ExoMars ภารกิจตามหาร่องรอยของชีวิตบนดาวอังคาร

August 2, 2018

2.42k

เคยมีสิ่งมีชีวิตอยู่บนดาวอังคารไหม? คือคำถามสำคัญสำหรับมนุษยชาติที่ต่างกำลังค้นหาคำตอบของคำถามนี้อยู่อย่างแข็งขัน ซึ่งองค์การอวกาศยุโรปก็ได้เผยถึงแผนการอันยิ่งใหญ่กินเวลาตั้งแต่ปี 2016 นี้ไปจนถึงปี 2020 ในการสำรวจสภาพแวดล้อมและศึกษาค้นคว้าเทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อตามหาร่องรอยของสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคาร

ภารกิจ ExoMars ตามหาร่องรอยของชีวิตบนดาวอังคาร

องค์การอวกาศยุโรป (ESA) ร่วมมือกับองค์การอวกาศสหพันธรัฐรัสเซีย (Roscosmos) ในการปฏิบัติภารกิจ ExoMars 2016 และ ExoMars 2020 ซึ่งมีวัตถุประสงค์ดังนี้

วัตถุประสงค์ด้านการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ เช่น

การค้นหาสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารทั้งอดีตและปัจจุบัน
การตรวจสอบน้ำและสภาพแวดล้อมเชิงธรณีเคมี (geochemical) ของดาวอังคาร
การตรวจหาแก๊สและที่มาของแก๊สในชั้นบรรยากาศ

วัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยี เช่น

เทคโนโลยีการลงจอดของยานที่บรรทุกน้ำหนักมาก (large payloads)
การใช้พลังงานไฟฟ้าแสงอาทิตย์บนผิวดาวอังคาร
การขุดเจาะ (ที่ความลึก 2 เมตร) เพื่อเก็บตัวอย่าง
การพัฒนาเทคโนโลยีและความสามารถของยานสำรวจผิวดาว (ยานโรเวอร์)

ExoMars 2016: สำรวจ ทดสอบ ปูทางไปสู่ภารกิจในอนาคต

ภารกิจสำหรับโปรแกรม ExoMars ในปี 2016 นี้คือการส่งยานที่ชื่อ Orbiter และ Schiaparelli ไปสู่ดาวอังคารเพื่อตรวจหาแก๊สมีเทนรวมไปถึงการตามหาแก๊สอื่นๆ ในชั้นบรรยากาศ ซึ่งอาจเป็นสัญญาณของสิ่งมีชีวิตหรือกระบวนการทางธรณีวิทยาได้ โดยล่าสุด (ตุลาคม 2016) ยานพึ่งจะเดินทางถึงดาวอังคารได้สำเร็จ

YES! CONFIRMED! I'm in Mars orbit! #ExoMars pic.twitter.com/9qsegy8Hh2
— ExoMars orbiter (@ESA_TGO) October 19, 2016

ภารกิจนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อค้นหาแก๊สมีเทนและแก๊สอื่นๆ ในชั้นบรรยากาศ ซึ่งมีความเข้มข้นน้อยมาก (น้อยกว่า 1% ของชั้นบรรยากาศ) แต่อย่างไรก็ตามแก๊สเหล่านี้อาจเป็นกุญแจเพื่อนำไปสู่หลักฐานของสิ่งมีชีวิตหรือกระบวนการทางธรณีวิทยาบนดาวอังคารได้ โดยมีชื่อภารกิจว่า Trace Gas Orbiter (TGO)

ภารกิจ TGO นี้จะประกอบด้วยยานสำรวจ 2 ประเภทที่ทำหน้าที่แตกต่างกัน นั่นก็คือยาน Orbiter และยานลงจอด Schiaparelli ในส่วนแรกคือ Orbiter จะทำหน้าที่โคจรรอบดาวอังคารเพื่อเก็บข้อมูลเกี่ยวกับสภาพชั้นบรรยากาศ วัดปริมาณแก๊สมีเทนและสร้างแผนที่ รวมไปถึงแก๊สในชั้นบรรยากาศอื่นๆ และสาเหตุในการสูญเสียบรรยากาศของดาวอังคาร จากนั้นจะปล่อยยาน Schiaparelli เพื่อลงจอดบนพื้นผิวของดาวอังคาร

ภาพยานสำรวจ TGO ที่ประกอบด้วยส่วน Orbiter และ Schiaparelli ในส่วนหน้า (สีน้ำตาล)

ภารกิจของยาน Schiaparelli ไม่ได้มีหน้าที่หลักในการสำรวจพื้นผิวของดาวอังคาร มันถูกส่งออกไปเป็นโครงการนำร่องเพื่อทดสอบเทคโนโลยีในการลงจอด ที่เรียกว่า “Aerobraking” เป็นการใช้แรงเสียดทานจากชั้นบรรยากาศและปรับวิถีวงโคจรอย่างช้าๆ เพื่อลงจอด เพื่อนำไปประยุกต์ใช้กับภารกิจ ExoMars 2020 ในการส่งยานโรเวอร์มาสำรวจดาวอังคารนี้อีกครั้ง

