เปิดตัวความเพียรวันนี้: ดูภารกิจของ NASA สู่ดาวอังคาร

การเปิดตัวรถแลนด์โรเวอร์ Mars 2020 Perseverance ของ NASA: ดูประสบการณ์ของ NASA กับยานสำรวจรุ่นก่อน ๆ ว่าจะมีอะไรใหม่ในรถแลนด์โรเวอร์รุ่นที่สี่ และเหตุใดจึงมีความสนใจในดาวอังคารเป็นอย่างมาก

ภาพประกอบของยานสำรวจ Perseverance ของ NASA ที่ทำงานบนพื้นผิวดาวอังคาร (ห้องปฏิบัติการ NASA/JPL-Caltech)

ลองนึกภาพการขับรถบนถนนที่เหงาที่สุดในโลก สำหรับนักเดินทาง มันคือประสบการณ์การระบาย หนึ่งสามารถขับรถเป็นเวลาหลายชั่วโมงโดยไม่เห็นรถคันอื่นหรือมนุษย์ มีถิ่นทุรกันดาร ทิวทัศน์ของภูเขาและหุบเขา ท้องฟ้าเปิดด้านบน และค่ำคืนอันตระการตาที่ประดับด้วยเพชรพลอยด้วยดวงดาว การขับรถบนดาวอังคารเป็นประสบการณ์ที่ค่อนข้างคล้ายคลึงกัน เว้นเสียแต่ว่าไม่มีถนน รถแลนด์โรเวอร์สามารถขับไปได้ทุกที่ที่ต้องการและสามารถทำได้ ยกเว้นแต่ว่าไม่มีมนุษย์หรือเครื่องจักรใดเคยวิ่งบนถนนมาก่อน นั่นคือความเร่งรีบในการปฏิบัติการโรเวอร์บนดาวอังคาร

NASA มีประสบการณ์อะไรบ้างกับยานสำรวจดาวอังคารหลายรุ่น

การเดินทางอันเหลือเชื่อของ NASA ในการขับรถบนดาวอังคารเริ่มต้นเมื่อ 23 ปีที่แล้วในปี 1997 เมื่อภารกิจ Mars Pathfinder Mission กับรถแลนด์โรเวอร์ Sojourner ออกสู่พื้นดินบนดาวอังคาร นับเป็นประสบการณ์ที่ยากจะลืมเลือนที่ได้เป็นส่วนหนึ่งของทีมปฏิบัติการสำหรับ Mars Pathfinder: ภารกิจที่รวมกันด้วยงบประมาณที่จำกัดซึ่งหลายคนคิดว่าจะล้มเหลว อย่างไรก็ตาม Mars Pathfinder จะประสบความสำเร็จและในกระบวนการนี้จะเปลี่ยนแปลงประวัติศาสตร์การสำรวจดาวอังคารที่ตามมา ดังนั้น NASA จะส่งยานสำรวจคู่ Spirit and Opportunity ไปยังดาวอังคารในปี 2546 ตามด้วย Curiosity ในปี 2555 ตามด้วย Perseverance ซึ่งมีกำหนดจะเปิดตัวในวันนี้

รถแลนด์โรเวอร์ Sojourner ซึ่งเป็นภารกิจสาธิตเทคโนโลยี ใช้เวลา 83 วัน Spirit and Opportunity ได้สร้างกระบวนทัศน์ใหม่ของการมีอยู่ของหุ่นยนต์ในระยะยาวบนดาวอังคาร ซึ่งกินเวลาประมาณ 6 และ 15 ปีตามลำดับ ความอยากรู้มาถึงในปี 2555: และยังคงดำเนินการอยู่ในปัจจุบัน ในแต่ละรุ่นของรถแลนด์โรเวอร์ จำนวนและความซับซ้อนของเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ก็เพิ่มขึ้น Sojourner เป็นรถแลนด์โรเวอร์ขนาดเล็ก เกือบจะเหมือนของเล่น มีความยาวและความกว้างสองฟุต สปิริตและโอกาสมีขนาดใหญ่กว่ามาก: เกี่ยวกับขนาดของรถกอล์ฟ ความอยากรู้อยากเห็นและความเพียรเป็นขนาดของรถขนาดเล็ก

การกลับมาของวิทยาศาสตร์จากการสำรวจดาวอังคารด้วยรถแลนด์โรเวอร์มีความสำคัญมาก รถแลนด์โรเวอร์ให้วิธีในการศึกษาพื้นที่ในพื้นที่ด้วยความละเอียดสูงกว่าที่เป็นไปได้จากยานอวกาศที่โคจรอยู่ นอกจากนี้ รถแลนด์โรเวอร์ยังมีชุดเครื่องมือตั้งแต่สว่าน สเปกโตรมิเตอร์ ไปจนถึงเครื่องสร้างภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ เครื่องมือเหล่านี้ช่วยให้เข้าใจธรณีวิทยาในท้องถิ่นได้เหมือนกับที่นักธรณีวิทยาภาคสนามจะศึกษาหินบนโลก นอกจากนี้ เริ่มต้นด้วย Spirit and Opportunity รถแลนด์โรเวอร์ได้ทำหน้าที่เป็นสถานีตรวจอากาศเคลื่อนที่บนดาวอังคาร ซึ่งจะคอยเฝ้าติดตามการเปลี่ยนแปลงในชั้นบรรยากาศของดาวอังคารอย่างต่อเนื่องตลอดหลายปีที่ผ่านมา

