Featured ภารกิจเก็บตัวอย่างดาวเคราะห์น้อย OSIRIS-REx เริ่มเดินทางกลับโลก สรุปขั้นตอน
ภารกิจเก็บตัวอย่างดาวเคราะห์น้อย OSIRIS-REx เริ่มเดินทางกลับโลก สรุปขั้นตอน

Chottiwatt Jittprasong

ภารกิจเก็บตัวอย่างดาวเคราะห์น้อย OSIRIS-REx เริ่มเดินทางกลับโลก สรุปขั้นตอน

November 18, 2020

หลังจากการเก็บตัวอย่างหินบนดาวเคราะห์น้อย Bennu เมื่อวันที่ 20 ตุลาคม 2020 ด้วยการใช้อุปกรณ์ Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism (TAGSAM) ของยาน OSIRIS-REx และทีมวิศวกรของยานได้ยืนยันความสำเร็จในการเก็บตัวอย่างหินดังกล่าวเมื่อวันที่ 22 ตุลาคม 2020 แล้ว แต่ทีมวิศวกรกลับพบว่าหินตัวอย่างที่เก็บได้ค่อย ๆ รั่วออกจากหัวเก็บตัวอย่าง TAGSAM ทีมวิศวกรจึงจำเป็นที่จะต้องยกเล็กขั้นตอนการตรวจสอบตัวอย่างของหินและการวัดมวลหินตัวอย่างที่เก็บได้ไปเพื่อไม่ให้ตัวอย่างที่เก็บได้หลุดลอยออกจาก TAGSAM ไปมากกว่านี้ จากนั้นจึงเริ่มขั้นตอนการเก็บตัวอย่างเข้าสู่แคปซูลเก็บตัวอย่างชื่อว่า Sample Return Capsule (SRC)

ซึ่งการรั่วของ TAGSAM วิศวกรคาดว่าเกิดจากแผ่นไมลาร์ที่มีไว้สำหรับปิดและเปิดให้หินผ่านเข้ามาใน TAGSAM นั้นปิดไม่สนิท ซึ่งโดยปกติหลังจากหินเข้ามาข้างใน TAGSAM แล้วแผ่นไมลาร์จะดันตัวเองกลับเข้าหัว TAGSAM และซีลไม่ให้หินหลุดออกไปข้างนอก แต่เพราะว่าหินที่เก็บมาได้นั้นมีขนาดใหญ่กว่าที่คาดว่าจนไปดันตัวแผ่นไมลาร์ทำให้แผ่นไมลาร์ปิดไม่สนิทเป็นเหตุให้เศษหินที่มีขนาดเล็กหลุดรั่วออกจากช่องว่างระหว่าง TAGSAM และแผ่นไมลาร์ได้

ภาพถ่ายของหัวของเครื่องมีเก็บตัวอย่าง TAGSAM จากยาน OSIRIS-REx พร้อมกับอนุภาคเศษหินที่กระจัดกระจายออกจากหัว TAGSAM – ที่มา NASA

วันที่ 27 ตุลาคม 2020 ทีมควบคุมภารกิจของ NASA (Science Mission Directorate) อนุญาตให้ทีมวิศวกรของ OSIRIS-REx ข้ามขั้นตอนต่าง ๆ ที่ไม่จำเป็นและเริ่มการเก็บตัวอย่างจากหัว TAGSAM เข้าสู่ SRC ได้ทันที ซึ่งเดิมการเก็บตัวอย่างเข้า SRC ถูกกำหนดไว้วันที่ 2 พฤศจิกายน 2020 ซึ่ง Dante Lauretta, Principal Investigator ของ OSIRIS-REx กล่าวว่าการเก็บตัวอย่างครั้งแรกนั้นทำให้เราได้ตัวอย่างหินมากพอสมควร จึงทำให้ทีมวิศวกรตัดสินใจเริ่มขั้นตอนการเก็บตัวอย่างหินเข้าสู่ SRC ทันที

โดยปกติแล้วทุกขั้นตอนการทำงานของ OSIRIS-REx จะทำงานเป็น Sequence คือ แค่ส่งคำสั่งไปให้ยาน ยานก็จัดการให้ทันทีเรียกได้ว่าสามารถทำได้อัตโนมัติโดยไม่ต้องมีมนุษย์ควบคุมเลยขอแค่คำสั่งเพียงเท่านั้น แต่ขั้นตอนการเก็บตัวอย่างนั้นต่างออกไป การเก็บตัวอย่างหินเข้า SRC ไม่ใช่การกดปุ่มปุ่มเดียวแล้วยานจะเก็บหินตัวอย่างเข้า SRC ให้อัตโนมัติทันที แต่การเก็บตัวอย่างจำเป็นต้องมีวิศวกรคอยควบคุมการทำงาน

