ภารกิจสำรวจดาวพุธครั้งใหม่

โดย วรเชษฐ์ บุญปลอด 

หากทุกอย่างเป็นไปตามแผน ภารกิจสำรวจดาวพุธกำลังเริ่มต้นขึ้นเพื่อมุ่งหน้าไปยังดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด เป็นความร่วมมือกันระหว่างองค์การอวกาศยุโรป หรืออีซา (ESA) และองค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น หรือแจ็กซา (JAXA) ภารกิจนี้มีชื่อว่า เบพิโคลอมโบ (BepiColombo) ตามแผนควรจะถูกนำขึ้นสู่อวกาศไปกับจรวดแอเรียน 5 จากฐานปล่อยที่เฟรนช์เกียนาซึ่งเป็นดินแดนของฝรั่งเศสในอเมริกาใต้ ตั้งแต่ช่วงสายของวันเสาร์ที่ 20 ต.ค. 2561 ตามเวลาประเทศไทย

ภารกิจสำรวจดาวพุธครั้งนี้มีชื่อเรียกตามชื่อเล่นของชาวอิตาลี ผู้มีนามว่า จูเซปเป โคลอมโบ(ค.ศ. 1920-1984) เขาเป็นนักวิทยาศาสตร์นักคณิตศาสตร์ และวิศวกร มีผลงานเป็นผู้อธิบายการหมุนรอบตัวเองของดาวพุธซึ่งจะหมุนครบ 3 รอบ ในทุกๆ การโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบ 2 รอบ และเป็นคนแรกที่เสนอวิธีต่อองค์การนาซ่าให้ยานมาริเนอร์ 10 ผ่านใกล้ดาวศุกร์ เพื่ออาศัยการเคลื่อนที่และแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ช่วยเหวี่ยงยานไปสู่วงโคจรใกล้ดาวพุธ

ภารกิจเบพิโคลอมโบ ประกอบด้วย ยานอวกาศสองลำ ลำหนึ่งเป็นของอีซา มีชื่อว่า เอ็มพีโอ(MPO ย่อมาจาก Mercury Planetary Orbiter)อีกลำหนึ่งเป็นของแจ็กซา มีชื่อว่า เอ็มเอ็มโอ (MMO ย่อมาจาก Mercury MagnetosphericOrbiter) มีเป้าหมายในการศึกษาดาวพุธอย่างละเอียด ทั้งโครงสร้างและพลวัตของแมกนีโทสเฟียร์ สนามแม่เหล็ก โครงสร้างและองค์ประกอบภายในของดาวพุธ บรรยากาศอันเบาบาง รวมทั้งกระบวนการต่างๆ บนพื้นผิวของดาวพุธ

ถึงแม้ว่าดาวพุธจะอยู่ใกล้ แต่ได้ชื่อว่าเป็นดาวเคราะห์ที่มีการส่งยานไปสำรวจน้อยที่สุดดวงหนึ่งเมื่อเทียบกับดาวศุกร์ ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์ ยานเมสเซนเจอร์ขององค์การนาซ่าเป็นยานอวกาศที่มีข้อมูลละเอียดและทันสมัยที่สุดเกี่ยวกับดาวพุธหลังจากได้โคจรรอบดาวพุธในช่วงปี 2554-2558 ภารกิจของเบพิโคลอมโบนอกจากจะพยายามต่อยอดความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับดาวพุธแล้วอาจช่วยเปรียบเทียบเพื่ออธิบายวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์ซึ่งพบได้ในระบบดาวดวงอื่นด้วย

ตลอดระยะเวลา 7 ปี นับตั้งแต่ออกจากโลกไปแล้ว ยานจะอยู่ในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์โดยผ่านใกล้โลกหนึ่งครั้ง ผ่านใกล้ดาวศุกร์ 2 ครั้ง และผ่านใกล้ดาวพุธ 6 ครั้ง ก่อนจะไปโคจรรอบดาวพุธ ความท้าทายของการส่งยานอวกาศไปสำรวจดาวพุธ คือ แรงโน้มถ่วงอันมหาศาลจากดวงอาทิตย์ ทำให้การนำยานเข้าสู่วงโคจรที่มีเสถียรภาพรอบดาวพุธทำได้ยาก ต้องใช้พลังงานมากกว่าการส่งยานอวกาศไปสำรวจดาวพลูโตเสียอีก