ด้วยโรเวอร์รุ่นใหม่แต่ละรุ่น NASA ได้เพิ่มความสามารถใหม่และชุดเครื่องมือที่แตกต่างกันบ้างเพื่อตอบคำถามทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ ตัวอย่างจะเป็นการเพิ่มการฝึกซ้อมเรื่อง Spirit and Opportunity และแมสสเปกโตรมิเตอร์ ซึ่งเป็นเครื่องมือในการวัดไอโซโทปของธาตุต่างๆ สำหรับ Curiosity ด้วยการเปิดตัว Mars Perseverance ซึ่งเป็นรถแลนด์โรเวอร์ Mars รุ่นที่สี่ NASA จะดำเนินต่อประเพณีนี้

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

มีอะไรใหม่เกี่ยวกับความเพียร?

อันดับแรก, ความเพียร จะนำเครื่องมือพิเศษอย่าง MOXIE หรือ Mars Oxygen ISRU Experiment ซึ่งเป็นครั้งแรกที่ผลิตออกซิเจนโมเลกุลบนดาวอังคารโดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศที่อุดมด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ มีแรงผลักดันใหม่สำหรับ ISRU ที่ NASA: ในศัพท์แสงของ NASA ISRU หมายถึงการใช้ทรัพยากรในแหล่งกำเนิด: หรือการใช้ทรัพยากรในท้องถิ่นเพื่อตอบสนองความต้องการของมนุษย์หรือข้อกำหนดของยานอวกาศ หากไม่มี ISRU การสำรวจดาวอังคารในทศวรรษหน้าจะมีราคาแพงอย่างไม่น่าเชื่อและเป็นไปไม่ได้ หากนักบินอวกาศต้องพกออกซิเจนหรือน้ำหรือเชื้อเพลิงจรวดในการเดินทางเพื่อเดินทางไปยังดาวอังคารเป็นเวลา 2 ปีและเดินทางกลับ ค่าใช้จ่ายก็จะมากเกินไปจนเข้าใจได้ ในทางหนึ่ง นี่คล้ายกับนักเดินทางจากนิวเดลีที่ต้องพกออกซิเจน เสบียงอาหาร และเชื้อเพลิงเครื่องบินของตนเองสำหรับการเข้าพักสองปีในนิวยอร์ก: ค่าใช้จ่ายต่อผู้โดยสารหนึ่งคนจะสูงอย่างไม่น่าเชื่อ หากออกซิเจนสามารถสกัดได้สำเร็จบนดาวอังคารในระดับที่มีนัยสำคัญ อาจมีข้อดีโดยตรงสองประการ: อย่างแรก ออกซิเจนสามารถใช้สำหรับผู้มาเยือนดาวอังคารของมนุษย์ และประการที่สอง สามารถใช้ออกซิเจนเพื่อผลิตเชื้อเพลิงจรวดสำหรับการเดินทางกลับ ดังนั้น หากการสาธิตเทคโนโลยีประสบความสำเร็จ NASA สามารถเพิ่มอัตราการสร้างออกซิเจนต่อวันสำหรับ MOXIE ได้อย่างง่ายดายถึงร้อยเท่า ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับภารกิจของมนุษย์ในอนาคตสู่ดาวอังคาร

ประการที่สอง ความเพียรจะนำพา Ingenuity ซึ่งเป็นเฮลิคอปเตอร์ลำแรกที่บินบนดาวอังคาร นี่เป็นครั้งแรกที่ NASA จะทำการบินด้วยเฮลิคอปเตอร์บนดาวเคราะห์ดวงอื่นหรือดาวเทียม ความเฉลียวฉลาดคือการสาธิตเทคโนโลยี แน่นอนว่าความท้าทายคือการขับเฮลิคอปเตอร์ในบรรยากาศบางๆ ของดาวอังคาร เช่นเดียวกับเสียงพึมพำบนโลก เฮลิคอปเตอร์ Mars สามารถช่วยในการวางแผนการขับรถแลนด์โรเวอร์และในการดึงตัวอย่างจากสถานที่ที่รถแลนด์โรเวอร์ไม่สามารถขับไปได้อย่างปลอดภัย หากการสาธิตเทคโนโลยีนี้ประสบความสำเร็จ เราจะเห็นบทบาทที่มากขึ้นสำหรับเฮลิคอปเตอร์ดังกล่าวในภารกิจในอนาคต

