สำรวจอวกาศ: ยาน Deep Space 1 จะเข้าหาดาวหางโบเรลลี่

ภาพวาดยาน Deep Space 1 เมื่อเข้าประชิดดาวหางโบเรลลี่ โดย NASA/JPL


ยานอวกาศ Deep Space 1 ที่ถูกส่งขึ้นไปเมื่อวันที่ ๒๔ ตุลาคม คศ ๑๙๙๘ โดยจรวดเดลต้าจากแหลมคานาเวอรัล เพื่อเป็นหนูตะเภาทดสอบเทคโนโลยีอวกาศใหม่ๆที่ยังไม่มีใครกล้าใช้ และได้ประสบความสำเร็จทะลุเป้ามาแล้วอย่างงดงาม โดยเฉพาะการทดสอบเครื่องยนตร์อวกาศชนิดใหม่ ที่ใช้ไออ้อนที่สร้างด้วยพลังงานไฟฟ้า มาเป็นกำลังหลักในการขับดันยานในอวกาศเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ ยานลำนี้มีอายุยาวนานเกิดกว่าที่ตั้งเป้าไว้ถึงสามเท่า ก็นับว่าชราภาพน่าจะปลดเกษียรไปนานแล้ว แต่ด้วยความมุมานะพยายามแก้ไขปัญหาสุขภาพต่างๆตามประสายานในวัยชรา โดยทีมงานเล็กๆที่นำโดย ดร มาร์ค เรมั่น(Marc Rayman) แห่ง Jet Propulsion Laboratory แห่งเมืองพาซาดีน่า ในรัฐคาลิฟอร์เนีย ยาน Deep Space 1 ยังจะพยายามหาความรู้เกี่ยวกับดาวหางมาเป็นโบนัสกำไรให้กับวิทยาการในด้านความรู้เกี่ยวกับระบบสุริยะของเรา

ยานอวกาศโดยมาก ต้องเลือกใช้แต่เทคโนโลยีที่ทดสอบแล้วทดสอบอีก ให้ผ่านมาตรฐานรักษาความปลอดภัยในอวกาศ กว่าจะเอาเทคโนโลยีอะไรมาใช้ได้ ก็ทดสอบกันเสียจนเทคโนโลยี่นั้นเก่าอย่างน้อยๆเป็นสิบปี ตัวอย่างเช่น ในยานอวกาศโดยเฉพาะที่ไปสำรวจอวกาศไกลๆ อย่างยานกาลิเลโอหรือยานคาซีนี่ นั้น เครื่องคอมพิวเต้อร์ที่บังคับยานก็รุ่นเก่าเก๋ากึ๊ก มีหน่วยความจำน้อยมากตามประสาเครื่องสมัยรุ่นคุณพ่อ ไม่มีใครกล้าเสี่ยงเอาเทคโนโลยีใหม่ๆมาใช้ เพราะเกิดเคราะห์ร้ายเดี้ยงไปในอวกาศ ส่งช่างตามไปซ่อมไม่ได้ โครงการราคานับเป็นร้อยๆล้าน ก็ต้องพับฐานม้วนเสื่อ ส่งวิศวกรกลับไปนอน(กินแกลบ)เล่นที่บ้านไป

นาซ่าจึงตั้งโครงการพิเศษขึ้นมาในปลายทศวรรษที่แล้ว เพื่อสร้างยานอวกาศราคาไม่สูง ใช้ระบบใหม่ๆทั้งหมด เพียงเพื่อเอาไปทดลองว่า ทนกับสภาพการเดินทางในอวกาศได้ ไม่เช่นนั้น เทคโนโลยีด้านการสร้างยานอวกาศก็จะอยู่กับที่เพราะไม่มีใครยอมทดลองใช้ของใหม่ ยาน Deep Space 1 จึงถูกสร้างขึ้นมาเป็นยานแรก มีการทดลองเทคโนโลยีใหม่ๆถึง ๑๑ ชนิด ทั้งด้านฮาร์ดแวร์และซอฟท์แวร์ แต่ที่สำคัญที่สุด ก็คือเครื่องยนตร์พลังไฟฟ้า Ion Propulsion Engine

"Deep Space 1 ไปทดลองเทคโนโลยี่ใหม่ๆที่ยังไม่มีใครมาใช้มาก่อน เพื่อรับความเสี่ยงไปเต็มประตู โครงการอื่นๆที่มีเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์ จะได้ไม่ต้องมารับความเสี่ยงเหล่านี้ แล้วเราก็ประสบความสำเร็จอย่างงดงาม" มาร์ค เรมั่น กล่าว

