การลงจอดบนดาวอังคารไม่ใช่เรื่องง่าย และมีเพียงครึ่งนึงเท่านั้นที่รอดพ้นมาได้



ตีสามเช้าวันที่ 27 พฤศจิกายนนี้ ยาน InSight ของนาซากำลังจะไปลงจอดบนดาวอังคาร เป็นครั้งแรกในรอบ 6 ปีที่ทั่วโลกจะได้มาร่วมลุ้นกับเหตุการณ์ครั้งประวัติศาสตร์นี้

มาถึงตรงนี้ผู้อ่านอาจคิดว่า ก็แค่การลงจอดบนดาวอังคารของยานอวกาศลำนึงเท่านั้นเองนี่น่า ไม่เห็นน่าจะยากอะไรเลย ปัจจุบันเราก็มียานอวกาศตั้งหลายลำที่เคยไปลงจอดมาแล้ว

แต่การลงจอดบนดาวอังคารนั้นไม่เคยเป็นเรื่องง่าย เพราะมีเพียงแค่ครึ่งนึงที่ถูกส่งไปลงจอดเท่านั้นที่สามารถใช้งานได้เมื่อลงจอดแล้ว ทำไมการลงจอดบนดาวอังคารถึงได้ยากเย็นขนาดนั้น วันนี้ผู้เขียนจะมารวบรวมเหตุผลหลัก ๆ ที่ทำให้การลงจอดบนดาวอังคารเป็นช่วงเวลาสุดระทึกของภารกิจ

ชั้นบรรยากาศเจ้าปัญหา

ชั้นบรรยากาศของดาวอังคารทำให้วิศวกรต้องปวดหัวกับมันมาก ๆ เนื่องจากมันหนาแน่นเพียงแค่ 1% ของชั้นบรรยากาศโลก แต่ก็หนาแน่นพอจะเผาไหม้ยานอวกาศที่ไม่ได้มีแผ่นกันความร้อนป้องกัน (เคสตัวอย่างก็คือยาน Mars Climate Orbiter ที่ใช้หน่วยผิด จนโดนเผาไหม้)

ภาพจำลองการเสียดสีกับชั้นบรรยากาศ ของยานที่จะไปลงจอดบนดาวอังคาร – ที่มา NASA

แต่ใช่ว่าพอผ่านจากชั้นบรรยากาศมาแล้วจะรอดกันทุกราย เพราะเมื่อบรรยากาศนั้นเบาบางกว่าโลก ทำให้ร่มชูชีพบนดาวอังคารมีประสิทธิภาพที่แย่กว่าบนโลกมาก ๆ และนั่นทำให้ร่มชูชีพผืนใหญ่ที่สุดในโลกนั้นถูกนำไปใช้บนดาวอังคาร

ผ่านชั้นบรรยากาศมาแล้วก็ยังไม่รอด

เนื่องจากแรงโน้มถ่วงบนดาวอังคารนั้นเป็น 38% ของโลก (และมากกว่าแรงโน้มถ่วงบนดวงจันทร์สองเท่า) ทำให้ยานจะตกลงสู่พื้นด้วยความเร็วที่มากกว่า ทำให้ร่มชูชีพเพียงอย่างเดียวไม่สามารถชะลอความเร็วได้ ดังนั้นยานอวกาศจะต้องจุดจรวดเพื่อชะลอความเร็วของยานก่อนจะลงจอด

ยกตัวอย่างจากภารกิจ Curiosity ที่ยานอยู่ในแคปซูลตอนเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ และเมื่อผ่านมาแล้วพวกเขาก็ปลดแผ่นกันความร้อนออก ตามมาด้วยการกางร่มชูชีพที่ใหญ่ที่ในโลก (และดาวอังคาร) ต่อด้วยการปลดตัวยานออกจากร่มชูชีพ และใช้จรวดบน Sky-crane เบี่ยงทิศทางออกจากร่มชูชีพ และค่อย ๆ หย่อนยานเพื่อลงจอด ซึ่งกระบวนการที่ว่ามานี้ต้องเกิดขึ้นด้วยความรวดเร็ว และห้ามพลาดโดยเด็ดขาด

ภาพจำลองของ Sky-crane ที่หย่อนยาน Curiosity ลงสู่พื้นผิว – ที่มา NASA

มนุษย์ไม่สามารถควบคุมได้

เนื่องจากระยะทางที่ห่างไกลจากโลก ทำให้กระบวนการลงจอดแทบจะทั้งหมดนั้นถูกโปรแกรมมาล่วงหน้า และคอมพิวเตอร์บนยานต้องควบคุมพร้อมกับแก้ปัญหาด้วยตัวของมันเอง

ปัญหาก็คือการนำยานไปลงจอดบนดาวเคราะห์ที่ห่างออกไปมากกว่า 50 ล้านกิโลเมตรนั้นไม่ใช่เรื่องที่ง่ายดายนัก นอกจากความท้าทายของสภาพบนดาวอังคารแล้ว ความผิดพลาดเล็ก ๆ น้อย ๆ ของโปรแกรมก็สามารถพลิกชะตากรรมของยานได้เลย เช่นยาน Mars Polar Lander ที่จรวดดับเร็วกว่าที่กำหนดไว้ ทำให้ยานพุ่งชนพื้นผิวอย่างแรง

รู้ว่าเสี่ยงแต่ก็ต้องลอง

วิศวกรและคนวางแผนภารกิจต่างรับรู้และเข้าใจความเสี่ยงนี้เป็นอย่างดี ซึ่งแน่นอนว่าพวกเขาก็ต้องพยายามอย่างหนักเพื่อพัฒนาและปรับปรุงระบบการลงจอดที่แสนท้าทายนี้ ให้มีความปลอดภัยมากที่สุดเท่าที่จะทำได้ เพราะเป้าหมายการสำรวจที่รออยู่เบื้องล่างนั้นคุ้มค่าที่จะเสี่ยงส่งยานลงไป

และเช้าวันที่ 27 พฤศจิกายนนี้ ยาน InSight จะไปลงจอดบน Elysium Planitia พื้นที่ ๆ ได้รับฉายาว่า “ลานจอดรถที่ใหญ่ที่สุดบนดาวอังคาร” และจะเป็นยานลำแรกที่ขุดเจาะลึกลงไปใต้พื้นผิวของดาว ซึ่งในวันนั้นเราจะได้ลุ้นกันว่า InSight สามารถเอาชนะอุปสรรคที่กล่าวมาข้างต้นกันได้หรือไม่ โดยสามารถติดตามรายละเอียดการถ่ายทอดสดได้ทางเพจ SPACETH.CO เร็ว ๆ นี้

สุดท้ายนี้มาดูวิธีการลงจอดบนดาวอังคารของยาน Curiosity เมื่อปี 2012 ได้ที่คลิปข้างล่างนี้

อ้างอิง:

NASA Builds World’s Largest Space Parachute for Martian Landing

Why is Mars so hard to land on?

Why Is It So Hard to Land On Mars?

NASA Brings Mars Landing, First in Six Years, to Viewers Everywhere