/>
ซ่อน
แสดง

สุดทึ่ง! เรื่องราว "ดาวพลูโต" กับ 5 ข้อมูลล่าสุดที่ยาน "นิวฮอไรซันส์" ส่งกลับมายังโลก []

วิว
     
          เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว เราได้ทราบข่าวดีที่ยานนิวฮอไรซันส์บินผ่านดาวพลูโตในระยะที่ใกล้ที่สุดที่ระยะ 12,500 กิโลเมตร ทำให้ได้ภาพหัวใจจากดาวพลูโตสวยๆ ซึ่งเป็นความหวังของวงการดาราศาสตร์ในการศึกษาดาวเคราะห์แคระดวงนี้และอาจต่อยอดไปสู่การไขความลับการกำเนิดสุริยะได้
 

Credit : NASA/JHU APL/SwRI

          นอกจากภาพที่ได้เห็นกันไปก่อนหน้านี้ ข้อมูลต่างๆ ของดาวพลูโตได้เริ่มส่งกลับมายังโลกแล้วเป็นการค้นพบที่น่าตื่นเต้นมากทีเดียวค่ะ เพราะเป็นครั้งแรกที่มีการสำรวจดาวพลูโตอย่างใกล้ชิด ซึ่งเมื่อวาน (22 ก.ค.) พี่มิ้นท์ได้มีโอกาสไปร่วมงานแถลงข่าว "ดาวพลูโต : การเดินทางสูพรมแดนสุดท้ายของระบบสุริยะ" จัดขึ้นโดยสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) ร่วมกับจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ทำให้ได้รับข้อมูลใหม่ๆ และข้อมูลที่น่ารู้กลับมาเพียบเลยค่ะ

           น้องๆ อาจจะสงสัยว่า แค่การสำรวจดาวดวงเดียว ทำไมถึงตื่นเต้นกันนัก? ดาวดวงอื่นก็ไปกันมาแล้ว... ก็เพราะดาวดวงอื่นในระบบสุริยะสำรวจกันหมดแล้ว เหลือดาวพลูโตนี่แหละค่ะที่ยังไม่สำรวจ แถมยังเป็นดาวที่อยู่ไกลมาก มากจนส่องกล้องก็ยังไม่เห็น เราไม่รู้เลยว่าพลูโตมีหน้าตายังไง ได้แต่จินตนาการกันไป จึงเป็นความท้าทายที่นักวิทยาศาสตร์ต้องสำรวจให้ได้ ซึ่งก่อนหน้านี้ก็เคยมีหลายโครงการที่จะไป แต่ก็ต้องล้มเลิก และในที่สุดยานนิวฮอไรซันส์ก็สามารถทำได้ ใช้ระยะเวลาทั้งหมด 9 ปีกว่าในการเดินทางจากโลกไปยังดาวพลูโต ที่สำคัญเป็นภาพถ่ายใหม่ล่าสุดในรอบเกือบ 20 ปี เพราะตั้งแต่ปี 1989 ซึ่งเป็นยุคทองของการสำรวจอวกาศ เราก็ไม่มีภาพถ่ายดาวเคราะห์ที่ไกลจากดาวเสาร์อีกเลย (ผลงานในครั้งนั้นเป็นผลงานของยานอวกาศวอยเอเจอร์)