ดร เรมั่น นำทีมวิศวกรใจถึงทำงานกันอย่างหามรุ่งหามค่ำมาแต่ต้น และก็ได้มองล่วงหน้าถึงโอกาสที่จะได้ค้นพบสิ่งที่มีประโยชน์ทางวิทยาศาสตร์ไปด้วย แม้ว่า จุดประสงค์ของโครงการจะไม่ได้รวมไว้ด้วย แต่ ดร เรมั่น แม้จะทำหน้าที่ที่ต้องใช้ความรู้ทางวิศวกรรมยานอวกาศเป็นอย่างมาก ก็เรียนจบฟิสิกส์ และหาความรู้ด้านดาราศาสตร์ด้วยตัวเอง จนมีความเข้าใจในด้านดาราศาสตร์อย่างลึกซึ้ง "เราต้องการที่จะหาโอกาสบินผ่านดาวหางมาตั้งแต่ต้นแล้ว" ยังไม่มียานอวกาศมากนักที่ได้มีโอกาสเช่นนี้ การสำรวจไปหาสิ่งที่ยังไม่มีใครค้นพบ ดูจะถูกกำหนดให้เป็นธรรมชาติของยานลำนี้ไปแล้ว

ดร เรมั่น กล่าวต่อว่า "ตอนที่เราจุดเครื่องไออ้อนตั้งแต่ปี ๙๘ และ ๙๙ นั้น เราก็มองหาโอกาสให้การเดินเครื่อง อำนวยให้เราแล่นไปหาดาวหางดวงใดดวงหนึ่งในวันข้างหน้าได้ โดยพยายามให้การเดินเครื่องสอดคล้องกับเส้นทางโคจรของดาวหางพวกนี้ โดยไม่ให้เสียเป้าหมายหลัก แต่เมื่อทำงานหลักเสร็จสิ้นลงแล้ว ที่เหลือก็เป็นโบนัสเท่านั้นเอง"

ดาวหาง 19P/Borrelly ดูจะเหมาะที่สุด ดาวหางดวงนี้ เพิ่งเข้ามาหาดวงอาทิตย์ในศตวรรษที่ ๑๙ นี่เอง พอเข้ามาใกล้สักหน่อย ก็ถูกสนามแรงดึงดูดอันมหาศาลของดาวพฤหัส บิดเบนหันเหวงโคจรให้กลายมาเป็นดาวหางใกล้ดวงอาทิตย์ ที่มีโคจรรอบดวงอาทิตย์รอบละ ๖.๙ ปี ไป ดาวหางโบเรลลี่จะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด ในวันที่ ๑๔ กย ๒๐๐๑ จึงเหมาะที่จะเดินยานไปหา

ในประวัติศาสตร์การสำรวจอวกาศ เราเพิ่งเคยเข้าไปใกล้ดาวหางเพียงครั้งเดียวเท่านั้น คือในปี คศ ๑๙๘๖ ยานอวกาศ Giotto (จีอ๊อตโต้) ขององการอวกาศแห่งยุโรป(ESA) ได้เข้าไปใกล้ดาวหางเฮลี่ย์ (Halley) ถึง ๕๙๖ กิโลเมตร และได้ถ่ายภาพนิวเคลียสซึ่งนับได้ว่าเป็น วัตถุที่ดำมืดที่สุดอย่างหนึ่ง ในระบบสุริยะ ซึ่งเป็นที่น่าแปลกใจมาก แต่น่าเสียดายว่า กล้องถ่ายภาพบนยานจีอ๊อตโต้ก็ถูกซัดด้วยสะเก็ดดาวหางจนเสียหายใช้การไม่ได้ หลังจากเพิ่งถ่ายภาพมาได้ไม่เท่าไหร่ เพราะความเร็วสูงมากๆของยานและสะเก็ดดาวที่เดินหน้ามาปะทะกัน ด้วยความเร็วถึง ๗๖ ไมล์ต่อวินาที ทำให้กำลังปะทะจากสะเก็ดขนาดเมล็ดข้าว แรงพอๆกับระเบิดมือทีเดียว

ยาน Deep Space 1 อาจจะเข้าใกล้ดาวหางโบเรลลี่ประมา ๒๐๐๐ กิโลเมตร เราก็จะได้ความรู้ใหม่ๆเพิ่มขึ้นบ้าง "ดาวหางก็มีเอกลักษณ์ของตัวเองเหมือนคนนั่นแหละครับ เราไม่สามารถเข้าใจมนุษยชาติทั้งโลกได้ด้วยการศึกษาจากคนเพียงคนเดียว ข้อมูลที่ยานจีอ๊อตโต้ได้จากดาวหางเฮลี่ย์ ก็นับว่าน้อยมากเช่นกัน" ดร เรมั่นกล่าว

ในขณะนี้มีโครงการอื่นๆอีก ๔ โครงการที่จะไปสำรวจศึกษาดาวหาง ทั้งที่กำลังจะไป และที่ไปแล้ว ข้อมูลที่ได้จาก Deep Space 1 ก็จะช่วยประหยัดงบให้โครงการรุ่นหลัง ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งอย่างแน่นอน

นาซ่าอนุมัติให้ทีมงานของโครงการเดินเครื่องส่งยานไปเข้าทางโคจรของดาวหางโบเรลลี่ในปี คศ ๑๙๙๙ แต่ก็เกิดเคราะห์ไม่ดี ระบบนำ้ร่อง ที่ใช้กล้องดูดาวขนาดเล็กมาเทียบกับเส้นทางบิน ที่เรียกว่า ระบบ Star tracker เกิดเสียหายใช้การไม่ได้ ก็เหมือนยานตาบอด จะเดินทางไปไหนได้อย่างไร