เบพิโคลอมโบ มีกำหนดเฉียดใกล้โลกในวันที่ 13 เม.ย. 2563 จากนั้นผ่านใกล้ดาวศุกร์ครั้งแรกในวันที่ 16 ต.ค. 2563 ครั้งที่ 2 ในวันที่ 11 ส.ค. 2564 ยานจะผ่านใกล้ดาวพุธ 6 ครั้งในช่วงปลายปี 2564 ถึงต้นปี 2568 โดยครั้งแรกเกิดขึ้นในวันที่2 ต.ค. 2564 ครั้งที่ 6 ในวันที่ 9 ม.ค. 2568 ระหว่าง
การผ่านใกล้ดาวศุกร์ 2 ครั้ง อุปกรณ์บนยานก็จะได้รับคำสั่งให้ทำงานเพื่อเก็บข้อมูลต่างๆ เกี่ยวกับดาวศุกร์ด้วย

ระหว่างการเดินทางในอวกาศ ภารกิจเบพิโคลอมโบใช้การขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์พลังงานไฟฟ้า-สุริยะในส่วนที่มีชื่อว่า เอ็มทีเอ็ม (MTM ย่อมาจาก Mercury Transfer Module) โดยจะปรับแนวการเคลื่อนที่ในอวกาศเพื่อต่อต้านแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์

สภาพแวดล้อมอันเนื่องจากความร้อนสูงของแสงอาทิตย์ก็ทำให้ต้องใช้เทคโนโลยีใหม่ในการพัฒนาวัสดุซึ่งทนทานต่อความร้อน รวมถึงเทคนิคอื่นๆ เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ภายในยานมีความร้อนสูงเกินไป

ยานสองลำมีกำหนดแยกตัวออกจากกันในวันที่ 24 ต.ค. 2568 จากนั้นจึงเริ่มเข้าสู่วงโคจรรอบดาวพุธในวันที่ 5 ธ.ค. 2568 ตามแผนที่วางไว้ ยานเอ็มพีโอจะโคจรรอบดาวพุธเป็นรูปวงรีที่ความสูง 590x11,640 กิโลเมตร ส่วนยานเอ็มเอ็มโอจะโคจรรอบดาวพุธเป็นรูปวงรีที่ความสูง 480x1,500 กิโลเมตร

ข้อมูลจากอีซามีหลายประเด็นที่น่าสนใจจากผลการสำรวจของยานเมสเซนเจอร์โดยนาซ่าซึ่งหวังว่าเพบิโคลอมโบจะสามารถสำรวจเพิ่มเติมได้ เพื่อทำความเข้าใจต่อกรณีต่างๆ ให้ดียิ่งขึ้น เช่น ศูนย์กลางของแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กบนดาวพุธไม่ได้อยู่ที่ใจกลางดาวพุธ แต่เบนออกไปราว 20 ปอร์เซ็นต์ของรัศมี เมสเซนเจอร์ระบุตำแหน่งของหลุมอุกกาบาตบริเวณขั้วดาวพุธซึ่งคาดว่าอาจมีน้ำแข็งอยู่ที่ก้นหลุม เนื่องจากไม่โดนแสงอาทิตย์มาเป็นเวลานาน มีการพบลักษณะบนพื้นผิวซึ่งอาจเกิดจากภูเขาไฟในอดีต ดาวพุธหดตัวลงเมื่อภายในดาวเย็นลง ภาพถ่ายจากเมสเซนเจอร์พบลักษณะของพื้นผิวซึ่งไม่พบที่อื่น คาดว่ามีอายุน้อย และแมกนีโทสเฟียร์ของดาวพุธมีการแปรผันตามการเปลี่ยนแปลงบนดวงอาทิตย์

ตามแผนคาดว่ายานจะถูกปรับวงโคจรจนเข้าสู่วงโคจรที่เหมาะสมรอบดาวพุธในเดือน มี.ค. 2569 และสำรวจดาวพุธต่อเนื่องไป สิ้นสุดภารกิจในปี 2571

ปรากฏการณ์ท้องฟ้า (21-28 ต.ค.)

