InSight ยานอวกาศนักธรณีวิทยาแห่งดาวอังคาร สรุปทุกข้อมูล



เป็นการกลับสู่ดาวอังคารอีกครั้งของ NASA นับแต่การส่งยาน Curiousity ไปลงจอดในปี 2012 และการส่งยาน MAVEN ไปโคจรในปี 2014 ภารกิจ InSight นี้จะเป็นการไปลงจอดบนดาวอังคารของยานอวกาศหนัก 360 กิโลกรัม ณ บริเวณที่ชื่อว่า Elysium Planitia บนดาวอังคาร

เดิมแล้วยาน InSight มีชื่อว่า Gems ย่อมาจาก Geophysical Monitoring Station แต่ถูกเปลี่ยนชื่อเป็น InSight ในปี 2012 มันเริ่มถูกสร้างขึ้นในปี 2014 โดยทีมนักวิทยาศาสตร์จาก JPL – Jet Propulsion Labaratory กลุ่นนักวิทยาศาสตร์เพียงหนึ่งเดียวในโลกที่สามารถส่งยานไปลงจอดบนดาวอังคารสำเร็จ

ภาพจำลองยาน InSight ที่มา – NASA/JPL

InSight จะทำการสำรวจทางธรณีวิทยาของดาวอังคารด้วยเครื่องมือต่าง ๆ สำหรับเครื่องมือที่เป็นจุดเด่นของภารกิจนี้ก็คือเครื่องมือของมันจะเจาะลงไปใต้พื้นผิวของดาวอังคารลึกถึง 5 เมตร เพื่อศึกษาอุณหภูมิใต้พื้นผิวของดาวอังคาร นับเป็นครั้งแรกที่จะมีการเจาะลงไปยังพื้นผิวของดาวอังคารลึกขนาดนี้

ก่อนหน้านี้หลายปี ในวันที่ 6 เดือน สิงหาคม ปี ค.ศ. 2012 5 นาฬิกา 17 นาที ตามเวลาสากล ยาน Curiosity หนึ่งในยานสำรวจพื้นผิวของดาวอังคารในภารกิจ Mars Science Laboratory หรือ MSL ส่งสัญญาณยืนยันการลงจอดบนดาวอังคาร หรือ Touchdown Confirmation มาถึงโลก นับเป็นอีกหนึ่งความสำเร็จของการสำรวจอวกาศ และการสำรวจดาวอังคาร ยาน Curiosity ลงจอดใน Gale crater เพื่อสำรวจ และเก็บข้อมูลชั้นบรรยากาศ ข้อมูลทางด้านธรณีวิทยารวมถึงตรวจสอบสภาพความเอื้ออำนวยต่อสิ่งมีชีวิต (Habitability) Curiosity เป็นยานที่ควบคุมโดยมนุษย์ มีจุดประสงค์เพื่อสำรวจสภาพความเอื้ออำนวยต่อสิ่งมีชีวิตเป็นส่วนใหญ่ เช่น การตรวจสอบว่าบนผิวดาวอังคารน้ำหรือไม่ รวมถึงสำรวจหาสารประกอบคาร์บอนต่าง ๆ และ สารประกอบที่จำเป็นต่อการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิต เช่น คาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ออกซิเจน ฟอสฟอรัส และ ซัลเฟอร์

Curiosity ยานสำรวจดาวอังคารที่ทันสมัยที่สุด ณ ตอนนี้ ที่มา – NASA/JPL

มันยังถูกออกแบบมาให้ทำหน้าที่ในการตรวจสอบสารเคมีไอโซโทป (Isotope) และ ธาตุที่สามารถแผ่รังสีได้ ปัจจุบันยาน Curiosity ยังคงประจำการอยู่ จากแผนเดิมที่จะให้ยาน Curiosity ปฏิบัติหน้าที่เป็นเวลา 687 วันของโลก แต่ตอนนี้ยานได้ปฏิบัติหน้าที่ไปกว่า 2,302 วันแล้ว

