ยานวอยาเจอร์ สองฝาแฝดนักท่องจักรวาล

Written by CRAFTS, STORIES

จากโลกของเราไกลออกไปประมาณ 21,000 ล้านกิโลเมตร มียานอวกาศสองลำทำงานมาตั้งแต่ปี 1977 กำลังล่องลอยไปในอวกาศที่ไกลแสนไกล ตามชื่อของมันที่แปลว่านักเดินทางในภาษาไทย วอยาเจอร์ทั้งสองลำกำลังเดินทางออกไปในที่ ๆ ไม่เคยมีใครไปมาก่อน

จะ 41 ปีแล้วนะ

ปี 1977 นอกจากจะเป็นปีที่ภาพยนตร์ Star Wars เข้าฉายครั้งแรกและปีที่เปเล่แขวนสตั๊ดจากวงการฟุตบอลแล้ว ยังเป็นปีที่ยานอวกาศขนาดใหญ่พอ ๆ กับรถคันหนึ่งจำนวน 2 ลำได้ออกเดินทางสำรวจอวกาศครั้งใหญ่ โดยนี่คือโอกาสครั้งเดียวในรอบ 175 ปีที่ดาวเคราะห์ชั้นนอกจะมาเรียงตัวอยู่ในฝั่งเดียวกันของดวงอาทิตย์ ซึ่งทำให้การเดินทางไปสำรวจครบทุกดวงนั้นเป็นไปได้ โดยอาศัยเทคนิค Gravity Assist ซึ่งถูก คิดค้นโดยคุณ Giuseppe Bepi Colombo และได้ทดลองกับภารกิจมารีเนอร์ 10 ในปี 1973 มาแล้ว

เจาะลึกโครงการมารีเนอร์ นักเดินเรือผู้สำรวจระบบสุริยะ
BepiColombo ดูโอยานสำรวจดาวพุธ 

ถึงแม้ว่าภารกิจที่เดินทางไปสู่ดาวเคราะห์ทั้ง 5 จะเป็นไปได้ในเวลานั้น เรื่องเงินก็ยังเป็นตัวแปรที่สำคัญกว่าโอกาสในครั้งนี้ ทำให้นาซ่าอนุมัติงบประมาณสำหรับการสำรวจดาวพฤหัสและดาวเสาร์แบบเจาะลึกเท่านั้น ซึ่งทั้งสองดวงก็กลายมาเป็นภารกิจหลักของยานอวกาศทั้งสอง พร้อมกับออปชั่นต่อขยายได้หากยานยังไม่มีปัญหาอะไรหลังจากผ่านดาวเสาร์ไปแล้ว

การเรียงตัวของดาวเคราะห์ชั้นนอกที่ในชั่วชีวิตคน ๆ นึงจะได้เจอแค่ครั้งเดียวเท่านั้น – ที่มา NASA

การเดินทางของนักเดินทาง

บนฐานปล่อยที่ 41 ของแหลมคาเนเวอรัลในเช้าวันที่ 20 สิงหาคม 1977 วอยาเจอร์ 2 ได้บอกลาบ้านเกิดของมันเป็นครั้งสุดท้าย ก่อนที่วอยาเจอร์ 1 จะเดินทางตามไปในวันที่ 5 กันยายน 1977 โดยใช้เส้นทางที่สั้นและเร็วกว่า ก่อนที่มันจะมาถึงดาวพฤหัสในวันที่ 5 มีนาคม 1979 และดาวเสาร์วันที่ 12 พฤศจิกายน 1980 ในขณะที่วอยาเจอร์ 2 เดินทางมาถึงดาวพฤหัสในวันที่ 9 กรกฏาคม 1979 และดาวเสาร์วันที่ 25 สิงหาคม 1981

หลังจากศึกษามาจากกว่า 10,000 เส้นทาง ทีมงานของ JPL ก็ได้เลือกเส้นทางที่เหมาะกับยานแต่ละลำออกมา โดยวอยาเจอร์ 1 หลังจากผ่านดาวพฤหัสกับดาวเสาร์ไปแล้ว มันจะออกเดินทางไปเฉียดใกล้ดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์ ซึ่งก็ต้องแลกกับการถูกบิดวิถีโคจรให้บินไปทางเหนือของสุริยวิถี (สุริยวิถีหรือ Ecliptic Plane คือระนาบที่ดาวเคราะห์ส่วนใหญ่โคจรรอบดวงจันทร์ ซึ่งโลกเรานั้นทำมุมเพียง 1° จากระนาบ และดาวเคราะห์ทุกดวงก็โคจรทำมุมไม่เกิน 6°) นั่นแปลว่าวอยาเจอร์ 1 จะถูกเด้งออกจากการสำรวจอื่น ๆ โดยทันที และแผนการสำรวจดาวพลูโตของมันก็ถูกพับเก็บไปในทันที

