ผ่านมา 2 ปีแล้วกับยาน InSight ที่ลงจอดบนดาวอังคารเมื่อวันที่ 26 พฤศจิกายน 2018 นับตั้งแต่นั้นมายาน InSight ก็ได้ทำหน้าที่เป็นนักธรณีวิทยาที่เก่งที่สุดบนดาวอังคารเป็นอย่างดีด้วยอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์มากมายแต่ละชิ้นที่นักวิทยาศาสตร์ทั่วทุกมุมโลกช่วยกันพัฒนาขึ้นมา หากแต่ยาน InSight เป็นยานที่มีอุปกรณ์การทดลองชนิดใหม่ ๆ เพียงลำเดียวที่ลงจอดบนดาวอังคารตอนนี้ อุปกรณ์ตัวหนึ่งที่เป็นอุปกรณ์ซึ่งไม่เคยถูกนำไปทดลองใช้บนดาวอังคารมาก่อนก็ดันเกิดปัญหาขึ้น การแก้ปัญหาเฉพาะหน้าของวิศวกรบนโลกที่อยู่ห่างออกไปกว่าหลายร้อยล้านกิโลเมตรจึงเกิดขึ้น
อ่านสรุปยาน InSight – InSight ยานอวกาศนักธรณีวิทยาแห่งดาวอังคาร สรุปทุกข้อมูล
อุปกรณ์ที่เกิดปัญหาขึ้นมีชื่อว่า Heat Flow and Physical Properties Package หรือ HP3 พัฒนาโดยหน่วยงานด้านอวกาศของเยอรมนี (German Aerospace Center: DLR) ซึ่ง HP3 ถูกออกแบบมาให้เจาะลงไปในดินของดาวอังคารลึกประมาณ 5 เมตร ซึ่งไม่มียานลำไหนที่ลงจอดบนดาวอังคารเคยทำมาก่อน วัตุประสงค์เพื่อศึกษาการไหลเวียนของความร้อนภายในดาว แต่ประเด็นก็คือยังไม่ทันจะวัดก็เกิดปัญหาซะแล้ว ดินบริเวณที่ HP3 ขุดลงไปนั้นมีแรงเสียดทานต่ำ ทำให้ HP3 ที่กลไกการขุดจำเป็นต้องใช้แรงเสียดทานของดินรอบ ๆ ช่วย ไม่สามารถเจาะลงไปในดินได้
อ่านรายละเอียดปัญหาที่เกิดขึ้นกับ HP3 และความพยายามในการแก้ไขปัญหาของวิศวกร
HP3 หมุดวัดความร้อนใต้ดาวอังคารเจ้าปัญหา ที่ยาน InSight พยายามตอกมาเป็นปีแต่ไม่ลงสักที
ก่อนหน้านี้ยาน Phoenix ที่ลงจอดบนดาวอังคารก่อน InSight ก็ได้ทำการทดลองคล้าย ๆ กันคือขุดหน้าดินของดาวอังคารลงไปประมาณ 18 เซนติเมตร แต่ไม่เคยมียานลำไหนเคยขุดได้เกินกว่า 1 เมตรมาก่อน และนักวิทยาศาสตร์ก็หวังว่า InSight จะเป็นลำแรกที่ทำได้และลึกกว่า 5 เมตรเลยทีเดียว น่าเสียดายที่ยังไม่ทันจะเริ่มก็เกิดปัญหาขึ้น มีนาคม 2019 ในขณะที่ HP3 ค่อยเจาะ ๆ ลงไปในดินดาวอังคาร ตัวหมุดยังไม่ทันพ้น Support Structure ก็เริ่มเอียงซะแล้ว จากนั้นก็เริ่มเจาะไม่ลงและเด้งกลับขึ้นมาใหม่
ทำให้ทีมวิศวกรต้องยก Support Structure ออกเพื่อดูว่าเกิดอะไรขึ้น และเมื่อยกออกทีมวิศวกรก็ต้องเจอกับฝันร้าย เพราะว่าหลุมที่ HP3 ขุดนั้นมีแรงเสียดทานต่ำ กลไก Self-hammering nail ของ HP3 จำเป็นต้องใช้แรงเสียดทานช่วยดึงไม่ให้มันเด้งกลับเวลามันกระแทกลงดิน หากไม่มีแรงเสียดทาน เวลาเจาะมันก็จะเด้งกลับมาเรื่อย ๆ