 
   ► สมมติฐานเริ่มแรกเกี่ยวกับดาวพลูโต
            เพราะยังไม่เคยได้ไปสำรวจจริงจัง นักวิทยาศาสตร์จึงได้คาดคะเนลักษณะดาวพลูโตไว้ว่า เป็นดาวที่มีบรรยากาศบางๆ และควรจะมีหลุมอุกกาบาตอยู่บนดาวเยอะเลย เพราะดาวดวงเล็กขนาดดาวพลูโตควรจะเป็นดาวที่ตายแล้วในทางธรณีวิทยา คือ ไม่มีแหล่งความร้อน ไม่ควรจะมีการเปลี่ยนแปลงอะไรมาก เป็นเพียงก้อนหินน้ำแข็ง ไม่เหมือนกับโลกที่แกนโลกยังเป็นหินหนืด มีความร้อนอยู่
            ดังนั้นภารกิจของยานนิวฮอไรซันส์ จึงไปเพื่อศึกษาธรณีวิทยา และธรณีสันฐานของดาวพลูโตและดาวบริวารแครอน สร้างแผนที่องค์ประกอบทางเคมีของพื้นผิว หาชั้นบรรยากาศและอัตราการสูญเสียชั้นบรรยากาศของดาวพลูโต บันทึกภาพความละเอียดสูงของพื้นผิว วัดค่าการสะท้อนแสง วัดอุณหภูมิพื้นผิว ศึกษาบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ของพลูโต ศึกษาปริมาณฝุ่นในระบบสุริยะในแถบพ้นเนปจูน ฯลฯ

 


ก่อนที่นิวฮอไรซันส์ จะเดินทางถึงดาวพลูโต
นี่คือภาพที่ชัดที่สุดที่เคยมีการบันทึกจากวงโคจรของโลก โดยกล้องอวกาศฮับเบิล

Credit : NASA, ESA, and M. Buie/SwRI

   ► ทำไม "นิวฮอไรซันส์" ไม่ลงจอดที่ดาวพลูโต
           ต้องบอกก่อนว่ายานนิวฮอไรซันส์ที่ไปสำรวจดาวพลูโตและบริวารนี้ไม่ได้ลงจอดที่ดาวพลูโตเลย แต่ใช้วิธีบินผ่านและบันทึกข้อมูล โดยออกแบบวงโคจรให้เฉียดผ่านดาวพฤหัสบดีและใช้แรงโน้มถ่วงจากดาวพฤหัสบดีช่วยเหวี่ยงให้เร็วขึ้น จากเดิมนิวฮอไรซันส์ขับเคลื่อนด้วยความเร็ว 16 กิโลเมตร/วินาที (ประมาณ 59,000 กิโลเมตร/ชั่วโมง) แรงจากดาวพฤหัสบดีเข้ามาช่วยเพิ่มเป็น 20 กิโลเมตร/วินาที จึงเดินทางได้ทันภายในระยะเวลา 9 ปี เพื่อให้ทันก่อนที่ดาวพลูโตจะโคจรออกห่างดวงอาทิตย์มากขึ้น บรรยากาศเย็นลง จะกลายเป็นผลึกน้ำแข็ง ทำให้เราศึกษาองค์ประกอบบนดาวไม่ได้นั่นเอง
           ส่วนสาเหตุที่ไม่ลงจอดที่ดาวเคราะห์แคระพลูโตเป็นเรื่องของการใช้เชื้อเพลิง ให้น้องๆ ลองคิดภาพตามว่า ยานเดินทางด้วยความเร็วสูงมากๆ จะชะลอความเร็วหรือหยุดความเร็วแต่ละที ต้องใช้เชื้อเพลิงเยอะมากๆ หมายความว่าก่อนปล่อยออกจากโลก ยานจะต้องแบกเชื้อเพลิงจำนวนมหาศาลจนยานมีน้ำหนักมาก ซึ่งขัดกับข้อจำกัดทางวิศวกรรมและงบประมาณของโครงการ ที่เน้นความประหยัดเป็นหลัก (ใช้ประมาณ 700 กว่าล้านเหรียญ เทียบกับโครงการอื่นถือว่าน้อย เช่น โครงการแคสสินี (Cassini-huygens) ที่ใช้งบประมาณถึง 1,100 ล้านเหรียญ) ดังนั้นยานลำนี้จึงมีน้ำหนักค่อนข้างเบา อุปกรณ์จำกัด แต่ต้องไปให้ถึงเร็วที่สุด  นักวิทยาศาสตร์จึงออกแบบภารกิจนี้โดยใช้วิธี "บินผ่าน" และบันทึกภาพดิจิทัลและข้อมูลต่างๆ กลับมายังโลกแทน

 


