InSight ยานอวกาศนักธรณีวิทยา สรุปทุกข้อมูล

Written by CRAFTS

หลังจากที่ถูกเลื่อนมาจากกำหนดการเดิมที่ควรจะถูกปล่อยในปี 2016 ยาน InSight ก็เริ่มต้นการเดินทางสู่ดาวอังคารของมัน ยานอวกาศหนัก 300 กว่ากิโลกรัมนี้ ถูกออกแบบโดยบริษัท Lockheed Martin และจะถูกส่งสู่ดาวอังคารโดยจรวด Atlas V ของ ULA ซึ่งก็เป็นบริษัทที่เป็นความร่วมมือระหว่าง Boeing และ Lockheed Martin เช่นกัน 

ยาน InSight ขณะสร้าง ที่มา – NASA/JPL

สำหรับโครงการ InSight นี้ถูกริเร่ิมมาตั้งแต่ปี 2010 มันได้ถูกเลือกจากโครงการ ทั้งหมด 28 โครงการให้เหลือเป็น 1 ใน 3 และสุดท้ายโครงการ InSight ก็ได้รับการคัดเลือกจากการปัดโครงการ TiME โครงการส่งทุ่นลอยน้ำไปลอยที่ดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์ และโครงการ CHopper ที่จะทำการลงจอดและโคจรสลับกันไปบนดาวหาง

เดิมทีนั้นยาน InSight ไม่ได้ชื่อว่า InSight แต่ชื่อว่า GEMS ที่ย่อมาจาก Geophysical Monitoring Station แต่ท้ายที่สุดก็ถูกเปลี่ยนเป็น InSight ในปี 2012 ซึ่งชื่อของมันก็ย่อมาจาก Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport

ยานอะไรไม่มีล้อ

หากเราพูดถึงยานอวกาศที่ไปลงจอดบนดาวอังคาร นี่ก็คงเป็นยานที่ทุกคนนึกถึง ใช้แล้ว มันต้องมีล้อ ใช้วิ่งไปมาเพื่อดูหินในบริเวณต่างๆ แต่ว่า ทำไมยาน InSight มันไม่มีล้อละ งง ไม่ต้องแปลกใจเลยว่าทำไมมันถึงไม่มีล้อ

สำหรับยานอวกาศแบบมีล้อเราจะเรียกว่า Rover ส่วนยานที่ทำการลงจอดเช่นนี้จะเรียกว่า Lander ยาน InSight นี้เป็น Lander มีจุดประสงค์หลักเพื่อวัดแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหว ถ้ามันวิ่งไปมา แรงสั่นสะเทือนจากการเคลื่อนที่ของมันเองนั่นแหละจะรบกวนการทำงานของอุปกรณ์ อีกทั้งการเคลื่อนที่ไปมานั้นเสียเวลามาก ต้องหยิบอุปกรณ์วัดแรงสั่นสะเทือนแล้วย้ายไปมา ไม่มีค่อยเหมาะกับภารกิจ ยานนี้จึงต้องอยู่เฉยๆ ทำหน้าที่เปรียบเสมือนหูที่รอรับฟังแรงสั่นสะเทือนของดาวอังคาร เราไม่รู้หรอกว่าจะมีแรงสั่นสะเทือนหรือเปล่า และ จะมีเมื่อไร ต้องอดทนและนั่งอยู่นิ่งๆ และ ฟังเท่านั้นแหละ

Image result for spirit nasa

ยานชุด MER หรือ Mars Exploration Rover ที่ถูกส่งไปในปี 2003 ที่มา – JPL/NASA

อันที่จริงยานอวกาศหลายลำที่ทำการสำรวจดาวอังคารก็ถูกออกแบบมาให้เป็นยานแบบ Lander หรือลงจอด สำหรับยาน InSight นั้นก็เป็นยานแฝดของยาน Phoenix Lander ที่ถูกส่งไปสำรวจดาวอังคารในปี 2007 หนึ่งในเหตุผลที่ InSight ถูกถอดแบบมาจากยาน Phoenix ก็เพราะว่า NASA ไม่ต้องการเสี่ยงกับการออกแบบทั้งวิธีการส่งสัญญาณ นำทาง และการลงจอดแบบใหม่ ที่ยังไม่เคยผ่านการใช้งานจริงมาก่อน