เมื่อไม่มีทางเลือกอื่น การแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้าจึงเกิดขึ้นด้วยการใช้แขนกลของยาน InSight ซึ่งเป็นแขนกลสำหรับใช้ตักดินมาดันตัวหมุด HP3 ไว้เพื่อให้มันมีแรงเสียดทานกับดินเพิ่มมากขึ้น ซึ่งก็ดูจะไปได้สวยสำหรับการเอาแขนกลมาดัน HP3 กับดินไว้แล้วให้ตัวหมุดเองเจาะลงไปในดินต่อ จนกระทั่ง HP3 ระหว่างที่เจาะลงไปได้เกือบมิดแท่งแล้วก็เด้งออกมาซะงั้น
จนวิศวกรของยานหมดความอดทนเลยช่างหัวมันละกัน ด้วยการเอาแขนกลที่ตักดินที่ว่ามาทุบฝาข้างบนของ HP3 เพื่อตอก HP3 ลงไปในดินซึ่งก็ตอกไปเรื่อย ๆ เป็นปี ๆ ตั้งแต่ช่วงเดือนกุมภาพันธ์ 2020 เป็นต้นมา ซึ่งการทำแบบนี้จริง ๆ อาจทำให้สายส่งข้อมูลของ HP3 ขาดได้ แต่ก็จำเป็นต้องทำเพราะหมดหนทางแล้ว ทีมวิศวกรตอกจน HP3 จมดินลงไปประมาณ 2-3 เซนติเมตรจากนั้น มันก็ไม่เคลื่อนตัวอีกเลยถึงแม้จะให้ตัวมันเองช่วยเจาะไปด้วยก็ตาม
ในวันที่ 9 มกราคม 2021 วิศวกรของ InSight ได้ตอก HP3 ด้วยที่ตักดินไปอีกกว่า 500 ครั้ง แต่ไม่เป็นผล HP3 ไม่แม้แต่จะเคลื่อนตัวไปไหน แถมคาอยู่ในดินด้วย ทำให้ทีมภารกิจตัดสินใจยกเลิกความพยายามในการกู้การใช้งานของ HP3 เป็นอันปิดฉากตำนานตอกเสาเข็มบนดาวอังคารไปโดยปริยาย
อย่างไรก็ตามนี่ไม่ได้หมายความว่า HP3 นั้นไม่ได้ทำประโยชน์อะไรให้กับเราเลย เพราะว่าถึงมันจะเจาะลงไปในดินไม่สำเร็จแต่การแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้าของทีมวิศวกรด้วยการใช้แขนกลตอกหมุดนั้นช่วยให้วิศวกรได้ควบคุมแขนกลแบบที่ไม่เคยทำมาก่อน จากก่อนหน้านี้ที่ค่อย ๆ หันซ้ายทีขวาทีแบบระวัง ๆ ตอนนี้กลายเป็นทีมวิศวกรที่เชี่ยวชาญในการควบคุมแขนกลไปเลยเพราะใช้วิธีแบบช่างแม่งหันแล้วก็ตอก ๆ จนรู้ลึกซึ้งถึงการควบคุมระบบแขนกลซึ่งการควบคุมแต่ละครั้งก็ไม่ได้ Real-time แต่มีดีเลย์เกิดขึ้น เนื่องจากระยะห่างของโลกและดาวอังคาร
ความเชี่ยวชาญนี้จะถูกนำไปใช้ในการขุดฝังสายส่งข้อมูลของ Seismometer ซึ่งใช้ในการวัดการสั่นสะเทือน เพื่อป้องกันผลกระทบจากลมและอุณหภูมิ ลดสัญญาณรบกวนในข้อมูลการสั่นสะเทือนของดาวนั่นเอง
นอกจากนี้ยังทำให้ทีมนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรเรียนรู้ถึงสภาพดินในพื้นที่ลงจอดที่ตอนแรกไม่คิดว่าจะเจอเพราะที่เลือก Elysium Planitia เป็นพื้นที่ลงจอดแต่แรกก็เพราะว่ามันไม่หินเยอะเป็นพื้นที่ราบ ๆ คล้ายทะเลทราย วิศวกรออกแบบจึงคิดว่าดินบริเวณนี้น่าจะแน่น แรงเสียดทานสูงทั้งที่จริงแล้วมันตรงข้ามเลย กว่าจะรู้ก็ตอนที่อุปกรณ์ HP3 ล้มเหลวนั่นเอง ซึ่งนี่จะช่วยให้การออกแบบยานรวมถึงอุปกรณ์ต่าง ๆ ในอนาคตรอบคอบขึ้น เพื่อป้องกันสภาพแวดล้อมที่เราคิดว่ามันเอื้ออำนวยแต่จริง ๆ แล้วอาจจะไม่ ถึงแม้มันจะเป็นความผิดพลาด แต่เราก็สามารถเรียนรู้และปรับแก้จากความผิดพลาดได้เช่นกัน
เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO
อ้างอิง
