NASA ทดสอบโล่กันความร้อน Dragonfly เตรียมส่งโดรนสำรวจดวงจันทร์ไททัน
Dragonfly คือภารกิจอะไร
Dragonfly เป็นภารกิจสำรวจดวงจันทร์ไททัน ซึ่งเป็นดวงจันทร์ขนาดใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ และเป็นหนึ่งในโลกที่น่าสนใจที่สุดในระบบสุริยะ เพราะมีชั้นบรรยากาศหนาแน่น มีสภาพอากาศ มีทะเลสาบและแม่น้ำของมีเทนกับอีเทนเหลวบนพื้นผิว
เป้าหมายของ Dragonfly คือการส่งโรเตอร์คราฟต์ หรือยานบินหลายใบพัด ไปบินสำรวจหลายพื้นที่บนไททัน เก็บตัวอย่างพื้นผิว วิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี ศึกษาธรณีวิทยา และตรวจสอบสภาพอุตุนิยมวิทยาของดวงจันทร์ดวงนี้
ทดสอบโล่กันความร้อนในทะเลทรายนิวเม็กซิโก
NASA ระบุว่า ทีม Dragonfly จาก NASA Ames Research Center, Johns Hopkins Applied Physics Laboratory และ Lockheed Martin ร่วมมือกับ Sandia National Laboratories ในรัฐนิวเม็กซิโก เพื่อทดสอบวัสดุป้องกันความร้อนของโล่กันความร้อน Dragonfly
การทดสอบนี้เกิดขึ้นที่ National Solar Thermal Test Facility เมือง Albuquerque ซึ่งใช้ระบบกระจกจำนวนมากรวมแสงอาทิตย์ไปยังหอทดสอบ เพื่อสร้างสภาพความร้อนรุนแรงคล้ายช่วงที่ Dragonfly จะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของไททัน
ร้อนถึง 4,500 องศาฟาเรนไฮต์
ระหว่างการทดสอบ ผู้ควบคุมสามารถสร้างอุณหภูมิประมาณ 4,500 องศาฟาเรนไฮต์ หรือเกือบ 2,500 องศาเซลเซียส บนชิ้นส่วนวัสดุโล่กันความร้อนของ Dragonfly
ทีมวิศวกรตรวจสอบว่าวัสดุทนต่อรังสีความร้อน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว และแรงกดดันที่จำลองจากการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศด้วยความเร็วสูงได้ดีเพียงใด
PICA-D วัสดุรุ่นใหม่จากเทคโนโลยี NASA
โล่กันความร้อนของ Dragonfly ใช้วัสดุรุ่นใหม่ที่เรียกว่า PICA-D ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของวัสดุ PICA หรือ Phenolic Impregnated Carbon Ablator ที่ NASA เคยพัฒนาขึ้น
วัสดุ PICA รุ่นดั้งเดิมเคยถูกใช้ในการนำรถสำรวจ Curiosity และ Perseverance ลงจอดบนดาวอังคาร ส่วน PICA-D เป็นรุ่นใหม่ที่วางแผนใช้กับภารกิจ Dragonfly โดยเฉพาะ
NASA ระบุว่า การทดสอบไม่ได้ดูเฉพาะวัสดุหลักเท่านั้น แต่รวมถึงสารอุดช่องว่างและตำหนิที่อาจเกิดขึ้นจากการผลิตจริงด้วย เพื่อประเมินโล่กันความร้อนในฐานะ “ระบบสมบูรณ์” ก่อนเข้าสู่ขั้นตอนสร้างจริง
ระบบสื่อสารของ Dragonfly ก็เดินหน้าทดสอบ
นอกจากโล่กันความร้อน ทีม Dragonfly ยังทดสอบและประกอบระบบสื่อสารของยาน รวมถึงเสาอากาศที่จะใช้เชื่อมต่อกับผู้ควบคุมบนโลก
