ภารกิจ‘อัล-อามาล’ – ใครๆ ก็ไปดาวอังคาร เป็นประเด็นการสำรวจอวกาศที่คึกคักมากตั้งแต่ต้นปีนี้

นอกจากชาติยักษ์ใหญ่ สหรัฐอเมริกา จีน อินเดีย แล้ว ดาวรุ่งที่เพิ่มขึ้นมาอีกดวงคือ สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ หรือยูเออี สร้างประวัติศาสตร์เป็นชาติอาหรับชาติแรกที่ส่งยานสำรวจไปถึงดาวอังคารได้สำเร็จเมื่อ 9 ก.พ.2564

สถิติอันน่าภาคภูมิใจนี้ ยังแถมด้วยการ เป็นชาติที่สองของโลก (รองจากอินเดีย) ที่ส่งยานสำรวจไปถึงดาวแดงดวงนี้ได้สำเร็จภายในครั้งเดียว สมกับชื่อยานสำรวจ อัล-อามาลหรือชื่อภาษาอังกฤษว่า Hope ที่แปลว่า ความหวัง

เมื่อ อัล-อามาล เดินทางถึงดาวอังคารก็เริ่มขั้นตอนลดความเร็วเพื่อเคลื่อนตัวเข้าสู่วงโคจรเป็นเวลา 27 นาที มีเป้าหมายหยุดอยู่ที่ความสูง 49,380 กิโลเมตร จากพื้นผิวของดาวแดง ส่วนนี้ต้องลุ้นกันสุดตัวจากห้องควบคุม เพราะเป็นขั้นตอนอัตโนมัติที่อันตรายที่สุดของภารกิจ จนได้รับขนานนามว่า “27 นาที แห่งความสยดสยอง”

หลักๆ คือ เป็นการลดความเร็วของยานสำรวจลงด้วยไอพ่นจากเดิมที่ยานพุ่งเข้าหาดาวแดงด้วยอัตราเร็วถึง 1,000 เมตรต่อวินาที เกิดขึ้นในพื้นที่ห่างไกลจากโลกไปถึง 190 ล้านกิโลเมตรขนาดสัญญาณสื่อสารต้องใช้เวลาเดินทางนานถึง 11 นาที ระหว่างยานกับห้องควบคุมที่ศูนย์อวกาศโมฮัมหมัด บิน ราชีด ที่นครดูไบ ของยูเออี นั่นหมายความว่าหากเกิดความผิดพลาดใดๆ ขึ้น ก็ถือว่าไม่มีโอกาสแก้ตัวอย่างสิ้นเชิง

ความผิดพลาดใน 27 นาทีแห่งความสยดสยองนี้อาจมาจากไอพ่นแต่ละเครื่องไม่ทำงาน หรือเริ่มทำงานได้ไม่ตรงเวลา ไปจนถึงหยุดทำงานไม่ตรงตามเวลาที่วางไว้ ส่งผลให้ยานเคลื่อนที่ผ่านเลยดาวอังคารไปไกล หรืออาจทะลุเข้าไปเกินกว่าระดับวงโคจรรอบดาว ตลอดจนกระทั่งชนเข้ากับดาวอังคารจนแตกสลายไป

ศูนย์อวกาศโมฮัมหมัด บิน ราชีด ต้องรับสัญญาณสื่อสารผ่านโครงข่ายรับสัญญาณห้วงอวกาศ หรือ ดีเอสเอ็น ขององค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐ หรือนาซ่า ตั้งอยู่ที่กรุงมาดริด ประเทศสเปน ซึ่งเพิ่งได้รับการ ติดตั้งจานสื่อสารรุ่นใหม่เพื่อการติดต่อควบคุมยานสำรวจ อัล-อามาล โดยเฉพาะ

นอกจากนี้ ยังมียานสื่อสารของนาซ่า ชื่อว่า มาเวน ที่คอยรับส่งสัญญาณสื่อสารระหว่างจากโลกไปยังยานอัล-อามาล และรับกลับมาจากยานส่งไปโลกอีกทอดหนึ่งด้วย

ล่าสุดทางห้องควบคุมที่ดูไบอยู่ระหว่างการตรวจสอบสภาพของยานและตำแหน่งแห่งที่ว่าเป็นไปตามที่วางแผนไว้หรือไม่

จุดเริ่มต้นของโครงการสำรวจดาวอังคารของยูเออี Hope Probe มาจากการประกาศโครงการของทางการยูเออีเมื่อเดือนก.ค.2557 ตามภารกิจควบคุมและการสร้างยานสำรวจนั้นตกเป็นของศูนย์อวกาศโมฮัมหมัด บิน ราชีด ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยโคโลราโด-โบลเดอร์ รัฐอริโซนา และมหาวิทยาลัยรัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐ มีเป้าหมายภารกิจ 3 ประการได้แก่

ประการแรก คือ ทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศและจัดทำแผนภูมิ ด้านสภาพอากาศของดาวอังคารจากระดับวงโคจร

