ทำไม? ภารกิจฉางเอ๋อ 7 (Chang'e 7) จึงต้องเลื่อนไปปีหน้า (พ.ศ. 2570) เราพาไปหาคำตอบให้ได้กระจ่างใจ
จากล่าสุดทางการจีนได้ออกมาแถลงเลื่อนกำหนดการปล่อยจรวดลองมาร์ช 5 Y14 เพื่อนำส่งยานฉางเอ๋อ 7 และอุปกรณ์วิจัยวิทยาศาสตร์ CE-7 MATCH ชิ้นแรกของไทยนั้น ด้วยแถลงการว่า “ไม่สามารถบรรลุเงื่อนไขในการปล่อยได้อีกต่อไป” ซึ่งนับเป็นเหตุการณ์ที่ไม่เคยมีมาก่อนสำหรับภารกิจฉางเอ๋อ เนื่องจากทั้งภารกิจฉางเอ๋อที่ผ่านมา ต่างก็มีการปล่อยตามกำหนดการ
แล้วเพราะเหตุใดภารกิจฉางเอ๋อ 7 ที่ไทยไปร่วมจึงเปลี่ยนแปลงกำหนดการปล่อยไปถึงปีหน้า? NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.) ให้ความรู้ไว้ดังนี้
กรอบเวลาการปล่อยจรวด (Launch Window)
ปกติแล้ว ภารกิจสำรวจดาวเคราะห์จะมี “กรอบเวลาการปล่อยจรวด” หรือที่เรียกว่า “Launch Window” ซึ่งเป็นช่วงที่ตำแหน่งของโลกและเป้าหมายเอื้อให้ยานอวกาศเดินทางได้อย่างมีประสิทธิภาพ และใช้เชื้อเพลิงน้อยที่สุด หากพลาดช่วงเวลาดังกล่าว แม้เพียงไม่กี่วัน เชื้อเพลิงของจรวดอาจจะไม่เพียงพออีกต่อไป ทำให้ต้องรอ Launch Window ถัดไป
ยกตัวอย่าง กรณีเดินทางไปดาวอังคารจะเกิดขึ้นได้ เมื่อดาวอังคารอยู่ในตำแหน่งวงโคจรนำหน้าโลกไปประมาณ 44-47 องศา เมื่อยานอวกาศเคลื่อนที่เป็นวงรีจากวงโคจรโลกไปยังวงโคจรของดาวอังคาร จะประจวบเหมาะกับเวลาที่ดาวอังคารถอยมาเจอกับยานอวกาศพอดี ซึ่งเป็นการเดินทางไปดาวอังคารที่ใช้เชื้อเพลิงน้อยที่สุด แต่ Launch Window ของดาวอังคารนี้จะเกิดขึ้นเพียงทุก ๆ 2 ปี 2 เดือน การพลาดครั้งหนึ่งจึงหมายถึงต้องรอไปอีก 2 ปี
แต่การเดินทางไปยังดวงจันทร์นั้น ตำแหน่งในวงโคจรของดวงจันทร์ไม่ได้เป็นสิ่งที่ต้องเป็นกังวลมากนัก เนื่องจากดวงจันทร์คงระยะห่างจากโลกค่อนข้างคงที่ อย่างไรก็ตาม ดวงจันทร์มีมุมเอียงของระนาบโคจรเมื่อเทียบกับเส้นศูนย์สูตรของโลก ทำให้บางครั้งอาจต้องรอให้ดวงจันทร์อยู่ตัดกับระนาบโคจรของโลก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วดวงจันทร์ก็ยังมี Launch Window ในทุก ๆ เดือน ซึ่งถี่กว่าการเดินทางไปดาวเคราะห์อื่นอยู่มาก