ยาน Phoenix ที่มาพร้อมกับอุปกรณ์ตัดดินจากดาวอังคาร ที่มา – NASA/JPL

เหตุผลนี้ก็ทำให้ยาน Rover รุ่นใหม่ ที่ชื่อว่า Mars 2020 ก็ถูกออกแบบให้เหมือนกับยาน Curiousity และจะทำการส่งไปจนถึงลงจอดด้วยวิธีการเดียวกันเป๊ะ ๆ นับว่าเป็นอีกหนึ่งวิธีที่ NASA ใช้ เพื่อลดความเสี่ยงของข้อผิดพลาดที่จะเกิดขึ้น

เป้าหมายการสำรวจ วิวัฒนาการของดาว และปริศนาแผ่นดินไหว

ยาน InSight นั้นมีเพื่อศึกษาเกี่ยวกับกับวิวัฒนาการของดาวอังคาร เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์คาดว่า ตั้งแต่เมื่อ 3 พันล้านปีก่อน พื้นดินของดาวอังคารเคลื่อนไหวน้อยมาก แผ่นดินไหวน่าจะแทบไม่มี ถ้ามีก็ขนาดเล็ก แต่มันก็เป็นเพียงแค่การคาดเดา ถ้าอยากรู้จริงๆ ว่ามีหรือเปล่า ก็ต้องเอาอุปกรณ์วัดแผ่นดินไหวไปตั้งนะสิ นี่ไงถึงมียาน InSight

นอกจากนี้แล้วการศึกษาดาวอังคารยังทำให้เรารู้ว่าในอดีตนั้นโลกเรามีหน้าตาเป็นอย่างไร เนื่องจากโลกมีการเคลื่อนไหวตลอดเวลา แผ่นเปลือกโลกบางส่วนมาชนสร้างภูเขา บ้างก็มุดได้อีกแผ่นและละลายหายไป อีกส่วนหนึ่งก็สร้างขึ้นมาใหม่ ทำให้ทุกอย่างที่เกิดขึ้นเมื่อ 3 พันล้านปีที่แล้วถูกลบทิ้งออกไปหมด ดาวอังคารนี่แหละคือโลกในอดีตเมื่อ 3 พันล้านปีก่อน NASA ได้ระบุอย่างเป็นทางการว่า ยาน InSight นั้นมีจุดประสงค์หลักทางวิทยาศาสตร์อยู่ 2 อย่าง ดังนี้

แก่นของดาวอังคารตามความเข้าใจของนักวิทยาศาสตร์ปัจจุบัน ที่มา – NASA

อย่างแรก เพื่อศึกษาวิวัฒนาการของดาวอังคาร ยานนี้จะช่วยตอบคำถามมากมายเกี่ยวกับภายในของดาวอังคาร อาทิเช่น แกนกลางของดาวอังคารมันหน้าตาเป็นอย่างไร เป็นของแข็งหรือของเหลว หนาเท่าไร ชั้นหินที่เราเห็นบนพื้นดินของดาวอังคารนี้หนาแค่ไหน ข้างในดาวอังคารมันร้อนแค่ไหน ท้ายที่สุดนี้ นักวิทยาศาสตร์ก็จะสามารถนำเรื่องราวแต่ละชิ้นส่วนนี้มาประกอบกัน เพื่อตอบคำถามที่ว่า ในอดีตนั้นดาวอังคารมีหน้าตาเป็นอย่างไร มีวิวัฒนาการเหมือนโลกมากแค่ไหน

นักธรณีวิทยาดาวอังคารเคยสังเกตพบหลักฐานการเกิดแผ่นดินไหว ภาพนี้ถ่ายโดยยาน Mars Reconnaissance Orbiter ในปี 2012 ที่มา – NASA/JPL

อย่างที่สองก็เพื่อศึกษา พื้นดินของดาวอังคารยังมีการเคลื่อนไหวอยู่หรือไม่ ดาวอังคารโดนอุกาบาตชนบ่อยแค่ไหน ยาน InSight จะหาคำตอบโดยกับวัดคลื่นสั่นสะเทือนบนดาวอังคารดูว่าดาวอังคารนั้นมีแผ่นดินไหวบ้างหรือเปล่า ถ้ามี บ่อยแค่ไหน รุนแรงแค่ไหน และ เกิดจากส่วนไหนของดางอังคารบ้าง ที่นี้ละเราจะรู้จริงๆ กันสักทีว่า ดาวอังคารมีแผ่นดินไหวหรือเปล่า

อุปกรณ์ของยาน InSight

บนตัวยาน InSight นั้นมีอุปกรณ์จำนวนมาก ที่มีเพื่อวัดสภาพอากาศ อย่างเช่น ความกดอากาศ อุณหภูมิบนพื้นผิว และ ทิศทางของลม เป็นต้น ในบรรดาอุปกรณ์ทั้งหลายมีอุปกรณ์หลักอยู่ 3 อย่างที่ทำหน้าที่ศึกษาวิวัฒนาการของดาวอังคาร

This artist's concept that depicts NASA's InSight Mars lander fully deployed for studying the deep interior of Mars.

