ยานสำรวจฮายาบูซะ 2 ลงจอดที่พื้นผิวดาวเคราะห์น้อยได้สำเร็จ

ภาพถ่ายจากยานสำรวจฮายาบูซะ 2
(ภาพจาก https://www.scientificamerican.com/article/in-search-of-lifes-origins-japans-hayabusa-2-spacecraft-lands-on-an-asteroid/)

เมื่อต้นปี ค.ศ. 2019 ไม่นานหลังจากที่จีนสามารถนำยานฉางเอ๋อ-4 ลงจอดที่ด้านไกลของดวงจันทร์ ตอนนี้ก็ถึงคราวของญี่ปุ่นบ้าง ในวันที่ 22 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2019 หลังจากการเดินทางเป็นระยะทางกว่า 3,200 ล้านกิโลเมตร ยานสำรวจฮายาบูซะ 2 ก็สามารถลงจอดที่พื้นผิวของดาวเคราะห์น้อยที่ชื่อรีวงูได้สำเร็จ


โครงการสำรวจนี้เป็นขององค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (Japan Aerospace Exploration Agency หรือ JAXA) เป็นโครงการสำรวจเพื่อเก็บตัวอย่างต่างๆจากดาวเคราะห์น้อยและนำกลับมาสู่โลกเพื่อศึกษาต่อไป ยานสำรวจฮายาบูซะ 2 หรือ Hayabusa 2 ซึ่งแปลตรงตัวว่าเหยี่ยวเพเรกริน 2 เป็นภารกิจต่อจากฮายาบูซะ 1 หรือ MUSES-C ซึ่งถูกปล่อยยานในปี ค.ศ. 2003 และนำตัวอย่างจากดาวเคราะห์น้อยคืนสู่โลกในปี ค.ศ. 2010 ส่วนยานฮายาบูซะ 2 นั้นถูกปล่อยยานเมื่อ ค.ศ. 2014 
 

ยานสำรวจฮายาบูซะ 2

(ภาพจาก https://asia.nikkei.com/Business/Science/Japanese-probe-lands-on-asteroid-in-search-for-life-s-beginning)

เป้าหมายของมันคือเก็บตัวอย่างเพื่อหาเงื่อนงำเกี่ยวกับการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตเพื่อพัฒนาความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ (Planetary science) ดาวเคราะห์น้อยรีวงู 162173 หรือ 162173 Ryugu แปลตรงหมายถึงพระราชวังมังกรนี้ถือเป็นวัตถุใกล้โลก (near-Earth object) ที่มีศักยภาพเป็นอันตรายต่อโลก มันถูกค้นพบครั้งแรกใน ปี ค.ศ. 1999 มันมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 กิโลเมตร  และคาดกันว่ามันเต็มไปด้วยสารที่มีคาร์บอนและไฮโดรเจนและสารอนุพันธ์ของไฮโดรเจน-คาร์บอนเป็นองค์ประกอบอยู่จำนวนมากและก็อาจจะมีน้ำ ทั้งหมดนี้มาจากเมื่อประมาณ 4,600 ล้านปีที่แล้ว ช่วงที่ระบบสุริยะถือกำเนิดขึ้น โดยระหว่างภารกิจ ยานสำรวจฮายาบูซะ 2 จะใช้เทคนิคพิเศษโดยการยิงสิ่งที่เรียกว่า impactor ไปกระทบกับผิวของดาวเคราะห์น้อยทำให้ฝุ่นวัสดุต่างๆที่อยู่ภายใต้พื้นผิวลอยขึ้นมา และให้ยานสำรวจเก็บสะสมสารเหล่านี้ วิธีเช่นนี้จะทำให้ได้วัสดุที่สดใหม่ปราศจากการรบกวนจากการแผ่รังสีและฝุ่นต่างๆ 


สิ่งที่ท้าทายสำหรับโครงการนี้คือการเดินทางไปกว่า 3,200 ล้านกิโลเมตรและต้องไปพบเจอกับดาวเคราะห์น้อยที่จุดนัดพบให้พอดี หลังจากนั้นก็ลดระดับลงจากวงโคจรที่เสถียรรอบดาวเคราะห์น้อย โดยมันอยู่สูงจากพื้นผิวดาวเคราะห์น้อยประมาณ 20 กิโลเมตร โดยการลดระดับลงนี้ แม้แต่การติดต่อสื่อสารจากโลกด้วยความเร็วแสงยังถือเป็นเรื่องที่ช้า ทำให้ไม่สามารถบังคับการลงจอดจากการสั่งการจากโลกได้ ยานสำรวจต้องลดระดับลงด้วยระบบอัตโนมัติ ซึ่งมันจะใช้เวลาทั้งหมดราว 23 ชั่วโมง โดยช่วงสุดท้ายก่อนจะสัมผัสพื้นผิวมันจะมีความเร็วเหลือแค่ 7 เซนติเมตรต่อวินาที นับเป็นการลงจอดที่นุ่มนวลมาก ก่อนจะมีการเก็บตัวอย่างที่ได้จากพื้นผิวใส่แคปซูล โดยจะมีการถ่ายรูปก่อนและหลังการพยายามเก็บตัวอย่าง หลังจากนั้นยานสำรวจก็จะใช้เวลาประมาณครึ่งวันเพื่อกลับไปสู่การโคจรรอบดาวเคราะห์น้อยในตำแหน่งที่ปลอดภัยอีกครั้ง


