BepiColombo ดูโอยานสำรวจดาวพุธ

Written by CRAFTS, STORIES

เราส่งยานออกไปสำรวจดาวเสาร์บ่อยกว่าสำรวจดาวพุธ ทั้ง ๆ ที่ดาวพุธอยู่ใกล้กว่าโลกมากกว่าถึง 46 เท่า เพราะอะไรทำไมดาวพุธถึงกลายเป็นดาวที่ถูกลืม และทำไมการสำรวจดาวพุธของ BepiColombo ในครั้งนี้ถึงเป็นเรื่องที่น่าสนใจยิ่งนัก

ห่างแค่เพียงเอื้อมมือ แต่มันคือแสนไกล

การเดินทางไปสำรวจดาวพุธนั้นเป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างมาก โดยยานอวกาศต้องสามารถเร่งความเร็วให้ทันดาวพุธที่เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ด้วยความเร็ว 39.03 ถึง 48 กิโลเมตร/วินาที แถมยังต้องลดความเร็วลงเพื่อเข้าสู่วงโคจรให้ได้อีกด้วย แถมอีกปัญหาก็คือชั้นบรรยากาศที่เบาบางของดาวพุธ ทำให้การทำ aerobraking เพื่อชะลอความเร็วของยานนั้นเป็นไปไม่ได้เลย ซึ่งนั่นทำให้พวกเขาต้องใช้เชื้อเพลิงเป็นจำนวนมากเมื่อเทียบกับภารกิจสำรวจดาวเคราะห์ดวงอื่น เทียบง่าย ๆ คือออกจากระบบสุริยะยังใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่าเดินทางไปดาวพุธเสียอีก

แผนภาพการเดินทางสู่ดาวพุธของยานมารีเนอร์ 10 – ที่มา JPL

แต่ในการสำรวจดาวพุธนี่แหละที่ทำให้เรามีเทคนิค Gravity Assist ใช้กัน โดยเป็นเครดิตของนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลีชื่อ Giuseppe Bepi Colombo ที่คิดค้นขึ้นมาเพื่อให้ภารกิจมารีเนอร์ 10 สามารถเดินทางไปสำรวจดาวพุธ โดยใช้แรงเหวี่ยงจากดาวศุกร์ช่วยเร่งความเร็วให้ และจากผลงานในครั้งนั้นก็ทำให้ชื่อของเขาถูกนำมาตั้งชื่อยานสำรวจลำนี้ด้วยเช่นกัน

อ่านบทความเจาะลึกโครงการมารีเนอร์ได้ที่นี่

สำหรับยาน MESSENGER ที่ถูกส่งไปโคจรรอบดาวพุธเป็นลำแรกนั้น มันก็ยังคงใช้วิธี Gravity Assist อีกเช่นกัน แต่ที่เพิ่มมาก็คือระยะเวลาที่ต้องใช้ เพราะเทคนิค Gravity Assist สามารถช่วยได้ทั้งเร่งและลดความเร็วของยาน โดยมันถูกปล่อยตั้งแต่ปี 2004 และวนกลับมาโลกเพื่อทำ Gravity Assist 1 รอบ ที่ดาวศุกร์ 2 รอบ และดาวพุธอีก 3 รอบ ก่อนจะจุดเครื่องยนต์เพื่อเข้าสู่วงโคจรรอบดาวพุธในปี 2011

แผนภาพการเดินทางของยาน MESSENGER – ที่มา NASA

แล้วทำไมดาวพุธถึงถูกลืม

อย่างที่บอกว่าการเดินทางไปหาดาวพุธนั้นเป็นเรื่องที่ยาก รวมทั้งเหตุผลที่มันอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากเกินไป การส่งยานไปสำรวจจะต้องมีการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันความร้อนและรังสีอีกมากมาย รวมถึงโอกาสที่จะทำการ Terraforming (แปรสภาพของดาวให้มนุษย์อาศัยอยู่ได้) ดาวพุธนั้นยากมากเมื่อเทียบกับดาวอังคารและแม้แต่ดาวศุกร์ ความสนใจในดาวพุธนั้นพุ่งขึ้นมาเมื่อผลจากการสำรวจของยานมารีเนอร์ 10 ที่ค้นพบชั้นบรรยากาศเบาบางที่เต็มไปด้วยฮีเลียมเป็นส่วนประกอบหลัก รวมถึงอุณหภูมิที่สุดโต่งของทั้งสองฝั่ง โดยด้านที่หันเข้าดวงอาทิตย์ร้อนถึง 187 °C และด้านที่หันออกหนาวเย็นถึง -183 °C

