โครงการ Mars Sample Return หรือการนำเอาตัวอย่างดินและหินจากดาวอังคารเดินทางกลับโลก ยังคงเป็นโครงการใหญ่ที่ NASA ตั้งเป้าหมายไว้ในช่วงหลังปี 2030 แต่ตลอดระยะเวลาที่ผ่านมาเราได้เห็นอุปสรรค์ ปัญหา และความขัดแย้งต่าง ๆ มากมาย
โครงการ Mars Sample Return นั้นมีจุดมุ่งหมายในการนำเอาตัวอย่างหินในหลอดทดลองที่ถูกเก็บและหย่อนไว้ตามจุดต่าง ๆ โดยยาน Perseverence กลับโลก อ่าน – ความพิเศษของหลอดเก็บตัวอย่างหินดาวอังคาร ที่จะถูกเก็บโดยยาน Perseverance โดยจะเป็นความร่วมมือระหว่าง NASA กับองค์การอวกาศยุโรป ESA
จากอัพเดทที่เราเล่าไปในบทความ NASA ปรับแผน Mars Sample Return อีกครั้งหลังดราม่า ตั้งเป้าส่งตัวอย่างกลับโลกก่อน 2040 ตอนนั้น NASA ได้ถูกทักท้วงโดยคณะกรรมการอิสระบอกว่าภารกิจที่ออกแบบไว้นั้น ซับซ้อนเกิน และไม่น่าจะพัฒนาตัวยานได้ในช่วงปี 2027 ถึง 2028 จนทำให้ NASA ต้องออกมาโต้ตอบและยอมทำการศึกษาถึงความเป็นไปได้ใหม่ ๆ เพื่อหาวิธีการทำยาน Sample Retrieval Lander (SRL) พร้อมกับ Mars Ascent Vehicle (MAV) และระบบยาน Orbiting Sample (OS) เพื่อใช้ร่วมกับยานอวกาศของ ESA ที่จะนำตัวอย่างกลับโลกจากวงโคจรของดาวอังคาร
แถมยังได้มีการยอมรับว่าจะปรับแผน Mars Sample Return ให้มีขนาดเล็กลงและหันมาใช้ระบบผลิตไฟฟ้าบนยานผ่าน RTG หรือ Radioisotopic Thermal Genrator แทนการใช้แผง Solar Arrays ที่จะทำให้ตัวยานปลอดภัยจากพายุฝุ่นบนดาวอังคาร
ในวันที่ 7 มกราคม 2025 ทาง NASA ได้จัดแถลงข่าวผ่านทางโทรศัพท์ และได้ลงรายงาน NASA to Explore Two Landing Options for Returning Samples from Mars ให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับแผนโครงการ Mars Sample Return โดยเนื้อหาใจความสำคัญ ไม่ได้ต่างกับข่าวที่เรารายงานไปในปี 2024 มากนัก แต่ได้มีการระบุว่า NASA จะศึกษา “ความเป็นไปได้สองทาง” เพื่อเลือกวิธีที่เหมาะสมที่สุด ในช่วงปี 2026 เพื่อเตรียมพัฒนายานอวกาศสำหรับไปเก็บตัวอย่างหินกลับมาภายในปี 2035
Sky Crane มรดกเทคโนโลยีจากการลงจอด
วิธีแรกที่ NASA จะศึกษานั้นก็ได้แก่ การใช้เทคโนโลยี Sky Crain ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของวิธีการลงจอดแบบ Entry Descent and Landing (EDL) ที่ยานโรเวอร์ Curiosity และ Perseverance ใช้ในการลงจอดปี 2012 และ 2021 ตามลำดับ โดยเทคโนโลยีดังกล่าวถูกพัฒนาโดย NASA Jet Propulsion Laboratory หรือ JPL ภายใต้งบประมาณ 6,600 หรือ 7,700 ล้านเหรียญสหรัฐฯ