อีกสิ่งหนึ่งที่ต้องคำนึงถึง ก็คือ “เฟส” ของดวงจันทร์ เนื่องจากดวงจันทร์ใช้เวลาหมุนรอบตัวเอง 27.3 วัน นั่นหมายความว่า ณ ตำแหน่งหนึ่งบนพื้นผิวของดวงจันทร์จะใช้เวลาอยู่ในความมืดมิดกว่า 357 ชั่วโมง อุณหภูมิลดลงได้ต่ำถึง -173 องศาเซลเซียส ซึ่งเย็นมากพอที่ชิ้นส่วนโลหะจะหดตัวและหลุดออกมาจากแผงวงจร และเนื่องจากในช่วงกลางคืนแผงโซลาร์เซลล์จะไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้เลยตลอดกว่า 14 วัน ภารกิจไปดวงจันทร์ส่วนมากจึงสิ้นสุดลงเมื่อกลางคืนมาถึง การวางแผนภารกิจจึงมักจะวางแผนให้เกิดขึ้นในช่วงกลางวันของจุดลงจอด
หลุมอุกกาบาตแชคเคิลตัน (Shackleton Crater)
ภารกิจฉางเอ๋อ 7 มีเป้าหมายที่แตกต่างจากภารกิจสำรวจดวงจันทร์ที่ผ่านมา โดยเป็นภารกิจแรกที่มุ่งลงจอดบริเวณหลุมอุกกาบาตแชคเคิลตัน (Shackleton Crater) ใกล้ขั้วใต้ของดวงจันทร์ และเป็นพื้นที่ที่แสงอาทิตย์แทบไม่เคยส่องถึงก้นหลุมอุกกาบาตตลอดช่วงเวลาราว 2,000 ล้านปีที่ผ่านมา ส่งผลให้อุณหภูมิบริเวณดังกล่าวคงอยู่ในระดับต่ำสุดขั้วประมาณ -173 องศาเซลเซียส สภาวะเย็นจัดเช่นนี้อาจช่วยรักษาน้ำแข็งที่เกิดจากน้ำซึ่งมากับดาวหางหรือวัตถุจากอวกาศที่พุ่งชนดวงจันทร์ให้คงอยู่ได้ การสำรวจพื้นที่ดังกล่าวจึงอาจนำไปสู่การค้นพบแหล่งน้ำบนดวงจันทร์ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญต่อการศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้ทรัพยากรบนดวงจันทร์และการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์ในอนาคต
การส่งยานสำรวจไปลงจอดบริเวณขั้วของดวงจันทร์จำเป็นต้องอาศัยการปรับเข้าสู่วงโคจรขั้วดวงจันทร์ (Polar Orbit) ก่อน ซึ่งมีความซับซ้อนมากกว่าการเดินทางไปยังบริเวณอื่นของดวงจันทร์ เนื่องจากยานอวกาศที่เดินทางออกจากโลกโดยทั่วไปจะเริ่มต้นจากระนาบใกล้เส้นศูนย์สูตรของโลก การมุ่งหน้าเข้าสู่วงโคจรขั้วของดวงจันทร์จึงต้องอาศัยช่วงเวลาการปล่อยที่เหมาะสม หรือ Launch Window โดยเฉพาะ ต้องรอให้ตำแหน่งและระนาบการโคจรของดวงจันทร์สัมพันธ์กับระนาบการเดินทางของยานในจังหวะที่เหมาะสม เพื่อให้สามารถปรับวงโคจรเข้าสู่เส้นทางไปยังขั้วใต้ของดวงจันทร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
นอกจากนี้ ภารกิจของฉางเอ๋อ 7 มีเป้าหมายที่จะนำยานลงจอดที่ขอบหลุมอุกกาบาต ซึ่งเป็นบริเวณที่ยานสามารถรับแสงอาทิตย์ได้เกือบตลอดทั้งปี ขณะที่มียานส่วนของ hopper ที่สามารถ “กระโดด” สั้น ๆ จากขอบหลุม ลงไปยังบริเวณก้นหลุมอันมืดมิด ก่อนที่จะกลับออกมายังแสงอาทิตย์อีกครั้ง เพื่อค้นหาน้ำแข็งที่อาจจะอยู่ในก้นหลุมอันมืดมิด