การเก็บตัวอย่าเริ่มต้นด้วยการส่งคำสั่งแรกเรียกว่า Preliminary Commands ไปให้ยาน OSIRIS-REx ซึ่งยานจะทำการส่งข้อมูลต่าง ๆ เช่น ภาพของตัวอย่าง และ Telemetry กลับมาเพื่อให้ทีมวิศวกรยืนยันการเริ่มการเก็บตัวอย่างเข้า SRC และการรอการยืนยันเหล่านี้ไม่สามารถทำได้แบบ Real-time เพราะว่ายาน OSIRIS-REx อยู่ห่างจากโลกไปประมาณ 18.5 นาทีแสง หมายความว่าสัญญาณการสื่อสารด้านเดียวระหว่างยานจะใช้เวลาในการเดินทาง 18.5 นาที และหากต้องการตอบกลับก็จะใช้เวลาอีก 18.5 นาที ร่วมเป็น 37 นาทีในการสื่อสารแบบ Simplex (Semi-Duplex) ครั้งหนึ่ง ยังไม่นับรวมเวลาในการตัดสินใจของทีมวิศวกรก่อนที่จะส่งคำสั่งยืนยันในแต่ละขั้นตอนด้วย จึงทำให้การเก็บตัวอย่างเข้า SRC ใช้เวลานานพอสมควร

ภาพจำลองขณะกำลังเชื่อม TAGSAM เข้ากับ Sample Return Capsule เพื่อเริ่มการเก็บตัวอย่าง – ที่มา NASA/University of Arizona, Tucson

TAGSAM จะเริ่มการเก็บตัวอย่างโดยการเคลื่อน Collector head ของ TAGSAM ไปที่ Sample Return Capsule จากนั้นจึงเชื่อมต่อ Capture ring ของทั้งสองเข้าด้วยการซึ่งขั้นตอนนี้เป็นหนึ่งในขั้นตอนที่ยากพอสมควรสำหรับการเก็บตัวอย่างเข้า SRC เพราะทีมวิศวกรคาดว่า TAGSAM อาจไม่สามารถเชื่อมกับ Capture ring ได้พอดีเป๊ะ อย่างไรก็ตามวันที่ 29 ตุลาคม 2020 TAGSAM เชื่อมกับ Sample Return Capsule ได้พอดีในครั้งเดียวโดยไม่ต้องเชื่อมใหม่ จากนั้นทีมวิศวกรก็ทำการทดสอบที่เรียกว่า “Backout check” ซึ่งเป็นคำสั่งดึง TAGSAM ออกจาก Sample Return Capsule เพื่อทดสอบว่า TAGSAM เชื่อมกับ Sample Return Capsule พอดี ถ้าหลุดแสดงว่าไม่แน่นแต่ถ้าไม่หลุดแสดงว่าแน่นแล้ว

จากนั้นยานจึงเริ่มขั้นตอนต่อไปของการเก็บตัวอย่างเข้า SRC ด้วยการตัดท่อส่งแก๊สไนโตรเจนของ TAGSAM ซึ่งเดิมมีไว้ใช้ตอนเก็บตัวอย่างบนดาวเคราะห์น้อย Bennu และจากนั้นจึงปลดการเชื่อมต่อระหว่าง Collector head กับ TAGSAM ออกจากกัน เหลือแต่ Collector head คาไว้กับ Sample Return Capsule

https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/stow_for-release-2.png
TAGSAM ขณะกำลังจะเชื่อมต่อกับ Capture Ring ของ Sample Return Capsule (ซ้าย) TAGSAM ขณะเชื่อมต่อกับ Capture Ring ของ Sample Return Capsule (ขวา) – ที่มา NASA/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin

วันที่ 28 ตุลาคม 2020 ทีมวิศวกรของยาน OSIRIS-REx ส่งคำสั่งปิดและซีล Sample Return Capsule ถือเป็นอันเสร็จสิ้นขั้นตอนการเก็บตัวอย่างจาก TAGSAM Collector head เข้า Sample Return Capsule ซึ่งความเป็นจริงแล้วต้องเริ่มในต้นเดือนพฤศจิกายน 2020 แต่เพราะว่าเกิดการรั่วของ TAGSAM Collector head ขึ้นจึงทำให้ขั้นตอนการเก็บตัวอย่างเข้า SRC เริ่มต้นทันทีหลังการยืนยันการเก็บตัวอย่างได้สำเร็จนั่นเอง

ขณะนี้ OSIRIS-REx กำลังเตรียมเดินทางกลับโลก (Earth Return Cruise) พร้อมกับตัวอย่างหินของดาวเคราะห์น้อย Bennu ซึ่ง Departure window จะเปิดในช่วงเดือนมีนาคม 2021 ซึ่งเป็นช่วงที่วงโคจรระหว่าง OSIRIS-REx กับโลกเหมาะแก่การทำ Orbit injection โดยหากไม่เกิดความผิดพลาดขึ้นระหว่างการขั้นตอนการเดินทางกลับโลกยาน OSIRIS-REx จะเดินทางถึงโลกในวันที่ 24 กันยายน 2023 พร้อมกับตัวอย่างหินของดาวเคราะห์น้อย Bennu

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO

อ้างอิง

NASA’s OSIRIS-REx Spacecraft Goes for Early Stow of Asteroid Sample

OSIRIS-REx In the Midst of Sample Stowage

NASA’s OSIRIS-REx Successfully Stows Sample of Asteroid Bennu





Read More

บทความอื่น ๆ ที่ควรอ่านต่อ



เรื่องราวน่าสนใจ

อัพเดทเรื่องราว ข่าว และบทวิเคราะห์เจาะลึก