แม้ว่ายาน Curiosity จะเป็นยานอวกาศที่ทันสมัยที่สุดของ NASA ที่ปฏิบัติภารกิจอยู่บนดาวอังคาร แต่ความสามารถของมันก็ยังไม่สามารถศึกษาโครงสร้างทางธรณีวิทยาลึกได้ เนื่องจากอุปกรณ์ของมันเน้นเพื่อตรวจสอบพื้นผิวส่วนนอกเท่านั้น

InSight นักธรณีวิทยาประจำดาวอังคาร

InSight จำเป็นต่อการสำรวจดาวอังคารเป็นอย่างมาก เพราะ เป็นยานที่ออกแบบมาเพื่อขุดเจาะลงไปในดาวอังคารเพื่อเก็บข้อมูลส่วนประกอบภายในของดาวอังคาร และจะช่วยแก้ไขปริศนาการก่อตัวตัวของดาวเคาะห์หินรวมถึงโลกด้วย จุดประสงค์หลักของยาน InSight คือ ศึกษาพัฒนาการของหินบนดาวอังคาร ที่จะเป็นเหมือนจิ๊กซอว์ในการแก้ไขปริศนาของดาวเคราะห์หินทั้ง 4 ของระบบสุริยะ

ภาพทางธรณีวิทยาคร่าวๆของดาว – JPL/NASA

ยาน InSight ยังช่วยในการตรวจจับการเคลื่อนไหวของแมกมา และตรวจจับปรากฏการณ์แผ่นดินไหวบนดาวอังคารอีกด้วย ยาน InSight จะตรวจสอบอุณหภูมิของหินในดาว และ ดูว่าแกนกลางของดาวอังคารนั้นเป็นของแข็งหรือของเหลวกันแน่ แน่นอนว่าทั้งหมดนี้จะไม่เกิดขึ้นหากนักวิทยาศาสตร์ไม่ได้สร้างยาน InSight ขึ้นมา นี้เป็นเหตุผลว่าทำไมยาน InSight ถึงจำเป็นมากต่อการสำรวจดาวอังคารของมนุษยชาติ

กว่าจะเป็นยาน InSight

ยาน InSight ยานนักธรณีวิทยาแห่งดาวอังคาร เดิมชื่อว่า Geophysical Monitoring Station หรือ GEMS แต่เปลี่ยนเป็น InSight ในปี 2012 โครงการยาน InSight เป็นหนึ่งในสามของโครงการสำรวจอวกาศที่ได้รับงบประมาณถึง 3 ล้านเหรียญสหรัฐฯ เพื่อพัฒนาและออกแบบยาน

JPL บ้านเกิดของยานสำรวจดาวอังคารทุกลำของ NASA ที่มา – NASA/JPL

ในเดือน สิงหาคม ปี 2012 ยาน InSight ถูกเลือกให้เป็นยานที่อยู่ระหว่างการพัฒนาโดย Jet Propulsion Laboratory หรือ JPL ที่ดูแลโดย NASA โดยมีนักวิทยาศาสตร์จากประเทศอื่น ๆ มาช่วยกันพัฒนายาน InSight ยาน InSight ถูกกำหนดเพดานงบประมาณไว้ที่ 425 ล้านเหรีญสหรัฐฯ และแน่นอนว่าไม่เกินเพดานงบประมาณเหมือนกล้องโทรทรรศน์ Jame Webb แน่นอน (อ่านเรื่องราวของกล้องโทรทรรศน์ Jame Webb ได้ ที่นี่)

บริษัท Lockheed Martin เริ่มก่อสร้างสร้าง Lander ในวันที่ 19 พฤษถาคม 2014 และจะตรวจสอบระบบการทำงานของยานในวันที่ 27 พฤษภาคม 2015 เป็นต้นไป แต่โมดูลวิทยาศาสตร์ชื่อว่า Seismic Experiment for Iterior Structure หรือ SEIS ที่ผลิตโดย CNES หรือ National Centre of Space Research ดันรั่วซะได้ทำให้มันไม่สามารถรักษาสภาพสุญญากาศไว้ได้จนทำให้ NASA ต้องเลื่อนกำหนดการปล่อยยานจากกำหนดการเดิมที่จะปล่อยในเดือน มีนาคม ปี 2016 ไปเดือน พฤษภาคม ปี 2018

