52 ปีผ่านมาแล้วที่มนุษยชาติได้เก็บตัวอย่างหินจากเทหวัตถุนอกโลกเป็นครั้งแรก ซึ่งก็คือครั้งที่ Apollo 11 ลงจอดบนดวงจันทร์ โดยมี Neil Armstrong เป็นผู้เก็บตัวอย่างหินดวงจันทร์จาก Sea of Tranquility กลับมายังโลกเพื่อศึกษาเทหวัตถุที่เราเชื่อกันว่าครั้งหนึ่งมันเคยเป็นส่วนหนึ่งของโลกเป็นครั้งแรกใน Giant-impact Hypothesis
หลังการเดินทางอันยาวนานของ Perseverance และการลงจอดที่ Jezero Crater และการเริ่มภารกิจสำรวจ Jezero Crater เมื่อวันที่ 1 มิถุนายน 2021 เพื่อสำรวจหลุมอุกกาบาตขนาดพื้นที่กว่า 4 ตารางกิโลเมตรเพื่อค้นหาสิ่งมีชีวิตนั้น ในเดือน กรกฎาคม 2021 Perseverance ก็พร้อมแล้วสำหรับการเก็บตัวอย่างหินบนดาวอังคารครั้งแรก
การเก็บตัวอย่างโดย Neil Armstrong ในภารกิจ Apollo 11 นั้นใช้เวลาเพียง 3 นาที 35 วินาที เท่านั้นเพราะมันเป็นเพียงการเปิดหลอดเก็บตัวอย่าง แล้วยัดหินเข้าไปในหลอด และปิดฝา เท่านั้นซึ่งทำโดยมนุษย์ แต่การเก็บตัวอย่างของดาวอังคารในครั้งนี้ทำโดยหุ่นยนต์ ถึงจะไม่ใช่ครั้งแรกที่มีการเก็บตัวอย่างเทหวัตถุโดยหุ่นยนต์ (เช่น OSIRIS-REx, Hayabusa1, Hayabusa2 และอื่น ๆ) แต่ก็เป็นครั้งแรกของการเก็บตัวอย่างหินบนดาวอังคารด้วยจุดประสงค์ที่จะนำตัวอย่างเหล่านั้นกลับโลกในภารกิจ Mars Sample Return ในอนาคต
การเก็บตัวอย่างโดย Perseverance จะใช้เวลาอย่างน้อย 11 วัน ด้วยการเก็บตัวอย่างผ่านระบบ Sample and Caching System ของ Perseverance โดยทุกขั้นตอนจะต้องรอคำสั่งจากโลกเพื่อให้วิศวกรได้ Monitor การเก็บตัวอย่าง เพื่อป้องกันข้อผิดพลาดรวมถึงโอกาสที่ตัวอย่างจะปนเปื้อน
ตัวอย่างหินที่ Perseverance จะเก็บจะต้องอยู่ภายในระยะ 2 เมตรจากแขนกลของ Perseverance ก่อนการเก็บตัวอย่าง จากนั้น Perseverance จะถ่ายรูปบริเวณพื้นที่ที่จะเก็บตัวอย่างเพื่อให้วิศวกรระบุพื้นที่เก็บตัวอย่างแบบจำเพาะ และพื้นที่เก็บตัวอย่างรอบ ๆ (Proximity Science) ที่จะเก็บ
ขั้นตอนการเก็บตัวอย่าง
ก่อนที่ Perseverance จะเก็บตัวอย่าง มันจำทำการวิเคราะห์ตัวอย่างเบื้องต้นก่อนด้วยการใช้เครื่องเป่าฝุ่น (Gas Dust Removal Tool) ในการเป่าผิวบนสุดที่เคลือบหินอยู่ออกเพื่อให้เห็นข้างในผิวหินที่เป็นผิวซึ่งไม่ถูกกัดเซาะโดยฝุ่นหรือลมมาก่อน จากนั้นจึงใช้เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ต่าง ๆ เพื่อวิเคราะห์เบื้องต้น เช่น SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals), PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) และ WATSON (Wide Angle Topographic Sensor for Operations and eNgineering)
