Europa Clipper เป็นยานอวกาศตระกูล Large Strategic Science Mission ของ NASA ที่จะเดินทางไปยังดาวพฤหัสบดีในปี 2030 และมีกำหนดการปล่อยอยู่ในช่วงประมาณวันที่ 10 ตุลาคม 2024 นี้ด้วยจรวด Falcon Heavy ซึ่งภารกิจดังกล่าวนับเป็นความหวังของการสำรวจดาวพฤหัสบดียุคใหม่ ที่จะช่วยวางรากการศึกษาวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ (Planetary Science) ในอีกกว่า 50 ปีข้างหน้า ซึ่งภารกิจนี้มีมูลค่ามากกว่า 5 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ หรือมากกว่าหนึ่งแสนเจ็ดหมื่นสามพันล้านบาท เป็นหนึ่งในภารกิจที่มีมูลค่ามากที่สุดในปัจจุบัน
เราเคยพาทุกคนไปเยี่ยมชมยาน Europa Clipper ในบทความ เยือน NASA Jet Propulsion Laboratory จากห้องควบคุม สู่โรงเก็บโรเวอร์
ในช่วงเดือนพฤษภาคม 2024 ที่ผ่านมา ยาน Europa Clipper ได้ถูกเคลื่อนย้ายจากห้องประกอบของ Jet Propulsion Laboratory หรือ JPL ไปยัง ห้องประกอบในขั้นสุดท้าย Payload Hazardous Servicing Facility ของ NASA Kennedy Space Center ณ แหลมคะเนอเวอรัล เพื่อเตรียมพร้อมการปล่อยในเดือนตุลาคม โดยได้มีการติดตั้งอุปกรณ์ในส่วนท้าย ๆ เช่น แผง Solar Arrays ขนาดใหญ่ และเตรียมการทดสอบขั้นสุดท้ายสำหรับการปล่อย
อย่างไรก็ตาม ในเดือนมิถุนายน 2024 มีรายงานเป็นข่าวกันมาอย่างหนาหูว่า Europa Clipper นั้นประสบปัญหา “ฮาร์ดแวร์ไม่ตรงเสป็ค” หลังจากที่ทีมวิศวกรของ JPL ได้พูดคุยกับวิศวกรดาวเทียมว่าตัว “Transistor” ที่ใช้กับยาน Europa Clipper นั้น ต่ำกว่าเกรดที่กำหนดโดยกองทัพอวกาศสหรัฐฯ (Military Space Grade) ทำให้อาจไม่สามารถรองรับการทำงานในสภาพแวดล้อมที่เต็มไปด้วยรังสีและอนุภาคพลังงานสูงอย่างบนวงโคจรของดาวพฤหัสบดีได้
รายงานดังกล่าวได้ถูกเขียนลงบนเว็บไซต์ Science ในบทความ Vulnerable transistors threaten to upend Europa Clipper mission
ซึ่งในตอนนั้น Europa Clipper กำลังอยู่ในขั้นตอนการเตรียมความพร้อมและอุปกรณ์เกือบทั้งหมดก็ถูกติดตั้งเข้าไปในที่ทางของมันแล้ว และได้มีการซีลปิดบอร์ดหรือแผงวงจรของอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ (Scientific Instrument) บนยานเรียบร้อยแล้วด้วย โดยอุปกรณ์ทั้งหมดจะอยู่ภายใต้แผ่นโลหะ Aluminum-Zinc Alloy หนา 1 เซนติเมตร ที่หวังจะปกป้องชิ้นส่วนอิเล็กโทรนิคสำคัญของตัวยานจากปริมาณของรังสีและอนุภาคพลังงานสูงมหาศาลบนวงโคจรของดาวพฤหัสบดี
ตัวอุปกรณ์ที่มีปัญหานี้มีชื่อว่า Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors หรือ MOSFET ซึ่งเป็นอุปกรณ์ Transistor Gate รูปแบบหนึ่งที่อาศัยความแรงหรืออ่อนของสนามไฟฟ้าในการควบคุม Gate โดยเราอาจมองได้ว่ามันเป็น Switch เปิดและปิดรูปแบบหนึ่ง เป็นอุปกรณ์ที่เรามักจะพบเห็นได้โดยทั่วไปบน Board เครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ โดยอุปกรณ์ตัวนี้กระจายอยู่ในทั่ว Logic Board ของยาน Euora Clipper เช่นกัน