อุปกรณ์ต่างๆ บนยาน เช่น กล้องถ่ายภาพระยะไกล LORRI,
สเปกโตรมิเตอร์ช่วงคลื่นอัลตราไวโอเลต Alice, เครื่องวัดลมสุริยะ SWAP, กล้องถ่ายภาพสี Ralph

Credit : NASA/JHU APL/SwRI

  ► "นิวฮอไรซันส์" ส่งข้อมูลกลับมายังโลกยังไง และส่งกลับมาครบหรือยัง
          บนยานนิวฮอไรซันส์ จะมีอุปกรณ์ต่างๆ ติดอยู่ไว้มากมายรวมถึงจานดาวเทียมซึ่งจะเป็นตัวที่ส่งข้อมูลกลับมายังโลก ซึ่งจานดาวเทียมนี้ไม่สามารถขยับได้ ฉะนั้นการส่งข้อมูลกลับมายานต้องหันหน้าเข้าหาโลกเท่านั้น ซึ่งในตอนนี้ยานยังอยู่ในระหว่างเก็บข้อมูลระยะสุดท้ายขณะเดินทางออกห่างจากดาวพลูโตเรื่อยๆ ในการเก็บข้อมูลที่ว่า ยานจะต้องหันกล้องและอุปกรณ์ต่างๆ ไปด้านดาวพลูโต ทำให้ยังไม่สามารถหันจานส่งสัญญาณกลับมายังโลกได้
          ยานนิวฮอไรซันส์ สื่อสารกับโลกด้วยคลื่นวิทยุ X-band (ความถี่ 8-12 GHz) มีจานส่ง-รับสัญญาณขนาด 2.1 เมตรอยู่บนยาน สถานีรับ-ส่งสัญญาณบนโลกคือ Deep Space Network ของนาซ่า ซึ่งมีสถานีที่มีจานรับส่งสัญญาณขนาด 26-70 เมตร 3 แห่ง ที่ สหรัฐอเมริกา สเปน และออสเตรเลีย ซึ่งจะมีอย่างน้อยหนึ่งสถานีที่หันไปยังตำแหน่งของยานเสมอ

 


จานรับส่งสัญญาณของ Deep Space Network ที่ใช้สื่อสารกับยานนิวฮอไรซันส์
ถึงจะมีสามแห่งทั่วโลก แต่การส่งข้อมูลก็ยังทำได้ช้ามาก
เพราะสัญญาณจากระยะ 4,700  ล้านกิโลเมตรนั้นเบามาก

Credit : NASA

          ทั้งนี้สัญญาณจากดาวพลูโตจะส่งมายังโลกใช้เวลาถึง 4.5 ชั่วโมง เพราะยานอยู่ห่างถึง 4,770 ล้านกิโลเมตร ซึ่งระยะห่างขนาดนี้ทำให้อัตราการส่งข้อมูลอยู่ที่ระดับ 1-2 กิโลบิตต่อวินาที (125-250 ไบต์/วินาที) นับว่าน้อยและช้ามากๆๆๆ ทำให้ข้อมูลที่ส่งกลับมายังโลกตอนนี้ยังไม่ถึง 1% ด้วยซ้ำค่ะ ยังเหลืออีก 99% ก็ต้องรอกันต่อไป ซึ่งคาดว่าจะมีการเผยแพร่ภาพข้อมูลจากยานอีกครั้ง ประมาณตี 3 วันที่ 25 ก.ค. ตามเวลาประเทศไทย หลังจากนั้นจะเผยแพร่อีกครั้งในช่วงปลายเดือนกันยายน

