ยามดึกของวันที่ 31 ธันวาคม ค.ศ. 1800 เป็นเวลาที่คริสต์ศตวรรษที่ 18 กำลังจะผ่านไป และศตวรรษใหม่ที่ 19 กำลังจะเข้ามาแทน ที่หอดูดาวแห่งเมืองเมือง Palermo บนเกาะ Sicily ในอิตาลี บาทหลวง Giuseppe Piazzi วัย 54 ปี ซึ่งกำลังใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดูที่กลุ่มดาว Taurus ได้เห็นจุดสว่างจุดหนึ่งปรากฏอยู่ในดาวกลุ่มนั้น ณ ตำแหน่งที่ไม่มีใครเคยเห็นมาก่อน Piazzi รู้สึกตื่นเต้นมาก เพราะในวันต่อๆ มา จุดสว่างได้เลื่อนตำแหน่งไป นั่นแสดงว่า มันเป็นดาวเคราะห์ Piazzi จึงรู้สึกตื่นเต้นยิ่งขึ้นไปอีก ที่จะได้ชื่อว่าเป็นผู้เห็นดาวเคราะห์ดวงใหม่เป็นคนแรก
ข่าวการพบดาวดวงใหม่ของ Piazzi ได้ทำให้สองนักดาราศาสตร์ ชื่อ Johann Bode และ Johannes Kepler สนใจ เพราะนักดาราศาสตร์ทั้งสองมีความเชื่อว่า สุริยะจักรวาลน่าจะมีดาวเคราะห์ดวงใหม่อีกดวง ที่โคจรอยู่ระหว่าง ดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี ดังนั้นดาวที่ Piazzi เห็นจึงน่าจะเป็นดาวเคราะห์ที่ทุกคนรอคอย
แต่เมื่อถึงเดือนกุมภาพันธ์ ดาวดวงใหม่ที่ Piazzi ตั้งชื่อว่า Ceres Ferdinandea ตามชื่อของเทพธิดา Ceres และกษัตริย์ Ferdinandea แห่งเกาะ Sicily ก็หายสาบสูญไปจากท้องฟ้า
ข่าวการล่องหนของ Ceres Ferdinandea ได้สร้างความโกลาหลในวงการดาราศาสตร์จนทำให้ Karl Gauss นักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมันต้องเข้ามาช่วยหา การใช้ข้อมูลของ Ceres Ferdinandea ซึ่งแสดงว่าตำแหน่งต่างๆ ของดาวในอดีตได้ช่วยให้ Gauss ทำนายตำแหน่งในอนาคตของดาวได้ และทำให้ Franz Von Zach ได้เห็น Ceres Ferdinandea อีกครั้งหนึ่งในวันที่ 7 ธันวาคม ค.ศ.1801
ถึงปี 1802 William Herschel จึงได้เรียกชื่อดาวดวงใหม่ว่า Ceres เพราะชื่อดาวต้องเป็นชื่อของเทพเจ้าเท่านั้น และจัดมันเป็นดาวชนิดใหม่เพราะมีขนาดเล็กกว่าดาวเคราะห์ที่รู้จัก คือ ดาวเคราะห์น้อย จากนั้นการเห็นดาวเคราะห์น้อยก็เพิ่มมากขึ้น ถึงวันนี้จำนวนดาวเคราะห์น้อยที่พบมีกว่า 100,000 ดวงแล้วได้แก่ Pallas, Juno, Vesta, Mathilde, Ida และ Toutatis เป็นต้น
ในสายตาคนทั่วไปดาวเคราะห์น้อยเป็นก้อนหินขนาดใหญ่ที่มีวงโคจรในอวกาศอย่างไม่ราบเรียบเหมือนดาวเคราะห์ทั่วไป แต่ในมุมมองของนักวิทยาศาสตร์ ดาวเคราะห์น้อยเป็นอะไรที่มากกว่าก้อนหิน เพราะมันคือสิ่งที่ยังหลงเหลืออยู่ หลังจากที่สุริยะจักรวาลได้ให้กำเนิดดาวเคราะห์เรียบร้อยแล้ว ดังนั้น การศึกษาธรรมชาติของดาวเคราะห์น้อยจะให้องค์ความรู้เกี่ยวกับขั้นตอนการถือกำเนิดของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ
