อธิบาย: ด้วยความเพียรของ NASA และ Tianwen-1 ของจีน ภารกิจมากมายสู่ดาวอังคาร

ในช่วงต้นวันศุกร์ตามเวลาอินเดีย รถแลนด์โรเวอร์ Perseverance ของ NASA มีกำหนดจะลงจอดบนดาวอังคาร สัปดาห์ที่แล้ว ภารกิจ Hope ของ UAE เข้าสู่วงโคจรของดาวอังคาร และตามมาด้วยภารกิจจีนอย่างใกล้ชิด กองเรือของภารกิจแสดงถึงการแพร่กระจายของการสำรวจดาวเคราะห์โดยทั่วไป และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการสำรวจดาวอังคาร

ภาพประกอบของยานสำรวจ Perseverance ของ NASA ที่ลงจอดบนดาวอังคาร หลายร้อยเหตุการณ์ต้องดำเนินการอย่างสมบูรณ์เพื่อให้รถแลนด์โรเวอร์ลงจอดอย่างปลอดภัยในวันที่ 18 กุมภาพันธ์ (ที่มา: NASA/JPL-Caltech)

การไปดาวอังคารไม่ใช่เรื่องเล็กน้อย เนื่องจากดาวเคราะห์ทั้งสองโคจรรอบดวงอาทิตย์และเคลื่อนที่โดยสัมพันธ์กันตลอดเวลา โลกและดาวอังคารอยู่ใกล้กันทุก ๆ 26 เดือน และนี่คือช่วงเวลาที่ Earthlings พยายามส่งภารกิจไปยังดาวอังคาร

ทุก ๆ สองปีนับตั้งแต่ทศวรรษ 1960 หน่วยงานด้านอวกาศต่าง ๆ ได้ส่งภารกิจไปยังดาวอังคาร ระหว่างปี 2519 ถึง 2535 หน้าต่างยิงจรวดหลายบานยังคงใช้งานไม่ได้ ในบางครั้ง มีหลายภารกิจในหน้าต่างเปิดตัว

แต่ในประวัติศาสตร์ไม่เคยมีหน่วยงานอวกาศสามแห่งที่มุ่งหน้าไปยังดาวอังคารในหน้าต่างเปิดตัวเดียว และไม่เคยมีในประวัติศาสตร์ที่มีหน่วยงานอวกาศจำนวนมากที่ดำเนินการภารกิจไปยังดาวอังคารหรือวงโคจรของดาวอังคารพร้อม ๆ กัน ขณะนี้มียานอวกาศ 10 ลำจากหน่วยงานด้านอวกาศ 5 แห่ง ได้แก่ สหรัฐอเมริกา สหภาพยุโรป อินเดีย จีน และสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ ซึ่งโคจรรอบหรืออยู่บนพื้นดินบนดาวอังคาร โรเวอร์อีกสองคัน — ความอุตสาหะของนาซ่า และของจีน เทียนเหวิน-1 — มีกำหนดจะลงจอดบนดาวอังคารในวันที่ 18 กุมภาพันธ์และพฤษภาคม 2021 ตามลำดับ

NASA มียานลงจอด (Mars Insight), รถแลนด์โรเวอร์ (Curiosity) และยานอวกาศสามลำ (Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey, MAVEN); อินเดียมียานอวกาศ (Mangalyaan-1); สหภาพยุโรปมียานอวกาศ 2 ลำ (Mars Express และ ExoMars Trace Gas Orbiter); และจีนและสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์จะมียานอวกาศแต่ละลำ (โฮปและเทียนเหวิน-1 ตามลำดับ)

กองเรือของภารกิจแสดงถึงการแพร่กระจายของการสำรวจดาวเคราะห์โดยทั่วไป และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการสำรวจดาวอังคาร นี่เป็นผลมาจากการลดต้นทุนการเปิดตัวและความพร้อมใช้งานของเทคโนโลยีที่จำเป็นในการสำรวจอวกาศที่ถูกกว่า

Dr Amitabha Ghosh เป็นนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ของ NASA ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. เขาเคยทำงานให้กับภารกิจ NASA Mars Missions หลายครั้งโดยเริ่มจากภารกิจ Mars Pathfinder Mission ในปี 1997 เขาดำรงตำแหน่งประธานคณะทำงานปฏิบัติการวิทยาศาสตร์สำหรับภารกิจ Mars Exploration Rover และได้รับมอบหมายให้เป็นผู้นำการปฏิบัติงานด้านยุทธวิธี Rover บนดาวอังคารมานานกว่า 10 ปี เขาช่วยวิเคราะห์หินก้อนแรกบนดาวอังคาร ซึ่งบังเอิญเป็นหินก้อนแรกที่วิเคราะห์จากดาวดวงอื่น

