NASA ยืนยันว่า ยาน MAVEN หรือ Mars Atmosphere And Volatile Evolution ซึ่งโคจรรอบดาวอังคาร เกิดเหตุขาดการติดต่อกับโลกตั้งแต่วันที่ 6 ธันวาคมที่ผ่านมา และจนถึงขณะนี้ ทีมภารกิจยังไม่สามารถกู้การสื่อสารกลับมาได้ แม้จะมีการประสานงานอย่างใกล้ชิดกับเครือข่าย Deep Space Network หรือ DSN อย่างต่อเนื่อง NASA Continues MAVEN Spacecraft Recontact Efforts
ข้อมูลล่าสุดที่ NASA เปิดเผย เพิ่มน้ำหนักให้สถานการณ์นี้อย่างมีนัยสำคัญ ทีมสามารถกู้เศษสัญญาณติดตามเพียงเล็กน้อยจากวันที่ 6 ธันวาคม ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ Radio Science Campaign การวิเคราะห์สัญญาณนั้นบ่งชี้ว่า MAVEN กำลังหมุนในลักษณะที่ “ไม่คาดคิด” หลังออกจากการบังดาวอังคาร และความถี่ของสัญญาณยังชี้ว่า วงโคจรของยานอาจเปลี่ยนไปจากที่วางแผนไว้ นี่ไม่ใช่แค่กรณีสัญญาณเงียบ แต่เป็นสัญญาณเตือนว่ายานอาจหลุดออกจากสภาวะการควบคุมที่ทีมภาคพื้นเข้าใจอยู่
เมื่อ MAVEN สูญเสีย IMU และต้องอยู่ใน All-Stellar Mode
เบื้องหลังเหตุการณ์ครั้งนี้ มีบริบททางวิศวกรรมที่สำคัญมาก และคนในวงการอาจจำได้ดี นั่นคือกรณีที่ IMU หรือ Inertial Measurement Unit ของ MAVEN ประสบปัญหาก่อนหน้านี้ ทำให้ทีมต้องปรับรูปแบบการควบคุมทิศทางของยานมาใช้ Star Tracker 100% หรือ All-Stellar Mode ยาน MAVEN หลงทางในวงโคจรของดาวอังคาร จากระบบ IMU ล้มเหลว ก่อนกู้กลับมาได้
ในภารกิจอวกาศปกติ IMU ทำหน้าที่เป็นหัวใจของการรับรู้การเคลื่อนที่ในระยะสั้น ขณะที่ Star Tracker ให้ค่าทิศทางสัมบูรณ์จากการมองดาว เมื่อ IMU ไม่สามารถใช้งานได้ MAVEN จึงต้องพึ่งพาการ “มองเห็นท้องฟ้า” เพียงอย่างเดียวในการรับรู้ท่าทางของตัวเอง ปัญหาคือ MAVEN ไม่ได้อยู่ในวงโคจรนิ่งหรือสภาพแวดล้อมที่เป็นมิตรกับ Star Tracker เลย ยานลำนี้โคจรแบบ Highly Elliptical Orbit มีช่วงที่บินต่ำใกล้ดาวอังคารด้วยความเร็วสูง มีแสงสะท้อนจากขอบดาว มี Plasma และ Charged Particles จากปฏิสัมพันธ์กับลมสุริยะ ทั้งหมดนี้คือสิ่งที่ทำให้การใช้ Optical Attitude Determination เป็นโจทย์โหดอย่างยิ่ง
แม้เช่นนั้น MAVEN ก็ยังดำเนินภารกิจต่อมาได้อีกหลายปี นี่สะท้อนถึงทั้งคุณภาพการออกแบบ และความสามารถของทีมปฏิบัติการที่ค่อย ๆ ปรับ Mission Profile ให้สอดคล้องกับข้อจำกัดใหม่ของยาน
สัญญาณล่าสุดบอกอะไรเรา การหมุนผิดปกติ วงโคจรเปลี่ยน
คำว่า “Rotating In An Unexpected Manner” ในแถลงการณ์ของ NASA เป็นถ้อยคำที่หนักในเชิงวิศวกรรม มันไม่ได้หมายถึงแค่ Antenna ชี้ผิดเล็กน้อย แต่บ่งชี้ถึง Attitude State ที่อยู่นอก Envelope ที่ทีมคาดไว้ ที่น่าสนใจยิ่งกว่านั้นคือประโยคที่ระบุว่า “Orbit Trajectory May Have Changed” การสรุปเช่นนี้ไม่ได้มาจากการคาดเดา แต่เกิดจากการวิเคราะห์ Doppler Shift ของสัญญาณ ซึ่งบอกได้ว่ามีการเปลี่ยนแปลงความเร็วเกิดขึ้นกับยาน พูดง่าย ๆ ก็คือเกิด Delta-V โดยที่ไม่ได้ตั้งใจ
