อินเดียวันนี้ (9)

นายแพทย์วิชัย โชควิวัฒน

************************

การเข้าสู่วงโคจรรอบดวงจันทร์ของยานจันทรา-1 ใช้วิธีการแบบค่อยเป็นค่อยไป ไม่ใช้วิธียิงวิถีโค้ง (Trajectory) เข้าสู่วงโคจรของดวงจันทร์โดยตรง เริ่มจากการโคจรรอบโลกระยะหนึ่งก่อนเคลื่อนไปโคจร รอบดวงจันทร์

วงโคจรรอบโลกกำหนดระยะไกลสุดจากโลก (apogee) 22,860 กม. และจุดใกล้โลกที่สุด (perigee) เพียง 255 กม. การเพิ่มระยะห่างจากโลกทำเป็น 5 ขั้น โดยการควบคุมจากศูนย์ขององค์การวิจัยอวกาศอินเดียที่เมืองปีนยาในเบงกาลูรู

หลังทยานออกจากโลกเมื่อวันที่ 22 ตุลาคม 2551 เวลา 00.58 น. ตามเวลามาตรฐานกรีนิช (Greenwich Mean Time : GMP) หรือ “เวลามาตรฐานสากล” (Coordinated Universal Time : UTC) รุ่งขึ้นวันที่ 23 ตุลาคม เวลา 03.30 น. ศูนย์ควบคุมขององค์การวิจัยอวกาศอินเดียที่ปีนยา คือ เครือข่ายบัญชาการควบคุมจากระยะไกล (ISRO Telemetry, Tracking and Command Network : ISTRAC) ได้ทำการยกระดับวงโคจรครั้งแรก โดยใช้พลังงานจากเชื้อเพลิงเหลวของยานระยะเวลาประมาณ 18 นาที เพิ่มระยะไกลสุดจากโลกเป็น 37,900 กม. ระยะใกล้สุด เพิ่มเป็น 305 กม. ตามวงโคจรใหม่นี้ ยานจันทรา-1 จะใช้เวลาโคจรรอบโลก 11 ชั่วโมง

การเพิ่มขนาดวงโคจรรอบโลกของยานจันทรา-1 ทำอีก 4 ครั้ง ในวันที่ 25, 26, 29 ตุลาคม และ 3 พฤศจิกายน 2551 ครั้งที่ 4 ส่งยานไกลสุดจากโลก 267,000 กม. ใกล้สุด 465 กม. เกินกึ่งทางถึงดวงจันทร์ ทำให้ยานต้องใช้เวลาราว 6 วัน ในการโคจรรอบโลก 1 รอบ และครั้งสุดท้ายคือครั้งที่ 5 ส่งยานให้ไกลสุดจากโลกราว 380,000 กม.

ยานจันทรา-1 เข้าสู่วงโคจรของดวงจันทร์ในวันที่ 8 พฤศจิกายน 2551 เวลา 11.21 น. โดยโคจรเป็นวงรี ระยะไกลสุดจากดวงจันทร (aposelene) 7,502 กม. และใกล้สุดจากดวงจันทร์ (Periselene) 504 กม. ใช้เวลาโคจรรอบดวงจันทร์ 1 รอบ ราว 11 ชม.

การเข้าสู่วงโคจรรอบดวงจันทร์สำเร็จ ทำให้อินเดียเป็นชาติที่ 5 ที่ส่งยานไปโคจรรอบดวงจันทร์ได้สำเร็จ

ต่อจากนั้น มีการลดขนาดวงโคจรของยานจันทรา-1 เป็นระยะๆ ครั้งแรก เมื่อวันที่ 9 พฤศจิกายน 2551 เวลา 14.30 น. โดยใช้พลังงานจากยาน เป็นเวลาราว 57 วินาที สามารถลดระยะใกล้สุดจากดวงจันทร์ลงเหลือ 200 กม. แต่ระยะใกล้สุดยังคงเดิมที่ 7,502 กม. ลดระยะเวลาโคจรรอบดวงจันทร์ 1 รอบ เหลือราว 10.5 ชม.

หลังจากนั้น มีการควบคุมยานให้ลดขนาดวงโคจรลงอีก 3 ครั้ง ในวันที่ 10 , 11 และ 12 พฤศจิกายน 2551 สามารถลดขนาดวงโคจรทั้งใกล้สุดและไกลสุดจากดวงจันทร์ลงเหลือ 100 กม. เท่ากัน ทำให้ยานสามารถโคจรรอบดวงจันทร์ได้ในเวลาราว 2 ชม. เท่านั้น

อุปกรณ์ที่ติดตั้งบนยาน จำนวน 2 ใน 11 ชิ้น ถูกเปิดสวิทช์ให้เริ่มทำงาน ได้แก่ กล้องถ่ายภาพทำแผนที่ภูมิประเทศบนผิวดวงจันทร์ (Terrain Mapping Camera : TMC) และเครื่องตรวจขนาดรังสี (Radiation Dose Moniter : RADOM) โดยกล้องถ่ายภาพจะถ่ายทั้งภาพของโลกและดวงจันทร์