อุปกรณ์บนยาน InSight ที่มา – NASA InSight Mission

อย่างแรกเลยก็คือ SEIS หรือ อุปกรณ์ตรวจวัดแผ่นดินไหวนั่นเอง มันเปรียบเสมือนหูที่ทำหน้าที่ฟังแรงสั่นสะเทือนที่มาจากดาวอังคาร การศึกษาการสั่นสะเทือนนี้จะทำให้เรารู้โครงสร้างภายในของดาวอังคารได้ อุปกรณ์นี้จะถูกหยิบออกมาจากตัวยาน InSight เพื่อวางบนพื้นดินของดาวอังคารโดยตรง นอกจากนี้อุปกรณ์นี้ยังต้องมีที่ครอบอยู่ด้านบนอีกด้วย เพื่อป้องกันแรงสั่นสะเทือนจากลมบนดาวอังคาร ที่จะทำให้การวัดแรงสั่นสะเทือนเป็นได้ยากขึ้นอีกมาก

Testing for Instrument Deployment by InSight's Robotic Arm

SEIS อุปกรณ์วัดแรงสั่นสะเทือนบนยาน InSight  (ที่มา – NASA InSight Mission)

อย่างที่สองคือ HP ยกกำลัง 3 หรือว่า Heat Flow and Physical Properties Probe ครั้งนี้เป็นครั้งแรกที่ยานอวกาศจะมีการเจาะลงไปบนพื้นผิวของดาวดวงอื่น สำหรับอุปกรณ์นี้จะมีการเจาะรูลึกถึง 16 ฟุต หรือว่า กว่า 5 เมตร เพื่อวางหัววัดตัวนี้ มันมีหน้าที่เพื่อวัดความร้อนที่ออกมาจากภายในของดาวอังคาร และ วัดทิศทางการไหลของความร้อนนั้น สิ่งนี้จะทำให้เราได้รู้ว่าภายในของดาวอังคารนั้นเหมือนหรือต่างจากโลกอย่างไรบ้าง ดูเหมือนว่า 5 เมตรนี้จะน้อยนิดเดียว แต่รู้ไหมว่าแค่ลงไป 5 เมตร เราก็รู้สึกถึงการเปลี่ยนแปลงไปของอุณหภูมิได้นะ

This artist's concept that depicts NASA's InSight Mars lander fully deployed for studying the deep interior of Mars.

อุปกรณ์ HP ยกกำลัง 3 ที่มา – NASA InSight Mission

อย่างที่สามก็คือ Rotation and Interior Structure Experiment หรือว่า RISE นั่นเอง อุปกรณ์นี้จะยังคงอยู่บนตัวยาน InSight เอง มีหน้าที่เป็น GPS ความละเอียดสูงนั่นเอง มันจะบอกเราได้เกี่ยวกับการหมุนรอบตัวเองของดาวอังคาร ว่า ในการหมุนแต่ละรอบนั่นมีการแกว่งมากเพียงใด ข้อมูลจะทำให้เรารู้ว่าแกนกลางของดาวอังคารมีส่วนประกอบอะไรบ้าง เป็นของเหลวหรือว่าของแข็ง

This artist's concept that depicts NASA's InSight Mars lander fully deployed for studying the deep interior of Mars.

อุปกรณ์ RISE ที่มา – NASA InSight Mission

การเดินทางสู่ดาวอังคาร

หลังจากที่ยานถูกออกแบบและสร้างขึ้นมา ขั้นตอนการส่งมันไปยังดาวอังคารนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเลย กว่ามันจะเดินทางถึงดาวอังคาร InSight ต้องผ่านขั้นตอนต่าง ๆ ตั้งแต้ขั้น Pre-Launch นี้คือขั้นตอนการเตรียมการบนโลกก่อนการยิง ประกอบด้วย การวางแผน การสร้างยาน และ การขนย้ายยานไปยังฐานปล่อยจรวด

การปล่อยวันที่ 5 พฤษภาคม 2561 เวลา 18:05 น. โดยประมาณ สามารถติดตามได้ Facebook Page ของ SPACETH.CO นี่เป็นครั้งแรกที่ยานอวกาศที่ไปยังดาวเคราะห์อื่นจะถูกยิงจากรัฐแคลิฟอร์เนีย