เส้นทางของวอยาเจอร์ 1 และ 2 – ที่มา NASA

ส่วนวอยาเจอร์ 2 นั้นจะบินผ่านดาวเสาร์ในระยะที่สามารถทำ Gravity Assist ให้เดินทางไปต่อดาวยูเรนัสได้ และทีมงานของ JPL ก็ต้องมานั่งประเมินอุปกรณ์และความพร้อมต่าง ๆ ซึ่งถ้าหากสามารถไปต่อได้ก็จะได้รับงบเพิ่มจากนาซ่าเพื่อมาสนับสนุนการปฏิบัติภารกิจ แน่นอนว่าวอยาเจอร์ 2 นั้นได้ต่อภารกิจในการสำรวจดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน และตราบจนปัจจุบันก็ยังคงเป็นยานลำเดียวที่ได้เฉียดเข้าไปใกล้ดาวเคราะห์ทั้งสอง แต่เชื่อไหมว่าชะตากรรมของวอยาเจอร์ 2 นั้นเกือบจบลงที่ดาวเสาร์เหมือนฝาแฝดของมันแล้ว เมื่อระหว่างสำรวจดาวเสาร์อยู่แล้วกล้องบนยานก็ดันไม่ตอบสนองไปซะดื้อ ๆ เล่นเอาวิศวกรต้องวุ่นแก้ปัญหากันพักใหญ่ ก่อนที่จะรู้ว่าสาเหตุมาจากการโหมกระหน่ำใช้งานกล้องมากเกินไปในภายหลัง

หลังจากภารกิจสุดท้ายในการสำรวจดาวเคราะห์ของยานทั้งสองจบลง วอยาเจอร์ทั้งคู่ต่างมุ่งหน้าก็ไปคนละทาง โดดยวอยาเจอร์ 1 อยู่เหนือระนาบสุริยวิถีถึง 35° และกำลังเดินทางออกไปเรื่อย ๆ ที่ความเร็วประมาณ 17 กิโลเมตรต่อวินาที ในขณะที่วอยาเจอร์ 2 นั้นดำดิ่งลงใต้ระนาบไปถึง 48° ที่ความเร็วประมาณ 16 กิโลเมตรต่อวินาที

วอยาเจอร์ขนอะไรไปบ้าง

วอยาเจอร์ทั้งสองลำนั้นเป็นยานที่เหมือนกันเปี๊ยบ และมีอุปกรณ์ที่สามารถทำการทดลองได้ถึง 10 แบบด้วยกัน ประกอบไปด้วยกล้อง เซนเซอร์อินฟาเรดและอัลตราไวโอเลต เครื่อง Magnetometer อุปกรณ์ตรวจจับพลาสมา รังสีคอสมิส และอนุภาคประจุไฟฟ้า

อุปกรณ์ต่าง ๆ บนยานวอยาเจอร์ – ที่มา NASA

เหตุผลที่วอยาเจอร์ไม่ขนแผงโซล่าเซลไปก็เพราะมันจะต้องเดินทางออกไปไกลจากดวงอาทิตย์มาก ๆ ทำให้มันต้องใช้ RTG ซึ่งแปลงพลังงานที่มาจากการคายความร้อนของพลูโตเนียมมาใช้ให้พลังงานกับตัวยาน ซึ่งในปัจจุบันพลังงานบนวอยาเจอร์ทั้ง 2 ก็ค่อย ๆ หมดลงไปหลังจากใช้งานมากว่า 40 ปีแล้ว และคาดว่าในปี 2025-2030 เสียงสุดท้ายที่แสนแผ่วเบาจากวอยาเจอร์จะส่งกลับมา แทนคำบอกลาบ้านเกิดครั้งสุดท้ายของมัน เพราะหลังจากนี้แล้ววอยาเจอร์จะไม่เหลือพลังงานที่จะทำอะไรอีกต่อไปแล้ว แต่ยังคงล่องลอยต่อไปเป็นเหมือนเครื่องบินกระดาษ (ไม่ใช่ละ)

Image result for golden record

Golden Record แผ่นเสียงจากโลกที่เดินทางสู่ช่องว่างระหว่างดวงดาว – ที่มา NASA

อีกหนึ่งชิ้นที่ลืมไม่ได้เลยก็คือ Golden Record แผ่นเสียงทองคำที่บันทึกคำทักทายจากมนุษยชาติเอาไว้ เพื่อหวังว่าสักวันจะมีใครสักคนที่พบเจอมัน โดยในนั้นมีทั้งภาพและเสียงต่าง ๆ จากโลก และแน่นอนว่าคำทักทายจากชาวไทยก็อยู่ใน Golden Record นี้ ซึ่งเป็นเสียงของคุณ Ruchira Mendiones พูดว่า

