ยานอินไซต์ถึงดาวอังคาร

โดย วรเชษฐ์ บุญปลอด  

วันจันทร์ที่ 26 พ.ย. 2561 ตามเวลาในสหรัฐอเมริกา หรือก่อนเช้ามืดวันอังคารที่ 27 พ.ย. ตามเวลาประเทศไทย หากทุกอย่างดำเนินไปตามแผน ยานอินไซต์ขององค์การนาซ่ามีกำหนดลงจอดบนพื้นผิวดาวอังคาร นับเป็นช่วงเวลาสำคัญยิ่งที่จะบ่งบอกได้ว่ายานลำนี้จะเริ่มต้นภารกิจสำรวจดาวอังคารครั้งใหม่ได้หรือไม่

หากท้องฟ้าเปิดในเวลาหัวค่ำ ช่วงเวลานี้เราสามารถมองเห็นดาวอังคารเป็นดาวสว่างสีส้มอยู่สูงบนท้องฟ้าทิศใต้ในกลุ่มดาวคนแบกหม้อน้ำ หากย้อนไปดูสถิติในอดีตนับตั้งแต่ยุคของการสำรวจอวกาศเริ่มต้นขึ้น นักดาราศาสตร์ให้ความสนใจศึกษาเกี่ยวกับดาวอังคารมากเป็นพิเศษ มียานอวกาศหลายลำจากชาติต่างๆ ที่ถูกส่งไปดาวอังคารเพื่อศึกษาในแง่มุมต่างๆ ยานอินไซต์มีเป้าหมายสำคัญคือเน้นไปที่การศึกษาแผ่นดินไหวเพื่อเข้าใจถึงโครงสร้างภายในของดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับถัดไปนับจากวงโคจรของโลก

อินไซต์ (InSight ย่อมาจาก Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศไปกับจรวดแอตลาส 5 เมื่อวันที่ 5 พ.ค. 2561 โดยการปล่อยจรวดมีขึ้นที่ฐานทัพอากาศแวนเดนเบิร์กในรัฐแคลิฟอร์เนีย นาซ่าเลือกส่งยานอวกาศไปในช่วงเวลาดังกล่าวเนื่องจากตำแหน่งโลกและดาวอังคารในช่วงเวลานั้นทำให้ยานมุ่งตรงไปที่ดาวอังคารโดยใช้เวลาสั้นที่สุดเท่าที่จะทำได้ตามขีดจำกัดของพลังขับดันด้วยจรวด สามารถไปถึงดาวอังคารภายในเวลา 6 เดือนครึ่ง หลังออกจากโลก การปล่อยยานอินไซต์ขึ้นสู่อวกาศล่าช้าจากเดิมที่กำหนดไว้ในต้นเดือน มี.ค. 2559 เนื่องจากเกิดปัญหากับอุปกรณ์ตรวดวัดแผ่นดินไหวที่จะนำขึ้นไปด้วย สาเหตุที่รอถึง 2 ปี เพราะต้องรอให้ตำแหน่งโลกและดาวอังคารกลับมาสู่ช่วงที่เหมาะสมอีกครั้ง

จุดลงจอดของยานอินไซต์อยู่บนที่ราบอีลีเซียม(Elysium Planitia) ใกล้เส้นศูนย์สูตรของดาวอังคาร กระบวนการลงจอดใช้เวลาทั้งสิ้น 6 นาที 45 วินาที นับตั้งแต่ยานเริ่มแตะบรรยากาศที่ความสูงจากพื้นผิวประมาณ 125 กิโลเมตร กระบวนการลงจอดประกอบด้วย 3 ขั้นตอน เรียกย่อๆ ว่า EDL มาจากการเข้าสู่บรรยากาศ (entry) การดิ่งลงสู่พื้น (descent) และการลงจอด (landing) เป็นกระบวนการซึ่งที่ถูกวางโปรแกรมไว้ในคอมพิวเตอร์ของยาน ไม่มีการควบคุมใดๆ จากโลกกระบวนการของการลงแตะพื้นผิวดาวอังคารของยานอินไซต์คล้ายกับยานฟีนิกซ์ที่ลงจอดบนดาวอังคารเมื่อปี 2551 แต่มีความแตกต่างกันในรายละเอียด โดยยานอินไซต์จะเข้าสู่บรรยากาศของดาวอังคารด้วยความเร็วสูงกว่า จุดลงจอดมีระดับความสูงมากกว่า จึงใช้เวลาสั้นกว่าในช่วงของการชะลอความเร็วในบรรยากาศ ยานอินไซต์ถูกออกแบบให้มีโล่กันความร้อนที่หนากว่า ร่มชูชีพกางเร็วกว่า และสายร่มใช้วัสดุที่ทนทานกว่า

