Bloggang.com : teayneverdie : ร่วมลุ้นการลงจอดครั้งใหญ่บน “ดาวแดง” ของนาซา

ร่วมลุ้นการลงจอดครั้งใหญ่บน “ดาวแดง” ของนาซา

ภาพวาดจำลองการลงจอดของยานคิวริออซิตี ซึ่งมีระบบสกายเครนช่วยในการลงจอด (สเปซด็อทคอม/นาซา)

หลังจากเดินทางไปในอวกาศนานเกือบ 9 เดือน ก็ได้เวลาที่ยาน “คิวริออซิตี” ยานค้นหาร่องรอยมหาสมุทรในอดีตบนดาวแดงของนาซาจะไปถึงดาวอังคารในช่วงเที่ยงของวันทีี่ 6 ส.ค.นี้ตามเวลาประเทศไทย ซึ่งสิ่งที่ต้องลุ้นที่สุดคือ “การลงสู่พื้น” ที่เราจะไม่ทราบเลยว่าสำเร็จหรือไม่จนกว่าช่วงเวลานั้นจะผ่านไปแล้ว 7 นาที

       หลังจากทะยานจากโลกไปตั้งแต่เมื่อ 26 พ.ย.2011 เพื่อมุ่งหน้าสู่ดาวอังคาร สเปซด็อทคอมรายงานว่า ตอนนี้สิ่งที่ต้องลุ้นคือ “การลงจอด” ของยานคิวริออซิตี (Curiosity) ในปฏิบัติการห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์บนดาวอังคาร (Mars Science Laboratory) ขององค์การบริหารการบินอวกาศสหรัฐ (นาซา) ซึ่งมีกำหนดแตะพื้นดาวแดงเวลา 12.31 น.วันที่ 6 ส.ค.2012 ตามเวลาประเทศไทย

       “เจ็ดนาทีอันตราย” (seven minutes of terror) คือคำเรียกช่วงเวลาสั้นๆ ขณะยานเข้าสู่ตกสู้พื้นและลงจอดบนดาวอังคาร ซึ่ง สตีเฟน เซลล์ (Steven Sell) รองผู้อำนวยการควบคุมปฏิบัติการนำยานเข้าสู้ชั้นบรรยากาศ ตกสู่พื้นและลงจอดของนาซา กล่าวว่าต้องอาศัยหลายปัจจัยเพื่อให้ปฏิบัติการดังกล่าวผ่านไปอย่างเรียบร้อย แต่ในช่วงเวลาดังกล่าวจะไม่่มีใครบนโลกทราบได้ว่าปฏิบัติการผ่านไปได้ด้วยดีหรือไม่ จนกว่าสัญญาณจากดาวอังคารที่ต้องเวลาเดินทางนาน 7 นาทีจะมาถึงโลก

       “ก่อนเวลาที่สัญญาณแรกซึ่งบอกว่า 'เอาล่ะ, ตอนนี้เราเข้าถึงชั้นบนสุดของบรรยากาศแล้ว” จะมาถึงเรา ในความเป็นจริงตอนนี้ยานอวกาศก็เตะพื้นผิวได้ 7 นาทีแล้ว มันเหมือนกับลูกของคุณกำลังลงแข่งนัดสำคัญ และคุณทำได้เพียงนั่งอยู่บนอัฒจันทร์และรอดู มันเป็นช่วงเวลากดดันเลยทีเดียว” เซลล์ จากห้องปฏิบัติการจรวดขับเคลื่อนความดัน (Jet Propulsion Laboratory) ของนาซากล่าว

       เมื่อยานคิวริออซิตีไปถึงดาวอังคารจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 21,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และภายใน 7 นาทีอันมืดบอด ยานอวกาศจะต้องลดความเร็วเป็นศูนย์และยังต้องลงจอดให้ตรงจุด ซึ่งในขั้นตอนแรกนั้นยานอวกาศทั้งหมดที่ประกอบด้วยตัวยานสำรวจและยานท่อนนำลงจอดจะต้องปรับวิถีให้ตรงกับจุดลงจอดรูปวงรีที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 10 กิโลเมตร และเป็นขนาดเพียง 1 ใน 8 ของจุดลงจอดสำหรับยานสำรวจดาวอังคารลำอื่นๆ

       เมื่อยานคิวริออซิตีกระแทกชั้นบรรยากาศของดาวอังคารที่ความเร็วมากกว่า 20,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ฉนวนกันความร้อนของยานจะปะทะเข้ากับความร้อนเสียดสีที่เกิดจากการลดความเร็ว และจะเรืองแสงสีขาวจากอุณหภูมิที่สูงถึง 870 องศาเซลเซียส แต่ระหว่างนี้ยานก็ยังคงติดเครื่องเพื่อนำตัวเองลงสู่เป้าหมาย