ตามปรกติ ดาวเคราะห์น้อยมีขนาดเล็ก และมีรูปร่างบิดเบี้ยว บางดวงเป็นก้อนหินขนาดใหญ่ แต่บางดวงเป็นกองหินที่อยู่รวมๆกันได้โดยอิทธิพลแรงโน้มถ่วงระหว่างก้อน บางดวงมีร่องรอยการไหลของน้ำ และบางดวงมีซากของภูเขาไฟที่ระเบิดแล้ว ดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กอาจเกิดจากการชนกันระหว่างดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ และแทบทุกดวง มีอายุเกิน 4,600 ล้านปี ซึ่งเป็นเวลาที่สุริยะระบบถือกำเนิด
สำหรับอุกกาบาตที่ตกบนโลกนั้นเป็นเศษชิ้นส่วนที่เกิดจากดาวเคราะห์น้อยชนกัน ดังนั้นอุกกาบาตต่างๆ บนโลก จึงมีอายุมากกว่าหินทุกก้อนบนโลก เพราะมันถือกำเนิดหลังจากดวงอาทิตย์ประมาณ 100 ล้านปี
ปริศนาที่นักวิทยาศาสตร์สนใจใคร่รู้คำตอบมากคือ ดาวเคราะห์น้อย คือ แหล่งกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกใช่หรือไม่ การวิเคราะห์องค์ประกอบของดาวเคราะห์น้อยที่ตกถึงผิวโลกเมื่อวันที่ 28 กันยายน ค.ศ.1969 ที่หมู่บ้าน Murchison แห่งรัฐ Victoria ในออสเตรเลีย ได้พบโมเลกุลของกรดอมิโน และองค์ประกอบของสารพันธุกรรม
การค้นพบนี้จึงแสดงให้เห็นว่า อวกาศเป็นสถานที่มีโมเลกุลของชีวิต ดังนั้น “ชีวิต” จึงอาจถือกำเนิดได้ในอวกาศก่อนที่มันลงมาจุติบนโลกเมื่อดาวเคราะห์น้อยดาวนั้นพุ่งชนโลกในรูปแบบของอุกกาบาต
งานวิจัยที่ Raffaele Saladino แห่งมหาวิทยาลัย Tuscia ในอิตาลียังแสดงให้เห็นอีกว่า ในอวกาศยังมีสารประกอบ formamide ที่สามารถเปลี่ยนเป็นชีวโมเลกุลได้ด้วย เพราะเมื่อเขานำชิ้นส่วนของดาวเคราะห์น้อย Murchison ปริมาณ 1 กรัมมาบดให้ละเอียด แล้วกำจัดโมเลกุลอินทรีย์ออกจนหมด จากนั้นนำ formamide มาผสม แล้วเผาให้ร้อนที่อุณหภูมิ 140 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 48 ชั่วโมง เขาก็พบโมเลกุลของ nucleic acid ทันที
การศึกษาธรรมชาติของดาวเคราะห์น้อยจึงเป็นเรื่องหนึ่งที่นักดาราศาสตร์สนใจ ดังนั้น ในปี 1999 NASA จึงได้ส่งยานอวกาศ Galileo ไปโคจรผ่านดาวเคราะห์น้อย Gaspra และ Ida อุปกรณ์ spectrometer บนยานได้พบว่า บนดาวเคราะห์น้อยทั้งสองมี magnesium, silicon และเหล็ก
อีก 3 ปีต่อมา NASA ได้ส่งยานอวกาศไปโคจรรอบดาวเคราะห์น้อย Eros ที่ระยะไกล 40 กิโลเมตร และใกล้ 30 กิโลเมตร อุปกรณ์รับสัญญาณระยะไกลได้พบว่า หินบน Eros เป็นสาร silicate, olivine, pyroxene และมีแร่ nickel กับเหล็กบ้าง