แผนล่าสุดกำหนดให้กระบวนการเข้าสู่บรรยากาศเริ่มต้นขึ้นที่เวลา 02.47 น. (เวลาประเทศไทย บวกเวลา 8.1 นาที ที่สัญญาณวิทยุจากดาวอังคารใช้เวลาเดินทางมาถึงโลกแล้ว) ขณะนั้นยานเข้าสู่บรรยากาศด้วยความเร็ว 5.5 กิโลเมตร/วินาที หลังจากนั้นหนึ่งนาที การปะทะของโล่กันความร้อนกับบรรยากาศจะทำให้ด้านที่ปะทะมีอุณหภูมิสูงที่สุดราว 1,500 องศาเซลเซียส คาดว่าแก๊สที่แตกตัวเป็นไอออนเนื่องจากความร้อนสูงรอบยานจะเป็นสาเหตุให้สัญญาณจากอินไซต์ถูกตัดขาดเป็นเวลาสั้นๆ

เวลา 02.51 น. ร่มชูชีพจะกางออก หลังจากนั้น 15 วินาที โล่กันความร้อนจะแยกตัวออกจากยานแล้วตกไกลจากจุดลงจอดไปทางทิศตะวันออก 10 วินาที ถัดมา ขาตั้งของยานจะถูกจัดวางให้เข้าที่เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการลงจอด ต่อมาเวลา 02.53 น. ตัวยานมีกำหนดแยกตัวออกจากแผงหลังและร่มชูชีพ โดยสองส่วนนี้จะตกสู่พื้นไม่ไกลจากจุดลงจอดของยาน

เครื่องยนต์จรวดขนาดเล็กบนยานจะถูกจุดในขั้นสุดท้ายเพื่อให้ยานลงจอดอย่างนุ่มนวลและระบบควบคุมอัตโนมัติบนยานจะพยายามให้ยานวางตัวในตำแหน่งที่เหมาะสม คือแผงเซลล์สุริยะอยู่ในแนวทิศตะวันออก-ตะวันตก อินไซต์มีกำหนดลงแตะพื้วผิวดาวอังคารในเวลาประมาณ 02.54 น. โดยความเร็วขณะลงจอดอยู่ที่ 2.4 เมตร/วินาที

นาซ่าได้ส่งดาวเทียมขนาดเล็กสองดวงเดินทางไปกับภารกิจนี้ด้วย โดยใช้ชื่อว่ามาร์สคิวบ์วัน (Mars Cube One) หรือมาร์โค (MarCO) หากการส่งสัญญาณระหว่างยานอินไซต์กับดาวเทียมทำได้ คาดว่าเราอาจได้เห็นภาพแรกจากพื้นผิวดาวอังคารภายในเวลา 10-20 ชั่วโมงหลังการลงจอด หรืออาจเป็นวันถัดไป

หากการลงจอดเป็นไปอย่างราบรื่นและไม่มีเหตุขัดข้องใดๆ ยานอินไซต์จะเป็นยานอวกาศลำแรกที่ศึกษาโครงสร้างภายในของดาวอังคาร เพื่อที่นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะช่วยให้สามารถทำความเข้าใจถึงวิวัฒนาการของดาวเคราะห์หินทั้งหมดในระบบสุริยะ อันประกอบด้วยดาวพุธ ดาวศุกร์ และโลก ได้ดียิ่งขึ้น เนื่องจากเชื่อว่าดาวเคราะห์เหล่านี้มีวิวัฒนาการคล้ายคลึงกัน

การลงจอดของยานอินไซต์จะมีการถ่ายทอดสดจากสถานีโทรทัศน์ของนาซา ผู้สนใจสามารถติดตามทางอินเทอร์เน็ตได้ที่ www.nasa.gov/ntv/ เริ่มถ่ายทอดพร้อมการบรรยายระหว่างเวลา 02.00-03.30 น. ของวันที่ 27 พ.ย. ตามเวลาประเทศไทย

ปรากฏการณ์ท้องฟ้า (25 พ.ย.-2 ธ.ค.)

