ดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ คือ 2 วัตถุที่มนุษย์รู้จักดีที่สุด อันที่จริง มนุษย์เข้าใจว่าวัตถุบนท้องฟ้าสองชิ้นนี้เป็นทรงกลม จึงไม่น่าแปลกที่โลกก็จะมีทรงกลมเช่นเดียวกัน (ก่อนที่มนุษย์จะมาเชื่อเรื่องโลกแบนอีกครั้งในช่วงที่ศาสนามีอิทธิพล) ผู้เขียนได้ลองตั้งคำถามและค้นหาว่า ในเมื่อเรารู้ว่าดวงจันทร์เป็นทรงกลม มีใครเคยตั้งคำถามบ้างหรือไม่ว่า แล้วด้านหลังของดวงจันทร์หน้าตาเป็นอย่างไร แต่ก็ยังไม่เจอเรื่องราวหรือการจดบันทึก แต่ก็มีสิ่งที่น่าสนใจที่ Plutarch นักปราชญ์ชาวกรีก ในช่วง คศ.ที่ 46 ได้ตั้งข้อสังเกตว่า ที่เราเห็นดวงจันทร์สว่างไม่เท่ากันในแต่ละจุด เป็นเพราะว่ามีหลุมที่ยุบลงไป และแสงส่องไปไม่ถึง กล่าวคือ หน้าของดวงจันทร์ไม่ได้สม่ำเสมอกัน
ภาพวาดดวงจันทร์ของกาลิเลโอ
นั่นเป็นข้อสังเกตที่ฉลาดมาก และแม้ว่าในทางยุโรปช่วงยุคกลางจะมีความเชื่อว่า ดวงจันทร์เป็นผิวเรียบเนียนสนิท Galileo กลับใช้กล้องโทรทรรศน์ที่เขาประดิษฐ์ขึ้นส่องไปดูดวงจันทร์แล้วพบว่า บนดวงจันทร์นั้นเต็มไปด้วยหลุมและบ่อมากมาย เหมือนที่ Plutarch เคยตั้งข้อสังเกตไว้นานนับพันปีก่อน หลังจากนั้นก็ได้มีการพยายามทำแผนที่ของหลุมบนดวงจันทร์มาโดยตลอด
เราเรียกศาสตร์ของการทำแผนที่ดวงจันทร์ว่า Selenographica หรือ Selenographic มาจากคำว่า Selene ซึ่งเป็นเทพแห่งดวงจันทร์ หรือเทียบเท่ากับ Lunar นั่นเอง
ด้านเดียวของดวงจันทร์ที่เรารู้จัก
แต่ไม่ว่าจะยังไงก็ตาม เนื่องจากดวงจันทร์นั้นหันด้านเดียวเสมอมายังโลกทำให้เราไม่มีโอกาสศึกษาด้านหลังของดวงจันทร์เลยไม่ว่าจะยังไงก็ตาม เราเรียกปรากฏการณ์แบบนี้ว่า Tidal Lock ปรากฏการณ์นี้ไม่ได้เกิดขึ้นแค่เฉพาะกับดวงจันทร์และโลก แต่ในระบบอื่น ๆ ก็ยังมี Tidal Lock รูปแบบต่าง ๆ ที่น่าสนใจ อย่างดวงจันทร์ Charon ของดาว Pluto ทั้งคู่เป็น Tidal Lock ซึ่งกันและกัน ทำให้ถ้าเราไปอยู่บนดาว Pluto เราจะเห็นดวงจันทร์อยู่ตำแหน่งเดิมบนฟ้าเสมอ และดวงจันทร์จะปรากฏแค่ในฝั่งใดฝั่งหนึ่งของดาวเท่านั้น
ทุกมุมของดวงจันทร์ที่เราสามารถถ่ายได้จากโลก ที่มา – Manuel Castillo Vela / EPOD
ด้วยเหตุนี้เอง เวลานับพันปีแต่กลับทำให้เราทำแผนที่ดวงจันทร์ได้แค่ 59% เท่านั้น และคงไม่มีวิธีไหน ที่จะทำให้เราได้เห็นด้านหลังของดวงจันทร์ได้นอกจากการส่งยานไปสำรวจด้วยตัวเอง
กล้องกับยานอวกาศ
อันที่จริง ก็ไม่มีใครเห็นโลกจากอวกาศเหมือนกัน จนเมื่อปี 1946 ซึ่งเป็นเวลาแค่ 14 เดือนหลังจากสงครามโลกครั้งที่ 2 ได้มีการติดกล้องขึ้นไปกับจรวด V2 ทำเราได้ภาพถ่ายแรกของโลกจากอวกาศ