ขั้นตอนต่อไปคือ นักวิทยาศาสตร์มีความคิดจะนำยานอวกาศไปลงบนดาวเคราะห์น้อย แล้วเก็บชิ้นส่วน (หิน) บนดาวกลับมาวิเคราะห์บนโลก
และในปี 2000 ความฝันนั้นก็เป็นจริง เพราะในปีนั้นองค์การบินและอวกาศของญี่ปุ่นได้ส่งยานอวกาศ Hayabusa ไปลงสำรวจดาวเคราะห์น้อย 25143 Itokawa และยานได้ส่งหุ่นยนต์ลงไปเก็บหินตัวอย่างบนดาวเคราะห์น้อยดวงนี้แล้วนำกลับมาโลกได้สำเร็จ
Itokawa คือ ดาวเคราะห์น้อยที่ถูกพบในปี 1998 เป็นลำดับที่ 25143 ลุถึงเดือน สิงหาคม ปี 2003 ก็ได้รับการตั้งชื่ออย่างเป็นทางการว่า Itokawa ตามชื่อวิศวกรจรวดชาวญี่ปุ่น ชื่อ Hideo Itokawa ข้อมูลที่ได้จากการสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุบนโลกแสดงให้เห็นว่า มันมีลักษณะเป็นทรงไข่ คือยาว 570-690 เมตร และกว้าง 220-280 เมตร ในภาพรวม Itokawa เป็นก้อนหิน 2 ก้อนเกาะติดกัน
ในวันที่ 12 กันยายน ค.ศ.2004 ที่ยานอวกาศ Hayabusa เดินทางถึง Itokawa นั้น เพราะแรงโน้มถ่วงที่ดาวเคราะห์น้อยดวงนี้มีค่อนข้างอ่อนมาก ดังนั้นยานอวกาศจึงไม่สามารถโคจรรอบดาวเคราะห์น้อยได้ และเจ้าหน้าที่ได้พยายามบังคับยานให้โคจรไปรอบดวงอาทิตย์พร้อมกับดาวเคราะห์น้อย Itokawa โดยให้อยู่ห่างตั้งแต่ 7-20 กิโลเมตร จากนั้นคณะนักวิทยาศาสตร์จากสถาบัน Institute of Space and Astronautical Science ที่เมือง Sagamihara ใกล้กรุงโตเกียว ก็ได้ส่งหุ่นยนต์ลงบนดาวเคราะห์น้อย เพื่อเก็บหินและดินตัวอย่าง โดยการยิงกระสุนลงไปกระทบผิวดาวให้แตกกระจายเพื่อเก็บฝุ่นละอองกลับโลก และยานได้เดินทางกลับถึงโลก เมื่อวันที่ 13 มิถุนายน ค.ศ.2010
ข้อมูลที่ได้จากการสำรวจแสดงให้เห็นว่า ดาวเคราะห์น้อย Itokawa ใช้เวลา 556 วัน ในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ โดยอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด 142 ล้านกิโลเมตร และอยู่ไกลสุด 253 ล้านกิโลเมตร มีขนาด 535x295x209 เมตร มีความหนาแน่น 1.77-2.03 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร (จึงมากประมาณ 2 เท่าของน้ำ) หมุนรอบตัวเองโดยใช้เวลา 12 ชั่วโมง มีอุณหภูมิที่ผิว -67 องศาเซลเซียส ที่ผิวดาวมีความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง 10-4 เมตร/วินาที 2 จึงน้อยกว่าโลกประมาณ แสนเท่า ดังนั้นถ้าใครกระโดดบน Itokawa ถ้ากระโดดแรงๆ เขาก็จะหลุดจากดาวได้ในทันที