ยาน InSight ขณะกำลังประกอบ – JPL/NASA

ในเมื่อให้บริษัทอื่นผลิตให้แล้วมันไม่เวิรค์ ป๋า JPL ก็เลยทำเองเลย JPL พัฒนาและผลิต SEIS และ ชิ้นส่วนทางวิทยาศาสตร์อื่น ๆ เอง ส่วน CNES ก็จะมีหน้าที่ในการตรวจจสอบและทดลองอุปกรณ์ที่ป๋า JPL เราพัฒนาขึ้นมาเอง

เมื่อยาน InSight ถูกเลื่อนกำหนดการปล่อยออกไปจึงทำให้ชิ้นส่วนประกอบยานที่ผลิตโดย Lockheed Martin ถูกนำไปเก็บไว้ที่โคโลราโด ส่วนจรวด Atlas V ที่เตรียมไว้ปล่อย InSight นั้นก็ถูกนำไปใช้ในภารกิจ WorldView-4 ก่อน

NASA ประกาศว่ายาน InSight จะล่าช้าไปจนถึงปี 2018 เพื่อรอ Launch Window ยาน InSight ถูกจัดกำหนดการปล่อยใหม่เป็นวันที่ 5 พฤษภาคม ปี 2018 และจะเดินทางถึงดางอังคารในวันที่ 26 พฤศจิกายน ปี 2018 วันที่พวกเรารอคอยนั่นเอง กำหนดการปล่อยคือที่ฐานทัพอากาศ Vandenbirg ด้วยจรวด Atlas V

Design และ Paylode ของยาน InSight

ยาน InSight ใช้ต้นแบบมาจากยานสำรวจดาวอังคาร Phoenix ที่ขาดการติดต่อไปในปี 2008 เนื่องจากยาน InSight ใช้พลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์ยานจึงต้องลงจอดที่เส้นศุนย์สูตรของดาวอังคารเพื่อรับพลังงานให้มากที่สุด

ยาน InSight เองหนัก 358 กิโลกรัม Aeroshell หรือส่วนที่ป้องกันตัวยานจากชั้นบรรยากาศข้องดาวอังคารขณะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ Cruise Stage หรือส่วนขับเคลื่อนของยานหนักประมาน 79 กิโลกรัม ส่วนเชื้อเพลิงที่ใช้ในการปรับทิศทางอีก 67 กิโลกรัม และยังมีดาวเทียมจิ๋ว หรือ Mars Cube One อีก 2 ตัว หนัก 30 กิโลกรัมต่ออัน รวม ๆ แล้ว ทั้งยานหนัก 694 กิโลกรัม

Aeroshell ของยาน InSight ทีจะปกป้องมันขณะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ที่มา – NASA/JPL

ยานกว้างประมาณ 6 เมตร เมื่อกางแผงโซลาร์เซลล์ ส่วนการทดลองวิทยาศาสตร์ของยานกว้างประมาณ 1.56 เมตร  และสูงตั้งแต่ 0.83 ถึง 1.08 เมตร ขึ้นอยู่กับแรงลงจอด ส่วนแขนกลยาวประมาณ 2.4 เมตร ยานได้พลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 2.15 เมตร สองแผงที่ด้านขางของยาน

ยาน InSight เมื่อกางออก – ที่มา JPL/NASA

ยาน InSight มีอุปกรณ์ที่จำเป็นในการสำรวจดาวอังคารเยอะมาก ในส่วนแรกเลยขอพูดถึง Seismic Experiment for Interior Structure หรือ SEIS ที่ป๋า JPL Caltech เขาพัฒนาเองกับมือ เพราะว่าอันก่อนหน้านี้มันพัง SEIS คือเครื่องมือที่ไว้วัดความสั่นสะเทือนภายในดาวอังคาร เพื่อตรวจจสับชั้นหินต่าง ๆ ของดาวอังคารด้วยการใช้คลื่น SEIS ยังช่วยในการตรวจจับคลื่นรวมถึงคลื่นแรงโน้มถ่วงที่เรียกว่า Tidal force จากดวงจันทร์ของดาวอังคาร เช่น Phobos เห็นหน้าตา SEIS เหมือนเครื่องดูดฝุ่นยังงี้ แต่แพงใช่เล่นเลยนะ