ด้วยเหตุนี้ จึงทำให้การลงจอดของฉางเอ๋อ 7 นั้นซับซ้อนเป็นอย่างยิ่ง โดยอาศัยการลงจอดอย่างแม่นยำระดับไม่กี่เมตร ท่ามกลางพื้นผิวอันขรุขระของขั้วใต้ดวงจันทร์ ภายใต้แสงอันริบหรี่ แกนของดวงจันทร์ที่เอียงเพียง 1.53 องศา นั้นทำให้ฤดูกาลบนดวงจันทร์เปลี่ยนแปลงน้อยกว่าบนโลกเป็นอย่างมาก นั่นหมายความว่าในหนึ่งปี แสงอาทิตย์อาจจะส่องถึงพื้นผิวบริเวณที่ลงจอดเพียงระยะเวลาสั้น ๆ เนื่องจากฉางเอ๋อ 7 มีเป้าหมายขั้วใต้ที่แตกต่างจากภารกิจก่อนหน้า จึงมีข้อมูลพื้นผิวบริเวณลงจอดน้อยมาก และภารกิจฉางเอ๋อ 7 จะต้องใช้เวลาไม่ต่ำกว่าสามเดือนในการเก็บข้อมูลสถานที่ลงจอดจากวงโคจร
แม้ว่ายานสำรวจจะสามารถอาศัยแสงอาทิตย์บริเวณขอบหลุมเพื่อผลิตพลังงานได้ แต่การกำหนดเป้าหมายและการสำรวจพื้นผิวภายในหลุมอุกกาบาต จำเป็นต้องอาศัยช่วงเวลาที่แสงอาทิตย์สามารถส่องลงไปถึงบริเวณก้นหลุมได้ ขณะเดียวกัน พื้นที่ที่แทบไม่เคยได้รับแสงอาทิตย์และมีอุณหภูมิต่ำอย่างต่อเนื่องนี้เอง ก็เป็นบริเวณที่มีโอกาสพบและศึกษาน้ำแข็งบนดวงจันทร์ได้มากที่สุด ความต้องการให้ปัจจัยด้านแสงและตำแหน่งของดวงจันทร์สอดคล้องกันจึงทำให้ภารกิจฉางเอ๋อ 7 มี Launch Window ที่จำกัดเพียงไม่กี่ช่วงในแต่ละปี และเมื่อเกิดการเลื่อนการปล่อยครั้งนี้ จึงไม่เหลือช่วงเวลาที่เหมาะสมสำหรับการปล่อยภายในปีนี้อีกต่อไป
อุปกรณ์วิจัยวิทยาศาสตร์ CE-7 MATCH
อุปกรณ์ CE-7 MATCH ชิ้นแรกของไทยถูกออกแบบมา เพื่อวัดรังสีคอสมิกในวงโคจรรอบดวงจันทร์ ไม่ได้เกี่ยวข้องโดยตรงกับภารกิจการลงจอด แต่ภารกิจทั้งสองส่วนเป็นองค์ประกอบของภารกิจฉางเอ๋อ 7 เดียวกัน การเลื่อนการปล่อยจึงทำให้การเริ่มภารกิจตรวจวัดสภาวะอวกาศของไทยต้องรอออกไปเช่นกัน
ปัจจุบัน (25 ส.ค. 69) ยังไม่มีกำหนดการปล่อยภารกิจฉางเอ๋อ 7 ครั้งถัดไปอย่างเป็นทางการ และยังไม่มีการระบุกรอบเวลาที่แน่ชัดสำหรับการปล่อยในปีถัดไป ขณะที่ตัวจรวดได้ถูกเคลื่อนย้ายออกจากฐานปล่อยกลับเข้าสู่โรงเก็บเป็นที่เรียบร้อยแล้ว จากนี้จะเข้าสู่กระบวนการถอดอุปกรณ์ต่าง ๆ ออกจากจรวดและยาน เพื่อจัดเก็บและดูแลรักษาตามขั้นตอนที่กำหนด เมื่อถึงช่วงเวลาที่เหมาะสมสำหรับการปล่อยครั้งถัดไป ทีมวิศวกรไทยจะเข้าตรวจสอบสภาพของอุปกรณ์ CE-7 MATCH อย่างละเอียดอีกครั้ง ก่อนดำเนินการติดตั้งและประกอบกลับเข้ากับยานฉางเอ๋อ 7 เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการเดินทางสู่ดวงจันทร์ต่อไป