ภารกิจแห่งความหวังของ UAE

สองในสามภารกิจที่เปิดตัวสำหรับดาวอังคารเมื่อเดือนกรกฎาคมปีที่แล้วได้ดำเนินการไปแล้ว UAE ประเทศเล็กๆ แต่ร่ำรวย<10 million people, bedazzled the world by becoming the fifth national space agency (after the US, EU, Russia, and India) to reach Mars when the Hope Orbiter ได้รับการแทรกซึมของวงโคจรเมื่อวันที่ 9 กุมภาพันธ์ สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์เอาชนะจีนในการแข่งขันเพื่อดาวอังคารแม้ว่าจะเป็นวัน

ภารกิจของสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์จะศึกษาบรรยากาศของดาวอังคาร และจะพยายามตอบคำถามมูลค่าพันล้านดอลลาร์ว่าเหตุใดดาวอังคารจึงสูญเสียชั้นบรรยากาศ การสูญเสียบรรยากาศส่งผลให้สูญเสียน้ำผิวดิน และอาจเป็นไปได้ว่าสิ่งแวดล้อมเอื้ออำนวยต่อชีวิต

การทดลองภาษาจีน

องค์การอวกาศแห่งชาติจีนมาถึงดาวอังคารพร้อมบทเรียนจากภารกิจของฉางเอ๋อไปยังดวงจันทร์ที่ประสบความสำเร็จ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง รถแลนด์โรเวอร์ของ Chang'e 4 สามารถอยู่รอดได้นานกว่า 25 คืนตามจันทรคติ (แต่ละคืนยาวถึง 14 วันของโลก) ซึ่งเป็นผลงานทางวิศวกรรมที่โดดเด่น เนื่องจากอุณหภูมิสามารถลงไปที่ –170 องศาเซลเซียสได้ ภารกิจสามารถนำตัวอย่างหินกลับมายังโลกได้สำเร็จในเดือนธันวาคม 2563

Tianwen-1 ซึ่งเป็นภารกิจแรกที่ไปยังดาวอังคารจากจีน ประสบความสำเร็จในการแทรกวงโคจรเมื่อวันที่ 10 กุมภาพันธ์ Tianwen-1 บรรทุกยานอวกาศ ยานลงจอด และรถแลนด์โรเวอร์ แนวทางของจีนในการลงจอดรถแลนด์โรเวอร์นั้นแตกต่างกันบ้าง Tianwen-1 จะโคจรรอบดาวอังคารเป็นเวลาสองสามเดือนก่อนที่จะพยายามลงจอดในเดือนพฤษภาคมปีนี้ ต่างจากยานสำรวจของ NASA

ยานอวกาศมีชุดเครื่องมือสำหรับตอบคำถามทางวิทยาศาสตร์มากมาย ที่น่าสนใจคือมีอุปกรณ์เรดาร์เจาะพื้นเพื่อค้นหาน้ำใต้พื้นผิวดาวอังคาร รถแลนด์โรเวอร์มีกำหนดจะลงจอดที่ Utopia Planitia ซึ่งเป็นสถานที่ที่มีแหล่งน้ำใต้ดินโบราณ

สัปดาห์นี้ความเพียร

ภารกิจที่ซับซ้อนที่สุดจากมุมมองทางวิศวกรรม คือ Perseverance Rover ของ NASA กำลังเดินทางไปยังดาวอังคาร และกำลังจะลงจอดในวันพฤหัสบดีที่ Jezero Crater ซึ่งน่าจะเต็มไปด้วยน้ำในอดีต ทัชดาวน์มีกำหนดการประมาณ 15.55 น. EST (2.25 น. ตามเวลาวันศุกร์ของอินเดีย)

ความเพียรคือ Mars Rover รุ่นที่ 4 ของ NASA โดยเริ่มจาก Sojourner จาก Mars Pathfinder Mission ในปี 1997 ตามด้วย Spirit and Opportunity จาก Mars Exploration Rover Mission ในปี 2004 และความ Curiosity จาก Mars Science Laboratory ในปี 2012

เป้าหมายคือการมองหาชีวประวัติในก้นทะเลสาบที่แห้งแล้งที่ Jezero Crater ความคิดก็คือว่าชีวิตในวัยเด็กบนดาวอังคารอาจคล้ายกับชีวิตในมหาสมุทรในยุคแรกๆ บนโลก เช่น สโตรมาโทไลต์ หากเป็นกรณีนี้จริง ความเพียรจะพบฟอสซิลหรือลักษณะทางชีวภาพบางอย่าง—ร่องรอยของชีวิต—ไม่ว่าจะในการวัดทางเคมีหรือการสังเกตทางสัณฐานวิทยา

นอกจากนี้ ความเพียรจะผลิตออกซิเจนบนพื้นผิวดาวอังคารเป็นครั้งแรก โดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศจากชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร ความเพียรจะเก็บตัวอย่างหินที่จะถูกส่งกลับคืนสู่พื้นโลกโดยภารกิจขององค์การอวกาศยุโรป/องค์การนาซ่า

รถแลนด์โรเวอร์ Perseverance ใช้สว่านเพื่อรวบรวมตัวอย่างหินบนดาวอังคารในเอกสารประกอบภาพประกอบแนวความคิดทางศิลปะที่ไม่ระบุวันที่นี้ (NASA/JPL-Caltech/เอกสารแจกผ่าน Reuters)