นักวิทยาศาสตร์กำลังตรวจสอบการทำงานของ SEIS – ที่มา JPL/NASA

สำหรับอุปกรณ์หลักสำคัญ ๆ ที่เดินทางไปพร้อมกับยาน InSight ก็ได้แก่

  • Heat Flow and Physical Properties Package (H3) ที่พัฒนาโดย German Aerospace Center (DLR) ทำหน้าที่เป็น Probe เพื่อเจาะลงไปในผิวดาวอังคารได้ประมาณ 5 เมตร ทำหน้าที่ตรวจสอบและเก็บข้อมูลของประสิทธิภาพการไหลเวียนของความร้อนภายในดาวอังคาร สามารถทำให้เราทราบได้ว่าดาาวอังคารก่อนหน้านี้เป็นยังไง
  • Rotation and Interior Structure Experiment (RISE) ที่พัฒนาโดยป๋า JPL อีกเหมือนกัน ทำหน้าที่คำนวณ และคาดเดาการหมุนรอบตัวเองของดาวอังคารด้วยคลื่นวิทยุ X-band RISE จะทำงานได้ดีภายใน 2 เซนติเมตตรจากพื้นผิวดาวอังคาร RISE พัฒนามาจากข้อมูลบางส่วนของยานสำรวจรุ่นก่อน ๆ เช่น Pathfinder. RISE จะสามารถประมาณขนาดของแกนดาวอังคารได้ แต่ข้อมูลจากโมดูลวิทยาศาสตร์อื่น ๆ ของยานจะทำให้สามารถคำนวณขนาดของแกนดาวอังคารได้แม่นยำยิ่งขึ้น RISE จะสามารถทำให้เราเข้าใจการก่อตัวของดาวเคราะห์หินได้มากขึ้น
  • Temperature and Winds for InSight (TWINS) พัฒนาขึ้นโดยองค์กรอวกาศของสเปน ทำหน้าที่ตรวจสอบ และเฝ้าระวังสภาพอากาศ ณ จุดลงจอดของยาน
  • Laser RetroReflecter for InSight (LaRRI) พัฒนาโดยองค์การอวกาศของประเทศอิตาลี ถูกติดตั้งอยู่ส่วนบนสุดของยาน ทำหน้าที่เป็นตัวสะท้อนแสง Laser เพื่อหาระยะทางระหว่างยาน InSight กับอีกยานหนึ่ง LaRRI จะช่วยเป็น Node ให้ Landing Rover Retroreflector Investigations (INRRI) ทำหน้าที่เป็นเสมือนดาวเทียม โมดูลนี้จะไม่หยุดการทำงานแม้ยาน InSight จะหมดอายุภารกิจแล้วก็ตาม
  • Instrument Deployment Arm (IDA) เป็นแขนกลที่ช่วยในการกางยานออกโดยเฉพาะโมดูล H3 และ SEIS ส่วน Instrument Deployment Camera (IDC) คือ กล้องสีที่สามารถถ่ายภาพในมุม 45 องศาด้วยควาามชัดระดับ 1024 x 1024 ด้วย CCD Detector และ สุดท้าย Instrumetn Context Camera (ICC) เป็นกล้องสีที่ติดไว้ท้ายยานเป็นกล้องที่สามารถถ่ายภาพมุม 120 องศา ด้วยความชัดระดับ 1024 x 1024 ด้วย CCD Detector อีกเช่นกัน
อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่เดินทางไปพร้อมกับยาน InSight ที่มา – NASA/JPL