กล้องถ่ายภาพบนยานมีอุปกรณ์ชื่อ Minerva ทั้งหมด 3 สองกล้องสำหรับการถ่ายภาพระยะใกล้ และอีกหนึ่งกล้องสำหรับการถ่ายภาพระยะไกล บนยาน มี spectrometer ที่สามารถวิเคราะห์ดินและหิน อุปกรณ์ Minerva ไม่ได้ใช้จอบขุดดิน เพราะถ้าใช้อุปกรณ์ดังกล่าว แรงที่กระทำลงไปบนดาวจะรุนแรง จนทำให้อุปกรณ์กระดอนออก ดังนั้น คณะนักวิทยาศาสตร์ จึงสร้างกระสุนที่ทำด้วย tantalum มวล 5 กรัม และยิงด้วยความเร็ว 300 เมตร/วินาที เจาะดินบนดาว จากนั้นเก็บสะเก็ดหิน และดินที่กระดอนกลับโลก
การวิเคราะห์หินที่นำกลับมาจาก Itokawa ในปี 2011 แสดงให้เห็นว่าหินเหล่านั้นมีอายุประมาณ 8 ล้านปี และประกอบด้วยธาตุเหล็กกับ chondrite ส่วนสีเข้มของพื้นผิวดาวเป็นผลที่เกิดจากการที่ผิวประกอบด้วย iron oxide เพราะถูกอนุภาคพลังงานสูงจากอวกาศพุ่งชน จนทำให้มันเปลี่ยนจากสีซีดเป็นสีเข้ม
แม้จะมีข้อมูลมาก แต่การสำรวจนี้ก็ยังไม่ให้ผลดังที่ทุกคนต้องการ เพราะฝุ่นที่เก็บได้มีน้อย คือ เพียง 0.001 กรัม เท่านั้นเอง
ดังนั้นการศึกษาเรื่องนี้ต้องมีการต่อยอด และเมื่อวันที่ 8 กันยายนนี้ องค์การ NASA ของสหรัฐ ได้ยิงจรวด Atlas 5 จากแหลม Canaveral ที่ Florida นำหุ่นยนต์หนัก 0.087 ตัน เพื่อไปตักหิน และตรวจดินบนดาวเคราะห์น้อย Bennu แล้วนำกลับมาโลก โดยหวังว่า ดินที่หนัก 300 กรัมจะช่วยไขความลับเกี่ยวกับขั้นตอนการถือกำเนิดของสุริยะจักรวาลได้มากขึ้นและดีขึ้น ว่าดาวเคราะห์ต่างๆ ถือกำเนิดอย่างไร คือจากแก๊สร้อนแล้วกลายเป็นดาวขนาดเล็ก ซึ่งได้รวมตัวกันเป็นดาวขนาดใหญ่ในภายหลัง หรือดาวเคราะห์น้อยมีโมเลกุลของน้ำ และสิ่งมีชีวิต รวมถึงมีโมเลกุล amino acid และ quark nugget ที่เกิดจาก Big Bang หรือไม่ โครงการนี้มีชื่อว่า Osiris Rex ซึ่งมาจากคำเต็มว่า Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer มูลค่า 28,000 ล้านบาท มีจุดมุ่งหมายจะนำอุปกรณ์ชื่อ Tagsam จากคำ Touch-and-Go Sample Acquisition Mechanism ให้เข้าไปใกล้ Bennu มากที่สุด (ไม่ใช่ลงบนดาว) แล้วเก็บฝุ่นละอองจากดาวมาวิเคราะห์บนโลก โดยจะเก็บในปี 2020 และเมื่อนำกลับถึงโลกแล้ว ก็จะแบ่ง 75% เก็บเพื่อศึกษาต่อในอนาคต อีก 4%และ 0.5% จะแบ่งให้ทีมวิจัยจากแคนาดา และ ญี่ปุ่น ตามลำดับ ตามข้อสัญญาที่กระทำกันระหว่างประเทศ