การปรับวงโคจรและลงจอดของยาน Schiaparelli ลงจอดบนพื้นผิวดาวอังคาร

อย่างไรก็ตามหาก Schiaparelli ติดตั้งเซ็นเซอร์ชื่อ DREAMS เพื่อใช้ในการตรวจวัดสภาพต่างๆ ของพื้นผิวดาว เช่น ความเร็วและทิศทางลม ความชื้น ความดัน อุณหภูมิพื้นผิว เป็นต้น

ล่าสุดดูเหมือนว่าการลงจอดของ Schiaparelli จะล้มเหลวเนื่องจากเกิดความผิดพลาดบางอย่างกับร่มชูชีพและเครื่องยนต์จรวดที่จะช่วยปรับทิศทางรวมถึงชลอความเร็วกลับจุดไม่ติดระหว่างการลงจอด และในตอนนี้มีการถ่ายภาพจุดตกของยานมาเรียบร้อยแล้ว ซึ่งจากข้อสรุปตอนนี้ ยาน Schiaparelli อาจเกิดการตกกระแทกด้วยความเร็วมากกว่า 180 ไมล์ต่อชั่วโมง (ประมาณ 300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) จนเกิดการระเบิด แต่อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ก็ได้ข้อมูลบางส่วนในชั้นบรรยากาศของดาวอังคารมาจากเซ็นเซอร์บน Schiaparelli เรียบร้อยแล้ว

สังเกตในสี่เหลี่ยมสีดำ (ล่างซ้าย) ถ่ายเมื่อ 29 พ.ค. 2559 (ล่างขวา) ถ่ายเมื่อ 20 ต.ค. 2559

Mars exploration is hard, and that’s one of the reasons we do it

ทำไมต้องศึกษาแก๊สมีเทน

เนื่องจากแก๊สมีเทนเป็นผลผลิตที่ได้จากแบคทีเรีย รวมไปถึงสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กและขนาดใหญ่ ซึ่งก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าดาวอังคารมีการปล่อยแก๊สมีเทนที่มีความเข้มสูงจากใต้พื้นผิวออกไปสู่ชั้นบรรยากาศอยู่เสมอ นอกจากนี้แก๊สมีเทนยังสามารถเกิดได้จากกระบวนการทางธรณีวิทยา เช่น การระเบิดของภูเขาไฟ หรือ การทำปฏิกิริยากันของน้ำและแร่บางชนิด

ดังั้นภารกิจ ExoMars นี้ ทั้งแผน 2016 ไปจนถึง 2020 จะเป็นหลักฐานในการยืนยันว่าดาวอังคารมีสิ่งมีชีวิตหรือมีความเคลื่อนไหว มีกระบวนการทางธรณีวิทยา เช่น น้ำ เกิดขึ้นอยู่หรือไม่ นั่นเอง

ExoMars 2020: ตรวจค้น เจาะลึก ดาวอังคาร

ภารกิจของ ExoMars 2020 จะทำการส่งยานโรเวอร์ของยุโรปและแท่นสำรวจพื้นผิว (surface platform) ของรัสเซีย ไปยังพื้นผิวของดาวอังคาร โดยอาศัยจรวดโปรตอน

ยานโรเวอร์จะมีหน้าที่แล่นไปบนพื้นผิวของดาวอังคารเพื่อทำการตรวจวัดคุณสมบัติของสเปกตรัม มีการขุดเจาะเพื่อเก็บตัวอย่างดิน ตะกอน หรือสภาพแวดล้อมอื่นๆ เพื่อนำมาประมวลผลและส่งข้อมูลกลับมายังโลกผ่านอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนตัวยานต่อไป โดยยานโรเวอร์จะมีความสามารถในการสร้างแผนที่อาศัยกล้องสเตอริโอและคำนวณเส้นทางที่เหมาะสมเพื่อแก้ปัญหาและเดินทางให้ได้ 100 เมตรต่อ sol. (sol. คือหน่วยเรียกวันบนดาวอังคาร)

ยานโรเวอร์ในโครงการ ExoMars 2020

แท่นสำรวจพื้นผิวจะอยู่กับที่เพื่อตรวจวัดสภาพแวดล้อม ณ จุดที่ยานลงจอด ซึ่งจะมีการถ่ายภาพในบริเวณนี้โดยตลอดเพื่อติดตามสภาพแวดอากาศและบรรยากาศในระยะยาว นอกจากนี้อุปกรณ์และเซ็นเซอร์บนแท่นจะถูกใช้เพื่อศึกษาดินภายในพื้นผิวที่ก่อให้เกิดน้ำ และตรวจวัดรังสีที่เกิดขึ้นบนผิวดาว เพื่อนำไปเปรียบเทียบกับโครงการ ExoMars 2016 ก่อนหน้านี้ นอกจากนี้ยังตรวจหาธรณีวิทยาเชิงฟิสิกส์เพื่อศึกษาโครงสร้างภายในของดาวอังคารอีกด้วย