NASA ได้รายงานความคืบหน้าสำคัญในโครงการพัฒนาหุ่นยนต์เฮลิคอปเตอร์ ดรากอนฟลาย (Dragonfly) ตัวหุ่นยนต์เริ่มต้นเข้าสู่ขั้นตอนการประกอบทดสอบระบบโครงสร้าง รวมถึงระบบร่มชูชีพ เพื่อเตรียมความพร้อมสำหรับภารกิจการบินสำรวจพื้นผิวของไททัน ดวงจันทร์บริวารของดาวเสาร์ มีกำหนดการปล่อยในปี 2028

หุ่นยนต์ดรากอนฟลายเป็นโครงการที่จะกลับไปสำรวจพื้นผิวของดวงจันทร์ไททันหลังจากภารกิจของยานฮอยเกนส์ (Huygens) ไปลงจอดเมื่อปี 2005 ดรากอนฟลายจะเป็นหุ่นยนต์โรเตอร์ (rotor) ปีกหมุนขึ้นลงแนวดิ่งที่จะลงไปโบยบินสำรวจพื้นผิวบริเวณต่าง ๆ บนดวงจันทร์ไททัน จึงเป็นการสำรวจที่เหนือกว่าและละเอียดกว่าที่เคยเกิดขึ้นในสมัยของยานแคสซินีและฮอยเกนส์

ภาพการทดสอบใบพัดของ Dragonfly ภายในอุโมงค์ลม ภาพจาก NASA

แม้จะเป็นหุ่นยนต์โรเตอร์ บินขึ้นลงในแนวดิ่งเหมือนกับเฮลิคอปเตอร์ อินเจนูอิตี (Ingenuity) แต่ขนาดของหุ่นยนต์สองตัวนี้แตกต่างกันมาก เพราะหุ่นยนต์ดรากอนฟลายมีขนาดใกล้เคียงกับรถยนต์ขนาดกะทัดรัด ในขณะที่อินเจนูอิตีมีลักษณะคล้ายโดรนที่พบกันได้ทั่วไป เนื่องจากดรากอนฟลายถูกออกแบบให้ใช้พลังงานจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเทอร์โมอิเล็กทริกจากไอโซโทปรังสี (radioisotope thermoelectric generator หรือ RTG) และมีอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่อย่าง เครื่องแมสสเปกโตรมิเตอร์ (Dragonfly Mass Spectrometer - DraMS) อยู่ภายในตัว ส่งผลให้มีขนาดใหญ่อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถเข้าสู่ชั้นบรรยากาศได้อย่างปลอดภัยและโบยบินอยู่บนท้องฟ้าดวงจันทร์ไททันได้ ทางทีมวิศวกรจึงต้องออกแบบโครงสร้างของหุ่นยนต์ให้เบาที่สุดที่เป็นไปได้

ทีมวิศวกรขึ้นรูปหุ่นยนต์ด้วยแผ่นรังผึ้งน้ำหนักเบาพิเศษ เพื่อควบคุมให้น้ำหนักรวมของโครงสร้างยานอยู่ที่ประมาณ 104 กิโลกรัม แม้แผ่นอะลูมิเนียมโครงสร้างจะมีความบางเพียง 0.01 นิ้ว แต่ทางทีมวิศวกรยืนยันว่ามีความทนทานสูงเพียงพอที่จะรองรับแรงสั่นสะเทือนมหาศาลระหว่างการปล่อยยานจากโลก และการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์ไททันอย่างแน่นอน

ภาพขณะทำการประกอบโครงสร้างหลักของหุ่นยนต์ Dragonfly ภาพจาก NASA

อีกหนึ่งสิ่งที่สำคัญไม่แพ้โครงของหุ่นยนต์ ได้แก่ใบพัด ทางทีมวิศวกรได้สร้างและทดสอบใบพัดภายในอุโมงค์ลมและสภาพแวดล้อมตามจริงเลียนแบบสภาพชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์ไททันเพื่อทดสอบความเครียดทางฟิสิกส์ภายในเนื้อวัสดุ เนื่องจากชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์ไททันประกอบด้วยก๊าซมีเทนในปริมาณมหาศาลและมีอุณหภูมิที่เย็นจัดถึง -178 องศาเซลเซียส จึงจำเป็นต้องทดสอบความเครียดและความล้าของวัสดุก่อนที่จะนำไปผลิตชุดใบพัดจริงที่จะใช้งานกับตัวหุ่นยนต์

