NASA อัปเดต Perseverance บนดาวอังคาร ค้นหาร่องรอยชีวิตโบราณและอนาคตเฮลิคอปเตอร์สำรวจดาวแดง

NASA อัปเดต Perseverance บนดาวอังคาร ค้นหาร่องรอยชีวิตโบราณ | Siam Astronomy

NASA เผยแพร่ตอนใหม่ของพอดแคสต์ Curious Universe ในหัวข้อ “Catching Up With Perseverance on Mars” อัปเดตภารกิจของรถสำรวจ Perseverance หลังทำงานบนดาวอังคารมานานกว่า 5 ปี ตั้งแต่การลงจอดสุดระทึก การเก็บตัวอย่างหิน การค้นหาร่องรอยชีวิตโบราณ ไปจนถึงบทเรียนจากเฮลิคอปเตอร์ Ingenuity ที่เปลี่ยนภาพอนาคตของการสำรวจดาวอังคาร

Perseverance ลงจอดบนดาวอังคารอย่างไร

วันที่ 18 กุมภาพันธ์ 2021 เป็นวันที่ทีม NASA ที่ห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion Laboratory หรือ JPL ต้องลุ้นอย่างหนัก เพราะแคปซูลที่บรรทุก Perseverance กำลังพุ่งเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร ในระยะไกลจากโลกกว่า 140 ล้านไมล์

ภายในแคปซูลคือรถสำรวจขนาดประมาณรถยนต์ ขับเคลื่อนด้วยพลังงานนิวเคลียร์ มี 6 ล้อ และถูกออกแบบมาเพื่อทำงานในสภาพแวดล้อมอันโหดร้ายของดาวอังคาร ช่วงการลงจอดนี้เรียกว่า Entry, Descent and Landing หรือ EDL แต่หลายคนรู้จักในชื่อ “7 นาทีแห่งความหวาดกลัว” เพราะทุกอย่างต้องเกิดขึ้นอย่างแม่นยำ โดยมนุษย์บนโลกไม่สามารถควบคุมแบบเรียลไทม์ได้ เนื่องจากสัญญาณระหว่างโลกกับดาวอังคารมีความหน่วง

Perseverance ใช้ร่มชูชีพ ลดความเร็ว แยกแผ่นกันความร้อน จากนั้นระบบ Sky Crane ใช้เครื่องยนต์จรวดลอยตัวเหนือพื้นผิว ก่อนหย่อนรถสำรวจลงสู่พื้นด้วยสายเคเบิล ภารกิจสำเร็จเมื่อมีการยืนยันว่า Perseverance ลงจอดอย่างปลอดภัยบนพื้นผิวดาวอังคาร

เป้าหมายหลัก: ตามหาร่องรอยชีวิตในอดีต

เป้าหมายสำคัญของ Perseverance คือการค้นหาหลักฐานว่า ดาวอังคารในอดีตเคยมีสภาพเหมาะสมต่อสิ่งมีชีวิตหรือไม่ โดยเฉพาะร่องรอยของจุลชีพโบราณที่อาจเคยดำรงอยู่เมื่อหลายพันล้านปีก่อน

Perseverance เริ่มสำรวจบริเวณ Jezero Crater ซึ่งเป็นหลุมอุกกาบาตที่มีความสำคัญอย่างมาก เพราะนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเมื่อประมาณ 3.5 พันล้านปีก่อน เคยมีแม่น้ำไหลเข้าสู่พื้นที่นี้ ก่อให้เกิดระบบสามเหลี่ยมปากแม่น้ำและทะเลสาบโบราณ

แม้ดาวอังคารในปัจจุบันจะแห้ง หนาวเย็น และไม่มีน้ำของเหลวบนพื้นผิว แต่หลักฐานทางธรณีวิทยาบ่งชี้ว่าในอดีต ดาวอังคารเคยมีสภาพคล้ายโลกมากกว่านี้ และอาจเคยเป็นดาวเคราะห์ที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตระดับจุลชีพ

จากการตามหาน้ำ สู่การตามหาชีวิต

NASA สำรวจดาวอังคารมาหลายทศวรรษ โดยเริ่มจากการตามหาหลักฐานของน้ำ เช่น ภารกิจ Pathfinder และรถสำรวจ Sojourner รวมถึง Spirit และ Opportunity ซึ่งพบหลักฐานว่าน้ำเคยไหลบนดาวอังคารในอดีต

