ปล่อยเฮลิคอปเตอร์จิ๋ว สำรวจสิ่งมีชีวิต บันทึกเสียงดาวอังคาร หลากภารกิจท้าทายของยาน Perseverance โดย NASA - thestandard.co

sallstargossip.blogspot.com

ความสงสัยใคร่รู้ของมนุษย์เรา โดยเฉพาะต่อคำถามที่ว่า มีสถานที่ใดอื่นนอกโลกของเราหรือไม่ที่มีสิ่งมีชีวิต หรืออย่างน้อยก็เคยมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ เกิดเป็นแรงผลักดันให้เกิดโครงการสำรวจอวกาศมากมาย โดยมีดาวเคราะห์และดวงจันทร์หลายดวงเป็นเป้าหมาย 

สำหรับดาวอังคารนั้นถือเป็นหนึ่งในเป้าหมายที่โดดเด่นที่สุดในระบบสุริยะ ที่มีสภาพน่าสนใจในการศึกษาถึงชีวิตในอดีต รวมทั้งมีระยะทางไม่ไกลจากโลก เหมาะสมกับการเดินทางไปศึกษา 

จึงไม่ใช่เรื่องแปลกที่ทำให้ NASA ก่อตั้งโครงการสำรวจดาวอังคาร Mars Exploration Program ขึ้นเพื่องานนี้โดยเฉพาะ และยานลำล่าสุดของโครงการที่ออกเดินทางจากโลกสดๆ ร้อนๆ เมื่อวันที่ 30 กรกฎาคมที่ผ่านมา ก็คือยานโรเวอร์กึ่งหุ่นยนต์ที่เพียบพร้อมไปด้วยเทคโนโลยีที่ทันสมัย ‘เพอร์เซเวียแรนซ์’ ที่มีเป้าหมายไปค้นหาหลักฐานการมีอยู่ของชีวิตโบราณบนดาวอังคารให้ได้

ชื่อ เพอร์เซเวียแรนซ์ (Perseverance) ในความหมายที่สื่อถึง ‘ความพากเพียร’ เป็นชื่อที่ถูกตั้งขึ้นอย่างเป็นทางการหลังใช้โค้ดเนม MARS 2020 ในช่วงเริ่มต้นของโครงการมาหลายปี ชื่อนี้ได้มาจาก การประกวดเรียงความสำหรับนักเรียนไม่เกินเกรด 12 ทั่วสหรัฐฯ โดยเด็กที่เป็นเจ้าของชื่อนี้คือ Alexander Mather นักเรียนอายุ 13 ปี จากรัฐเวอร์จิเนีย ซึ่งมีความใฝ่ฝันที่จะได้เป็นวิศวกรของ NASA ในอนาคต

เพอร์เซเวียแรนซ์ เป็นยานโรเวอร์กึ่งหุ่นยนต์ที่สร้างขึ้นตามแบบของยานรุ่นพี่ ‘คิวริออซิที’ (Curiosity) ยานโรเวอร์กึ่งหุ่นยนต์พลังนิวเคลียร์ที่ถูกส่งไปปฏิบัติภารกิจในปี 2012 โดยลงจอดที่พิกัด 5.4°S 137.8°E ในแอ่งหลุมอุกกาบาตเกล (Gale Crater) บนดาวอังคาร ซึ่งประสบความสำเร็จในการสำรวจ และยังคงปฏิบัติการอยู่บนผิวดาวอังคารจวบจนเวลานี้

สิ่งที่ยานรุ่นพี่คิวริออซิทีสำรวจพบ คือองค์ประกอบอินทรีย์สารในตะกอนของชั้นดินที่เคยเป็นแอ่งน้ำโบราณ ซึ่งก็เป็นผลต่อเนื่องมาจากโรเวอร์ขนาดเล็กรุ่นแรกๆ ในโครงการที่ได้เดินทางไปถึงดาวอังคารในช่วงต้นปี 2000  คือ ‘ออปเพอร์จูนิที’ (Opportunity) และ ‘สปิริต’ (Spirit) 

ผลสำรวจในขั้นต้นยืนยัน การที่ดาวอังคารเคยมีน้ำในสถานะของเหลวไหลเวียนได้มาก่อนในช่วงเวลาที่น่าจะเป็นยุค 3,500 ล้านปีที่แล้ว หรือนานกว่านั้น แต่จู่ๆ ก็เกิดภัยพิบัติปริศนาที่ทำให้ดาวอังคารสูญเสียชั้นบรรยากาศอย่างรวดเร็วในช่วงเวลาไม่กี่พันปี จนไม่อาจคงความอบอุ่นบนผิวดาวไว้ได้ รวมทั้งไม่อาจปกป้องผิวดาวจากรังสีต่างๆ ในอวกาศ ในที่สุดดาวอังคารจึงไม่เหลือสภาพที่จะอยู่อาศัยได้ดังที่เห็นในทุกวันนี้ ที่ทั้งแห้งแล้ง หนาวเย็น และมีอากาศหลงเหลืออยู่เบาบางมากไม่ถึง 1% ของอากาศบนโลก