  ► ยานเข้าไปใกล้ดาวกว่านี้ได้มั้ย
           เท่าที่เราทราบกัน ระยะห่างที่ยานเข้าหาใกล้ดาวพลูโตมากที่สุด คือ 12,500 กิโลเมตร เพราะเป็นระยะที่พอเหมาะในการศึกษาพื้นผิวดาวพลูโตได้ละเอียด ซึ่งถ้าใกล้กว่านี้อาจเกิดความเสี่ยงได้ 2 อย่าง คือ
           1. บนดาวพลูโตอาจมีชั้นบรรยากาศที่หนา มีฝุ่น หรืออาจจะมีวงแหวนที่เรามองไม่เห็นจากโลก ถ้าเราวิ่งเข้าไปหาด้วยความเร็วห้าหมื่นกิโลเมตรต่อชั่วโมง ฝุ่นเหล่านั้นจะเหมือนกระสุนดีๆ นี่เอง ซึ่งอาจจะทำให้ยานเสียหาย
          2. กล้องจะติดอยู่กับยาน เมื่อบินเข้าใกล้ดาวพลูโต กล้องจะต้องหันไปหาดาวพลูโต ซึ่งจะต้องหันไปทั้งยาน การหันยานในระยะใกล้จะหันค่อนข้างเร็ว ภาพถ่ายที่ถ่ายมาก็จะมาไม่ชัด ดังนั้นอันนี้คือระยะห่างที่ใกล้ที่สุดแล้วที่ถ่ายภาพมาได้โดยที่ยังชัดอยุ่

   ► ได้ความรู้ใหม่ๆ อะไรบ้างเกี่ยวกับดาวพลูโต
          1. แต่เดิมเคยสันนิษฐานกันไว้ว่า พื้นผิวดาวพลูโตน่าจะเต็มไปด้วยอุกกาบาต ในทางธรณีวิทยาจะใช้รอยหลุมอุกกาบาตคำนวณอายุของพื้นผิวได้ แต่ภาพที่ถ่ายมาทำให้เห็นว่าดาวพลูโตแทบไม่มีหลุมอุกกาบาตหลงเหลืออยู่เลย  บ่งบอกได้ว่าดาวพลูโตมีกระบวนการทางธรณีวิทยาบางอย่างที่เปลี่ยนแปลงสภาพพื้นผิวอยู่ตลอดเวลา และลบหลุมอุกกาบาตต่อเนื่อง แต่ยังให้คำตอบไม่ได้ว่าพลูโตได้พลังงานจากแหล่งใดที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้ เพราะรอบๆ ก็ไม่มีดาวอะไรที่ให้พลังงานได้ อาจเป็นไปได้ว่าดาวพลูโตยังไม่ตาย
          2. ในบริเวณที่ราบรูป "หัวใจ" มีน้ำแข็งที่เกิดจากคาร์บอนมอนนอกไซด์อยู่ และบริเวณรอบๆ ที่ราบนี้ มีพื้นผิวขรุขระ แสดงว่ามีอายุน้อยกว่า
          3. แม้พื้นผิวที่ราบรูป "หัวใจ" จะไม่มีหลุมอุกกาบาต แต่ภาพระยะใกล้ เห็นพื้นผิวมีรอยแตกคล้ายรอยโคลน นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ารอยเหล่านี้อาจเกิดจากการหดตัวของพื้นผิวหรือเกิดจากการพาความร้อนของของเหลวภายในที่ไหลเวียนจากแกนที่ยังมีความร้อนอยู่ของดาว

 


ภาพขยายที่ราบรูปหัวใจ จากระยะห่าง 77,000 กิโลเมตร เผยให้เห็นรอยแตกขนาดใหญ่
คล้ายผิวโคลนแห้งบนโลก


Credit : NASA/JHU APL/SwRI

          4. พลูโตมีชั้นบรรยากาศแผ่ออกไปไกลถึง 1,600 กิโลเมตร ซึ่งไกลมากเมื่อเทียบกับรัศมี 1,185 กิโลเมตรของดาว ชั้นบรรยากาศนี้ค้นพบจากการสังเกตการหรี่ของแสงอาทิตย์ ตอนยานเคลื่อนที่เข้าไปในเงาของดาวพลูโต ซึ่งแต่เดิมเราเข้าใจว่าชั้นบรรยากาศของพลูโตหนาเพียง 270 กิโลเมตร
 


การวัดความหนาของบรรยากาศดาวพลูโตด้วยการสังเกตการหรี่ลงของแสงอาทิตย์
ขณะที่ยานเคลื่อนไปข้างหลังดาวพลูโต ทำให้เห็นว่าพลูโตมีบรรยากาศหนาถึง 1,600 กิโลเมตร