ต่อมา Curiosity ซึ่งลงจอดในปี 2012 ได้ศึกษาว่าดาวอังคารเคยมีสภาพที่เหมาะสมต่อชีวิตหรือไม่ เช่น มีน้ำ มีสารอินทรีย์ และมีสภาพแวดล้อมที่สิ่งมีชีวิตอาจดำรงอยู่ได้ คำตอบที่ได้คือ “เคยมีความเป็นไปได้”

Perseverance จึงเป็นก้าวถัดไปของคำถามที่ใหญ่กว่าเดิม คือ ไม่ใช่เพียงแค่ว่า “ดาวอังคารเคยเอื้อต่อชีวิตหรือไม่” แต่เป็นคำถามว่า “ดาวอังคารเคยมีชีวิตจริงหรือไม่”

อะไรทำให้ Perseverance พิเศษกว่ารถสำรวจรุ่นก่อน

หนึ่งในความแตกต่างสำคัญคือ Perseverance ถูกออกแบบให้ทนทานต่อพื้นผิวที่รุนแรงของดาวอังคาร โดยเฉพาะล้อที่ได้รับการออกแบบใหม่ หลังจาก Curiosity เคยประสบปัญหาล้อโลหะถูกหินแหลมคมทำลาย

นอกจากนี้ Perseverance ยังมีไมโครโฟน กล้องสีจำนวนมาก และเครื่องมือวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ ที่สามารถศึกษาพื้นผิวหินในรายละเอียดสูง โดยไม่ทำลายลวดลายหรือเนื้อสัมผัสของหิน สิ่งนี้สำคัญมาก เพราะร่องรอยของสิ่งมีชีวิตในอดีตอาจปรากฏอยู่ในรูปแบบของลวดลาย แร่ธาตุ หรือการกระจายตัวของสารอินทรีย์ภายในหิน

Ingenuity: เฮลิคอปเตอร์ลำแรกที่บินบนดาวเคราะห์ดวงอื่น

Perseverance ไม่ได้เดินทางไปดาวอังคารเพียงลำพัง แต่มาพร้อมกับ Ingenuity เฮลิคอปเตอร์ขนาดเล็กน้ำหนักประมาณ 4 ปอนด์ ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อพิสูจน์ว่า มนุษย์สามารถบินในชั้นบรรยากาศดาวอังคารได้จริงหรือไม่

การบินบนดาวอังคารเป็นเรื่องยากมาก เพราะชั้นบรรยากาศของดาวอังคารเบาบางมาก มีความหนาแน่นเพียงราว 1% ของชั้นบรรยากาศโลก Ingenuity จึงต้องใช้ใบพัดที่หมุนเร็วมาก ประมาณ 2,500 รอบต่อนาที เพื่อสร้างแรงยกให้เพียงพอ

วันที่ 19 เมษายน 2021 Ingenuity ประสบความสำเร็จในการบินครั้งแรก กลายเป็นอากาศยานลำแรกที่บินแบบมีพลังขับเคลื่อนและควบคุมได้บนดาวเคราะห์ดวงอื่น เดิมทีทีมงานหวังเพียงให้บินสำเร็จไม่กี่ครั้ง แต่สุดท้าย Ingenuity บินได้ถึง 72 ครั้ง ก่อนยุติภารกิจในปี 2024 หลังใบพัดได้รับความเสียหายจากการลงจอด

อนาคตของเฮลิคอปเตอร์บนดาวอังคาร

ความสำเร็จของ Ingenuity ทำให้ NASA และนักวิทยาศาสตร์เริ่มมองเห็นบทบาทของเฮลิคอปเตอร์ ในการสำรวจดาวอังคารยุคใหม่ เฮลิคอปเตอร์สามารถบินข้ามพื้นที่ที่รถสำรวจเข้าถึงยาก สำรวจเส้นทางล่วงหน้า ตรวจสอบพื้นที่ลงจอด และช่วยค้นหาทรัพยากรสำคัญ เช่น น้ำแข็งใต้พื้นผิว