การใช้วิธีดังกล่าวจะทำให้ทาง JPL ไม่ต้องพัฒนาเทคโนโลยีใหม่และใช้มรดก (Heritage) ในทางวิศวกรรมจากตัวยานชุดเดิมที่มีอยู่แล้ว เพราะตัวระบบ EDL สามารถลงจอดยานอวกาศหนักกว่า 1 ตันบนดาวอังคารได้และได้ถูกใช้งานมาแล้วอย่างน้อยสองครั้ง ดังนั้นทั้งในระบบใหญ่และระบบย่อยต่าง ๆ จะถูกปรับเพื่อให้เหมาะสมกับภารกิจ Sample Return และลงจอดยานอวกาศที่จะเข้าไปเก็บตัวอย่าง (SRL) ที่บรรทุกจรวดนำส่งกลับ (MAV) บนผิวของดาวอังคารได้
การลงจอดแบบ Sky Crain นั้นเป็นการหย่อยตัวโรเวอร์ลงมาในขณะที่ตัวจรวดพยุงเพื่อชะลอความเร็วจะลอยอยู่เหนือพื้นประมาณ 7 เมตร เพื่อไม่ให้เครื่องยนต์จรวดเป่าโดนตรงพื้นผิวบริเวณลงจอดและสร้างฝุ่นฟุ้งที่อาจสร้างความเสียหายกับโรเวอร์
จริง ๆ การใช้ Sky Crain ในการทำ Mars Sample Return ไม่ใช่คอนเซปใหม่ แต่ NASA เองก็เคยมีการพัฒนาคอนเซปดังกล่าวมาเป็นระยะเวลากว่า 10 ปีแล้ว ตั้งแต่ก่อนที่ Sky Crain จะประสบความสำเร็จในการลงจอดยาน Curiousity ในปี 2012 เสียอีก แต่การใช้ Sky Crain ถูกแทนที่ด้วยยานลงจอดในเวอร์ชันเดิมเสียก่อน
การใช้เทคโนโลยีที่เป็นมรดกตกทอดจากความสำเร็จในอดีต เป็นหลักคิดทางวิศวกรรมที่ช่วยลดขั้นตอนในการทำการวิจัยและพัฒนา (Research and Development) ซึ่งมีส่วนสำคัญอย่างมากในการช่วยลดทั้งเวลาและต้นทุน ซึ่งวิธีนี้นั้นจะสอดคล้องกับแผนที่ NASA ประกาศไปก่อนหน้านี้ในช่วงปี 2024 ว่าผู้รับบทบาทในการพัฒนาระบบดังกล่าวจะเป็น JPL ซึ่งตอนนี้กำลังเจอศึกหนักจากการถูกตัดงบประมาณ สรุปกรณี JPL ให้พนักงานออกครั้งใหญ่จากปัญหาด้านการเงิน ในปี 2024
หรืออีกทางคือใช้ยานอวกาศของเอกชนไปเลย
วิธีที่สองที่ NASA ประกาศออกมานั่นก็คือ การใช้ยานอวกาศที่พัฒนาโดยบริษัทเอกชน ภายใต้งบประมาณ 5,800 หรือ 7,100 ล้านเหรียญสหรัฐฯ (น้อยกว่าหรืออาจจะเท่ากับวิธีแรกที่ใช้ JPL)
โดย NASA ไม่ได้ให้ข้อมูลเพิ่มเติมว่าได้รับข้อเสนอหรือว่ามีการปรึกษากับบริษัทเอกชนบริษัทใดไปแล้วบ้างในกรณีดังกล่าว แต่จากข้อมูล่าสุดในปี 2024 ทั้ง SpaceX และ Blue Origin หรือแม้กระทั่ง Rocket Lab ที่ได้ออกมาเปิดเผยแผนของตัวเองแล้วในวันเดียวกัน ต่างได้รับข้อเสนอจาก NASA ในการศึกษาความเป็นไปได้ของการนำเอาตัวอย่างกลับมา ซึ่งน่าสนใจว่าหากเป็น SpaceX เราจะได้เห็นการใช้ยาน Starship ในภารกิจดังกล่าวนี้หรือไม่ เพราะแผนของ SpaceX ก็คือการสร้างเที่ยวบินประจำระหว่างโลกกับดาวอังคารอยู่แล้ว
