ยานอวกาศฉางเอ๋อ-4 ของจีนลงจอดด้านมืดของดวงจันทร์ได้สำเร็จ

(ภาพจาก https://bit.ly/2WzGcWT)

นโปเลียน โบนาปาร์ตเคยกล่าวประโยคที่ว่า “จีนเป็นยักษ์ที่หลับอยู่ ปล่อยให้หลับไป ถ้าจีนตื่นขึ้นเมื่อไหร่ จีนจะเปลี่ยนแปลงโลก” ตอนนี้จีนได้ตื่นขึ้นมาแล้ว ประเทศจีนกำลังพัฒนาขึ้นมากในทุกด้าน แม้แต่ในด้านของการสำรวจอวกาศที่เคยผูกขาดแต่กับชาติตะวันตก จีนได้ทำให้เห็นแล้วว่าจีนเองก็มีศักยภาพที่จะทำได้ไม่แพ้กัน โปรแกรมสำรวจดวงจันทร์ของจีน (Chinese Lunar Exploration Program) หรือที่รู้จักกันว่าโครงการฉางเอ๋อซึ่งเป็นโครงการขององค์การอวกาศแห่งชาติของจีน (China National Space Administration: CNSA) ได้ประสบความสำเร็จโดยสามารถนำยานอวกาศฉางเอ๋อ-4 (Chang'e 4) ลงจอดที่ด้านมืดของดวงจันทร์ได้ในวันที่ 3 มกราคม ค.ศ. 2019 นับเป็นอีกหนึ่งความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ของการสำรวจอวกาศของประเทศจีน


โปรแกรมสำรวจดวงจันทร์ของจีนหรือโครงการฉางเอ๋อนี้ถูกวางแผนแบ่งออกเป็น 4 ส่วนหลัก 

1. เป็นโครงการโคจรรอบดวงจันทร์ โดย ฉางเอ๋อ 1 และ 2 ซึ่งถือว่าเสร็จสมบูรณ์แล้ว
2. เป็นการลงจอดที่ผิวดวงจันทร์ โดยฉางเอ๋อ 3 และ 4 
3. เป็นการเก็บตัวอย่างบนดวงจันทร์และส่งกลับมายังโลก โดยฉางเอ๋อ 5 ,5-T1 และ 6
4. เป็นการสร้างสถานีวิจัยบนดวงจันทร์ โดยฉางเอ๋อ 7 และ 8 โดยจะไม่ใช้มนุษย์แต่จะใช้หุ่นยนต์แทน

และในอนาคตกำลังตัดสินใจที่จะวางแผนส่งมนุษย์ไปดวงจันทร์ในประมาณช่วงปี ค.ศ. 2030-2039 โดยสร้างที่พักอยู่ที่บริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ ทั้งหมดล้วนเป็นแผนงานที่มุ่งมั่นและน่าสนใจมาก


ยานอวกาศฉางเอ๋อ-4 ลงจอดที่ด้านมืดของดวงจันทร์ได้ในวันที่ 3 มกราคม ค.ศ. 2019 มันจะสำรวจตรงบริเวณที่เรียกว่าแอ่ง Von Kármán ที่มีความกว้าง 186 กิโลเมตร ซึ่งตั้งอยู่ในบริเวณ South Pole-Aitken basin อีกทีหนึ่ง โดย South Pole-Aitken basin นี้เป็นหนึ่งในแอ่งที่ใหญ่ที่สุดและเก่าที่สุดในระบบสุริยะของเรา และมันอาจแสดงให้เห็นถึงโครงสร้างภายในของดวงจันทร์ด้วย ซึ่งอาจจะช่วยอธิบายว่าดวงจันทร์ถือกำเนิดมาได้อย่างไร


โดยยานอวกาศฉางเอ๋อ-4 เมื่อลงจอดที่ดวงจันทร์จะปล่อยยานสำรวจที่ชื่อว่า ยูตู-2 หรือ กระต่ายหยก-2 ออกไปสำรวจบริเวณต่าง ๆ และถ่ายภาพที่ด้านมืดของดวงจันทร์ที่ไม่เคยมีใครถ่ายมาก่อน การสำรวจดวงจันทร์ครั้งนี้ยังมีประโยชน์ในการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์ที่ดวงจันทร์ในอนาคต เพราะจะมีการวัดอนุภาคที่มีประจุและรังสีว่ามีมากน้อยแค่ไหนและเป็นภัยกับมนุษย์หรือไม่ จะมีการทดสอบด้วยว่าพืชและแมลงสามารถเจริญเติบโตด้วยกันบนดวงจันทร์ได้หรือไม่ 

รูปที่ถ่ายเมื่อวันที่ 7 มกราคม ค.ศ. 2019 พบว่าเมล็ดฝ้ายบนดวงจันทร์สามารถงอกออกมาได้
(ภาพจาก https://www.newscientist.com/article/2190704-first-moon-plants-sprout-in-chinas-change-4-biosphere-experiment/)