แต่ด้วยความทรหดของทีมงาน ก็เอาอุปกรณ์อีกชิ้นหนึ่ง คือเครื่อง spectrometer ที่วิเคราะห์รังสีอินฟราเรดและรังสีอุลตร้าไวโอเล็ตมาใช้งานแทน ด้วยการเขียนเปลี่ยนโปรแกรมควบคุมอุปกรณ์ใหม่หมด ซึ่งไม่ใช่ของง่ายๆ เพราะตัวยานอยู่ห่างจากโลกถึง ๓๐๐ ล้านกิโลเมตร กว่าจะเขียนกว่าจะเทสต์กันได้ก็หืดขึ้นกันไปทั้งทีม หากเครื่องนี้เกิดมีปัญหาขลุกขลักขึ้นมาอีก ซึ่ง ดร เรมั่น ก็รับว่ามีโอกาสเป็นไปได้มาก โอกาสที่จะได้บินผ่านดาวหางโบเรลลี่ก็คงจะหายไปในอวกาศนั่นเอง

"Deep Space 1 ไม่ได้สร้างมาให้ไปบินผ่านดาวหางเหมือนยานจีอ๊อตโต้ ยานจึงไม่ได้มีที่ป้องกันการซัดสาดของอนุภาคกำลังสูงเลย" ดร เรมั่น ก็ไม่สู้จะมั่นใจนัก เรียกว่าลุยกันตัวเปล่าๆเป็นสีดาลุยไฟเลย

ในเดือนนี้เราสามารถมองเห็นดาวหางโบเรลลี่จากโลกได้ก็ด้วยกล้องดูดาวขนาดสิบนิ้วขึ้นไป มีความสว่างเพียงแมกนีจูด ๙ อยู่ในกลุ่มดาว Gemini

โอกาสก็มีเพียงน้อยนิด "เป้าหมายของเราคือ เข้าไปใกล้สัก ๘๐๐๐ กม แล้วก็ถ่ายภาพขาวดำของนิวเคลียสดาวหางมาเท่านั้นเองครับ" พอจะเริ่มถ่ายรูป อุปกรณ์ MICAS ที่ถูกใช้มาเป็นกล้องนำร่องจำเป็น ก็ต้องหยุดภาระการนำร่องแล้วหันกลับมาเป็นกล้องถ่ายภาพดาราตามเดิม แต่จะออกหัวออกหางอย่างไรก็มิอาจคาดได้ เพราะไม่มีใครรู้ว่านิวเคลียสของมันอยู่ตรงไหน ในก้อนวัตถุร้อนๆที่มีขนาดถึง ๕๐๐๐๐ กม จะแพนกล้องมากก็ไม่ได้ ต้องเก็งเอาว่าอยู่ตรงไปนแล้วก็หลับหูหลับตาถ่ายเอา แล้วเป้าที่จะถ่ายจะขาวหรือดำอย่างไรก็ไม่ทราบ ซึ่งก็ทำให้ปรับกล้องยาก ในระหว่างที่กำลังถ่ายภาพ เครื่องไจโรที่แสนชราภาพ ก็ต้องยึดยานให้มั่นไม่ไหวติง ให้กล้องถ่ายภาพได้ ในขณะเดียวกัน เศษสะเก็ดดาวหางก็เริ่มซัดมาเป็นห่าฝน จะออกหัวออกก้อยอย่างไรก็คงได้ลุ้นกันหนัก

แต่ถ้าโชคดีถ่ายภาพมาได้ ด้วยการเปิดหน้ากล้องได้ถูกสเป๊ค นอกจากจะได้ภาพมาดูแล้ว กล้อง MICAS ก็ยังสามารถวิเคราะห์สเปคตรัมให้ทราบว่า นิวเคลียสของดาวหางมีส่วนประกอบทางเคมีอะไรบ้าง ซึ่งข้อมูลอย่างนี้ แม้ยานที่สร้างไปศึกษาดาวหางโดยเฉพาะอย่างจีอ๊อตโต้ ก็ยังไม่มีเลย

ก็น่าลุ้นอยู่หรอกนะคะ

"การเดินทางครั้งนี้ เต็มไปด้วยการผจญภัย แต่ก็ไม่เป็นไรหรอกครับ เราจะหวังรางวัลใหญ่ได้อย่างไร ถ้าไม่กล้าเสี่ยงภัยใหญ่หลวงไปชิงเอามา" ดร เรมั่นกล่าวปิดท้าย





แหล่งอ้างอิง

๑ เว็บไซต์ของโครงการ Deep Space 1 (ลองไปอ่าน Mission log ดูนะคะ ดร เรมั่นเป็นแฟน Star Trek ระดับเซียนทีเดียว ใครที่คอสตาร์เทร็คจะอ่านได้สนุกมากเลยค่ะ)
http://nmp.jpl.nasa.gov/ds1/

๒ แถลงข่าวของนาซ่า
http://science.nasa.gov/headlines/y2001/ast19sep_1.htm