ยาน InSight พร้อมจรวด Atlas V401 (AV-078) ที่ถูกติดตั้งบนฐานปล่อยที่ฐานทัพอากาศ Vandenberg ฐานปล่อยที่ SLC-3E ยาน InSight ทะยานขึ้นจากผิวโลกในวันที่ 5 พฤษภาคม 2018 การเดินทางของยาน InSight ไปถึงดาวอังคารจจะใช้เวลาประมาณ 6.5 เดือน กับระยะทางกว่า 484 ล้านกิโลเมตร

การปล่อยของ InSight ที่ฐานปล่อย SLC-3E – ที่มา JPL/NASA

NASA ได้กำหนดจุดลงจอดของยาน InSight ที่ Elysium Planitia ห่างจาก Gale Crater ที่ยาน Curiosity ของ MSL ลงจอด 600 กิโลเมตร

Elysium Planitia จุดลงจอดของยาน InSight – ที่มา JPL/NASA

ยาน InSight จะเข้าสู่ช่วง EDL หรือ Entry, Descent, Landing ในเช้าวันที่ 27 พฤศจิกายน ตามเวลาประเทศไทย

ภาพการ Intercept ของยาน InSight – ที่มา JPL/NASA

การลงจอดของยาน InSight บนดาวอังคารเป็นอะไรที่เสี่ยงมาก ๆ เพราะถ้าพลาดแม้แต่วินาทีเดียวเท่ากับเอาเงินเป็นพันล้านไปเถทั้งบนดาวอังคาร โอกาศที่ยาน InSight จะรอดจากชั้นบรรยากาศของ ดาวอังคารนั้นคือ 50:50 แต่ความน่ากลัวยังไม่ยุดเพียงแค่ชั้นบรรยากาศ เพราะ หากยาน InSight ลงจอดแรงเกินไปก็หมายถึงความเป็นความตายของยาน InSight ด้วยเช่นกัน “7 นาทีแห่งความเป็นความตายของยาน InSight” มันจะสามารถผ่านไปได้รึปล่าว สำเร็จ หรือ ล้มเหลว (สามารถอ่านเรื่องราวเกี่ย่วกับการลงจอดบนดาวอังคาร ว่าทำไมมันยากเย็นเหลือเกินได้ ที่นี้)

ตำแหน่งของยานสำรวจต่าาง ๆ บนดาวอังคาร – ที่มา JPL/NASA

เราจะได้ศึกษาเกี่ยวกับความเป็นมาของดาวเคราะห์หินทั้งสี่ของระบบสุริยะรวมถึงโลกด้วยว่าเกินมาได้ยยังไงทำไมอยู่ ๆ มันถึงเป็นก้อนกลม ๆ ไม่เป็นก้อนแบน ๆ ที่ไม่มีรูปร่างเหมือนดาวเคราะห์น้อย เรายังสามารถศึกษาเพิ่มเติ่มได้ว่าดาวอังคารเหมาะแก่การดำรงชีวิตของสสิ่งมีชีวิตบนโลก หรือไม่ เพราะยังมีความลับอีกมายมายในจักรวาล หรือแม้แต่โลกของเราเองที่เราพึ่งรู้เรื่องราวของมันเพียงเศษเสี้ยวเดียว

ภาพกราฟิกการลงจอดของยาน InSight – ที่มา JPL/NASA

คืนนี้ถ้าคุณออกไปนอกบ้านจงมองหาจุดสีส้มที่สว่างที่สุด จุดนั้นอยู่ห่างออกไปนับสิบนับร้อยล้านไมล์ จุดนั้นคือดาวอังคาร ความน่าตื่นตาตื่นใจของการอยู่ในยุคนี้คือ จากที่บรรพบุรุษของเรามองท้องฟ้าด้วยตาเปล่า ยานอวกาศที่ชื่อ InSigh ได้ไปลงจอดบนนั้นอีกครั้ง นับตั้งแต่การลงจอดของ Curiousity ในปี 2012 ดาวมันก็อยู่ของมันบนฟ้าเหมือนเดิม มีแต่มนุษย์ที่เดินทางขึ้นไปหามัน

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO

InSight Spacecraft | Wikipedia

InSight Mission | NASA