แต่ถึงอย่างนั้นก็ตาม ข้อมูลจากยานมารีเนอร์ 10 นั้นสามารถถ่ายภาพพื้นผิวดาวพุธได้เพียงแค่ 45% เท่านั้น รวมถึงช่องว่างระหว่างปี 1975 ที่ยานมารีเนอร์ 10 เฉียดใกล้ดาวพุธเป็นครั้งสุดท้าย จนถึงปี 2011 ที่ยาน MESSENGER เข้าสู่วงโคจรรอบดาวพุธนั้นนานกว่าโครงการกระสวยอวกาศเสียอีก ความสนใจที่น้อยนิดนี้อาจเป็นเพราะสภา Congress ไม่คิดว่าภารกิจเดินทางไปยังดาวพุธนั้นมีความจำเป็นแต่อย่างไร เนื่องจากพวกเขาจะเป็นคนอนุมัติงบประมาณให้กับภารกิจต่าง ๆ และหน่วยงานของนาซ่าเองก็ต้องรังสรรค์ภารกิจขึ้นมาเพื่อประโยชน์สูงสุดต่อเม็ดเงินที่ได้รับ และต้องให้ Congress อนุมัติด้วย

จริง ๆ แล้วดาวพุธไม่ได้ถูกลืมหรอกนะ แค่เงินมันปลูกขึ้นบนต้นไม้ไม่ได้ นาซ่าเองก็ต้องเจียดกันทุกดอลล่าร์เหมือนกัน โดยก็มีการสำรวจจากหอดูดาวบนโลก เช่นกล้อง Arecibo ที่ใช้เรดาร์ทำแผนที่บนดาวได้ครบ 100% ก่อนหน้าที่ MESSENGER จะทะยานขึ้นจากฐานปล่อยเสียอีก (แต่ความละเอียดก็คนละชั้นกัน) และยังมี

ขั้วเหนือของดาวพุธ จากเรดาร์ของ Arecibo – ที่มา J. Harmon, P. Perrilat, and M. Slade

BepiColombo คืออะไร

BepiColombo คือยานสำรวจสองลำจากความร่วมมือขององค์การอวกาศยุโรป (ESA) กับญี่ปุ่น (JAXA) ที่มีกำหนดปล่อยในเดือนตุลาคม 2018 เพื่อเดินทางไปสำรวจสนามแม่เหล็ก ชั้น Magnetosphere และส่วนประกอบภายในของดาวพุธ ซึ่งมันจะประกอบไปด้วย Mercury Transfer Module ที่ใช้ในการเดินทางไปยังดาวพุธ Mercury Planetary Orbiter ที่จะเป็นยานโคจรของยุโรปและ Mercury Magnetospheric Orbiter ของญี่ปุ่นที่จะสำรวจ Magnetosphere ในวงโคจรรอบนอก ทั้งสองลำมีอายุการใช้งาน 1 ปีและพร้อมต่ออายุใช้งานได้อีก 1 ปี ซึ่งคาดการณ์กันว่าทั้งสองลำจะเข้าสู่วงโคจรของดาวพุธในวันที่ 5 ธันวาคม 2025 นี้

ภาพจำลองของ BepiColombo ที่ประกอบไปด้วย Mercury Planetary Orbiter ในด้านซ้ายสุดและ Mercury Magnetospheric Orbiter ที่กำลังถูกปล่อย – ที่มา NASA