MOSFET ที่มีปัญหานี้ผลิตโดยบริษัท Infineon Technologies ซึ่งก็นับว่าเป็นบริษัทใหญ่ มีการส่งมอบสินค้าตระกูล Semiconductor ต่าง ๆ ไปทั่วโลก และถูกเลือกใช้โดยผู้ผลิตฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์และเครื่องใช้ไฟฟ้าทั้งในระดับอุตสาหกรรมและทางการทหาร ไปจนถึงระดับการสำรวจอวกาศ
และเหมือนกับอุปกรณ์ไฟฟ้าทุกชิ้น อุปกรณ์พวกนี้จะมีระดับของรังสี หรือ Radiation ที่มันสามารถรับได้และทำงานได้เป็นปกติและไม่พังไปเสียก่อน โดยเฉพาะในงานอวกาศสิ่งนี้สำคัญมาก ซึ่งก็จะต้องมีการยืนยันหรือทดสอบว่าอุปกรณ์เหล่านี้นั้นเป็น Military Space Grade จริง ๆ
จนวันที่ 9 กรกฎาคม Shannon Fitzpatrick ผู้เป็น Associate Director of Planetary Science Flight Programs ของ NASA ได้ออกมาเปิดเผยเรื่องนี้กับ Planetary Science Advisory Committee ซึ่งเป็นคณะกรรมการอิสระที่ตรวจสอบการทำงานด้านภารกิจสำรวจอวกาศของ NASA บอกว่า วิศวกรได้พบว่า MOSFET ที่ได้รับจากบริษัท Infineon Technologies นั้น สามารถทนต่อรังสีได้ต่ำกว่าที่ควรจะเป็นจริง ๆ
หลังจากที่มีข่าวนี้ออกมา NASA ก็ได้ออกมาประกาศ NASA Continues Assessing Electrical Switches on Europa Clipper เมื่อวันที่ 11 กรกฎาคม 2024 บอกว่าปัญหาดังกล่าวนั้นเกิดขึ้นจริง และได้มีการสั่งให้ทดสอบและประเมินคุณสมบัติของ Transistor เหล่านี้ในห้องแล็บต่าง ๆ ของ NASA ตั้งแต่ที่ Jet Propulsion Laboratory หรือ JPL ไปจนถึงหน่วยงานที่เกี่ยวข้องและร่วมสร้างได้แก่ Johns Hopkins Applied Physics Laboratory หรือ APL และ NASA’s Goddard Space Flight Center และคาดหวังว่าจะมีผลการตรวจสอบออกมา
หลังจากที่ข่าวนี้ถูกเผยแพร่ออกมาในวงกว้างเรียกได้ว่า ก็เกิดคำถามขึ้นมากมายว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรตั้งแต่แรก รวมถึงจะส่งผลกระทบต่อการปล่อยยาน Euorpa Clipper หรือไม่ Jeff Frost จาก Space News ซึ่งกำลังเข้าร่วมงาน COSPAR 2024 ในเมืองปูซาน เกาหลีใต้ ได้สัมภาษณ์ Nicky Fox ผู้เป็นผู้ช่วยผู้อำนวยการ NASA ฝ่ายภารกิจด้านวิทยาศาสตร์ ซึ่งกำลังร่วมงานอยู่พอดี โดย Fox กล่าวว่า NASA จะดำเนินการตรวจสอบต่อไป และยังไม่มีการตัดสินใจต่อช่วงเวลาการปล่อยยานที่จะเกิดขึ้นในเดือนตุลาคมนี้ ซึ่งการสัมภาษณ์ดังกล่าวได้ถูกรายงานไว้ในบทความ NASA science head optimistic Europa Clipper launches on schedule และ NASA ประเมินว่าผลการตรวจสอบจะได้ในช่วงปลายเดือนกรกฎาคม 2024
