ฝุ่นแดงพิฆาต: อันตรายที่ซ่อนอยู่ในภารกิจพิชิตดาวอังคาร

ถ้าจะนึกถึงดาวเคราะห์อื่นนอกจากโลกที่มีฝุ่นมาก ก็ต้องเป็นดาวอังคาร ชั้นฝุ่นบนดาวอังคารหนาเป็นเมตร ในบางจุดหนาเกินสิบเมตร นอกจากนี้ดาวอังคารมีบรรยากาศ มีลม ทำให้ฝุ่นบนดาวอังคารไม่ได้นอนแน่นิ่งอยู่กับพื้นผิวแบบฝุ่นบนดวงจันทร์ เมื่อใดที่เกิดพายุ ก็จะหอบเอาฝุ่นขึ้นไปด้วยจนกลายเป็นพายุฝุ่น บางครั้งพายุฝุ่นบนดาวอังคารมีขนาดใหญ่จนกินพื้นที่ทั่วทั้งดวงถึงกับมองเห็นได้จากกล้องโทรทรรศน์บนโลกเลยทีเดียว ดาวอังคารจึงได้ชื่อว่าเป็นดาวเคราะห์แห่งฝุ่นอย่างแท้จริง

ใครที่เคยดูภาพยนตร์เรื่องเดอะมาร์เชียน จะจำได้ถึงฉากพายุฝุ่นดาวอังคารตั้งแต่ต้นเรื่องที่โจมตีมนุษย์อวกาศ มาร์ก วอตนีย์ ซึ่งกำลังอยู่บนดาวอังคาร พายุฝุ่นฉีกทึ้งทำลายสิ่งปลูกสร้างในฐานที่พักและเครื่องมือต่าง ๆ จนเสียหาย


ความจริงพายุฝุ่นบนดาวอังคารไม่ได้มีอานุภาพรุนแรงมากอย่างในภาพยนตร์ สาเหตุสำคัญคือ ความเร็วของพายุบนดาวอังคารไม่ได้เร็วมากนัก ยังไม่เคยมีพายุดาวอังคารที่มีความเร็วลมเกิน 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง อีกสาเหตุหนึ่งที่สำคัญมากกว่าคือ บรรยากาศบนดาวอังคารมีความหนาแน่นต่ำเพียงไม่ถึง 1 เปอร์เซ็นต์ของบรรยากาศโลก บรรยากาศที่เบาบางมากจึงทำให้พายุที่เกิดขึ้นมีอำนาจทำลายไม่สูงมาก แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าพายุฝุ่นดาวอังคารจะไม่สร้างปัญหา เพียงแต่ปัญหาที่เกิดจะแตกต่างไปจากที่เราคุ้นเคยเท่านั้น

สมบัติทางกายภาพของฝุ่นดาวอังคาร

บนดวงจันทร์ ฝุ่นเกิดขึ้นจากการกระแทกของจุลอุกกาบาต ส่วนดาวอังคาร นอกจากจุลอุกกาบาตแล้ว ยังมีลมที่ทำให้ฝุ่นกระทบกันและแตกให้ละเอียดลงไปอีก ฝุ่นบนดาวอังคารจึงมีขนาดเล็กละเอียดมาก โดยเฉลี่ยแล้วเล็กกว่าฝุ่นดวงจันทร์ การสำรวจโดยยานอวกาศพบว่าฝุ่นที่แขวนลอยอยู่ในบรรยากาศส่วนใหญ่มีขนาดอยู่ในระดับ 3 ไมครอน ส่วนฝุ่นบนพื้นผิวมักมีขนาดละเอียดกว่า มีขนาดอยู่ในช่วง 0.14-2 ไมครอน

ฝุ่นบนดาวอังคารมีความสม่ำเสมอมากในด้านสมบัติและองค์ประกอบ ไม่ว่าจะเก็บตัวอย่างจากบริเวณใดบนพื้นผิว ไม่ว่าจะเป็นเขตขั้วดาวหรือเขตศูนย์สูตรก็จะมีสมบัติเกือบเหมือนกัน ทั้งนี้เพราะบนดาวอังคารมีพายุขนาดใหญ่เกิดขึ้นเสมอ ๆ พายุเป็นตัวพัดพาให้ฝุ่นกระจายไปทั่วดวงจนแต่ละที่มีฝุ่นเหมือนกันหมด