ภารกิจของมันโดยคร่าวได้แก่

  • ศึกษาที่มาและพัฒนาการของดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์ (ดวงอาทิตย์)
  • ศึกษาส่วนประกอบของดาวพุธ ข้อมูลทางธรณีวิทยา และการเปลี่ยนแปลงของมัน
  • สำรวจชั้นบรรยากาศของดาวพุธแบบละเอียด
  • สำรวจชั้น Magnetosphere และต้นกำเนิดของสนามแม่เหล็กของดาวพุธ
  • ยืนยันทฤษฏีสัมพันธ์ภาพทั่วไปของไอนสไตน์ โดยอาศัยเครื่องมือของยานในการวัดค่า

ซึ่งการเดินทางของมันจะมีการบินผ่านโลก 1 รอบ ดาวศุกร์ 2 รอบ และดาวพุธอีก 6 รอบก่อนเข้าสู่วงโคจรรอบดาวพุธ ซึ่งวิธีนี้ก็เคยถูกใช้กับยาน MESSENGER มาก่อนแล้ว เพียงแค่มันจะใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่ามากในการให้ดาวพุธจับมันเข้าสู่วงโคจร ก่อนที่มันจะใช้ ion thruster ค่อย ๆ ปรับวงโคจรให้ได้ตามที่มันต้องการ ในขณะที่ MESSENGER นั้นใช้เครื่องยนต์ขนาดใหญ่ในการเบิร์นเข้าสู่วงโคจร

วงโคจรของ BepiColombo ทั้งสองลำเทียบกับ MESSENGER ของนาซ่า – ที่มา Max Planck Institute for Solar System Research

ยานลงจอดที่ถูกลืม (ลืมจริง ๆ ไม่เหมือนดาวพุธ)

อันที่จริงแล้วภารกิจของ BepiColombo จะต้องมียานลงจอดชื่อ Mercury Surface Element เดินทางไปด้วย โดยมันมีน้ำหนักเพียง 44 กิโลกรัม และถูกออกแบบมาให้ใช้งานได้เพียงแค่ 1 อาทิตย์บนพื้นผิวดาวพุธเท่านั้น โดยมันจะมีกล้องถ่ายภาพขนาดลงจอดและถ่ายภาพพื้นผิวของดาว, X-ray spectrometer, magnetometer, seismometer และก็จะมีรถคันเล็กไปด้วย แต่ทั้งหมดนี้ก็เป็นได้แค่ฝัน เพราะงบประมาณที่จำกัดทำให้ยานลงจอดบนดาวพุธลำนี้ต้องถูกยกเลิกไป

อนาคตหลัง BepiColombo

หลังจากที่สิ้นสุดภารกิจของ BepiColombo เราอาจจะได้เห็นยานลงจอดบนดาวพุธลำแรก รวมทั้งยังเป็นภารกิจการสำรวจดาวพุธภารกิจแรกของรัสเซียอีกด้วย โดยยานลำนี้มีชื่อว่า Mercury-P ซึ่งวางแผนไว้ว่าจะถูกปล่อยหลังปี 2030 เพื่อทำการศึกษาส่วนประกอบและลักษณะทางธรณีวิทยาของดาวพุธ แต่ก็ยังไม่มีข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับมันอีกเลย นอกจากที่เราพอจะรู้ว่ามันจะเป็นยานลงจอด ใช้ ion thruster และตัว P ย่อมาจากคำว่า “posadka” ซึ่งในภาษารัสเซียแปลว่าการลงจอด และหลังจาก Merucry-P ก็ยังไม่มีภารกิจไหนที่ถูกวางแผนจะเดินทางไปยังดาวพุธอย่างจริงจังสักภารกิจหนึ่งเลย

ภาพจำลองการลงจอดของ Mercury-P – ที่มา Russian Space Web

 

“บินไปไกลแค่ไหน เพียงใดก็ไม่สำคัญ กว่าการที่ได้โบยบิน ไปถึงยังไงและที่ไหนมา”

อีกไม่นานแล้วที่ BepiColombo จะได้ลอยล่องไปในอวกาศ เพื่อไขข้อสงสัยอีกมากมายที่เรายังไม่รู้เกี่ยวกับดาวพุธ เพื่อนบ้านใกล้เรือนเคียงที่เราแทบจะไม่เคยจะแวะไปหามัน

 

เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co

อ้างอิง:

Russian Space Web

JHU/APL

ESA

 

Last modified: May 28, 2018

Pichsinee P., I love you forever.