โดย SHERLOC, PIXEL และ WATSON จะวิเคราะห์ส่วนประกอบทางเคมีของเป้าหมายที่จะเก็บตัวอย่างให้กับทีมวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ จากนั้นกล้อง SuperCam และ Mastcam-Z จะรับช่วงต่อ หลายคนอาจลืมว่า SuperCam นั้นไม่ใช่กล้องธรรมดา เพราะมันเป็นกล้องที่มี “เลเซอร์” กำลังสูงสำหรับ “ขูด” พื้นผิวของหินด้ด้วยการทำให้ระเหยด้วย โดย SuperCam จะวิเคราะห์ Spectography ของแก๊สและละอองที่ระเหยออกมาจากหินเพื่อระบุแร่ธาตุและส่วนประกอบต่างของหินออกมา ส่วน Mastcam-Z จะใช้ในการถ่ายรูปความละเอียดสูง (Mastcam-Z ซูมกล้องผ่านเลนส์ได้ 3.6 เท่า)
หลังจากการวิเคราะห์เบื้องต้นเหล่านี้เสร็จสิ้น Perseverance จะชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็มก่อนการเก็บตัวอย่างซึ่งจะใช้เวลาอย่างน้อยหนึ่งวัน เมื่อถึงวันเก็บตัวอย่าง แขนกล Sample handling arm ในระบบ Adaptive Caching Assembly จะเริ่มหยิบหลอดเก็บตัวอย่างมาให้ความร้อนและใส่เข้าไปในกล่องสำหรับเก็บหลอดตัวอย่าง (Carousel)
จากนั้นระบบ Carousel Transport จะจับหลอดเก็บตัวอย่างไปใส่ไว้ที่สว่านเจาะสำหรับเก็บตัวอย่างที่แขนกลของ Perseverance จากนั้นจึงใช้สว่านดังกล่าวเจาะเข้าไปในหินเป้าหมาย ซึ่งเศษเนื้อของหินที่ถูกเจาะจะเข้ามาโดยหลอดโดยอัตโนมัติเนื่องจากดีไซน์การออกแบบหลอดเก็บตัวอย่าง โดยปริมาณตัวอย่างที่เก็บจะประมาณแค่แท่งชอล์กเท่านั้น
จากนั้นหลอดตัวอย่างจะถูกส่งกลับไปยังที่เก็บตัวอย่างใน Adaptive Caching Assembly เพื่อทำการวัดปริมาตรตัวอย่าง การถ่ายรูป การซีล และการเก็บเข้าที่เพื่อเตรียมการส่งกับโลก โดยหลอดเก็บตัวอย่างของ Perseverance มีถึง 43 หลอด ทำให้ Perseverance จะสามารถเก็บตัวอย่างได้หลายตัวอย่างจากหลาย ๆ ที่ จากนั้นหลอดตัวอย่างจะนำไปทิ้งไว้ที่ Sample Cache Depot เพื่อให้ยานในอนาคตมาเก็บกลับโลกไปนั่นเอง
หลอดตัวอย่างเหล่านั้นจะถูกส่งไปวิเคราะห์โดยห้องทดลองบนโลกซึ่งมีอุปกรณ์ที่แม่นยำกว่าบน Perseverance แต่ขนาดเดียวกันก็ใหญ่เกินกว่าที่ Perseverance จะแบกไปดาวอังคารได้เอง จึงต้องขนตัวอย่างกลับมาโลกนั่นเอง ไม่ใช่เอาเครื่องมือไปบนดาวอังคาร โดยจุดประสงค์ของการเก็บตัวอย่างคือการล่าหาหลักฐานของสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารในอดีตหากมี และถ้าเคยมีแล้วตอนนี้ยังมีอยู่หรือไม่นั่นเอง
NASA มีแผนส่งตัวอย่างกับโลกอย่างเรา อ่านบทความ Mars Sample Return ส่งตัวอย่างดินดาวอังคารกลับโลกได้อย่างไร สรุปวิธีโดย NASA และ ESA
เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO
อ้างอิง