ยาน InSight บรรจุใน Payload Fairing ของจรวด Atlas V เพื่อทำการปล่อย ที่มา – NASA/VDAFB

เดินทางสู่ดาวอังคารเป็นเวลา 6 เดือน เป็นช่วงเวลาที่ยานอวกาศเดินทางจากโลกไปยังดาวอังคาร ใช้เวลาประมาณ 6 เดือน เป็นช่วงเวลา 60 วันก่อนที่ยานอวกาศจะละลงจอดบนพื้นผิวของดาวอังคาร ทางทีมงานจะต้องมีการตรวจสอบอุปกรณ์และเตรียมความพร้อมสำหรับการลงจอด ก่อนที่มันจะเข้าสู่ช่วง Entry, Descent, and Landing (EDL) เป็นช่วงเวลาการลงจอดโดยจะเคลื่อนผ่านชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร อย่าลืมนะว่าดาวอังคารมีชั้นบรรยากาศถึงแม้ว่าจะค่อนข้างเบาบางเมื่อเทียบกับชั้นบรรยากาศของโลกก็ตาม ช่วงนี้จะใช้เวลาประมาณ 6 นาที

ภาพจำลองการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศดาวอังคาร ที่มา – NASA/JPL

Surface Operations หลังจากที่ยานอวกาศ InSight ได้ลงจอดอย่างปลอดภัยแล้ว มันจะเริ่มปฏิบัติการวัดข้อมูลต่างๆ คาดว่ายานจะทำงานเป็นระยะเวลาอย่างน้อย 30 วัน แต่อาจจะมากกว่านั้นก็ได้ ถ้าดูยาน Spirit และ Opportunity เป็นตัวอย่าง ตั้งใจจะส่งไปปฏิบัติการแค่ 90 วัน แต่ถึงปัจจุบันเป็นระยะเวลากว่า 14 ปี ยังใช้งานได้อยู่เลย ใครจะไปรู้

ภาพจำลองการลงจอดของยาน Phoenix ในปี 2008 ซึ่งจะใกล้เคียงกับการลงจอดของยาน InSight

การสำรวจดาวอังคารหลังยาน InSight

หลังจาก InSight แล้ว ยานอีกสองลำที่กำลังอยู่ในขั้นตอนการวางแผนเพื่อไปสำรวจดาวอังคารคือ ExoMars Rover และ Science Rover 2020 ยานทั้งสองนี่จะทำหน้าที่คล้ายๆ กับ Sprit และ Opportunity นั่นคือ ค้นหาเบาะแสของสิ่งมีชีิวิตบนดาวอังคาร ความแตกต่างก็คือมันจะไปลงจอดในบริเวณที่มีลักษณะต่างกัน เมื่อมองจากภาพถ่ายดาวเทียม เพื่อศึกษา สภาพแวดล้อมที่ต่างกัน

ที่น่าจับตามองที่สุดก็จะเป็นยาน Science Rover 2020 ยานนี้จะทำแท่นเจาะไปด้วย สำหรับเจาะหินที่น่าสนใจออกมา ยานนี้ไม่มีแผนการที่จะทำหินพวกนั้นกลับมายังโลก แต่ในอนาคตอาจจะมียานอีกลำที่มาเพื่อเก็บตัวอย่างหินเหล่านี้กลับมาศึกษายังโลก หากสำเร็จนี่จะเป็นครั้งแรกในกว่า 50 ปี หลังจากโครงการอะพอลโลที่ไปในดวงจันทร์ที่เราจะได้มีตัวอย่างหินเหล่านั้น

Journey to Mars Timeline

ภาพ Timeline การสำรวจดาวอังคารในอนาคต ที่มา – NASA

แต่ว่าการนำหินเหล่านั้นกลับมาไม่ได้ง่ายอย่างที่คิด เราไม่รู้ว่าหินพวกนั้นจะมีเชื้อโรคอะไรหรือเปล่า ขณะนี้ NASA มีความคิดแม้กระทั่งจะในหินไปศึกษาใน สถานทีอวกาศนานาชาติ (International Space Station – ISS) โดยที่จะไม่นำมาไว้บนพื้นผิวโลกนั่นเอง

อนาคตในการสำรวจอวกาศนั้นน่าตื่นเต้นเป็นอย่างมาก เราจะค้นพบอะไรอีก ต้องติดตามในตอนต่อไป

อ้างอิง

NASA InSight Mission

SEIS Instrument on InSight

Last modified: May 11, 2018

Pichsinee P., I love you forever.