NASA มีแนวคิดส่งเฮลิคอปเตอร์รุ่นใหม่ที่มีความสามารถสูงกว่า Ingenuity เพื่อใช้สำรวจพื้นที่บนดาวอังคารในอนาคต โดยเฉพาะพื้นที่ที่อาจเกี่ยวข้องกับการลงจอดของมนุษย์

การค้นพบสำคัญใน Jezero Crater

หลังลงจอดใน Jezero Crater ทีมวิทยาศาสตร์พบสิ่งที่น่าสนใจตั้งแต่ช่วงแรก คือหินอัคนี ซึ่งเกิดจากลาวาหรือแมกมาที่เย็นตัวและตกผลึก หินชนิดนี้มีความสำคัญเพราะสามารถใช้ระบุอายุทางธรณีวิทยาได้ดี

ที่น่าสนใจคือ แม้หินอัคนีจะเกิดจากกระบวนการร้อนจัด แต่ Perseverance พบว่าหินเหล่านี้เคยมีปฏิสัมพันธ์กับน้ำในอดีต ซึ่งเปิดความเป็นไปได้ว่า จุลชีพอาจเคยใช้ประโยชน์จากน้ำ แร่ธาตุ และสารเคมีในหินเหล่านี้

ต่อมา Perseverance เข้าสู่พื้นที่หินตะกอน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสะสมตัวของตะกอนจากน้ำ นักวิทยาศาสตร์พบหลักฐานของระบบทะเลสาบ แม่น้ำ และสามเหลี่ยมปากแม่น้ำโบราณ ที่เคยมีสภาพค่อนข้างเสถียรและยาวนานพอจะเอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต

“Poppy Seeds” และ “Leopard Spots” ร่องรอยที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ตื่นเต้น

หนึ่งในการค้นพบที่น่าจับตามากที่สุดเกิดขึ้นบริเวณ Neretva Vallis ซึ่งเป็นช่องทางโบราณที่เคยพาน้ำเข้าสู่ Jezero Crater Perseverance พบลักษณะเล็ก ๆ ในหินที่ทีมงานเรียกว่า “poppy seeds” เป็นจุดสีเข้มขนาดเล็กที่เกี่ยวข้องกับแร่ vivianite หรือแร่ฟอสเฟตของเหล็ก

บนโลก แร่ vivianite บางครั้งพบร่วมกับอินทรียวัตถุที่กำลังสลายตัว และเกี่ยวข้องกับกิจกรรมของจุลชีพ ทำให้การพบแร่นี้บนดาวอังคารเป็นเรื่องที่นักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจมาก

ต่อมา Perseverance พบลักษณะขนาดใหญ่กว่าในหินสีแดงที่มีชื่อเล่นว่า Cheyava Falls นักวิทยาศาสตร์เรียกลักษณะนี้ว่า “leopard spots” เพราะมีลักษณะคล้ายจุดของเสือดาว เป็นวงที่มีขอบสีเทาเข้มและศูนย์กลางสีอ่อน

NASA ระบุอย่างระมัดระวังว่า “leopard spots” ยังไม่ใช่หลักฐานยืนยันว่ามีชีวิตบนดาวอังคาร แต่ถือเป็น “potential biosignature” หรือร่องรอยที่อาจเกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตในอดีต นักวิทยาศาสตร์ยังต้องพิจารณาคำอธิบายอื่น ๆ เช่น ปฏิกิริยาเคมีที่ไม่เกี่ยวข้องกับชีวิต

ทำไมต้องนำตัวอย่างหินกลับโลก

แม้ Perseverance จะมีเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่ทันสมัยมาก แต่การยืนยันว่าลักษณะเหล่านี้เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตจริงหรือไม่ จำเป็นต้องใช้การวิเคราะห์อย่างละเอียดในห้องปฏิบัติการบนโลก

Perseverance ได้เก็บตัวอย่างแกนหินไว้ในหลอดตัวอย่าง โดยหวังว่าวันหนึ่งภารกิจในอนาคตจะสามารถนำตัวอย่างเหล่านี้กลับมายังโลก เพื่อให้เครื่องมือขั้นสูงตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมี แร่ธาตุ โครงสร้างจุลภาค และหลักฐานที่อาจบ่งชี้ถึงชีวิตโบราณ