ดาวศุกร์เคลื่อนเข้าใกล้ดวงอาทิตย์จนไม่สามารถสังเกตได้ โดยจะอยู่แนวเดียวกับดวงอาทิตย์ในวันที่ 26 ต.ค. ท้องฟ้าเวลาหัวค่ำของสัปดาห์นี้จึงเหลือดาวเคราะห์สว่าง 4 ดวง ได้แก่ ดาวพุธ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ และดาวอังคาร เรียงลำดับตามระยะห่างจากขอบฟ้าทิศตะวันตก

ดาวพุธกำลังทำมุมห่างจากดวงอาทิตย์มากขึ้นทุกวัน ปรากฏอยู่ในกลุ่มดาวคันชั่งโดยมีตำแหน่งอยู่ต่ำใกล้ขอบฟ้ามากกว่าดาวพฤหัสบดี ดาวพุธและดาวพฤหัสบดีเคลื่อนเข้าใกล้กันมากขึ้นโดยจะใกล้ที่สุดในต้นสัปดาห์ถัดไป ทั้งคู่อยู่ใกล้ขอบฟ้า นอกจากต้องไม่มีเมฆบังแล้ว อาจจำเป็นต้องหาสถานที่ซึ่งท้องฟ้าเปิดโล่งจนเห็นขอบฟ้าได้ จึงมีโอกาสจะเห็นดาวเคราะห์ทั้งสองได้ดี

ดาวเสาร์อยู่สูงขึ้นไปบนท้องฟ้าทิศตะวันตกเฉียงใต้ในกลุ่มดาวคนยิงธนู ส่วนดาวอังคารอยู่สูงบนท้องฟ้าทิศใต้ในกลุ่มดาวแพะทะเล เราสามารถสังเกตดาวเสาร์และดาวอังคารได้นานหลายชั่วโมงนับตั้งแต่ท้องฟ้าเริ่มมืดในเวลาหัวค่ำ โดยดาวเสาร์จะตกลับขอบฟ้าในเวลาประมาณ 4 ทุ่ม ส่วนดาวอังคารตกลับขอบฟ้าเวลาตี 1

ต้นสัปดาห์เป็นช่วงท้ายๆ ของข้างขึ้น มองเห็นดวงจันทร์สว่างเกือบเต็มดวงอยู่บนท้องฟ้าเวลาหัวค่ำ จันทร์เพ็ญเกิดขึ้นในคืนวันที่ 24 ต.ค. ขณะดวงจันทร์อยู่ในกลุ่มดาวปลา เป็นวันเดียวกันที่ดาวยูเรนัสอยู่ตรงข้ามดวงอาทิตย์และใกล้โลกที่สุดในรอบปี ดาวยูเรนัสมีความสว่างมากพอจะเห็นได้ด้วยตาเปล่า แต่สังเกตด้วยตาเปล่าได้ยากเนื่องจากมีดาวที่สว่างใกล้เคียงกันจำนวนมาก จึงต้องอาศัยแผนที่ดาวช่วยระบุตำแหน่ง จันทร์เพ็ญทำให้การสังเกตดาวยูเรนัสในคืนที่ใกล้โลกที่สุดทำได้ยากขึ้นด้วย จึงควรรอให้ดวงจันทร์เคลื่อนห่างออกไปก่อน

สถานีอวกาศนานาชาติ หรือไอเอสเอส โคจรรอบโลกที่ความสูงประมาณ 400 กิโลเมตร ปรากฏให้เห็นได้ด้วยตาเปล่าเมื่อแสงอาทิตย์ตกกระทบ โดยมองเห็นเป็นดาวสว่างเคลื่อนที่บนท้องฟ้า มีโอกาสเห็นได้เฉพาะในเวลาเช้ามืดและหัวค่ำ ที่น่าสนใจของสัปดาห์นี้มีสองครั้งในเวลาเช้ามืด

วันอังคารที่ 23 ต.ค. 2561 กรุงเทพฯ และบริเวณใกล้เคียงเริ่มเห็นสถานีอวกาศปรากฏใกล้ขอบฟ้าทิศใต้ในเวลา 05.11 น. จากนั้นเคลื่อนสูงขึ้นไปทางซ้ายมือ ถึงจุดสูงสุดบนท้องฟ้าด้านทิศตะวันออกเฉียงใต้ในเวลา 05.14 น. ที่มุมเงย 27 องศา แล้วเคลื่อนต่ำลง สิ้นสุดการมองเห็นใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันออกเฉียงเหนือในเวลา 05.17 น.

วันพฤหัสบดีที่ 25 ต.ค. 2561 สถานีอวกาศปรากฏขณะออกจากเงามืดของโลกทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ในเวลา 05.05 น. ขณะอยู่ที่มุมเงย 35 องศา จากนั้นเคลื่อนสูงขึ้นโดยเบนไปทางขวามือ ถึงจุดสูงสุดบนท้องฟ้าด้านทิศตะวันตกเฉียงเหนือในเวลา 05.06 น. ที่มุมเงย 66 องศา แล้วเคลื่อนต่ำลง
จนหายลับไปใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันออกเฉียงเหนือในเวลา 05.10 น.