ดาวอังคารและดาวเสาร์เป็นดาวเคราะห์สว่างสองดวงที่เห็นได้บนท้องฟ้าเวลาหัวค่ำ ดาวอังคารอยู่สูงทางทิศใต้ในกลุ่มดาวคนแบกหม้อน้ำ ขณะที่ดาวเสาร์อยู่ต่ำใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันตกในกลุ่มดาวคนยิงธนู ดาวอังคารมีความสว่างลดลงมากหากเทียบกับช่วงที่ผ่านใกล้โลกที่สุดเมื่อกลางปี 2561 แต่ก็ยังสว่างพอให้เห็นได้ไม่ยากด้วยตาเปล่า ส่วนดาวเสาร์เราจะสังเกตได้ยากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากดาวเสาร์กำลังทำมุมเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น เมื่อท้องฟ้าเริ่มมืดจนเห็นดาวได้ ดาวเสาร์จะมีตำแหน่งอยู่ต่ำ จำเป็นต้องหาสถานที่ซึ่งขอบฟ้าด้านทิศตะวันตกไม่มีต้นไม้ ภูเขา หรือตึกรามบ้านช่องบดบัง

ท้องฟ้าเวลาเช้ามืดก่อนดวงอาทิตย์ขึ้นมีดาวฤกษ์สว่างหลายดวงปรากฏอยู่ แต่ไม่มีดวงไหนสว่างเท่าดาวศุกร์ ซึ่งอยู่ทางทิศตะวันออกในกลุ่มดาวหญิงสาว ดาวศุกร์เริ่มโผล่พ้นขอบฟ้าตั้งแต่หลังตี 3 ครึ่ง แต่ยังเห็นได้ยากในช่วงแรก หลังจากนั้นไม่นานนัก ราวตี 4 หากท้องฟ้าเปิด เราอาจเริ่มเห็นดาวศุกร์ส่องสว่างเป็นสีทอง เนื่องจากแสงดาวหักเหผ่านบรรยากาศโลกที่หนาแน่น ดาวศุกร์จะเคลื่อนสูงขึ้นและเปลี่ยนเป็นสีขาว เมื่อท้องฟ้าเริ่มสว่างพอสมควร จะเห็นดาวศุกร์อยู่สูงจากขอบฟ้าประมาณ 30 องศา

เราไม่เห็นดาวพุธกับดาวพฤหัสบดีในช่วงนี้ เนื่องจากดาวเคราะห์ทั้งสองมีตำแหน่งอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ ดาวพฤหัสบดีปรากฏอยู่ตรงกับดวงอาทิตย์ในวันที่ 26 พ.ย. ส่วนดาวพุธก็ผ่านตำแหน่งเดียวกันในวันที่ 27 พ.ย. โดยดาวพุธจะเคลื่อนมาอยู่ในแนวระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์

จันทร์เพ็ญเมื่อวันที่ 23 พ.ย.ที่ผ่านมา สัปดาห์นี้จึงเข้าสู่ข้างแรม มองเห็นดวงจันทร์อยู่บนท้องฟ้าเวลาเช้ามืดของทุกวัน โดยช่วงแรกมีพื้นผิวด้านสว่างมากกว่าครึ่งดวงและอยู่ทางทิศตะวันตกในเวลาเช้ามืด วันที่ 30 พ.ย. มองเห็นดวงจันทร์สว่างครึ่งดวงอยู่ใกล้ดาวหัวใจสิงห์ในกลุ่มดาวสิงโตที่ระยะ 7 องศา