ตอนนี้ Perseverance อยู่ที่ไหน

หลังใช้เวลากว่า 3 ปีครึ่งถึง 4 ปีสำรวจภายใน Jezero Crater Perseverance ได้เคลื่อนตัวขึ้นสู่ขอบหลุมอุกกาบาตและพื้นที่นอกขอบหลุม ซึ่งมีหินที่เก่าแก่กว่าการก่อตัวของ Jezero Crater

หินเหล่านี้อาจเป็นหนึ่งในหินที่เก่าแก่ที่สุดในระบบสุริยะ และอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจประวัติยุคแรกของดาวอังคาร รวมถึงประวัติการก่อตัวของระบบสุริยะในภาพรวม

บริเวณที่ Perseverance กำลังสำรวจอยู่ในปัจจุบันถูกเรียกว่า Northern Rim Campaign ทีมวิทยาศาสตร์เรียกพื้นที่นี้ว่า “Wild West” หรือพรมแดนใหม่ของดาวอังคาร เพราะเต็มไปด้วยเศษหินขนาดมหึมาที่เกี่ยวข้องกับการชนของอุกกาบาต

ตัวเลขสำคัญของภารกิจ Perseverance

รายการ	ข้อมูล
วันที่ลงจอดบนดาวอังคาร	18 กุมภาพันธ์ 2021
พื้นที่ลงจอด	Jezero Crater
เป้าหมายหลัก	ค้นหาร่องรอยชีวิตจุลชีพโบราณ และเก็บตัวอย่างหินดาวอังคาร
จำนวนหินที่ถูกขัดผิวเพื่อศึกษา	62 ก้อน
จำนวนตัวอย่างแกนหินที่เก็บได้	27 ตัวอย่าง
ระยะทางที่ขับเคลื่อน	ประมาณ 26 ไมล์ หรือเกือบเท่าระยะมาราธอน
เฮลิคอปเตอร์ร่วมภารกิจ	Ingenuity บินสำเร็จรวม 72 ครั้ง ก่อนยุติภารกิจในปี 2024

ความสำคัญต่อการส่งมนุษย์ไปดาวอังคาร

Perseverance ไม่ได้มีความสำคัญเฉพาะด้านวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังเป็นส่วนหนึ่งของเส้นทางระยะยาวสู่การส่งมนุษย์ไปดาวอังคาร หุ่นยนต์สำรวจเหล่านี้ช่วยลดความเสี่ยงให้มนุษย์ ทดสอบเทคโนโลยี ศึกษาพื้นที่ และช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจสภาพแวดล้อมก่อนที่นักบินอวกาศจะเดินทางไปถึง

ข้อมูลจาก Perseverance และบทเรียนจาก Ingenuity อาจช่วยกำหนดพื้นที่ลงจอดในอนาคต ค้นหาแหล่งน้ำแข็งใต้พื้นผิว และเตรียมความพร้อมสำหรับยุคที่มนุษย์จะสำรวจดาวอังคารโดยตรง

สรุป

ภารกิจ Perseverance คือหนึ่งในภารกิจสำรวจดาวอังคารที่สำคัญที่สุดของ NASA เพราะมันเชื่อมโยงคำถามใหญ่ของมนุษยชาติหลายข้อเข้าด้วยกัน ตั้งแต่ดาวอังคารเคยมีน้ำหรือไม่ เคยมีสภาพเหมาะสมต่อชีวิตหรือไม่ และที่สำคัญที่สุดคือ เคยมีชีวิตเกิดขึ้นบนดาวเคราะห์ดวงอื่นหรือไม่

แม้วันนี้ยังไม่มีคำตอบสุดท้ายว่า ดาวอังคารเคยมีชีวิตจริงหรือไม่ แต่การค้นพบหินที่มีลักษณะน่าสนใจ เช่น poppy seeds และ leopard spots ทำให้นักวิทยาศาสตร์มีเหตุผลมากขึ้นที่จะศึกษาต่ออย่างจริงจัง โดยเฉพาะหากตัวอย่างหินเหล่านี้ได้เดินทางกลับมายังโลกในอนาคต

Perseverance จึงไม่ใช่เพียงรถสำรวจบนดาวอังคาร แต่เป็นตัวแทนของความพยายามของมนุษย์ในการค้นหาคำตอบว่า เราอยู่ลำพังในจักรวาลหรือไม่