ในช่วงที่ผ่านมา ทางนาซา ได้มีการทดสอบระบบการเข้าสู่บรรยากาศ การลดระดับ และการลงจอด (entry, descent and landing system) ซึ่งทีมวิศวกรได้ประสบความสำเร็จในการทดสอบปล่อยร่มชะลอความเร็วขนาดเท่าของจริง เพื่อจำลองการชะลอความเร็วในสภาพแวดล้อมที่ใกล้เคียงกับชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์ไททันให้มากที่สุด

ภาพการทดสอบระบบโล่กันความร้อนและร่มชะลอความเร็วของ Dragonfly ภาพจาก NASA

และท้ายสุดคืออุปกรณ์วิทยาศาสตร์ที่เป็นหัวใจสำคัญของภารกิจคือ เครื่องแมสสเปกโตรมิเตอร์ ที่มีประสิทธิภาพสูงและใช้หลักการทำงานเดียวกับเครื่องแมสสเปกโตรมิเตอร์ภายในหุ่นยนต์คิวริออซิตี (Curiosity) บนดาวอังคาร ตัวอุปกรณ์จะแบ่งการทำงานเป็นสองส่วน ระบบเลเซอร์สกัด (laser desorption) ทำหน้าที่สกัดตัวอย่างด้วยเลเซอร์ และแก๊สโครมาโทกราฟี (gas chromatography) จากองค์การอวกาศฝรั่งเศส (CNES) เพื่อทำหน้าที่ในการตรวจหาสารประกอบทางเคมีและอินทรีย์วัตถุที่อาจจะเป็นต้นกำเนิดของชีวิตบนพื้นผิวของดวงจันทร์ไททันได้

ไททันนับว่าเป็นดวงจันทร์น้ำแข็งขนาดใหญ่เพียงดวงเดียวในระบบสุริยะที่มีชั้นบรรยากาศหนาทึบ ความแปลกประหลาดนี้เป็นจุดกำเนิดให้นักวิทยาศาสตร์ได้ส่งยานฮอยเกนส์ลงไปสำรวจภายในชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์ และพบว่าคล้ายกับสภาพแวดล้อมของโลกในยุคต้นกำเนิดชีวิต ทั้งมีทะเลสาบที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ มีการควบแน่นของก๊าซภายในชั้นบรรยากาศจนเกิดเป็นหยาดน้ำฟ้า ทั้งยังมีสภาพแวดล้อมที่เต็มไปด้วยสารอินทรีย์ทั่วพื้นผิวของดวงจันทร์ นักวิทยาศาสตร์จึงเชื่อว่าการศึกษากิจกรรมทางเคมีภายในดวงจันทร์ดวงนี้อาจจะไขปริศนาการกำเนิดชีวิตบนโลกได้

ภารกิจดรากอนฟลายเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ New Frontiers ของนาซา นำโดยห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์แห่งมหาวิทยาลัยจอนส์ฮอปกินส์ (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory) ภายใต้ความร่วมมือจากหลายหน่วยงาน ทั้งภาครัฐ ภาคอุตสาหกรรม สถาบันการศึกษา และองค์กรนานาชาติ ทั้ง องค์กรอวกาศฝรั่งเศส (CNES) องค์กรอวกาศเยอรมณี (DLR) และองค์กรอวกาศญี่ปุ่น (JAXA) กำหนดส่งหุ่นยนต์ดรากอนฟลายจะเกิดขึ้นในปี 2028 จากนั้นตัวยานจะต้องออกเดินทางในอวกาศเป็นระยะเวลาหกปี มีกำหนดเดินทางไปถึงดวงจันทร์ไททันในปี 2034 และมีแผนจะสำรวจบนพื้นผิวของดวงจันทร์ไททันเป็นระยะเวลาสามปีครึ่ง เพื่อศึกษาองค์ประกอบทางเคมีและสภาพแวดล้อมบนพื้นผิวของดวงจันทร์ไททันอย่างที่ไม่เคยมีภารกิจใดเคยทำมาก่อน

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

หุ่นยนต์ Dragonfly เริ่มเป็นรูปเป็นร่างหลังจากทดสอบระบบลงจอดและอุปกรณ์วิทยาศาสตร์