ประการถัดมา เป็นการแสวงหาคำอธิบายความเชื่อมโยงระหว่างภูมิอากาศบนดาวอังคารกับก๊าซไฮโดรเจนและออกซิเจนที่รั่วไหลออกมาจากดาวดวงนี้ ด้วยการเปรียบเทียบสภาพชั้นบรรยากาศระดับล่างและบนของดาวอังคาร

ประการสุดท้าย คือ การทำความเข้าใจโครงสร้างและตัวแปรของก๊าซทั้งสองชนิดข้างต้นในชั้นบรรยากาศระดับสูง และหาคำตอบว่าเหตุใดดาวอังคารจึงสูญเสียก๊าซต่างๆ ในชั้นบรรยากาศออกไปในอวกาศได้

นาซ่าสเปซไฟลต์ ระบุว่า ยานสำรวจอัล-อามาล จะถือเป็นดาวเทียมพยากรณ์อากาศดวงแรกของดาวอังคาร ซึ่งจะ เปิดเผยภาพรวมสภาพอากาศบนดาวแดงดวงนี้ได้อย่างครบถ้วน รวมถึงส่วนประกอบของชั้นบรรยากาศแต่ละชั้นด้วย

ยานสำรวจอัล-อามาล ทะยานจากพื้นโลกเมื่อ 20 ก.ค. 2563 จากฐานที่เกาะ ทาเนงะชิมะ ประเทศญี่ปุ่น จากนั้นเดินทางไปจนถึงจุดหมายที่ดาวอังคาร กระทั่งเมื่อเวลา 15.30 น. วันที่ 9 ก.พ. ตามเวลามาตรฐานกรีนิช ยานส่งสัญญาณมายังโลกว่าเครื่องยนต์ไอพ่นจุดระเบิดและหยุดได้ตามกำหนด คือเวลา 15.57 น.

เชื้อเพลิงที่บรรจุไว้ 880 ก.ก. เครื่องยนต์ใช้ไปราว 400 ก.ก. หมายความว่า ยานสำรวจอัล-อามาลข้าสู่วงโคจรดาวอังคารอยู่ที่ความสูงดังกล่าว และจะใช้เวลา 3 เดือนข้างหน้าปรับระดับวงโคจรเป็น 43,000 ก.ม. จากพื้นผิว ที่ความเร็วโคจร 22,000 ก.ม. ต่อชั่วโมง

ทั้งหมดนี้แสดงให้เห็นถึงความท้าทายทางวิศวกรรมในการส่งยานไปดาวอังคาร ว่าไม่ใช่เรื่องง่าย เพราะไม่มีที่ให้ความผิดพลาดใดๆ ทั้งสิ้น

นาซ่าสเปซไฟลต์ ระบุว่า โดยเฉลี่ยแล้วภารกิจส่งยานอวกาศไปดาวอังคารนั้นมีสถิติล้มเหลวสูงกว่าร้อยละ 50 ปัจจุบันมีเพียง 2 ประเทศเท่านั้นที่ประสบความสำเร็จในการส่งยานสำรวจไปดาวอังคารและเคลื่อนยานเข้าไปอยู่ในเหนือวงโคจรได้ในการพยายามเพียง ครั้งเดียว ได้แก่ ภารกิจยานสำรวจเหนือวงโคจรขององค์การวิจัยอวกาศอินเดีย หรือไอเอสอาร์โอ เมื่อเดือนก.ย. 2557 และล่าสุดเป็นยูเออี

ยานสำรวจอัล-อามาลติดตั้งอุปกรณ์ตรวจวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์ 3 ชนิด ผลงานพัฒนาร่วมกันระหว่างศูนย์อวกาศโมฮัมหมัด บิน ราชีด และมหาวิทยาลัยในสหรัฐ ได้แก่ เครื่องตรวจวัดปริมาณการดูดกลืนแสงด้วยรังสีอินฟราเรด (Emirates Mars Infrared Spectrometer) หรืออีเอ็มไออาร์เอส พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยรัฐอริโซนา

อีเอ็มไออาร์เอส ทำหน้าที่หลักในการตรวจวิเคราะห์การ กระจายตัวของน้ำแข็ง น้ำ ไอน้ำ และฝุ่น รวมถึงอุณหภูมิในชั้นบรรยากาศเบื้องล่างของดาวอังคาร สามารถถ่ายภาพที่ระยะ 300 ก.ม. ได้ 60 ภาพต่อสัปดาห์