ถ้าใครที่เคยอ่านบทความเรื่อง ประวัติศาสตร์จรวด จะรู้ว่าช่วงนั้นเป็นช่วงที่สหรัฐอเมริกากับโซเวียตแข่งกันเดินทางไปอวกาศ และพัฒนาจรวดและยานอวกาศต่าง ๆ ขึ้นมา Sputnik 1 ดาวเทียมดวงแรกถูกส่งขึ้นไปเมื่อปี 1957 แต่ด้วยข้อจำกัดด้านน้ำหนัก ทำให้มันไม่สามารถติดกล้องถ่ายรูปขึ้นไปได้ ดาวเทียมดวงแรกที่ถ่ายรูปโลกมาจากวงโคจรได้สำเร็จก็คือ Explorer 6 ในปี 1959 ที่น่าจะได้รับการตั้งชื่อภาพว่าถ่ายเหี้ยอะไรมา เพราะดูไม่รู้เรื่อง
ภาพถ่ายจากดาวเทียม Explorer 6 ที่มา – NASA/JPL
ภาพถ่ายแบบดี ๆ ของโลกครั้งแรกเกิดขึ้นจากยาน TIROS-1 ย่อมาจาก Television Infrared Observation Satellite ที่ออกแบบมาให้เป็นดาวเทียมตรวจสภาพอากาศในปี 1960 ซึ่งภาพที่ได้มาก็ดูรู้เรื่องว่าเป็นภาพถ่ายดาวเทียม เทคนิคในการส่งภาพกลับมาที่อเมริกาใช้นั้น คือเทคนิค television camera
แต่ภาพถ่ายของ TIROS นั้น ดูกากไปเลย เมื่อเทียบกับที่ในปี 1959 สหภาพโซเวียตกลายเป็นผู้ชนะในการส่งยานอวกาศลำแรกไปถ่ายภาพดวงจันทร์ ในวันที่ 6 ตุลาคม 1959 เทคนิคที่โซเวียตใช้นั้น ไม่เหมือนกับอเมริกา คืออเมริกาใช้กล้องกึ่งดิจิตอลในการถ่าย แต่สหภาพโซเวียต ใช้กล้องฟีล์มถ่าย แล้วออกแบบระบบบนยานให้สามารถล้างฟีล์มได้เองอัตโนมัติแล้วแสกนฟีล์มส่งกลับมายังโลก (โหดสัสรัสเซียมาก) ทำให้เราได้ภาพถ่ายด้านหลังของดวงจันทร์ภาพแรกในประวัติศาสตร์
ภาพถ่ายด้านไกลของดวงจันทร์ภาพแรก ที่มา – NASA/Roskosmos
จริง ๆ แล้วภาพถ่ายยุคแรก ๆ ของดวงจันทร์ไม่ได้ชัดขนาดนี้ แต่ NASA มีโครงการ Lunar Orbiter Image Recovery Project เป็นการนำภาพถ่ายเดิม ๆ จากข้อมูลชุดเดิม ๆ มาปรับปรุงใหม่ให้ชัดเจนมากขึ้นรวมถึงภาพของ Lunar 3 ด้วย
สหภาพโซเวียตส่งยานไปดวงจันทร์อีกหลายต่อหลายครั้ง ในปี 1965 ยาน Zond 3 ของสหภาพโซเวียต ก็ได้บินผ่านด้านไกลของดวงจันทร์อีก และถ่ายภาพส่งกลับมาไม่ต่ำกว่า 25 ภาพ
ภาพถ่ายด้านไกลของดวงจันทณ์อีกภาพจากยาน Zond 3 ของโซเวียต ที่มา – Roskosmos
หลังจากนั้นในปี 1962 NASA ก็ได้ส่งยาน Ranrge 4 ไปพุ่งชนด้านมืดของดวงจันทร์ แต่การพุ่งชนครั้งนั้นไม่ได้อะไรเลย เนื่องจากข้อมูลที่ NASA อยากได้ส่งกลับมาไม่ทัน แต่ยาน Ranger ก็ได้กลายเป็นยานลำแรกของสหรัฐอเมริกาที่ไปสัมผัสกับวัตถุอื่นนอกจากโลก
หลังจากนั้นการถ่ายภาพด้านไกลของดวงจันทร์ก็ไม่น่าจะใช้เรื่องยากอีกต่อไป เนื่องจากเราสามารถส่งยานอวกาศไปโคจรรอบดวงจันทร์ได้อย่างแม่นยำ โดยยานอวกาศลำแรกที่โคจรรอบดวงจันทร์คือยาน Lunar 10 ของสหภาพโซเวียตที่เดินทางไปโคจรในเดือนมีนาคม 1966 เป็นเวลา 3 ปีก่อนที่สหรัฐอเมริกาจะส่งมนุษย์ไปลงบนดวงจันทร์ ตามมาด้วย Lunar Orbiter 1 ที่เดินทางตามไปติด ๆ ในเดือนสิงหาคม ปีเดียวกันเพื่อทำแผนที่ดวงจันทร์เตรียมพร้อมสำหรับการไปลงจอดของ Apollo