Credit : NASA/JHU APL/SwRI

          5. ชั้นบรรยากาศของดาวพลูโต กำลังค่อยๆ หลุดออกไปเรื่อยๆ ลากเป็นหางยาวไปข้างหลัง นอกจากนี้อุปกรณ์ตรวจวัดบนยาน ยังตรวจวัดปริมาณพลาสมาที่ล้อมรอบดาวพลูโต แล้วค้นพบชั้นบรรยากาศของพลูโตที่ประกอบขึ้นด้วยไนโตรเจน ถูกทำให้แตกเป็นไอออน และลากไปด้านหลังด้วยลมสุริยะ เป็นระยะทางนับแสนกิโล ทำให้เราสามารถประมาณอัตราการสูญเสียชั้นบรรยากาศของดาวพลูโตได้ ซึ่งอาจจะช่วยไขปัญหาการก่อตัวและที่มาของชั้นบรรยากาศและพื้นผิวดาวพลูโต
    

 
             นอกจากข้อมูลจากการแถลงข่าวครั้งนี้แล้ว พี่มิ้นท์ยังได้หยิบเอาคำถามที่น้องๆ สงสัยไปถามมาเพิ่มเติมด้วย ซึ่งต้องขอขอบคุณ คุณมติพล ตั้งมติธรรม เจ้าหน้าทีสารสนเทศดาราศาสตร์ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ  (องค์การมหาชน) มา ณ ที่นี้ด้วยค่ะ

   1. ยานนิวฮอไรซันส์ใช้เชื้อเพลิงอะไรในการขับเคลื่อนไปถึงดาวพลูโต
           พลังงานขับเคลื่อนยานนิวฮอไรซันส์ทั้งหมดมาจากจรวดขับดันให้พุ่งขึ้นไป การเคลื่อนที่ของจรวดใช้กฏการเคลือนที่ของนิวตันที่ว่า ทุกแรงกิริยาจะมีแรงปฏิกิริยากระทำในทิศตรงกันข้าม จรวดเผาไหม้เชื้อเพลิงไปข้างหลัง และตัวจะพุ่งไปด้านหน้า
           นอกจากนี้ก็จะมีการใช้วิธีสลิงช็อต (Slingshot) คือ การเพิ่มความเร็วด้วยการใช้แรงเหวี่ยงจากดาวพฤหัสบดี แต่ไม่ว่ายังไงก็ตาม พลังงานทั้งหมดมาจากจรวดตอนแรก ตั้งแต่ภาคพื้นโลก สาเหตุที่ต้องทำเช่นนี้ก็เพราะว่า ถ้าเราจะเอาพลังงานจุเพิ่มทีหลัง เราจะต้องแบกเอาเชื้อเพลิงออกไปจากโลก ซึ่งต้องใช้จรวดจากพื้นโลกใหญ่ขึ้นตามไปด้วย ดังนั้นการที่รีบเผาไปให้หมดเลยแล้วดันขึ้นไปจะเป็นการประหยัดพลังงานมากกว่า
    
   2. ถ้าเกิดยานฮอไรซันส์พังกลางทาง จะเป็นอะไรมั้ย
           ถ้ายานพังขึ้นมาจริงๆ ก็ต้องปล่อยไป เพราะแก้ไขอะไรไม่ได้

   3. สีดาวพลูโตที่มองเห็นจากภาพถ่ายเป็นสีแดงๆ บอกอะไรเราได้บ้าง
           สีที่เราเห็นตอนนี้เป็นภาพที่ถ่ายจากกล้องดาราศาสตร์ ไม่ใช่สีที่แท้จริง ซึ่งในการศึกษาดาวพลูโตเราไม่จำเป็นต้องใช้ฟิลเตอร์สีแดง เขียว น้ำเงิน แบบที่ตาเรามองเห็น สามารถใช้เป็นฟิลเตอร์ช่วงยูวี ช่วงอินฟาเรด ซึ่งมีประโยชน์กว่า อีกทั้งในยานนิวฮอไรซันส์ไม่มีฟิลเตอร์สีเขียว สีที่เราเห็นนั้นไม่สอดคล้องกับสีจริง ณ ตอนนี้เราจึงบอกได้เพียงว่าบริเวณไหนมีสีแดงมาก แต่สิ่งที่สำคัญกว่าสีคือ การวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี ซึ่งจะสามารถนำมาวิเคราะห์ได้ชัดเจน และบอกได้ว่าตรงนี้มันแดงกว่าเพราะอะไร นี่คือเหตุผลนึงที่เราไม่เคยดูแค่เรื่องสี เพราะสนใจองค์ประกอบทางเคมีมากกว่า ซึ่งเราจะวิเคราะห์ได้ด้วยการวิเคราะห์สเปกตรัม