ฝุ่นดาวอังคารมีซิลิคอนไดออกไซด์เป็นหลักเช่นเดียวกับทรายบนโลก ซิลิคอนไดออกไซด์หรืออีกชื่อหนึ่งคือซิลิกาเป็นสารที่ปลอดภัยเมื่อเป็นทรายที่เราเหยียบย่ำที่ชายหาด ต่อให้ไปปนเปื้อนในอาหารและถูกกลืนลงท้องก็ยังปลอดภัย แต่ถ้าเมื่อใดที่ละอองซิลิคอนไดออกไซด์เข้าสู่ทางเดินหายใจของร่างกายจะกลายเป็นฆาตกรเงียบทันที เมื่อฝุ่นเข้าสู่ทางเดินหายใจจะเกาะติดอยู่กับเนื้อเยื่อและถุงลมปอด ขนาดที่เล็กมากของฝุ่นทำให้การหลั่งเมือกหรือขับเสมหะก็กำจัดไม่ได้ เมื่อฝุ่นเหล่านี้ตกค้างในร่างกายก็จะก่อปัญหาสุขภาพหลายอย่าง ผู้ที่สูดละอองซิลิคอนไดออกไซด์มีความเสี่ยงที่จะเป็นโรคที่เกี่ยวกับทางเดินหายใจและภูมิคุ้มกันหลายชนิด เช่นฝุ่นหินจับปอด หรือแม้แต่มะเร็งปอด ปัญหานี้ก็พบได้บนโลกในกลุ่มอาชีพที่มีโอกาสสูดฝุ่นหินเข้าไปบ่อย ๆ เช่นคนงานเหมือง คนงานตัดหิน

นอกจากนี้ฝุ่นบนดาวอังคารยังมีสนิมเหล็กเป็นส่วนประกอบอยู่ค่อนข้างมาก องค์ประกอบหลักของฝุ่นบนดวงจันทร์จึงเป็นซิลิคอนไดออกไซด์คลุกสนิม ซึ่งเป็นเหตุผลหนึ่งที่ทำให้พื้นผิวดาวอังคารมีสีออกไปทางแดงจนคนโบราณมองแล้วนึกถึงสีเลือด และให้มารส์ซึ่งเป็นเทพแห่งสงครามเป็นเทพประจำดาว

บนโลก สนิมเป็นสิ่งน่ากลัว ไม่มีใครชอบสนิม เมื่อทราบว่าฝุ่นดาวอังคารมีสนิมมาก และมีคนกล่าวว่าฝุ่นบนดาวอังคารมีพิษ ก็พาคิดไปว่าสนิมเป็นตัวร้ายที่ทำให้ฝุ่นดาวอังคารเป็นพิษ แต่ผู้ร้ายตัวจริงไม่ใช่สนิมเหล็ก

เปรียบเทียบกับฝุ่นดวงจันทร์แล้ว แม้ฝุ่นบนดาวอังคารจะค่อนข้างกลมเกลี้ยง มีความเป็นหยักเป็นแง่งน้อยกว่าฝุ่นดวงจันทร์เพราะมีลมช่วยขัดเกลา ส่วนในด้านสมบัติความเป็นประจุไฟฟ้า ฝุ่นดาวอังคารมีประจุไฟฟ้าเล็กน้อย ความเป็นประจุนี้เองทำให้ฝุ่นมีสมบัติในการเกาะติดกับสิ่งต่าง ๆ แม้ความเป็นประจุน้อยกว่าฝุ่นดวงจันทร์ก็ตาม อย่างไรก็ตาม ฝุ่นบนดาวอังคารมีตัวช่วยสำคัญข้อหนึ่งที่ทำให้ฝุ่นสร้างปัญหาได้มากกว่า นั่นก็คือบรรยากาศ การที่มีบรรยากาศทำให้ฝุ่นดาวอังคารลอยในบรรยากาศได้นานกว่า สร้างปัญหาได้มากกว่า ส่วนฝุ่นดวงจันทร์แม้จะมีอานุภาพร้ายแรงกว่าแต่กองอยู่บนพื้นตลอดเวลา ไม่ลอยฟุ้งขึ้นมาก่อปัญหาหากไม่มีอะไรไปรบกวน