“สวัสดีค่ะ สหายในธรณีโพ้น พวกเราในธรณีนี้ขอส่งมิตรจิตมาถึงท่านทุกคน”

นอกจากคำทักทายแล้ว ภาพของชายชาวไทยที่นั่งแกะสลักช้างกับภาพสะพานพุทธในวันที่รถติดก็เดินทางไปกับยานวอยาเจอร์ด้วยเช่นกัน ซึ่งก็หมายความว่าปัญหารถติดในไทยนั้นเป็นมานานกว่า 40 ปีแล้ว (หัวเราะทั้งน้ำตา)

สงสัยกันใช่มั้ยว่าทำไมพูดขนาดนี้แล้วยังไม่เอารูปมาลง เหตุผลง่าย ๆ เลยครับ ภาพมันติดลิขสิทธิ์  – -” (แต่ไปดูที่นี่ได้อยู่นะ)

สำหรับอุปกรณ์ต่าง ๆ บนยานวอยาเจอร์นั้นสามารถไปลองเล่นได้ที่เว็บของนาซ่า ซึ่งคุณสามารถทัวร์ดูรอบยานได้แบบ 3 มิติเลย

วอยาเจอร์เจออะไรในดาวเคราะห์

มาดูกันว่าในการเดินทางของมันวอยาเจอร์ได้เจออะไรบ้างที่สำคัญ ๆ จากเป้าหมายหลักทั้ง 2 ดวงและภารกิจต่อขยายอีก 2 ดวง

ดาวพฤหัสThe Great Red Spot photographed during the Voyager 2 flyby of Jupiter
  • ดวงจันทร์ใหม่ 3 ดวง ได้แก่ Adrastea, Metis และ Thebe
  • วงแหวนของดาวพฤหัส
  • ความแปรปรวนในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัส
  • ภูเขาไฟที่ปะทุบนดวงจันทร์ไอโอ
  • ร่องรอยของน้ำใต้แผ่นน้ำแข็งบนดวงจันทร์ยูโรปา (ซึ่งก็เป็นการปูทางให้กับการค้นพบครั้งล่าสุดของดวงจันทร์ยูโรปา อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่)
ดาวเสาร์

Voyager 2 Saturn approach view

  • ดวงจันทร์ใหม่ 3 ดวง ได้แก่ Atlas, Pandora และ Prometheus
  • ความซับซ้อนในระบบวงแหวนของดาวเสาร์ (อ่านบทความเจาะลึกวงแหวนดาวเสาร์ได้ที่นี่)
  • ดวงจันทร์ไททันที่มีชั้นบรรยากาศเต็มไปด้วยไนโตรเจน และฝนตกเป็นมีเทน
  • ความเปลี่ยนแปลงบนพื้นผิวดวงจันทร์เอนเซลาดัส
ดาวยูเรนัส

Departing image of crescent Uranus

  • ดวงจันทร์ใหม่ 10 ดวง และพบเพิ่มอีก 1 ดวงจากการศึกษาภาพถ่ายในภายหลัง
  • สนามแม่เหล็กบนดาวยูเรนัส
  • วงแหวนของดาวยูเรนัสนั้นแตกต่างจากของดาวพฤหัสและดาวเสาร์
ดาวเนปจูน

Neptune and Triton three days after Voyager's flyby

  • ดวงจันทร์ใหม่ 6 ดวง ได้แก่ Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa และ Proteus
  • Great Dark Spot ขนาดใหญ่เท่ากับโลก
  • ลมพัดแรงที่สุดในระบบสุริยะ ด้วยความเร็ว 2,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

ผลงานของวอยาเจอร์

และนี่คือผลงานความขิงของยานอวกาศสองลำนี้

ยานอวกาศลำแรกที่สำรวจดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน (วอยาเจอร์ 2)

ยานอวกาศที่ไกลจากโลกมากที่สุด (วอยาเจอร์ 1)

ยานอวกาศที่ปฏิบัติการยาวนานที่สุด (วอยาเจอร์ 2)

ยานอวกาศลำแรกที่เดินทางสู่ช่องว่างระหว่างดวงดาว (วอยาเจอร์ 1)