    4. เป็นไปได้มั้ยที่จะมีการส่งคนขึ้นไป
            ถ้าย้อนไปในอดีต มนุษย์เคยเดินทางไปไกลสุดคือ ดวงจันทร์ ซึ่งใช้เวลาไป 3 วัน กลับอีก 3 วัน แต่ถ้าไปถึงพลูโตต้องใช้เวลาเกือบ 10 ปี ทั้งๆ ที่ความเร็วที่ใช้ไปพลูโตนั้นเร็วกว่าที่ไปดวงจันทร์มาก เหตุผลที่ใช้หุ่นยนต์แทนเนื่องจากไม่มีปัญหาจุกจิก เรื่องกิน ดื่ม การขับถ่ายของเสีย ช่วยประหยัดไปได้เยอะ และไม่ต้องกลัวว่าจะเอากลับมาได้หรือไม่ ในขณะที่คนมีข้อจำกัดเยอะ หลังๆ โครงการอวกาศก็ใช้หุ่นยนต์เกือบทั้งหมดเลย ดังนั้นถ้าจะตอบในข้อนี้ว่าเป็นไปได้มั้ยที่จะมีการส่งคนขึ้นไป คงตอบว่าอาจจะได้ แต่ไม่เห็นความจำเป็นที่จะต้องใช้คน
    
            เป็นยังไงบ้างคะ คงถูกใจผู้ที่ชื่นชอบเรื่องดาราศาสตร์และน้องๆ ที่กำลังสนใจดาวพลูโต ถ้าติดตามกันมาเรื่อยๆ จะรู้สึกอย่างเดียวกันว่า ดาวเคราะห์แคระพลูโต เป็นดาวที่น่าสนใจ มีเรื่องที่ค่อยๆ เผยออกมาทีละนิดให้ได้ลุ้นกันตลอด อย่างที่ได้บอกน้องๆ ไปว่า ข้อมูลที่ส่งกลับมานั้นยังมีไม่ถึง 1% เลย กว่าจะได้ข้อมูลครบต้องใช้เวลาอีกสักพักใหญ่ๆ ดังนั้นข้อมูลเกี่ยวกับดาวพลูโตจะมีมาให้ติดตามเรื่อยๆ ค่ะ ถ้ายังไม่เบื่อกันซะก่อนนะ^^

 
https://www.dek-d.com/content/listwriter.php?writer=mint

พี่มิ้นท์ - ผู้เขียน

พี่สาวใจเย็น ผู้เกิดมาในแอดมิชชั่นยุคแรก แต่เข้าใจ TCAS มากกว่า

[ดูผลงานที่ผ่านมา]

#Education #วิทยาศาสตร์ #ดาวพลูโต #ดาวเคราะห์แคระ #ยานนิวฮอไรซันส์ #ดวงจันทร์ชารอน #สำรวจดาวพลูโต

บทความที่นิยมอ่านต่อ

ยอดถูกใจสูงสุด

แสดงความคิดเห็น

บทความที่เปิดอ่านล่าสุด

ไม่มีบทความที่เปิดอ่านล่าสุด
เกี่ยวกับเรา ติดต่อ แจ้งปัญหา

เว็บ Dek-D

เข้าผ่านแอป ง่ายกว่า

ติดตั้งแอป
ติดตั้งแอป
ต้องการรับการแจ้งเตือนบทความใหม่ของหมวด ไหม?