อุปกรณ์ถัดมาเป็นกล้องถ่ายภาพเพื่อการสำรวจ (Emirates eXploration Imager) หรืออีเอ็กซ์ไอ ประกอบด้วยเลนส์ความละเอียดสูงหลายโมดูล ใช้สำหรับถ่ายภาพพื้นผิวของดาวอังคาร พัฒนาโดยห้องปฏิบัติการฟิสิกส์อวกาศและชั้นบรรยากาศของมหาวิทยาลัยโคโลราโด ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวิเคราะห์น้ำแข็ง น้ำ ฝุ่นละออง และโอโซนในชั้นบรรยากาศของดาวแดงได้ โดยกล้องมีฟิลเตอร์หลายชนิดรวมถึงภาพรังสีอัลตราไวโอเลตและอาร์จีบี ถ่ายภาพเคลื่อนไหวที่ระยะ 8 ก.ม. ได้ที่อัตรา 180 เฟรมต่อวินาที

ส่วนอุปกรณ์ตรวจวัดสุดท้ายเป็นเครื่องตรวจวัดการดูดกลืนแสงด้วยรังสีอัลตรา ไวโอเลต (Emirates Mars Ultraviolet Spectrometer) หรืออีเอ็มยูเอส พัฒนาร่วมกันระหว่างห้องปฏิบัติการฟิสิกส์อวกาศและชั้นบรรยากาศของมหาวิทยาลัยโคโลราโด และศูนย์อวกาศโมฮัมหมัด บินราชีด ใช้ในการตรวจวัดฝุ่นละอองต่างๆที่ช่วงคลื่นแสง 100 ถึง 170 นาโนเมตร เพื่อวัดอัตราการสูญเสียก๊าซไฮโดรเจน และออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร

นอกจากนี้ ยังแยกแยะก๊าซต่างๆ รวมถึงก๊าซพิษอย่างคาร์บอนมอนอกไซด์ด้วย

สําหรับตัวยานสำรวจอัล-อามาล สร้างจากฝีมือของวิศวกรชาวยูเออี 150 คน และจากนักวิทยาศาสตร์สหรัฐอีก 200 คน ที่มหาวิทยาลัยโคโลราโด รูปร่างเป็นทรงสี่เหลี่ยม กว้างและยาว 2.37 สูง 2.9 เมตร น้ำหนักรวมเชื้อเพลิง 1,350 ก.ก. ใช้พลังงานจากแผงรับพลังงานสุริยะ 2 แผง ขนาดรวม 600 วัตต์ มีเสาอากาศสูง 1.85 เมตร ส่งผ่านข้อมูลได้ที่อัตรา 1.6 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) พร้อมระบบปรับทิศทางการรับคลื่นสื่อสาร

ด้านเทคโนโลยีขับเคลื่อน ยานสำรวจอัล-อามาล มีไอพ่นแรง 120 นิวตัน จำนวน 6 เครื่อง ใช้ปรับเปลี่ยนเส้นทาง และไอพ่นปรับทิศทางแรง 5 นิวตัน จำนวน 8 เครื่อง ใช้ไฮดราซีน เป็นเชื้อเพลิง ใช้งบประมาณสร้าง 200 ล้านดอลลาร์สหรัฐ หรือเกือบ 6 พันล้านบาท ไม่รวมค่าใช้จ่ายอื่นตั้งแต่การปล่อยยานไปจนถึงรายละเอียดภารกิจการใช้งาน

เดวิด เบรน รองผู้ดูแลด้านภารกิจวิทยาศาสตร์ของยานอัล-อามาล จากห้องปฏิบัติการฟิสิกส์อวกาศและชั้นบรรยากาศของมหาวิทยาลัยโคโลราโด กล่าวว่า เป้าหมายหลักๆ ของยานอัล-อามาลเป็นการทำความเข้าใจเกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศบนดาวอังคาร ทั้งความเป็นมาในอดีตจนถึงปัจจุบัน โดยเครื่องมือของยานอัล-อามาล จะทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้รับข้อมูลภูมิอากาศทั่วดาวอังคารทุกๆ 9 โซลหรือวันบนดาวอังคาร (1 วันบนดาวอังคารกินเวลา 24 ชั่วโมง 39 นาที 35 วินาที)

ด้าน ซาราห์ อัล-อามีรี หัวหน้าทีมนักวิทยาศาสตร์โครงการอัล-อามาล กล่าวว่า โครงการสำรวจอัล-อามาลนั้นมาไกลเกินกว่าที่จะล้มเลิกแม้จะเกิดความผิดพลาดใดๆทางทีมจะยังคงเดินหน้าโครงการนี้ต่อไป เพราะการสำรวจอวกาศซึ่งเป็นพรมแดนที่ ยิ่งใหญ่นั้นเป็นสิ่งที่น่าตื่นตาตื่นใจ

ภารกิจสำรวจของยานอัล-อามาล มีกำหนด 1 ปีดาวอังคาร เทียบได้กับ 1,374 วันบนโลก แต่จะยังไม่หมดอายุการใช้งานหลังเสร็จสิ้นภารกิจหลัก และอาจรับภารกิจอื่นต่ออีก เช่นเดียวกันกับ ยานสำรวจดาวอังคารลำอื่นๆ

จันท์เกษม รุณภัย

ติดตามข่าวสด

ข่าวเด่นประจำวัน