       สำหรับบรรยากาศของดาวอังคารนั้นเบาบางกว่าบรรยากาศประมาณ 100 เท่า แต่สเปซด็อทคอมระบุว่าก็ยังมากพอที่จะชะลอความเร็วของยานสำรวจ จากนั้นร่มชูชีพก็จะกางออกเพื่อลดความเร็วของยาน จาก 1,600 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ลงสู่ 320 กิโลเมตรต่อชั่วโมง โดยควบคุมยานด้วยแรง 9 จี (G) ซึ่งมากกว่าแรงดึงของแรงโน้มถ่วงโลก 9 เท่า จากนั้นฉนวนกันความร้อนจะแยกออกจากยานเหลือแต่ยานสำรวจเพียวๆ ซึ่งจะทำให้ยานใช้ระบบนำทางด้วยเรดาห์ประเมินว่ายานอยู่สูงจากพื้นดินเท่าไร ซึ่งนับเป็นขั้นตอนที่สำคัญเพราะยานไม่สามารถตรวจสอบความสูงได้ทันที

       เซลล์กล่าวว่า เมื่อฉนวนกันความร้อนหลุดออกไปแล้ว ยานสำรวจจะต้องค้นหาพื้นดิน แต่ยานไม่สามารถทำได้ทันที ต้องรอประมาณ 20-30 วินาที หรืออาจต้องรอถึงนาที จนกว่าสัญญาณเรดาห์จะเข้าใกล้ภาคพื้นมากพอให้ยานมองเห็นพื้นดินได้ หากไม่มีขั้นตอนนี้ยานก็จะไม่พยายามลงจอด

       อย่างไรก็ดี ด้วยน้ำหนักที่มากถึง 900 กิโลกรัม ทำให้ยานคิวริออซิตีค่อนข้างใหญ่ในการลงจอดด้วยถุงลมเหมือนยานสำรวจดาวอังคารลำอื่นๆ ที่ผ่านมา ดังนั้น วิศวกรจึงเลือกวิธีที่ไม่เคยลองมาก่อนนั้นคือการใช้ “สกายเครน” (sky crane) โดยเมื่อความสูงที่เหมาะสมส่วนนำลงจอดซึ่งยึดติดยานคิวริออซิตีจะแยกจากเกราะแอโรเชลล์ (aeroshell) และติดเครื่องอย่างรวดเร็วเพื่อนำตัวยานออกห่างจากเกราะได้อย่างปลอดภัย แล้วค่อยๆ เคลื่อนตัวให้ช้าลง

       ส่วนนำลงจอดนี้จะนำยานคิวริออซิตีลดความเร็วลงอย่างช้าๆ โดยใช้กล้องมาร์ดี (Mars Descent Imager: MARDI) เพื่อค้นหาเป้าหมาย และเมื่อลดถึงระดับความสูง 20 เมตรก็ร่อนไปยังจุดที่ปล่อยยานลงสู่พื้นผิวโดยมีเชือกควบคุม ฉับพลันที่ยานแตะพื้นเส้นเชือกก็จะขาด จากนั้นยานส่วนนำจอดจะทะยานขึ้นไปทางด้านอื่นและตกสู่พื้นผิวดาวเคราะห์ในระยะที่ปลอดภัยต่อยานสำรวจ ซึ่งแม้ระบบทั้งหมดนี้จะถูกทดสอบบนโลกด้วยการจำลองและสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ที่ล้ำยุคแล้ว แต่การลงจอดจริงๆ ทั้งหมดจะเกิดขึ้นนดาวอังคาร

       “เราได้เตรียมพร้อมเพื่อภารกิจนี้มาหลายปีมากๆ เราตื่นเต้นที่จะไปถึงที่นั่นและลงจอดอย่างนี้” เซลล์กล่าว

       ทั้งนี้ สเปซด็อทคอมยังนับภารกิจล่าสุดของนาซาว่าเป็นภารกิจที่น่าจับตา เนื่องจากเป็นความพยายามในการส่งยานอวกาศขนาดรถมินิคูเปอร์ออกจากโลกไปไกลหลายล้านกิโลเมตร แล้วลงจอดบนพื้นผิวดาวเคราะห์ด้วยอื่น ซึ่งภารกิจของยานมูลค่ากว่า 8 หมื่นล้านบาทนี้จะกินเวลานาน 2 ปี โดยมีหน้าที่สำรวจภายในหลุมอุกกาบาตเกล (Gale Crater) และตามล่าหลักฐานการมีมหาสมุทรโบราณบนดาวแดง