ล่าสุด ทีมงานได้วัดรูปแบบสัญญาณของเสาอากาศกำลังสูง หรือ High-Gain Antenna ภายในห้องทดสอบของ Johns Hopkins APL ที่จำลองสภาพแวดล้อมของอวกาศ
เสาอากาศหลักของ Dragonfly มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 34.4 นิ้ว เป็นเสาอากาศแบบ radial line slot antenna ซึ่งใช้ช่องเล็กจำนวนมากสร้างลำคลื่นวิทยุแคบและแม่นยำ เพื่อส่งข้อมูลวิทยาศาสตร์กลับมายังโลก
เทคโนโลยีเสาอากาศจาก DART และ ESCAPADE
NASA ระบุว่า เทคโนโลยีเสาอากาศลักษณะนี้เคยถูกพัฒนาสำหรับภารกิจ DART และยังถูกนำไปใช้กับยานคู่ ESCAPADE ด้วย
เสาอากาศกำลังสูงของ Dragonfly จะติดตั้งอยู่บนดาดฟ้าของยานลงจอด พร้อมระบบกิมบอลที่ช่วยให้สามารถหันติดตามโลกได้จากหลายตำแหน่งบนพื้นผิวไททัน
เสาอากาศจะถูกปกคลุมด้วย Kapton ซึ่งเป็นฉนวนความร้อน เพื่อป้องกันสภาพอากาศของไททัน และถูกออกแบบให้ทำงานในสภาพเย็นจัดประมาณลบ 290 องศาฟาเรนไฮต์ หรือประมาณลบ 179 องศาเซลเซียส
ข้อมูลสำคัญของภารกิจ Dragonfly
| หัวข้อ | ข้อมูล |
|---|---|
| ชื่อภารกิจ | Dragonfly |
| เป้าหมาย | ดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์ |
| รูปแบบยาน | โรเตอร์คราฟต์ หรือยานบินหลายใบพัด |
| กำหนดปล่อยยาน | ปี 2028 |
| กำหนดถึงไททัน | ปี 2034 |
| หน่วยงานนำภารกิจ | Johns Hopkins Applied Physics Laboratory สำหรับ NASA |
| วัสดุโล่กันความร้อน | PICA-D |
| อุณหภูมิทดสอบ | ประมาณ 4,500°F หรือเกือบ 2,500°C |
ทำไมไททันจึงสำคัญ
ไททันเป็นดวงจันทร์เพียงดวงเดียวในระบบสุริยะที่มีชั้นบรรยากาศหนาแน่นอย่างมาก และมีสารอินทรีย์จำนวนมากบนพื้นผิวและในชั้นบรรยากาศ
การศึกษาของ Dragonfly อาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจเคมีพรีไบโอติก หรือเคมีที่อาจเกี่ยวข้องกับขั้นตอนก่อนการเกิดชีวิต รวมถึงสภาพแวดล้อมที่คล้ายกับโลกยุคดึกดำบรรพ์
สรุป
การทดสอบโล่กันความร้อนของ Dragonfly ถือเป็นก้าวสำคัญก่อนยานจะเดินทางไปยังหนึ่งในโลกที่น่าพิศวงที่สุดของระบบสุริยะ
หากทุกอย่างเป็นไปตามแผน Dragonfly จะปล่อยยานในปี 2028 และเดินทางถึงไททันในปี 2034 เพื่อบินสำรวจหลายพื้นที่ วิเคราะห์พื้นผิว ศึกษาสภาพอากาศ และค้นหาคำตอบเกี่ยวกับเคมีของโลกที่อาจคล้ายกับโลกยุคแรกเริ่ม
จากการทดสอบความร้อนในทะเลทรายนิวเม็กซิโก ไปจนถึงการเตรียมระบบสื่อสารในห้องทดลอง ทุกขั้นตอนคือการเตรียมพร้อมให้ Dragonfly สามารถเอาชีวิตรอดจากการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของไททัน และเริ่มภารกิจสำรวจครั้งประวัติศาสตร์บนดวงจันทร์ของดาวเสาร์