จนกระทั่งจนถึงวันที่เรารายงานนี้ 17 สิงหาคม 2024 ซึ่งเป็นเวลาน้อยกว่า 2 เดือนก่อนวันปล่อย NASA ก็ยังคงเงียบและไม่ได้ออกมามีถ้อยแถลงต่อกรณีดังกล่าวอยู่ โดยหาก NASA ตัดสินใจเลื่อนการปล่อยจริง ก็ถือว่าเป็นงานช้างพอสมควรโดยมีสองความเป็นไปได้ก็คือ NASA ต้องรอผลทดสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์อิเล็กโทรนิคบน Europa Clipper จะทำงานได้ ถ้าไม่ได้มีผลกระทบอะไรหรือมีวิธีแก้ไขฮาร์ดแวร์ด้วยซอฟแวร์ (อีกแล้ว) ก็ไม่ติดอะไร หรืออีกทางก็คือรื้ออุปกรณ์ทั้งหมดออกมาเปลี่ยนชิ้นส่วนที่มีปัญหาแล้วประกอบกลับเข้าไปใหม่ (ซึ่งน่าจะยากมาก) โดยหากเกิดสองเหตุการณ์นี้ขึ้น แปลว่า Europa Clipper ไม่น่าจะปล่อยทันปลายปี 2024 และอาจจะได้ปล่อยอีกที ในปี 2026
สาเหตุที่ต้องเลื่อนยาว 2 ปีก็เพราะว่าในการปล่อยภารกิจตระกูลสำรวจดาวเคราะห์นั้นต้องรอให้ดาวเคราะห์มาเรียงตัวกันตามวงโคจรที่ออกแบบไว้ ซึ่ง Europa Clipper นั้น ได้วางแผนการใช้วงโคจรและทิศทางการเคลื่อนที่ที่ซับซ้อนมากที่สุดรูปแบบหนึ่ง เนื่องจากมันจะต้องทำ Gravity Assist โดยการใช้แรงโน้มถ่วงของดาวอังคารและโลกในการช่วงเหวี่ยงตัวเองไปยังดาวพฤหัสบดี เพื่อเก็บตุนเชื้อเพลิงไว้สำหรับภารกิจอันยาวนานในการเข้าสู่วงโคจรของดาวพฤหัสบดี และวงโคจรของดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดีตามลำดับ มวลของตัวยานมากกว่า 6 ตันนี้ ทำให้การเดินทางของมันจำเป็นต้องใช้จรวดขนาดใหญ่อย่าง Falcon Heavy ด้วยเช่นกัน
สุดท้าย ก็คงต้องรอกันต่อไปว่า NASA จะมีท่าทีอย่างไรต่อปัญหา MOSFET นี้ แต่ที่แน่ ๆ ปัจจุบัน NASA ยังคงดำเนินแผนการณ์ในส่วนอื่น ๆ เช่น การติดตั้งอุปกรณ์ในขั้นสุดท้าย หรือการตัดตั้งแผง Solar Array ต่อไป
ดาวพฤหัสบดีนั้น จัดว่าเป็นหนึ่งในดาวเคราะห์ที่มีสนามแม่เหล็กแรงที่สุดในระบบสุริยะ เนื่องด้วยขนาดของมัน ซึ่งสนามแม่เหล็กของมันส่งผลให้อนุภาคมีประจุต่าง ๆ เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วและมีพลังงานที่สูง จนเราสามารถเห็นแสงออรอร่าบนดาวพฤหัสบดีได้ด้วยอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่รับคลื่นในย่านที่มันแผ่ออกมา
กล้อง NuSTAR พบ X-ray พลังงานสูงที่สุดเท่าที่เคยพบมาบนดาวพฤหัส
หาก Europa Clipper ไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อทำงานภายใต้สภาวะสุดอันตรายในวงโคจรของดาวพฤหัส ก็เป็นไปได้ว่าตัวยานอาจจะเกิดความเสียหายและส่งผลต่อช่วงเวลาปฏิบัติภารกิจ ที่ NASA วางเอาไว้ว่าอยู่ที่ 4 ปี ซึ่งสุดท้ายตัวเลขนี้ก็จะถูกต่อไปอีกเรื่ิอยจนกว่ายานอวกาศจะไม่ไหวแล้ว เหมือนภารกิจตระกูล Planetary Science ลำก่อน ๆ เช่น Cassini หรือ JUNO
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