อุปกรณ์วิทยาศาสตร์บางอย่าง อาจจะมีประเด็นเรื่องของอายุการใช้งาน โดยเฉพาะอุปกรณ์ที่ใช้ RHU (Radioisotope Heating Unit) ที่อาศัยธาตุกัมมันตรังสี Pu-238 ในการผลิตความร้อนเพื่อปกป้องอุปกรณ์จากอุณหภูมิเย็นสุดขั้ว เมื่อเวลาผ่านไปธาตุกัมมันตรังสีบางส่วนก็จะมีการหายไปทำให้ RHU มีประสิทธิภาพลดลง อย่างไรก็ตาม Pu-238 นั้นมีครึ่งชีวิตกว่า 87.7 ปี ระยะเวลาหนึ่งปีจึงเทียบเท่าประสิทธิภาพที่ลดลงเพียงไม่ถึง 1% เท่านั้น
สำหรับอุปกรณ์ CE-7 MATCH ของไทยนั้น เป็นเครื่องตรวจวัดรังสีคอสมิกที่อาศัยแหล่งพลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์จากตัวยานโคจรรอบ (Orbiter) ไม่มีส่วนของแบตเตอรี่ หรือแหล่งกำเนิดพลังงาน จึงไม่ได้มีเงื่อนไขในเรื่องของอายุการใช้งาน และเนื่องจากภารกิจของอุปกรณ์นี้มีเป้าหมายวัดรังสีคอสมิกระยะยาวที่วงโคจรของดวงจันทร์ การเลื่อนภารกิจออกไปปีหน้าจึงไม่ได้ส่งผลต่ออย่างใดต่อภารกิจของไทย
แต่สำหรับคนไทยที่เฝ้ารอวันที่อุปกรณ์ของไทยจะไปยังดวงจันทร์ อาจจะต้องรอเพิ่มไปอีกหน่อย…
ทำไม? มนุษย์ต้องไปสำรวจดวงจันทร์
การเรียนรู้เกี่ยวกับ “ดวงจันทร์” อาจช่วยให้เราเข้าใจว่ามนุษย์มาอยู่บนโลกนี้ได้อย่างไร และทำให้เข้าใจบริบทของชีวิตบนโลกได้ดียิ่งขึ้น การศึกษาดวงจันทร์ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบได้ว่า โลกกลายเป็นที่อยู่อาศัยได้และเกิดสิ่งมีชีวิตขึ้นได้อย่างไร สถานที่ต่าง ๆ ทั่วระบบสุริยะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร เมื่อเวลาผ่านไป และโลกต่าง ๆ ทั่วกาแล็กซีเกิดขึ้นและวิวัฒนาการได้อย่างไร ดวงจันทร์เป็นโลกทั้งใบที่มนุษยชาติสามารถสำรวจได้ เป็นสนามทดสอบสำหรับเทคโนโลยีอวกาศ และเป็นห้องปฏิบัติการอันทรงพลังสำหรับการวิจัยในด้านฟิสิกส์ ดาราศาสตร์ และชีววิทยา
พื้นผิวส่วนใหญ่ของดวงจันทร์คงสภาพเดิมมานานหลายพันล้านปีแล้ว เนื่องจากไม่มีกิจกรรมภูเขาไฟหรือชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นอีกต่อไป ดวงจันทร์จึงเป็นบันทึกทางประวัติศาสตร์ที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดี (ยานสำรวจดวงจันทร์ยังคงสามารถมองเห็นเส้นทางที่นักบินอวกาศอพอลโลเดินได้) ข้อมูลนี้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับนักวิทยาศาสตร์ ซึ่งสามารถใช้ธรณีวิทยาของดวงจันทร์ในการกำหนดอายุของลักษณะพื้นผิวบนดาวเคราะห์ดวงอื่น และติดตามวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ต่าง ๆ ในช่วงเวลาที่ผ่านมา การศึกษาดวงจันทร์ยังช่วยให้นักวิจัยเข้าใจถึงสภาพแวดล้อมในอดีตของระบบสุริยะ ซึ่งช่วยในการพิจารณาว่าสถานที่ต่าง ๆ เช่น ดาวศุกร์และดาวอังคารอาจเคยมีสภาพที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยได้หรือไม่ ในอดีต