เพอร์เซเวียแรนซ์ ซึ่งจะเดินทางไปถึงดาวอังคารในวันที่ 18 กุมภาพันธ์ 2021 จะทำหน้าที่สำรวจหาหลักฐานสิ่งมีชีวิตโบราณอย่างเฉพาะเจาะจง ด้วยเครื่องมือที่สร้างขึ้นมาเพื่อการนี้โดยตรง 

ยานโรเวอร์กึ่งหุ่นยนต์พลังนิวเคลียร์ลำนี้จะลงจอดที่พิกัด 18.38°N 77.58°E ในแอ่งหลุมอุกกาบาตเยเซโร (Jezero Crater) บริเวณที่คาดว่าจะเป็นสามเหลี่ยมปากแม่น้ำโบราณ ที่นักวิทยาศาสตร์คาดว่าอาจมีชิ้นส่วนสารอินทรีย์จากสิ่งมีชีวิตโบราณที่ถูกพัดพาเข้ามาจากต้นน้ำ และน่าจะมีแร่โอลิวีนและคาร์บอเนตอยู่ด้วย  โดยเฉพาะคาร์บอเนตนั้นสำคัญมาก เพราะมันสามารถกักเก็บหลักฐานทางชีวภาพไว้ภายในผลึกของมันได้ 

เมื่อพร้อมทำงาน เพอร์เซเวียแรนซ์จะใช้อุปกรณ์ที่มีชื่อว่า ‘เชอร์ล็อก’ (Sherloc) ที่มีปลายแขนกล ซึ่งจะเข้าไปถ่ายภาพระยะใกล้ของหินตะกอนที่น่าสนใจ แล้วทำแผนที่รายละเอียดของแร่ธาตุ รวมทั้งสารอินทรีย์ที่ปรากฏบริเวณนั้น 

ส่วนอุปกรณ์อีกชิ้นที่มีชื่อว่า ‘พิกเซิล’ (Pixl) ก็จะทำหน้าที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบหรือสารเคมีที่พบในบริเวณเดียวกันนี้ ข้อมูลทั้งหมดรวมทั้งภาพถ่ายจะถูกรวบรวมส่งเป็นสัญญาณออนไลน์กลับมาที่โลกเป็นระยะ

จากนั้นเพอร์เซเวียแรนซ์จะใช้สว่านที่ปลายแขนกลขุดเจาะลงไปในชั้นหินตะกอน เพื่อเก็บตัวอย่างหินดาวอังคารขนาดเท่าแท่งชอล์ก บรรจุใส่หลอดภาชนะแล้วนำไปสอดไว้ใต้ตัวยาน ซึ่งจะมีช่องสำหรับเก็บหลอดภาชนะได้จำนวน 43 ช่อง แล้วอาศัยจังหวะเหมาะ เดินทางด้วยล้อทั้ง 6 ไปที่จุดที่กำหนดไว้ เพื่อวางหลอดภาชนะที่บรรจุหินตะกอนไว้ตามพิกัดที่กำหนดล่วงหน้า รอให้หุ่นยนต์รุ่นน้องในอนาคตที่จะใช้ชื่อว่า Mars Sample Return เดินทางไปเก็บหลอดภาชนะใส่หินตะกอนเหล่านั้นนำไปบรรจุใส่จรวดขนาดเล็กอีกที แล้วยิงจรวดนำหลอดบรรจุตะกอนดาวอังคารที่เก็บได้กลับมาวิเคราะห์ที่โลกต่อไป

คลิปอธิบายการทำงานของเพอร์เซเวียแรนซ์ 

หลังภารกิจของเพอร์เซเวียแรนซ์ แผนการขั้นต่อไปในอนาคตของ NASA อาจเป็นยานโรเวอร์กึ่งหุ่นยนต์คันที่ 3 ที่จะส่งไปสำรวจบริเวณที่เรียกว่า ซีร์ทิส เมเจอร์ (Syrtis Major) ที่อยู่ไม่ห่างออกไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือ และมีความเก่าแก่ยิ่งกว่าแอ่งหลุมอุกกาบาตเยเซโร ทำให้มีความเป็นไปได้สูงที่จะมีสารอินทรีย์จำพวกคาร์บอเนต ซึ่งอาจมีการก่อตัวในรูปแบบที่ต่างไปจากที่แอ่งหลุมอุกกาบาตเยเซโรในการสำรวจรอบนี้ ทั้งนี้ก็แล้วแต่การวางงบประมาณสำรวจอวกาศของสหรัฐฯ ในครั้งต่อไป

นอกจากภารกิจหลักๆ ครั้งนี้ของเพอร์เซเวียแรนซ์ในการถ่ายภาพ ขุดเจาะเก็บตัวอย่างหลักฐานชีวิตโบราณของดาวอังคารแล้ว ยังมีภารกิจย่อยนั่นคือการทดลอง ‘บิน’ ในบรรยากาศที่แสนเบาบางด้วย ‘เฮลิคอปเตอร์’ ขนาดเล็กจิ๋วที่นำติดตัวยานโรเวอร์กึ่งหุ่นยนต์พลังนิวเคลียร์ลำนี้ไปด้วย