องค์ประกอบในฝุ่นดาวอังคารนอกจากซิลิคอนไดออกไซด์เป็นหลักแล้ว ยังมีส่วนประกอบสำคัญอีกชนิดหนึ่งคือ เพอร์คลอเรต สารชนิดนี้เป็นตัวปัญหาใหญ่ เพอร์คลอเรตจะรบกวนการดูดซึมไอโอดีน ทำให้ต่อมไทรอยด์ผลิตฮอร์โมนได้ลดลง ทำให้เกิดภาวะไขกระดูกฝ่อ นอกจากนี้ยังเคยพบ ยิปซัม โครเมียม เบริลเลียม อาร์เซนิก และแคดเมียมบนฝุ่นดาวอังคารด้วย แม้จะไม่มากนักก็ตาม

ดาวอังคารมีแกนหมุนที่เอียงทำมุมกับแนวตั้งฉากกับวงโคจรเช่นเดียวกับโลก ดาวอังคารจึงมีฤดูกาลเช่นกัน แต่วงโคจรของดาวอังคารมีความรีมากกว่าของโลก ระยะห่างระหว่างดาวอังคารกับดวงอาทิตย์จึงมีผลด้วย ช่วงที่ดาวอังคารอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดเกิดขึ้นในช่วงที่เป็นฤดูร้อนของทางซีกใต้ ซึ่งช่วงเวลาดังกล่าวดาวอังคารจะได้รับรังสีจากดวงอาทิตย์เข้มข้นที่สุด ช่วงฤดูร้อนของทางซีกใต้ของดาวอังคารจึงมีพลังงานในการก่อพายุมากกว่าช่วงเวลาอื่น พายุขนาดใหญ่จึงมักเกิดขึ้นในช่วงเวลาดังกล่าว

ผลกระทบของฝุ่นต่อภารกิจสำรวจดาวอังคาร

ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ที่มียานอวกาศไปสำรวจมากที่สุด และยานหลายลำก็เคยประสบปัญหาจากพายุฝุ่นมาแล้ว แม้พายุดาวอังคารจะไม่มีอานุภาพในการพัดหรือหักโค่นที่รุนแรง แต่มีแรงมากพอจะทำให้ฝุ่นลอยตลบอบอวลได้ และฝุ่นที่ถูกลมพัดนี้เองที่บางครั้งก็เข้าไปในส่วนกลไกในยาน ไปกีดขวางชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ไปบดบังหน้ากล้อง และที่ร้ายก็คือ ไปปกคลุมแผงเซลสุริยะ เมื่อฝุ่นไปทับถมบนแผงเซลล์สุริยะ ทำให้แผงรับแสงได้ไม่เต็มที่ ย่อมมีผลต่อประสิทธิภาพในการให้กำเนิดกระแสไฟฟ้าหล่อเลี้ยงยาน

ในภาพยนตร์เรื่องเดอะมาร์เชียน ทุกวันวอตนีย์ต้องคอยปัดฝุ่นที่มาทับถมอยู่บนแผงเซลสุริยะเพื่อให้แผงเซลสุริยะทำงานได้เป็นปกติเต็มกำลัง หากเมื่อใดมีคนไปตั้งฐานบนดาวอังคารจริง ก็อาจต้องมีกิจวัตรเช่นนี้เหมือนกัน

พายุฝุ่นบนดาวอังคารไม่ได้ส่งผลกระทบต่อการผลิตกระแสไฟฟ้าเมื่อฝุ่นปกคลุมแผงเซลล์สุริยะเท่านั้น เมื่อเกิดพายุขึ้นปริมาณฝุ่นมหาศาลในบรรยากาศก็จะบดบังแสงอาทิตย์ ทำให้ความเข้มแสงอาทิตย์ลดลง ประสิทธิภาพในการผลิตกระแสไฟฟ้าก็ลดลงไปอีก ฝุ่นที่เกาะบนแผงเซลสุริยะยังปัดได้เช็ดได้ แต่ฝุ่นที่แขวนลอยอยู่ในบรรยากาศจะไม่มีทางกำจัดออกไปได้นอกจากรอให้มันจางไปเอง



วิธีรับมือพายุฝุ่นดาวอังคารของยานสำรวจที่ไปแล่นบนดาวอังคารในปัจจุบันคือ เมื่อเกิดพายุฝุ่นขนาดใหญ่ ยานจะหยุดการทำงานชั่วคราวเพื่อสงวนพลังงานและเพื่อปกป้องกลไกที่บอบบาง ในปี 2550 เกิดพายุครั้งใหญ่บนดาวอังคาร ในครั้งนั้นยานสปิริตและยานออปพอร์ทูนิตีที่ปฏิบัติหน้าที่อยู่บนดาวอังคารต้องหยุดการทำงานเป็นเวลาหลายสัปดาห์เลยทีเดียว