ดวงจันทร์อาจเป็นแหล่งข้อมูลโดยตรงที่แสดงให้เห็นถึงสภาพของโลกในอดีตได้ เป็นเวลานับพันล้านปีแล้วที่เศษชิ้นส่วนจากโลกของเราที่กระเด็นออกมาจากการชน ได้ตกลงบนดวงจันทร์และผสมกับดินบนดวงจันทร์กลายเป็นอุกกาบาต การวิเคราะห์อุกกาบาตเหล่านี้ก็เหมือนกับการเปิดแคปซูลเวลาสู่โลกยุคแรกเริ่ม
การสำรวจดวงจันทร์ทำหน้าที่เป็นสนามทดสอบสำหรับเทคโนโลยีเช่นนี้ ดวงจันทร์เป็นวัตถุในอวกาศดวงแรกที่มนุษยชาติลงจอดได้สำเร็จ โคจรรอบด้วยยานอวกาศ และส่งมนุษย์ไปเดินบนนั้น สำหรับมนุษยชาติส่วนใหญ่ ดวงจันทร์เป็นก้าวแรกที่สำคัญบนเส้นทางสู่การสำรวจระบบสุริยะที่กว้างใหญ่กว่า
สรุป 4 เหตุผลสำคัญที่ควรสำรวจดวงจันทร์
ก้าวแรกสู่ดาวอังคาร
ดวงจันทร์ทำหน้าที่เป็นสนามทดสอบใกล้เคียงสำหรับการสร้างที่อยู่อาศัย ทดสอบระบบช่วยชีวิต และเรียนรู้วิธีการดำรงชีวิตในสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำ ก่อนที่จะเดินทางไปยังดาวอังคาร
การค้นพบทางวิทยาศาสตร์
พื้นผิวดวงจันทร์ทำหน้าที่เป็นเหมือนหนังสือประวัติศาสตร์ของระบบสุริยะของเรา โดยเก็บรักษาเบาะแสเกี่ยวกับวิธีการก่อตัวของโลกและดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ
ทรัพยากรธรรมชาติ
ดวงจันทร์มีน้ำแข็งซึ่งสามารถนำมาผลิตเป็นน้ำดื่ม อากาศสำหรับหายใจ และเชื้อเพลิงจรวด ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนในการเดินทางในอวกาศ
นวัตกรรมทางเทคโนโลยี
โครงการต่าง ๆ เช่นนาซาผลักดันการสร้างเครื่องมือใหม่ ๆ ที่ท้ายที่สุดแล้วจะเป็นประโยชน์ต่อชีวิตประจำวันบนโลก ตั้งแต่เทคโนโลยีด้านสุขภาพไปจนถึงการสื่อสาร
📌: ดวงจันทร์ด้านไกล มีอะไร เหตุใดมนุษย์จึงต้องไปสำรวจ
📌: ทำไมประเทศไทย...ต้องไปดวงจันทร์ ?
📌เกาะติดภารกิจ CE-7 MATCH ครั้งแรกของไทยสู่การโคจรรอบดวงจันทร์ ได้ที่ www.thaipbs.or.th/sciandtech/CE7MATCH
อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
ที่มาข้อมูล : ดร.มติพล ตั้งมติธรรม นักวิชาการ NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.), planetary, discovermagazine, NASA, NASA
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