เฮลิคอปเตอร์ที่ว่านี้มีชื่อเรียกว่า ‘อินเจนูอิตี’ (Ingenuity) ซึ่งก็เป็นชื่อที่ติดรางวัลรองชนะเลิศประกวดเรียงความ ผลงานของ Vaneeza Rupani นักเรียนจากแอละแบมา ในความหมายที่สื่อถึง ‘ความฉลาดเฉลียว’ ซึ่งทางทีมงานของ NASA ชอบใจชื่อนี้ตั้งแต่แรก จึงได้นำมาใช้ตั้งชื่อเฮลิคอปเตอร์ในเวลาต่อมา

ด้วยการที่ดาวอังคารอยู่ห่างจากโลกออกไปสิบกว่านาทีแสง จึงไม่มีทางที่จะบังคับยานหรือเครื่องกลไกใดๆ ด้วยระบบรีโมตคอนโทรลได้ ยานทุกลำจึงต้องมี AI เพื่อตัดสินใจเหตุการณ์เฉพาะหน้าด้วยตัวเอง 

เฮลิคอปเตอร์อินเจนูอิตีก็ไม่อาจใช้ระบบบังคับระยะไกลได้เช่นกัน มันจึงต้องมี AI ง่ายๆ ในการขึ้นบินภายใต้การสื่อสารกับโรเวอร์กึ่งหุ่นยนต์เพอร์เซเวียแรนซ์อีกที เฮลิคอปเตอร์อินเจนูอิตีถูกติดตั้งไว้ใต้ลำตัวของเพอร์เซเวียแรนซ์ และจะถูกปล่อยลงพื้นหลังโรเวอร์เคลื่อนตัวออกไปจนพ้นระยะบิน อินเจนูอิตีจะบินในเวลากลางวันเท่านั้นจากพลังงานแสงอาทิตย์ และหากสำเร็จ มันจะกลายเป็นยานบินด้วยอากาศลำแรกในประวัติศาสตร์ที่ขึ้นไปบินบนดาวเคราะห์ดวงอื่น 

คลิปอธิบายการบินของอินเจนูอิตี 

นอกจากอุปกรณ์สำรวจและเฮลิคอปเตอร์อินเจนูอิตีแล้ว ยานโรเวอร์กึ่งหุ่นยนต์เพอร์เซเวียแรนซ์ยังติดตั้งอุปกรณ์พื้นฐานอีกชนิดหนึ่งที่ไม่น่าเชื่อว่ามันคือสิ่งที่เราใช้กันอยู่ในชีวิตประจำวัน แต่ไม่เคยมีอยู่ในยานอวกาศลำไหนที่ลงจอดบนดาวอังคารก่อนหน้านี้เลย 

สิ่งที่ว่านี้คือ ‘ไมโครโฟน’ นั่นเอง และหลังการลงจอดในปีหน้า เราจะได้ฟังเสียงต่างๆ บนดาวอังคารเสียที หลังอยู่กับความเงียบของภาพถ่ายและคลิปต่างๆ มายาวนาน 

สิ่งที่คาดว่าจะได้ยินอย่างแน่นอนคือเสียงของลมที่พัดไปมาบนผิวดาว ซึ่งลมคือสิ่งที่ไม่มีบนดวงจันทร์ เพราะดวงจันทร์ไม่มีอากาศ อาจเป็นเหตุผลให้ยานอวกาศในยุคก่อนไม่มีไมโครโฟนติดกับยานไปด้วย

จากนี้อีก 7 เดือน ด้วยระยะทางกว่า 500 ล้านกิโลเมตร ที่เราทำได้ก็คือรอเอาใจช่วยให้เพอร์เซเวียแรนซ์สามารถลงจอดบนดาวอังคารได้อย่างสวัสดิภาพด้วยระบบเครนลอยตัวตามอย่างยานคิวริออซิทีก่อนหน้านี้ เพื่อจะได้ทำสิ่งที่เราอยากได้เห็นและอยากได้ยินจากดาวอังคารอย่างครบถ้วนให้สิ้นสงสัย รวมทั้งอาจจะสร้างความมั่นใจในการวางแผนเพื่อที่มนุษย์จะได้เดินทางไปตั้งถิ่นฐานบนดาวอังคารในวันข้างหน้าด้วย

พิสูจน์อักษร: พรนภัส ชำนาญค้า

August 01, 2020 at 07:07AM
https://ift.tt/33bIC3H

ปล่อยเฮลิคอปเตอร์จิ๋ว สำรวจสิ่งมีชีวิต บันทึกเสียงดาวอังคาร หลากภารกิจท้าทายของยาน Perseverance โดย NASA - thestandard.co

https://ift.tt/2YfjZyP