เพราะข้อมูลที่ได้จากดาวเคราะห์น้อย ยังมีน้อยมาก คือนักวิทยาศาสตร์ได้รู้ละเอียดเพียง13 ดวงจาก 1,200 ดวง ดังนั้นการศึกษาเรื่องนี้ จึงยังต้องกระทำอีกมาก ขั้นตอนต่อไปคือการส่งคนไปลงบนดาวเคราะห์น้อย เพราะในปี 2024 จะมีดาวเคราะห์น้อยชื่อ 1998 KY 26 ผ่านใกล้โลก และ NASA คิดว่าการเดินทางไปดาวเคราะห์น้อยนี้ และกลับ จะใช้เวลาไม่ถึง 3 ปี ในส่วนของพลังงานนั้น ก็คุ้มค่ากว่าการส่งมนุษย์ไปดวงจันทร์ เพราะจะใช้พลังงานน้อยกว่ามาก
แต่ปัญหาก็มีเรื่องการหมุนรอบตัวเองของดาวเคราะห์น้อยที่ค่อนข้างเร็ว ดังนั้นความพยายามจะลงบนดาวจึงต้องกระทำอย่างระมัดระวัง นอกจากนี้ก็มีเรื่องน้ำ อ็อกซิเจน และอาหารสำหรับมนุษย์อวกาศ ที่จะต้องพอเพียง ในส่วนของรังสีคอสมิกนั้น มนุษย์อวกาศต้องพยายามเดินทางไป-กลับ โดยใช้เวลาให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ อนึ่งถ้ามีการพบ แร่ เงิน ทองแดง แพลททินัม นักเทคโนโลยีหลายคนก็หวังจะทำอุตสาหกรรมการขุดหาแร่ดาวเคราะห์น้อยด้วย
โครงการนี้จึงทำให้ดูเสมือนว่า เราอยู่ในสภาพวิน-วิน ถ้าทำได้สำเร็จ แต่ถ้ามนุษย์อวกาศประสบอุบัติเหตุถึงตาย การส่งหุ่นยนต์ไปลงบนดาวเคราะห์น้อยเพื่อทำงานแทน ก็จะเป็นทางเลือกที่ท้าทายให้ทำ
ความจริงความฝันที่จะมีเหมืองในอวกาศได้มีมานานแล้ว คือ ตั้งแต่ปี 1969 เมื่อมนุษย์ได้เหยียบย่างบนดวงจันทร์เป็นครั้งแรก และมนุษย์อวกาศ Buzz Aldrin ได้ปรารภว่าจะทำเหมืองบนดวงจันทร์ เพราะบรรดาเหมืองแร่ต่างๆ บนโลกกำลังขาดแคลนแร่ทรัพยากร เช่น platinum, yttrium และ lanthanum ยิ่งขึ้นทุกวัน แต่ขณะนั้นเป็นยุคสงครามเย็น ดังนั้น ปัญหาประเทศมหาอำนาจแย่งชิงพื้นที่ทำเหมืองบนดวงจันทร์จึงไม่เกิด
ถึงปี 1979 สหประชาชาติจึงได้ออกกฎหมาย UN Moon Agreement ที่มีใจความว่า แหล่งทรัพยากรต่างๆ บนดวงจันทร์ คือสมบัติของมวลมนุษย์ชาติ มิใช่เป็นของชาติใดชาติหนึ่งโดยเฉพาะ
ครั้นถึงกรณีของดาวเคราะห์น้อย หลายชาติมีความต้องการจะส่งหุ่นยนต์ไปทำเหมืองบนดาวบ้าง องค์การสหประชาชาติจึงมีกฎหมาย The Space Act ที่นานาชาติต้องเคารพเช่นกัน ในขณะที่ดวงจันทร์ของโลกมีเพียงดวงเดียว แต่ดาวเคราะห์น้อยมีจำนวนหลายหมื่น ดังนั้นการออกกฎหมายควบคุมการทำเหมืองบนดาวเคราะห์น้อยจึงจำต้องมีด้วย แต่กฎหมายก็ได้ระบุชัดว่า ทุกชาติจะต้องไม่ทำให้เหมืองบนดาวเคราะห์น้อยมีสิ่งปนเปื้อนเหมือนดังที่นักท่องเที่ยวทำในแอนตาร์กติกา
อ่านเพิ่มเติมจาก Asteroids โดย W.K. Hartmann จัดพิมพ์โดย University of Arizona Press, Tucson ในปี1979
เกี่ยวกับผู้เขียน
สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ สุทัศน์ ยกส้าน ได้ทุกวันศุกร์