ส่วนข้อมูลในทางวิศวกรรมของแผนที่สองนี้ NASA เองก็ยังไม่ได้ออกมาเปิดเผย แต่ Nicky Fox ผู้ช่วยผู้อำนวยการ NASA ในฝั่งวิทยาศาสตร์ได้บอกในการแถลงข่าวว่า ความแตกต่างระหว่างการใช้ JPL กับบริษัทเอกชนนั้นจะต่างกันที่ระบบการลงจอดเป็นหลัก
โดยแผนใหม่ทั้งสองแผนนี้ สิ่งที่ตัดออกไปอย่างแน่ ๆ ก็คือตัวโรเวอร์ Sample Fetch Rover (SFR) ที่จะเป็นโรเวอร์ขนาดเล็กวิ่งออกมาจาก SRL เพื่อไปหยิบเอาตัวอย่างหินมาใส่ในยาน ซึ่งในแผนใหม่ ก็คือจะให้ Perseverence เองนั่นแหละที่วิ่งกลับมาเอาตัวอย่างที่ตัวเองเก็บได้ ใส่ลงในตัว SRL หรือแม้กระทั่งแผนสำรองในการใช้เฮลิคอปเตอร์ขนาดเล็กบินไปเก็บตัวอย่างในกรณีที่ Perseverence อาจจะเสียไปแล้วในปี 2035
ในช่วงปี 2026 เราน่าจะได้เห็นกระบวนการทำการตรวจสอบทางวิศวกรรมในขั้น Preliminary Design Review (PDR) ของทั้งระบบลงจอดและระบบส่งตัวอย่างกลับแล้ว หลังจากที่การทำ PDR ของแผนเดิมถูกปัดตกไปจากงบประมาณและความเป็นไปได้ (อ่านแผนการทำ Sample Return เดิมได้ในบทความ Mars Sample Return ส่งตัวอย่างดินดาวอังคารกลับโลกได้อย่างไร สรุปวิธีโดย NASA และ ESA)
ในขณะที่ทางฝั่ง ESA เรายังไม่ได้เห็นการออกมาประกาศต่อแผนของยานอวกาศที่จะใช้ในการนำเอาตัวอย่างเดินทางกลับโลกมากนัก
โครงการ Mars Sample Return นั้นนับว่าเป็นหนึ่งในการออกแบบระบบการสำรวจอวกาศที่ซับซ้อนที่สุดและไม่เคยทำมาก่อน ดังนั้นไม่น่าแปลกใจว่าทำไมมันถึงได้เจอกับอุปสรรคมากมายโดยเฉพาะในด้านโครงสร้างบริหารและงบประมาณ เพราะจริง ๆ ในทางวิศวกรรมเราก็ได้เห็นการศึกษาและเตรียมทำ PDR ในแผนแรกไปแล้วว่าจริง ๆ ถ้าจะทำตามนี้ก็คงทำได้ แต่อาจใช้เวลานาน และทำให้งบประมาณที่ถูกวางเอาไว้ในตอนแรกงอกเพิ่มขึ้นมาอีกมหาศาล
สุดท้ายจากประกาศล่าสุดนี้ก็สบายใจได้ว่าเราน่าจะได้เห็น Mars Sample Return เกิดขึ้นภายในปี 2035 ไม่ลากยาวไปจนถึงปี 2040 จากอัพเดทล่าสุดเมื่อปีก่อน ๆ เพราะหากเราจะใช้ Perseverence ในการวิ่งเอาตัวอย่างมาใส่จริง ๆ Perseverence ตอนนั้นจะมีอายุ 14 ปี เท่ากับยาน Curiosity ตอนนี้เลยทีเดียว
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