นอกจากนี้ยานสำรวจยังจะสังเกตพื้นผิวของดาวเคราะห์น้อยด้วยอุปกรณ์การถ่ายภาพและอุปกรณ์การตรวจจับ (sensing equipment) แถมด้วยยานหุ่นยนต์สำรวจ MINERVA-II และ MASCOT  อีกด้วย


การเก็บตัวอย่างจะมี 3 ครั้งด้วยกัน การเก็บตัวอย่างครั้งที่หนึ่งเกิดขึ้นแล้วเมื่อวันที่ 22 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2019 การเก็บตัวอย่างครั้งที่ 2 ยังไม่มีกำหนดจะประกาศอีกครั้ง และการเก็บตัวอย่างครั้งที่ 3 เป็นครั้งสุดท้ายซึ่งเก็บตัวอย่างใต้พื้นผิว (Sub-surface sample) วางแผนว่าจะเป็นเดือน เมษายน ค.ศ. 2019 
 

(ภาพจาก https://phys.org/news/2019-02-touchdown-japan-probe-hayabusa2-distant.html)

ที่เราเลือกไปสำรวจดาวเคราะห์น้อยรีวงูเพราะมันเป็นวัตถุใกล้โลก (near-Earth object) ไม่อยู่ห่างจนเกินไปนักสามารถส่งยานไปสำรวจได้ อีกทั้งเพราะมันเป็นดาวเคราะห์น้อยชนิดซี (C-type asteroid) คือเป็นดาวเคราะห์น้อยที่มีส่วนประกอบของคาร์บอนเป็นจำนวนมาก ดาวเคราะห์น้อยชนิดซีหรือ Carbonaceous asteroid นั้นคาดการณ์กันว่ามันจะอนุรักษ์วัสดุที่เก่าแก่ในระบบสุริยะเอาไว้ พวกแร่ธาตุ น้ำแข็ง และสารประกอบอินทรีย์ (สารประกอบในรูปของแข็ง ของเหลว หรือแก๊ส ที่ประกอบด้วยโมเลกุลของคาร์บอน) การศึกษาสิ่งเหล่านี้จะช่วยให้เข้าใจเรื่อง การกำเนิดและวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ชั้นในมากยิ่งขึ้นโดยเฉพาะในเรื่องการกำเนิดของน้ำและสารประกอบอินทรีย์ในโลก 


แต่ละตัวอย่างต้องการมวลตัวอย่างอย่างน้อย 0.1 กรัม แต่ระบบสามารถเก็บแต่ละตัวอย่างได้สูงสุด 10 กรัม ยานสำรวจจะเก็บทั้ง 3 ตัวอย่างและเก็บมันไว้ในที่บรรจุที่ปิดสนิทภายในแคปซูลที่จะส่งกลับมายังโลก โดยยานสำรวจจะบินผ่านโลกในเดือน ธันวาคม ค.ศ. 2020 และจะมีการปล่อยแคปซูลเข้ามายังชั้นบรรยากาศของโลกและเมื่อถึงความสูงประมาณ 10 กิโลเมตรจากพื้นโลกจะมีการปล่อยร่มชูชีพ เมื่อตัวอย่างถึงมือนักวิทยาศาสตร์แล้วจะถูกนำไปวิเคราะห์ต่อไปที่ Extraterrestrial Sample Curation Center (ESCuC) หน่วยงานหนึ่งขององค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น


ก็ขอให้ภารกิจสำเร็จไปได้ด้วยดีและสามารถนำตัวอย่างกลับมาวิเคราะห์บนโลกเพื่อมันอาจช่วยไขปริศนาการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตได้เข้าใจมากยิ่งขึ้น เป็นที่น่าสังเกตว่าทั้งจีนและญี่ปุ่นซึ่งเป็นประเทศในเอเชียมีการพัฒนาด้านการสำรวจอวกาศไปมาก อยากให้ในอนาคตมียานสำรวจอวกาศจากไทยได้ไปทำหน้าที่ไขปริศนาของธรรมชาติบ้าง ซึ่งคิดว่าถ้ามีการวางแผน พัฒนาการศึกษาและการวิจัยอย่างยาวนาน มันสามารถเป็นไปได้อย่างแน่นอน


 

เรียบเรียงโดย

ณัฐพล โชติศรีศุภรัตน์
ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ

• [1] https://phys.org/news/2019-02-touchdown-japan-probe-hayabusa2-distant.html
• [2] https://www.scientificamerican.com/article/in-search-of-lifes-origins-japans-hayabusa-2-spacecraft-lands-on-an-asteroid/
• [3] https://asia.nikkei.com/Business/Science/Japanese-probe-lands-on-asteroid-in-search-for-life-s-beginning