ประการที่สาม ความเพียรเป็นขั้นตอนแรกที่วางแผนไว้เพื่อนำตัวอย่างหินจากดาวอังคารกลับมาเพื่อการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการที่ซับซ้อนบนโลก โดยมีเป้าหมายในการมองหาลายเซ็นชีวภาพ หรือลายเซ็นของชีวิตปัจจุบันหรือในอดีต ความเพียรจะรวบรวมตัวอย่างและภารกิจรถแลนด์โรเวอร์ครั้งที่สองจะบินภายในหนึ่งทศวรรษเพื่อช่วยขนส่งตัวอย่างหินกลับสู่โลก

การวิเคราะห์หินบนดาวอังคารบนโลกน่าจะบ่งชี้ได้อย่างน่าเชื่อถือว่าสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารมีความเป็นไปได้ในอดีตหรือปัจจุบัน

อธิบายด่วนอยู่ในขณะนี้โทรเลข. คลิก ที่นี่เพื่อเข้าร่วมช่องของเรา (@ieexplained) และติดตามข่าวสารล่าสุด

อะไรคือสาเหตุของความสนใจในระยะสั้นบนดาวอังคาร?

ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ที่น่าสนใจสำหรับมนุษยชาติ ดาวอังคารตั้งอยู่ในสวนหลังบ้านใกล้ ๆ (ห่างออกไปประมาณ 200 ล้านกิโลเมตร) เป็นดาวเคราะห์ที่มนุษย์สามารถปรารถนาที่จะเยี่ยมชมหรืออยู่ต่อไปได้เป็นระยะเวลานาน ดาวอังคารมีน้ำไหลและชั้นบรรยากาศในอดีตอันไกลโพ้น: และอาจมีเงื่อนไขในการดำรงชีวิต

แต่ในระยะใกล้นี้ ความสนใจที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับดาวอังคารเป็นเพราะแผนการเดินทางเชิงพาณิชย์ของอีลอน มัสก์ ภารกิจของมนุษย์สู่ดาวอังคารเป็นแรงบันดาลใจให้กับหน่วยงานด้านอวกาศต่างๆ ซึ่งรวมถึง NASA แม้ว่าจะเป็นไปได้ทางเทคโนโลยี แต่ราคาก็เป็นสิ่งที่ห้ามปราม บางทีอาจสูงถึง 5 แสนล้านเหรียญหรือ 20 เท่าของงบประมาณของ NASA ดังนั้น แผนการของ NASA ในการส่งนักบินอวกาศไปยังดาวอังคารจึงเป็นแรงบันดาลใจส่วนใหญ่ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือไม่มีเงินทุนเพียงพอ

Musk ได้เปิดตัวสถาปัตยกรรมใหม่เพื่อไปยังดาวอังคาร วิสัยทัศน์ของมัสค์คือการใช้มาตรการประหยัดต้นทุนร่วมกัน เช่น ยานยิงที่นำกลับมาใช้ใหม่ การเติมเชื้อเพลิงในวงโคจร และการผลิตเชื้อเพลิงจรวดบนดาวอังคาร เพื่อลดต้นทุนการเดินทางสู่ดาวอังคารลง 1/1000 ดังนั้น ราคาต่อผู้โดยสารหนึ่งคนสำหรับการไปดาวอังคารด้วยยานอวกาศ Starship ของเขาจะอยู่ที่ 0,000 หรือ 1.5 สิบล้านรูปี ยานพาหนะสำหรับปล่อยซึ่งเป็นศูนย์กลางของแผนของ Elon Musk คือยานอวกาศ Starship ซึ่งเป็นยานยิงที่ทรงพลังที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา มีความสามารถในการขนส่ง 100 เมตริกตันไปยัง Earth Orbit SpaceX มีกำหนดจะบินรอบดวงจันทร์พร้อมกับผู้โดยสารส่วนตัวคนแรกในปี 2023: และมีเป้าหมายสำหรับภารกิจไปยังดาวอังคารอย่างเร็วที่สุดในปี 2024 ในขณะที่เราพูด ยานอวกาศกำลังถูกสร้างและทดสอบในเมืองโบคาทางใต้ของเท็กซัสอันเงียบสงบ ชิกก้า. ในทศวรรษที่ SpaceX กับยานอวกาศ Starship อาจเปลี่ยนการเดินทางในอวกาศและตระหนักถึงความฝันของ Musk ในการเปลี่ยนมนุษยชาติให้กลายเป็นสิ่งมีชีวิตหลายดาว

อ่านเพิ่มเติม | ภารกิจบนดาวอังคารของจีนเกี่ยวกับอะไร และมันส่งสัญญาณถึงการแข่งขันในอวกาศกับสหรัฐฯ อย่างไร

บทความนี้ปรากฏครั้งแรกในฉบับพิมพ์เมื่อวันที่ 30 กรกฎาคม 2020 ภายใต้ชื่อ 'Destination Mars'

แบ่งปันกับเพื่อนของคุณ: