ยานจูโนใกล้ถึงดาวพฤหัสบดี

โดย...วรเชษฐ์ บุญปลอด

เมื่อ 5 ปีที่แล้ว องค์การนาซ่าของสหรัฐอเมริกาปล่อยจรวดส่งยานอวกาศที่มีชื่อว่าจูโน ออกจากพื้นโลก มุ่งหน้าไปสำรวจดาวพฤหัสบดี ขณะนี้ยานจูโนกำลังจะถึงที่หมาย มีกำหนดเข้าสู่วงโคจรรอบดาวพฤหัสบดีในวันที่ 4 ก.ค. 2559 ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ ขณะนี้เราเห็นดาวพฤหัสบดีปรากฏบนท้องฟ้าตั้งแต่เวลาหัวค่ำ ต่อเนื่องไปจนถึงประมาณเที่ยงคืน โดยเริ่มเห็นขณะอยู่สูงบนท้องฟ้าทิศตะวันตก จากนั้นตกลับขอบฟ้าราวเที่ยงคืน เมื่อเรามองไปที่ดาวพฤหัสบดี ซึ่งขณะนี้อยู่ในกลุ่มดาวสิงโต เราก็กำลังมองไปยังทิศทางที่ยานจูโนเดินทางไป

ก่อนหน้านี้มียานอวกาศจำนวน 9 ลำ ใน 8 ภารกิจ ที่เคลื่อนเข้าใกล้ดาวพฤหัสบดี ได้แก่ ไพโอเนียร์ 10 (พ.ศ. 2516) ไพโอเนียร์ 11 (พ.ศ. 2517) วอยเอเจอร์ 1 และวอยเอเจอร์ 2 (พ.ศ. 2522) ยูลิสซีส (พ.ศ. 2535) กาลิเลโอกับยานลูก (พ.ศ. 2538-2546) แคสสินี (พ.ศ. 2543) และนิวเฮอไรซอนส์ (พ.ศ. 2550) ยานกาลิเลโอ ซึ่งตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี เป็นโครงการอวกาศที่มีจุดมุ่งหมายในการสำรวจดาวพฤหัสบดีโดยเฉพาะ จึงเป็นยานอวกาศลำแรกที่ถูกส่งไปโคจรรอบดาวพฤหัสบดี และอยู่สำรวจดาวเคราะห์ยักษ์ดวงนี้เป็นระยะเวลาต่อเนื่องยาวนานถึง 8 ปี

จูโน (Juno) เป็นยานอวกาศลำที่ 2 และลำล่าสุดที่ถูกส่งไปโคจรรอบดาวพฤหัสบดี แต่วงโคจรของจูโนแตกต่างไปจากยานกาลิเลโอ ยานจูโนจะโคจรรอบดาวพฤหัสบดีโดยมีระนาบวงโคจรทำมุมเกือบตั้งฉากกับแนวเส้นศูนย์สูตรของดาวพฤหัสบดี เพื่อให้โคจรผ่านแนวขั้วแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดี ชื่อของยานนอกจากจะย่อมาจาก JUpiter Near-polar Orbiter ยังมาจากชื่อของเทพีในเทพนิยายโรมัน ผู้เป็นภรรยาของจูปิเตอร์ (เทียบเท่าเฮราและซูสในเทพนิยายกรีก)

เป้าหมายหลักของยานจูโน ได้แก่ วัดสัดส่วนของน้ำในบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีเพื่อช่วยหาข้อสรุปเกี่ยวกับทฤษฎีการก่อตัวของดาวเคราะห์, วัดองค์ประกอบ อุณหภูมิ การเคลื่อนไหวของเมฆ และคุณสมบัติอื่นๆ ในบรรยากาศ, ทำแผนที่สนามแม่เหล็กและสนามความโน้มถ่วง ซึ่งจะช่วยให้ทราบถึงโครงสร้างภายในของดาว, สำรวจและศึกษาแมกนีโตสเฟียร์บริเวณใกล้ขั้วดาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งแสงเหนือใต้ เพื่อให้ทราบถึงอิทธิพลของสนามแม่เหล็กความเข้มสูงที่มีต่อบรรยากาศ ยานจูโนถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 5 ส.ค. 2554 หลังจากนั้นยานได้กลับมาเฉียดใกล้โลกเมื่อเดือน ต.ค. 2556 เพื่ออาศัยแรงโน้มถ่วงและการเคลื่อนที่ของโลกช่วยเร่งความเร็ว ก่อนจะมุ่งหน้าไปหาดาวพฤหัสบดี

ครั้งนี้เป็นครั้งแรกที่นาซ่าส่งยานอวกาศไปสำรวจดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลโดยไม่ใช้พลังงานจากการสลายตัวของกัมมันตรังสีอย่างพลูโทเนียม แต่ใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ที่เก็บได้จากแผงเซลล์สุริยะ 3 แผง แต่ละแผงกว้าง 2.7 เมตร ยาว 8.9 เมตร ซึ่งนับเป็นแผงเซลล์สุริยะขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยใช้มาในภารกิจสำรวจดาวเคราะห์ ผลิตพลังงานรวมได้ราว 400 วัตต์ เมื่อไปถึงดาวพฤหัสบดี ยานจูโนมีกำหนดจะถึงเป้าหมายในวันที่ 4 ก.ค. 2559 จุดจรวดนานประมาณ 30 นาที เพื่อให้ยานเคลื่อนที่ช้าลง แล้วเข้าสู่วงโคจรรอบดาวพฤหัสบดี โดยช่วงแรกยานจะมีคาบการโคจรประมาณ 53 วัน เมื่อถึงกลางเดือน ต.ค. 2559 จะมีการจุดจรวดปรับวงโคจรอีกครั้งให้มีคาบ 14 วัน

วงโคจรของยานจูโนจะเป็นวงรีที่มีความรีสูง จุดใกล้ดาวพฤหัสบดีที่สุดอยู่ทางด้านขั้วเหนือ ที่จุดนั้นยานจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงราว 60 กิโลเมตร/วินาที โดยอยู่ห่างจากยอดเมฆของดาวพฤหัสบดีเพียงประมาณ 4,200 กิโลเมตร หลังจากนั้นจะโคจรห่างออกไปเรื่อยๆ จุดไกลที่สุดอยู่ทางด้านขั้วใต้ของดาว ห่างดาวพฤหัสบดีถึง 2.7 ล้านกิโลเมตร

การหมุนรอบตัวเองของดาวพฤหัสบดีที่ใช้เวลาหมุนครบรอบน้อยกว่า 10 ชั่วโมง ทำให้ดาวพฤหัสบดีมีรูปร่างเป็นทรงรี ความโน้มถ่วงที่ไม่สม่ำเสมอรอบดาวคาดว่าจะทำให้วงโคจรของยานจูโนถูกรบกวน ความเอียงของวงโคจรจะลดลงราว 1 องศา ทุกรอบการโคจร ดังนั้นจึงคาดหมายว่ายานจะผ่านใกล้แนวศูนย์สูตรของดาวมากขึ้นในช่วงท้ายของภารกิจ ซึ่งบริเวณดังกล่าวทราบกันดีว่ามีสนามแม่เหล็กความเข้มสูงที่สุด ซึ่งอาจเริ่มก่อปัญหาต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บนยานได้ แม้ว่าจะมีการป้องกันไว้ด้วยไทเทเนียม

ทีมควบคุมภารกิจหวังว่านับจากต้นเดือน ก.ค. 2559 ยานจูโนจะโคจรรอบดาวพฤหัสบดีได้ 37 รอบ หลังจากนั้นคาดว่าภารกิจจะสิ้นสุดในเดือน ก.พ. 2561 โดยจะมีการควบคุมให้ยานจูโนพุ่งเข้าหาดาวพฤหัสบดี

ปรากฏการณ์ท้องฟ้า (12-19 มิ.ย.)

ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์ เป็นดาวเคราะห์สว่าง 3 ดวง ที่สังเกตเห็นได้ด้วยตาเปล่าบนท้องฟ้าเวลาหัวค่ำ ดาวพฤหัสบดีอยู่ในกลุ่มดาวสิงโต ปรากฏอยู่สูงทางทิศตะวันตกในเวลาพลบค่ำ จากนั้นเคลื่อนต่ำลงเรื่อยๆ จนตกลับขอบฟ้าในเวลาประมาณเที่ยงคืนดาวอังคารอยู่ในกลุ่มดาวคันชั่ง เวลาหัวค่ำอยู่สูงทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ ดาวเสาร์อยู่ในกลุ่มดาวคนแบกงู ทางซ้ายมือด้านล่างของดาวอังคาร ดาวอังคารจะขึ้นไปถึงจุดสูงสุดบนท้องฟ้าด้านทิศใต้ในเวลา 4 ทุ่ม แล้วไปตกลับขอบฟ้าราวตี 4 ดาวเสาร์ผ่านจุดสูงสุดบนท้องฟ้าในเวลา 5 ทุ่มครึ่ง ตกลับขอบฟ้าในเวลาตี 5 ดาวพุธปรากฏบนท้องฟ้าเวลาเช้ามืด อยู่ใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันออกในทิศทางของกลุ่มดาววัว ปลายสัปดาห์เคลื่อนกลับเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น จนอาจเริ่มสังเกตได้ยาก

สัปดาห์นี้เป็นครึ่งหลังของข้างขึ้น ดวงจันทร์สว่างครึ่งดวงในวันที่ 12 มิ.ย.ส่วนสว่างของดวงจันทร์เพิ่มขึ้นทุกวัน ค่ำวันที่ 17 มิ.ย.ดวงจันทร์สว่างเกือบเต็มดวงผ่านใกล้ดาวอังคารที่ระยะห่าง 7 องศา หัวค่ำวันที่ 18 มิ.ย. ดวงจันทร์เคลื่อนไปอยู่ใกล้ดาวเสาร์ที่ระยะ 6 องศา ดวงจันทร์เคลื่อนเข้าใกล้ดาวเสาร์มากขึ้น ใกล้กันที่สุดก่อนดวงจันทร์ตกในเวลาประมาณตี 4 ครึ่งของวันถัดไป