ทำไมเราไม่สำรวจด้านไกลของดวงจันทร์เอง
มนุษย์กลุ่มแรกที่เห็นดวงจันทร์ด้านไกลด้วยสายตาตัวเองก็คือผู้ที่เดินทางไปกับภารกิจ Apollo 8 ซึ่งเป็นการทดสอบความพร้อมให้กับโครงการ Apollo ในการส่งนักบินไปลงจอดบนดวงจันทร์จริง ๆ Frank Borman, James Lovell และ William Anders ได้ถ่ายภาพหนึ่งที่โด่งดังมากนั่นก็คือภาพ Earthrise หรือ “โลกกำลังขึ้น” จากขอบฟ้าของดวงจันทร์ ที่เราจะไม่ใส่มาเพราะหาดูง่ายแล้ว แต่พวกเขาก็ได้ถ่ายภาพด้านไกลของดวงจันทร์กลับมาด้วยจำนวนหนึ่งในขณะที่พวกเขาโคจรอ้อมไปด้านหลังก่อนเดินทางกลับมายังโลก
ภาพถ่ายหลุมอุกกาบาตในด้านไกลของดวงจันทร์โดย Apollo 8 ที่มา – Apollo Archive Project / NASA
ในภารกิจ Apollo 11 และภารกิจหลังจากนั้นจนถึง Apollo 17 ไม่มีนักบินอวกาศคนไหนเคยย่างเท้าลงไปในดินแดนฝั่งไกลของดวงจันทร์มาก่อน เหมือนกับคำเรียกอีกคำนึงของด้านไกลของดวงจันทร์ว่า Dark Side of the Moon เหตุผลก็คือ เมื่อเราอยู่ในด้านไกลของดวงจันทร์ เราจะไม่สามารถส่งสัญญากลับมายังโลกได้ นักบินอวกาศจึงต้องลงจอดเฉพาะแค่ด้านของดวงจันทร์ที่หันหน้าเข้าหาโลกเท่านั้นเพื่อความปลอดภัย
อีกเหตุผลหนึ่งก็คือ ณ ตอนนั้น เรายังไม่มีแผนที่ดวงจันทร์ด้านไกลที่ละเอียดพอที่จะกำหนดจุดลงจอดได้ การจะให้ลงจอดที่ด้านไกลของดวงจันทร์นั้นจึงมีความเสี่ยงมากกว่า เพราะเรายังไม่รู้จักมันดีพอ จนสุดท้ายแม้จะมีมนุษย์เดินทางไปเหยียบดวงจันทร์มากถึง 12 คน แต่ก็ยังไม่เคยมีใครเดินทางไปสำรวจด้านไกลของดวงจันทร์ด้วยตัวเองมาก่อน
ยานอวกาศรุ่นหลัง และ Lunar Reconnaissance Orbiter
หลังจากยุค Apollo ยานอวกาศหลายต่ำหลายลำจากหลากหลายประเทศได้ถูกส่งไปทั้งบินผ่านและโคจร รวมถึงลงจอดบนดวงจันทร์ แต่ยังไม่มียานลำไหนลงจอดที่ด้านไกลของดวงจันทร์มาก่อนด้วยเหตุผลด้านการสื่อสารที่เป็นไปไม่ได้ แต่ยานที่โคจรรอบดวงจันทร์ก็ได้ทำแผนที่ด้านไกลของดวงจันทร์ต่อมาเรื่อย ๆ จนสุดท้ายเราสามารถรู้จักหลุมอุกกาบาตต่าง ๆ ได้ละเอียดไม่แพ้ด้านหน้า
ยาน Clementine และ Lunar Prospector เป็นยานกลุ่มแรก ๆ ที่ออกแบบมาให้ทำแผนที่ดวงจันทร์โดยละเอียดความสูงต่ำของพื้นผิว สนามโน้มถ่วง และธาตุองค์ประกอบ
ผลงานจากยาน Clementine ที่ทำแผนที่ธาตุเหล็กบนดวงจันทร์ ที่มา – NASA
หนึ่งในยานอวกาศที่ทำหน้าที่สำรวจดวงจันทร์ได้ดีมาก ๆ ลำนึงก็คือ Lunar Reconnaissance Orbiter หรือ LRO ของ NASA มันถูกส่งไปโคจรรอบดวงจันทร์ในปี 2009 ซึ่งก็ยังทำงานจนถึงทุกวันนี้ ยาน LRO มีกล้องถ่ายภาพความละเอียดสูงที่ถ่ายได้ละเอียดจนเห็นจุดลงจอดของโครงการ Apollo ได้เลยทีเดียว และด้วยเหตุนี้ เราจึงสร้างภาพถ่ายความละเอียดสูงของดวงจันทร์ได้ครบทุกซอกทุกมุมแล้วจริง ๆ