นอกจากที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว ผู้เขียนนั้นอยากจะนำเสนอภาพถ่ายสองภาพนี้ที่ถ่ายจากยานวอยาเจอร์ 1 เหมือนกันทั้งคู่ ต่างก็เพียงแค่ภาพแรกนั้นคือจุดเริ่มต้นของทุกสิ่งทุกอย่าง ภาพนั้นคือวันแรกที่วอยาเจอร์หันกลับมามองบ้านของมันในปี 1977 ส่วนอีกภาพนึงนั้นเป็นระยะเวลาห่างกันเพียง 13 ปี แต่ภาพนี้คือภาพสุดท้ายจริง ๆ แล้วของทั้งภารกิจนี้ ภาพที่มี Pale Blue Dot อยู่เป็นจุดเล็ก ๆ ขนาดยังไม่เท่ากับพิเซลบนหน้าจอที่คุณกำลังอ่านบทความนี้เลยด้วยซ้ำ มันคือสองภาพที่แสดงให้เห็นความยิ่งใหญ่ของจักรวาล และสิ่งที่ยิ่งใหญ่กว่านั้นก็คือความฝันของเรา ที่ส่งให้วอยาเจอร์ ยานอวกาศลำเล็ก ๆ จากดาวเคราะห์ดวงน้อย ๆ ออกเดินทางไปที่สุดขอบระบบสุริยะได้

Earth-Moon System

ภาพของโลกกับดวงจันทร์ และยังเป็นภาพแรกที่ถ่ายจากยานวอยาเจอร์ 1 – ที่มา NASA

ภาพรวมญาติชาวดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ ซึ่งเป็นภาพสุดท้ายจากกล้องของยานวอยาเจอร์ 1 – ที่มา NASA

และหลังจากภาพถ่ายครอบครัวภาพนี้เสร็จสมบูรณ์ ซอฟท์แวร์สำหรับถ่ายรูปก็ถูกลบออกจากบนยานวอยาเจอร์ทั้งสองเพื่อประหยัดพลังงาน จนถึงวันนี้ก็เป็นเวลากว่า 28 ปีแล้วที่วอยาเจอร์ทั้งสองมองไม่เห็นอะไรเลย

แต่อยู่ตรงนี้นานกว่านี้จะได้ไหม?

Image result for voyager

เวลาของวอยาเจอร์เหลือไม่มากแล้ว – ที่มา NASA

แม้จะยังคงส่งสัญญาณกลับมายังโลกได้อยู่เรื่อย ๆ รวมกับความพยายามในการประหยัดพลังงานบนยานมาตลอด 20-30 ปีที่ผ่านมา วันที่วอยาเจอร์ 1 และ 2 จะหมดเรี่ยวแรงก็จะยังคงมาถึงในอนาคตอันใกล้นี้ ความพยายามต่อเวลานาทีสุดท้ายครั้งล่าสุดเกิดขึ้นในเดือนธันวาคม 2017 ที่ผ่านมา เมื่อทีมงานได้ทดลองจุดระบบขับดันบนยานวอยาเจอร์ 1 เป็นครั้งแรกในรอบ 37 ปี (ลองนึกภาพจอดรถทิ้งไว้ 37 ปี แล้ววันนึงครึ้มใจไปสตาร์ทเครื่องดู) เพื่อต่ออายุให้ยานสามารถหันจานส่งสัญญาณกลับมายังโลกได้อีกอย่างน้อย 2-3 ปีต่อจากนี้

สัญญาณเฮือกสุดท้ายจากสองฝาแฝดนี้ถูกคาดไว้ว่าจะถูกส่งกลับมาในปี 2025 ก่อนที่ยานทั้งสองจะหลับไหลไปตลอดกาล บนการเดินทางที่ไม่มีที่สิ้นสุดนี้ แม้จะไม่มีวันติดต่อกลับมาอีกแล้ว และข้อความสุดท้ายที่เราบอกลามันก็คือ “พวกเราทุกคนอยู่ข้างหลังที่ตรงนี้ และตรงข้างหน้านั้นคือทุกสิ่งทุกอย่างที่รออยู่” ซึ่งถูกส่งไปที่ยานในวันที่ 5 กันยายน 2017 ที่ผ่านมา

สุดท้ายนี้ยานวอยาเจอร์ทั้งสองจะกลายมาเป็นตำนานให้เราได้เล่าขานกันไปอีกนานแสนนาน และอีกหลายคนจะต้องอิจฉาพวกเราที่ได้เกิดและมีชีวิตทันเห็นยานทั้งสองนี้ทำงานอยู่ เพราะสำหรับใครอีกหลายคน แม้ทั้งชั่วชีวิตของเขาก็ไม่มีโอกาสได้เห็นยานอวกาศลำไหนที่เป็นที่สุดเหมือนวอยาเจอร์อีกแล้ว

 

เรียบเรียงโดยทีมงาน SPACETH.CO

อ้างอิง

JPL Fact Sheet

JPL Mission Timeline

NSSDCA

Last modified: May 25, 2018

Pichsinee P., I love you forever.