ต่อมา อุปกรณ์ที่จะส่งไปลงบนดวงจันทร์ (Moon Impact Probe) เรียกย่อๆ ว่า เอมไอพี (MIP) ถูกปล่อยให้ตกกระแทกผิวดวงจันทร์ เมื่อวันที่ 14 พฤศจิกายน 2551 เวลา 15.01 น. โดยให้ตกลงบนบริเวณใกล้ปากปล่องแชคเกิลตัน (Shackleton crater) ทางขั้วใต้ของดวงจันทร์ อุปกรณ์เอมไอพี. แยกจากตัวยานจันทรา-1 เมื่อเวลา 14.36 น. ที่ระยะห่างจากดวงจันทร์ 100 กม. ใช้เวลาในการเคลื่อนเป็นวิถีโค้งลงสู่ผิว ดวงจันทร์ 30 นาที ขณะเคลื่อนลงมา อุปกรณ์เอมไอพี. จะส่งข้อมูลสู่ยานแม่ ซึ่งจะส่งต่อข้อมูลกลับมายังโลกโดยอุปกรณ์วัดความสูง (Altimeter) จะบันทึกข้อมูลเพื่อเตรียมให้ยานในอนาคตร่อนลงสู่ดวงจันทร์ การเคลื่อนของอุปกรณ์เอมไอพี. สู่ดวงจันทร์เป็นการลงแบบตกกระแทก (hard landing) ส่วนในอนาคตจะพัฒนาเป็นแบบร่อนลง (soft landing) ซึ่งก็คือพันธกิจของยานจันทรา-2 ในเวลาต่อมานั่นเอง และเป็นปฏิบัติการที่ยังไม่บรรลุผลสำเร็จดังที่ทราบกันแล้ว

หลังปล่อยอุปกรณ์เอมไอพี. ลงสู่พื้นผิวดวงจันทร์ อุปกรณ์ที่เหลือทุกตัวเริ่มถูกเปิดสวิทช์ให้ทำงาน

วันที่ 25 พฤศจิกายน 2551 เริ่มพบปัญหาอุณหภูมิของยานสูงขึ้นกว่าปกติ ขึ้นไปที่ 50 องศาเซลเซียส หรือ 122 องศาฟาเรนไฮต์ นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าเกิดจากอุณหภูมิที่วงโคจรสูงกว่าปกติ มีการแก้ปัญหาโดยการหมุนแกนยานประมาณ 20 องศา และปิดการทำงานของอุปกรณ์บางชิ้น สามารถลดอุณหภูมิของยานลงได้ 10 องศาเซลเซียส องค์การวิจัยอวกาศอินเดียประกาศว่าอุณหภูมิของยานกลับสู่ระดับปกติแล้วเมื่อวันที่ 25 พฤศจิกายน แต่ต่อมาก็พบว่ายังมีปัญหายานอุณหภูมิสูงขึ้น จึงจะเปิดการทำงานของอุปกรณ์เพียงชิ้นเดียวจนถึงเดือนมกราคม 2552 ซึ่งอุณหภูมิของบริเวณวงโคจรจะนิ่ง นักวิทยาศาสตร์บางคนสันนิษฐานว่า เหตุของอุณหภูมิสูงเกิดจากรังสีความร้อนจากดวงอาทิตย์และรังสีอินฟราเรดจากดวงจันทร์ สุดท้ายพบว่าอุณหภูมิที่สูงเกิดจากอุปกรณ์แปลงกระแสตรงสู่กระแสตรง (Dc-Dc converter) ในยาน มีปัญหาไม่สามารถควบคุมอุณหภูมิได้เอง

อุปกรณ์สำรวจทำแผนที่แร่ธาตุบนดวงจันทร์ (Moon Mineralogy Mapper : M3) ขององค์การนาซ่า บนยานจันทรา-1 ที่โคจรรอบดวงจันทร์ ได้ทำการสำรวจและทำแผนที่แร่บนดวงจันทร์ มีการยืนยันการพบแร่เหล็ก และองค์ประกอบต่างๆ ของหินบนดวงจันทร์ มีการทำแผนที่บริเวณ “แอ่งตะวันออก” (Oriental Basin) บ่งชี้ว่ามีแร่จำพวกเหล็กจำนวนมาก เช่น ไพรอกซีน

อุปกรณ์ของนาซ่าตัวนี้ ที่ต่อมาองค์การนาซ่าได้ทำการวิเคราะห์ข้อมูลอินฟราเรดจากอุปกรณ์นี้ซ้ำ และประกาศในปี 2561 ยืนยันการพบน้ำจำนวนมากบริเวณขั้วของดวงจันทร์

ในเดือนมกราคม 2552 องค์การวิจัยอวกาศอินเดียได้ประกาศการเสร็จสิ้นของการทำแผนที่บริเวณที่ยานอพอลโลของสหรัฐลงจอดบนดวงจันทร์ จากข้อมูลการสำรวจของยานจันทรา-1 ที่โคจรรอบดวงจันทร์ โดยใช้ข้อมูลจากอุปกรณ์หลายชิ้นบนยาน โดยมีการทำแผนที่ 6 บริเวณที่ยานอพอลโลลงจอด รวมทั้งยาน อพอลโล 15 และ 17

วันที่ 29 มกราคม 2552 หลังจากยานจันทรา-1 ปฏิบัติภารกิจผ่านไป 100 วัน นักวิทยาศาสตร์จากอินเดีย ยุโรป และสหรัฐ ได้มีการประชุมระดับสูงของนักวิทยาศาสตร์เพื่อทบทวนปฏิบัติการของยานจันทรา-1 เป็นการประชุมที่นักวิทยาศาสตร์อินเดียร่วมกับนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำระดับโลก แลกเปลี่ยนความรู้และความเห็นอย่างเคียงบ่าเคียงไหล่กัน เพื่อหาข้อสรุปร่วมกัน