เนื่องจากยาน LRO ใช้รูปแบบการโคจรแบบ Polar Orbit หรือโคจรตัดขั้วเหนือใต้ ทำให้มันสามารถถ่ายภาพได้ทุกซอกทุกมุมของดวงจันทร์อย่างแท้จริง เหมือนกับเทคนิคที่ดาวเทียมถ่ายภาพโลกใช้ถ่ายรูปโลก
เปรียบเทียบภาพถ่ายของ Luna 3 กับ LRO ที่มา – NASA Scientific Visualization Studio
ยาน LRO นั้นทำให้เราได้ข้อมูลพื้นผิวบนดวงจันทร์ละเอียดมากถึง 98.2% เหลือแค่บริเวณซอกหลืบของหลุมที่ลึกมาก ๆ เท่านั้นที่ยังถ่ายไม่ได้ ต้องขอบคุณกล้องความละเอียดสูงที่ถ่าย ณ ความละเอียด 0.5 เมตร / พิกเซล ทำให้เราเห็นรายละเอียดของวัตถุเล็ก ๆ บนดวงจันทร์ได้อย่างชัดเจน กล้องนี้ส่งข้อมูลกลับมาให้เราแล้วไม่ต่ำกว่า 100 TB ในช่วงระยะเวลา 10 ปี
ยาน Chang’e 4 กับการลงจอดครั้งแรกที่ด้านมืดของดวงจันทร์
ล่าสุดในปี 2019 จีน ได้กลายเป็นชาติแลกที่ทำลายทุกข้อจำกัด และส่งยานแบบ Lander รวมถึง Rover ไปลงสำรวจด้านไกลของดวงจันทร์ได้สำเร็จ ซึ่งนับว่าเป็นเรื่องที่น่าทึ่งมาก เพราะยานจะไม่สามารถติดต่อสื่อสารกับโลกได้ แต่สิ่งที่จีนทำก็คือ จีนส่งดาวเทียม 1 ดวงชื่อว่า Queqiao ไปโคจร ณ จุด Lagrange L2 ซึ่งเป็นจุดที่แรงโน้มถ่วงระหว่างโลกกับดวงจันทร์หักล้างกันจนทำให้ยานที่ไปอยู่ตรงนั้นเหมือนกับตกอยู่ในหลุมของสนามโน้มถ่วง และมันจะอยู่ตรงนั้นไม่ไปไหน ซึ่งนับว่ายากมาก แต่จีนก็เก่งฟิสิกส์พอที่จะสามารถทำได้ และ ณ จุด L4 นี้เอง อยู่เยื้อง ๆ ระหว่างด้านไกลของดวงจันทร์กับโลก ทำให้ยาน Chang’e 4 สามารถส่งข้อมูลต่าง ๆ กลับมายังโลกได้ผ่านยาน Queqiao ที่เป็นตัว Relay สัญญาณให้
ยาน Yutu หันกลับมาถ่ายภาพยานแม่ของมันในขณะที่วิ่งสำรวจด้านไกลของดวงจันทร์เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ ที่มา – CNSA
และเพื่อพิสูจน์ความเท่ของจีนนั้น ในเดือนกุมภาพันธ์ 2019 ทาง NASA ได้ลองใช้ยาน LRO ถ่ายภาพ Chang’e 4 เป็นอีกหนึ่งภาพประวัติศาสตร์กว่า 50 ปีของการสำรวจดวงจันทร์ว่า ณ ตอนนี้ ด้านไกลของดวงจันทร์ได้ถูกสัมผัสแล้วด้วยเทคโนโลยีจากมนุษย์
จุดที่ลูกศรชี้คือยาน Chang’e 4 และ Yutu ที่ยาน LRO ถ่ายได้ ที่มา – NASA
ทุกวันนี้การสำรวจด้านไกลของดวงจันทร์นั้นไม่ใช่เรื่องยากต่อไป น่าตื่นเต้นที่เรากำลังอยู่ในยุคที่มนุษย์ใช้เวลาเพียงแค่ไม่ถึง 100 ปี แต่สามารถเรียนรู้อะไรได้มากมาย และตอบคำถามที่เราเฝ้าถามกันมานานนับพันปีอย่าง มีอะไรอยู่ที่ด้านหลังของดวงจันทร์ได้ และสุดท้ายไม่ว่าเราจะเรียกมันว่าอะไร ด้านไกลของดวงจันทร์ ด้านมืดของดวงจันทร์ หรือ Dark Side of the Moon สุดท้ายแล้ว ณ ตอนนี้ ก็ไม่มีอะไรเป็นปริศนาอีกต่อไปแล้ว
อ้างอิง