แม้พายุฝุ่นทำให้การสำรวจของยานบนดาวอังคารต้องหยุดชะงัก แต่ก็เป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นไม่นานนัก การที่พายุดาวอังคารพัดฝุ่นจำนวนมากขึ้นสู่บรรยากาศ ม่านฝุ่นที่หนาทึบก็จะบดบังแสงอาทิตย์ที่จะส่องลงมาถึงพื้นดิน พื้นดินจึงเย็นลง ความร้อนจากพื้นผิวที่เป็นพลังงานขับเคลื่อนพายุก็ลดลง พายุก็จะอ่อนกำลังและสงบลงในที่สุด จึงกล่าวได้ว่าพายุบนดาวอังคารมีกลไกปิดตัวเอง

แม้ปัจจุบันจะยังไม่มีใครเคยไปดาวอังคาร และจะยังไม่มีใครไปในเร็ว ๆ นี้ แต่วันนั้นย่อมมาถึงไม่ช้าก็เร็ว นักวิทยาศาสตร์จึงต้องหาทางรับมือกับฝุ่นบนดาวอังคารเอาไว้เสียแต่เนิ่น ๆ ผู้ออกแบบภารกิจจะต้องหาทางป้องกันมิให้มนุษย์ได้สัมผัสกับฝุ่นโดยตรง แม้ขณะที่ออกไปเดินนอกยานหรือที่พักอาศัยจะสวมชุดอวกาศมิดชิด ไม่มีการสัมผัสโดยตรง แต่เมื่อกลับเข้ามายังตัวอาคารหรือที่พักและถอดชุดออก ก็จะมีโอกาสสัมผัสและสูดฝุ่นที่เกาะมากับชุดนั้นโดยตรง การกำจัดฝุ่นออกจากชุดเป็นเรื่องยากมากเนื่องจากฝุ่นดาวอังคารมีประจุไฟฟ้า จึงเกาะติดกับสิ่งของต่าง ๆ ได้ดี มนุษย์อวกาศในโครงการอะพอลโลที่เคยไปดวงจันทร์ล้วนมีประสบการณ์ตรงในเรื่องนี้ หากจะมีใครต้องไปดาวอังคาร ชุดดาวอังคารจะต้องมีระบบกำจัดฝุ่นที่ดีกว่าเดิม จะต้องมีวิธีคายประจุให้ฝุ่นก่อนดูดออก ห้องกักอากาศที่เป็นประตูสองด้านธรรมดาก็ไม่เพียงพอ จะต้องมีการกำจัดฝุ่นพิษออกจากชุดให้หมดก่อนในห้องนี้ก่อนที่จะก้าวเข้าไปในตัวสถานีแล้วค่อยถอดชุดออก





ภัยอันตรายที่กล่าวมานี้เป็นเพียงภัยที่มาจากฝุ่นดาวอังคารเพียงอย่างเดียวเท่านั้น ยังไม่ได้กล่าวถึงปัญหาด้านอื่นที่มีผลต่อสุขภาพของมนุษย์ที่ไปดาวอังคารด้วย เช่นภาวะสูญเสียกล้ามเนื้อและกระดูกพรุนที่เกิดจากการอาศัยอยู่ในสถานที่แรงโน้มถ่วงต่ำเป็นเวลานาน การต้องได้รับรังสีจากดวงอาทิตย์ที่เข้มข้นกว่า และต้องตากรังสีคอสมิกดาราจักรเป็นเวลานาน ปัญหาเหล่านี้ล้วนแต่เป็นโจทย์ยากที่จะต้องหาทางแก้ไขก่อนที่จะส่งมนุษย์ไปยังดาวเคราะห์สีแดงดวงนี้

ข้อมูลอ้างอิง

●Review of Martian Dust: Composition, Transport, Deposition, Adhesion and Removal
●Potential Health Impacts, Treatments, and Countermeasures of Martian Dust on Future Human Space Exploration
●Martian dust may pose health risk to humans exploring red planet, study finds
●The Fact and Fiction of Martian Dust Storms
Toxic Mars Dust Could Pose Major Health Risks For Future Astronauts
●Toxic Mars: Astronauts Must Deal with Perchlorate on the Red Planet
●To land safely on Mars and the moon, we may need to measure dust