สำหรับ MAVEN ความเป็นไปได้สำคัญมีไม่กี่ทาง หนึ่งคือเครื่องยนต์บนตัวยานดันถูกจุดขึ้นมาเองจากการพยายามแก้ Attitude ที่หลุด อีกทางคือแรงจากสภาพแวดล้อมขณะบินผ่านจุดใกล้ดาวอังคารที่สุดหรือ Periapsis ซึ่ง MAVEN ถูกออกแบบให้ “จุ่ม” เข้าไปในบรรยากาศชั้นบนของดาวอังคารเป็นประจำ เพื่อเก็บข้อมูลโดยตรงจากบรรยากาศชั้นบนหรือ Upper Atmosphere และ Exosphere การบินชิดขอบเช่นนี้คือหัวใจของ Science ของ MAVEN แต่ก็หมายความว่ายานทำงานอยู่ใกล้ขีดจำกัดทางวิศวกรรมตลอดเวลา เมื่อรวมการไม่มี IMU เข้ากับการพึ่งพา Star Tracker เพียงอย่างเดียว โอกาสที่ Control Loop จะเกิดควาไม่เสถียรหลังออกจากการเฉียดเข้ากับบรรยากาศของดาวอังคาร จึงไม่ใช่เรื่องที่เป็นไปไม่ได้
นอกเหนือจากบทบาทด้าน Science MAVEN ยังเป็นหนึ่งในยานที่ทำหน้าที่เป็น Mars Communications Relay ให้กับรถโรเวอร์สำรวจบนพื้นผิว หาก MAVEN ไม่สามารถกลับมาได้ เครือข่ายนี้จะเหลือยานหลักอีกสามลำ ได้แก่
- Mars Reconnaissance Orbiter ของ NASA ปล่อยปี 2005 ปัจจุบันมีอายุเกือบ 20 ปี
- 2001 Mars Odyssey ของ NASA ปล่อยปี 2001 เป็นยานที่เก่าแก่ที่สุดในวงโคจรดาวอังคาร
- ExoMars Trace Gas Orbiter ของ ESA ปล่อยปี 2016
แม้ทั้งสามลำยังทำงานได้ แต่ภาพรวมชัดเจนว่า Mars Relay Network กำลังพึ่งพายานที่อายุเกิน Design Life แทบทั้งหมด ในระยะยาว NASA วางแผนโครงการ MTO หรือ Mars Telecommunications Orbiter เพื่อเป็นโครงสร้างพื้นฐานการสื่อสารโดยเฉพาะ แต่โครงการนี้ยังอยู่ในช่วงการวางแนวคิด และยังไม่มีกรอบเวลาการปล่อยที่ชัดเจน กรณีของ MAVEN จึงไม่ใช่แค่การสูญเสียยานหนึ่งลำ แต่สะท้อนถึงผลกระทบต่อ Infrastructure รอบดาวอังคารทั้งหมด
MAVEN ถูกออกแบบมาให้มี Design Life ไม่กี่ปี แต่กลับปฏิบัติภารกิจยาวนานเกินหนึ่งทศวรรษ มันเป็นยานที่เปลี่ยนความเข้าใจของมนุษย์เกี่ยวกับวิวัฒนาการบรรยากาศดาวอังคาร จากสมมติฐานเชิงกวี ให้กลายเป็นกรอบเชิงปริมาณที่จับต้องได้ ในเชิงวิศวกรรม MAVEN คือบทเรียนของการออกแบบที่ยอมรับความเสี่ยงอย่างมีสติ และสร้างระบบที่พังลงเรื่อย ๆ แต่ก็ยังมีทางออกเสมอ แทนที่จะพังลงทันทีเมื่อชิ้นส่วนสำคัญหายไป มันเป็นยานที่ไม่หวือหวา ไม่ได้สร้างภาพสวยบนพื้นผิว แต่ทำหน้าที่เป็นยานอวกาศที่ให้ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับบรรยากาศของดาวอังคาร
หากวันหนึ่ง MAVEN ไม่ส่งสัญญาณกลับมาอีกจริง ๆ นี่จะไม่ใช่เรื่องของความล้มเหลว แต่คือราคาที่ต้องจ่ายของการสำรวจที่กล้าบินชิดขอบฟิสิกส์ เพื่อเข้าใจความจริงของดาวเคราะห์ดวงหนึ่งอย่างลึกที่สุดและในโลกของการสำรวจอวกาศ ยานแบบนี้แหละ คือยานที่ควรถูกจดจำมากที่สุด
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