การทดลองได้นำเมล็ดของฝ้าย มันฝรั่ง อะราบิดอฟซิส (Arabidopsis เป็นพืชในวงศ์ผักกาด) และ oilseed rape (ต้นไม้ซึ่งใช้เลี้ยงสัตว์และทำน้ำมัน) โดยพืชเหล่านี้ถูกหุ้มอย่างมิดชิดใส่ไว้ในกล่องโลหะ 2.6 กิโลกรัม เพื่อที่จะศึกษาว่าพืชจะสามารถเจริญเติบโตและพัฒนาได้อย่างไรในที่อันห่างไกลจากโลก อย่างที่ด้านมืดของดวงจันทร์นี้มันท้าทายกับการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตมาก เพราะมีความโน้มถ่วงต่ำเทียบกับโลก มีระดับรังสีสูง และอุณหภูมิแกว่งไปมาสูง จากรูปที่ถ่ายเมื่อวันที่ 7 มกราคม ค.ศ. 2019 พบว่าเมล็ดฝ้ายบนดวงจันทร์สามารถงอกออกมา แต่น่าเสียดายที่สุดท้ายมันก็ตายไปเพราะอุณหภูมิอันหนาวจัดของดวงจันทร์เวลากลางคืนอันยาวนาน แต่อย่างน้อยก็นับว่ามันเป็นพืชชนิดแรกที่สามารถเจริญเติบโตได้บนพื้นผิวของโลกอื่น และน่ายินดีที่ในกล่องโลหะนี้เป็นระบบปิดสสารพืชที่ตายไปก็จะไม่กระจายปนเปื้อนออกไปสู่ผิวของดวงจันทร์

(ภาพจาก https://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_locking)

ยังมีเรื่องที่น่าสังเกตอีกอย่างคือด้านมืดของดวงจันทร์ ถ้าสังเกตดี ๆจะพบว่าดวงจันทร์หันหน้าด้านเดียวมาใส่โลกตลอด ทำให้เราเห็นดวงจันทร์เพียงแค่ด้านเดียว  นี่เกิดจากสิ่งที่เรียกว่า ไทดัลล็อก (tidal locking) คือระยะเวลาที่ดวงจันทร์หมุนรอบตัวเอง (28 วัน) นั้นเท่ากับระยะเวลาที่ดวงจันทร์นั้นโคจรรอบโลก (28 วัน) นี่ไม่ใช่เรื่องบังเอิญแต่เป็นผลมาจากแรงไทดัล (tidal force) ทำให้เกิดทอร์ก (torque) ปรากฎการณ์นี้ใช้เวลานับล้านปีค่อยๆปรับให้ระยะเวลาที่ดวงจันทร์หมุนรอบตัวเองเท่ากับระยะเวลาที่ดวงจันทร์นั้นโคจรรอบโลก

(ภาพจาก http://www.planetary.org/blogs/guest-blogs/2018/20180615-queqiao-orbit-explainer.html)

สิ่งที่ท้าทายสำหรับนักวิทยาศาสตร์ในโครงการนี้ก็คือการติดต่อกับยานอวกาศฉางเอ๋อ-4 กับโลก เพราะเมื่ออยู่ด้านมืดของดวงจันทร์ก็ไม่สามารถติดต่อกันโดยตรงได้ นักวิทยาศาสตร์แก้ปัญหานี้โดยใช้ดาวเทียมรีเลย์ที่ชื่อ Queqiao ไปโคจรอยู่ที่จุด earth-moon L2 ซึ่งมันจะเป็นตัวเชื่อมสัญญาณระหว่างโลกและยานอวกาศฉางเอ๋อ-4


ความฝันและจินตนาการของมนุษย์ยิ่งใหญ่จริง ๆ เพลง fly me to the moon เวอร์ชันของแฟรงก์ ซินาตราในปี ค.ศ. 1964 เกิดขึ้นก่อนที่มนุษย์จะไปดวงจันทร์ได้จริงใน ปี ค.ศ. 1969 และมันก็เป็นเพลงที่ถูกเปิดตอนที่ยานอพอลโล 10 โคจรรอบดวงจันทร์ ฉางเอ๋อที่เป็นแค่ชื่อเทพธิดาแห่งดวงจันทร์ตามความเชื่อปรัมปราของจีนที่อาศัยอยู่บนดวงจันทร์ สุดท้ายก็กลายเป็นยานฉางเอ๋อ-4 จริง ๆที่มนุษย์ส่งไปลงจอดบนดวงจันทร์ สิ่งที่ครั้งหนึ่งเป็นแค่ความฝัน จินตนาการของมนุษย์ สุดท้ายนักวิทยาศาสตร์ก็สามารถทำให้มันเป็นเรื่องจริงได้


 

เรียบเรียงโดย

ณัฐพล โชติศรีศุภรัตน์
ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ

• [1] https://www.space.com/42981-china-moon-far-side-panorama-chang-e-4.html
• [2] https://www.sciencenewsforstudents.org/article/china-landed-spacecraft-far-side-moon
• [3] https://www.spaceanswers.com/deep-space/what-is-tidal-locking/
• [4] https://www.sciencefocus.com/space/what-is-tidal-locking/
• [5] https://www.newscientist.com/article/2190704-first-moon-plants-sprout-in-chinas-change-4-biosphere-experiment/
• [6] https://www.space.com/43025-china-moon-mission-plants-dead.html