องค์กรเอ็นเตอร์ไพรส์ของมัสค์

การเตรียมพร้อมที่น่าตื่นตาตื่นใจที่สุดสำหรับการปฏิวัติการสำรวจดาวอังคารกำลังเกิดขึ้นจากจุดสนใจในเมืองชายฝั่งทะเลอันเงียบสงบในอีสต์เท็กซัส นี่เป็นความพยายามเดียวในการผสมผสานที่ไม่ได้รับประกันทางการเงินด้วยเงินของรัฐบาล SpaceX ซึ่งเป็นบริษัทเอกชนในสหรัฐฯ ที่ได้รับการส่งเสริมโดย Elon Musk และได้รับการสนับสนุนจากนักลงทุนที่ได้รับการคัดเลือก มีเป้าหมายระยะยาวในการเริ่มต้นบริการเชิงพาณิชย์เพื่อขนส่งผู้โดยสารไปยังดาวอังคาร Boca Chica ชื่อที่ดูเหมือนจะไม่มีใครเคยได้ยินเมื่อไม่กี่ปีก่อน ตอนนี้เป็นที่ตั้งของการพัฒนา Starship ซึ่งถือว่าดีที่สุดในการลงจอดมนุษย์บนดาวอังคาร

ภารกิจของมนุษย์สู่ดาวอังคารถือเป็นจอกศักดิ์สิทธิ์ของการสำรวจอวกาศ นับตั้งแต่นีล อาร์มสตรองลงจอดบนดวงจันทร์ 50 ปี มนุษย์ก็ไม่สามารถไปยังจุดหมายต่อไปได้ นั่นคือดาวอังคาร เหตุผลหลักคือป้ายราคามหาศาลของภารกิจดาวอังคารของมนุษย์ เมื่อเทียบกับดวงจันทร์ซึ่งอยู่ห่างออกไปเพียงสามวัน ดาวอังคารอยู่ห่างออกไปเจ็ดเดือน การขนส่งมนุษย์ในแง่วิศวกรรมหมายถึงการรักษาโมดูลแรงดันควบคุมอุณหภูมิ นอกจากนี้ยังบรรทุกสิ่งของที่จำเป็นสำหรับนักบินอวกาศ รวมทั้งน้ำและออกซิเจน สำหรับการเดินทางประมาณ 18 เดือน

นอกจากนี้ ภารกิจของมนุษย์ซึ่งต่างจากภารกิจยานอวกาศที่ใช้หุ่นยนต์จะต้องถูกส่งกลับคืนสู่พื้นโลก ซึ่งในแง่วิศวกรรมหมายถึงการบรรทุกเชื้อเพลิงจำนวนมหาศาลจากโลก เพื่อให้สามารถยิงจากดาวอังคารเพื่อเดินทางกลับได้ ความซับซ้อนทางวิศวกรรมและความต้องการมวลที่เพิ่มขึ้นของภารกิจของมนุษย์ไปยังดาวอังคาร เมื่อเทียบกับดวงจันทร์ ทำให้ค่าใช้จ่ายอยู่ระหว่าง 250 พันล้านดอลลาร์ถึง 1 ล้านล้านดอลลาร์ เอ็นเตอร์ไพรส์สัญญาว่าจะลดต้นทุนภารกิจลง >95% เหลือ 99% โดยใช้นวัตกรรมหลายอย่าง เช่น การเติมเชื้อเพลิงให้ยานอวกาศในวงโคจร และการผลิตเชื้อเพลิงจรวดบนดาวอังคารโดยใช้วัสดุที่พบในดาวอังคาร (และดังนั้นจึงเป็นเชื้อเพลิงสำหรับการเดินทางกลับ ไม่จำเป็นต้องบรรทุกมาจากโลก)

ทศวรรษแห่งภารกิจดาวอังคาร

เมื่อทศวรรษเริ่มต้นขึ้น มีหลายภารกิจบนกระดานวาดภาพ: อย่างเด่นชัด ภารกิจสำรวจ ESA ExoMars เพื่อส่งคืนตัวอย่างหินจากดาวอังคาร แผนของ ISRO สำหรับ Mangalyaan-2 และแผนของสำนักงานอวกาศจีนสำหรับ Tianwen-2 ที่จะส่งคืนตัวอย่างหิน จากดาวอังคาร.

นอกจากนี้ มีแนวโน้มว่าจะมีหลายเที่ยวบินของ Starship ของ SpaceX ครั้งแรกด้วยสินค้าและสุดท้ายกับนักบินอวกาศ ในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติ ปี 2020 จะเป็นที่จดจำสำหรับการระบาดใหญ่ของ Covid-19 แต่ปี 2020 อาจเป็นทศวรรษของภารกิจยานอวกาศจำนวนมากไปยังดาวอังคาร ซึ่งจบลงด้วยการเดินเท้ามนุษย์ครั้งแรกบนดินของดาวอังคาร

แบ่งปันกับเพื่อนของคุณ: