที่คิดว่าอาจได้ใช้ในการสำรวจบนวัตถุดวงเล็ก รวมถึงทดลองบนสภาพพื้นผิวหลายแบบ ทั้งบ่อทราย ดงหินระเกะระกะ พื้นน้ำแข็งที่ลื่น และพื้นที่ร่วนซุย

การเคลื่อนที่พื้นฐานของหุ่นเฮดจ์ฮอกคือการไถล กระโดด กลิ้ง และยังมีการเคลื่อนที่ที่พิสดารอีกแบบหนึ่งที่เฮดจ์ฮอกทำได้เรียกว่า การทำทอร์เนโด ในการทดลองที่ทำบนเครื่องบินจำลองสภาพความโน้มถ่วงต่ำ เฮดจ์ฮอกจะหมุนปั่นอย่างรุนแรงเพื่อดีดตัวเองให้พ้นออกจากพื้น เทคนิคนี้อาจจำเป็นต้องใช้ในกรณีที่ต้องการหนีออกจากหลุมยุบหรือสถานการณ์ที่อาจทำไปสู่การถูกดูดติด

การควบคุมการเคลื่อนที่ของหุ่นเฮดจ์ฮอกทำด้วยการหมุนและหยุดล้อตุนกำลังสามล้อที่อยู่ภายใน การปั่นล้อตุนกำลังใช้กำลังจากมอเตอร์ ส่วนการหยุดล้อจะต่างกันระหว่างสองสำนัก เฮดจ์ฮอกของเจพีแอลหยุดด้วยดิสก์เบรก ส่วนของสแตนฟอร์ดหยุดด้วยเบรกเข็มขัด

ตำแหน่งการวางหนามหุ่นเฮดจ์ฮอกมีผลต่อทิศทางการกระโดดอย่างมาก เบนจามิน ฮอกแมน หัวหน้าวิศวกรโครงการจากสแตนฟอร์ดอธิบายว่า "เราได้ทดลองสร้างหุ่นหลายรูปทรงและพบว่า ทรงลูกบาศก์ให้ประสิทธิภาพการกระโดดดีที่สุด นอกจากนี้ทรงลูกบาศก์ยังมีข้อดีด้านอื่นตรงที่สร้างได้ง่ายและบรรจุในยานขนส่งได้ง่าย"

ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ของทั้งสองคณะยังคงทดลองกับหุ่นเฮดจ์ฮอกต่อไป โดยเน้นไปที่การทำงานแบบอัตโนมัต เพื่อเพิ่มความสามารถในการปฏิบัติงานด้วยตนเองโดยปราศจากการสั่งการจากโลก 

การสร้างหุ่นเฮดจ์ฮอกมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับหุ่นแบบรถวิ่งแบบที่เคยทำมา และจรวดลำหนึ่งก็อาจขนหุ่นเฮดจ์ฮอกไปได้คราวละหลายตัว  เมื่อไปถึงที่หมายก็ปล่อยหุ่นออกมาสำรวจแบบกองทัพ 

หุ่นยนต์เฮดจ์ฮอกขณะสำรวจบนสภาพภูมิประเทศสลับซับซ้อน <wbr>หุ่นประเภทนี้ต่างจากรถสำรวจ <wbr>เพราะไม่กลัวพลิกคว่ำ <wbr>ไม่กลัวตะแคง <wbr>ไม่ว่ายานจะพลิกในมุมไหนก็ทำงานได้<br />

หุ่นยนต์เฮดจ์ฮอกขณะสำรวจบนสภาพภูมิประเทศสลับซับซ้อน หุ่นประเภทนี้ต่างจากรถสำรวจ เพราะไม่กลัวพลิกคว่ำ ไม่กลัวตะแคง ไม่ว่ายานจะพลิกในมุมไหนก็ทำงานได้
(จาก NASA/JPL-Caltech/Stanford)

เครื่องบินซี-9 <wbr>ของนาซาที่ใช้ในการสร้างภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำในการทดลองหุ่นเฮดจ์ฮอกเมื่อเดือนมิถุนายนที่ผ่านมา<br />

เครื่องบินซี-9 ของนาซาที่ใช้ในการสร้างภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำในการทดลองหุ่นเฮดจ์ฮอกเมื่อเดือนมิถุนายนที่ผ่านมา

    ที่มา:

    ข่าวที่คล้ายกัน: