xs
xsm
sm
md
lg

อินเดีย จีน และอเมริกากับกิจกรรมบนดวงจันทร์

เผยแพร่:   โดย: สุทัศน์ ยกส้าน

ภาพ Eugene A. Cernan ผู้บังคับการในภารกิจ Apollo 17 ขณะขับยานบนดวงจันทร์
หลายคนคงไม่รู้ว่าแรงโน้มถ่วงระหว่างดวงอาทิตย์และโลกกับดวงจันทร์มีทิศและขนาดพอเหมาะพอเจาะที่ทำให้ดวงจันทร์หมุนรอบตัวเองโดยใช้เวลานานพอๆ กับเวลาที่มันโคจรรอบโลก ดังนั้นดวงจันทร์จึงหันหน้าด้านหนึ่งเข้าหาโลกตลอดเวลา ทำให้มนุษย์บนโลกไม่เคยเห็นโฉมหน้าอีกด้านของดวงจันทร์เลย

จวบจนปี 1959 ความจริงเกี่ยวกับสภาพทางภูมิศาสตร์ของด้าน “ลึกลับ” ของดวงจันทร์ก็ถูกนำออกเปิดเผยออกมาเป็นครั้งแรก เมื่อรัสเซียส่งยานอวกาศ Luna 3 ไปถ่ายภาพด้านหลังของดวงจันทร์ จากนั้นอีกหนึ่งปีคือในปี 1960 สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งรัสเซีย (USSR Academy of Sciences) ก็ได้ทำแผนที่ภูมิศาสตร์แสดงผิวหน้าของดวงจันทร์เป็นครั้งแรก

ในปี 1968 เมื่อมนุษย์อวกาศของสหรัฐฯ ในยาน Apollo 8 ถูกส่งไปโคจรอ้อมดวงจันทร์ มนุษย์จึงได้เห็นอีกด้านที่เป็นปริศนาของดาวบริวารของโลกดวงนี้เป็นครั้งแรก

การได้เห็นสภาพที่แท้จริงของผิวดวงจันทร์ด้านที่หันหน้าหนีโลกได้ชี้นำนักดาราศาสตร์หลายท่านคิดจะติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ประสิทธิภาพสูงบนด้านนี้ของดวงจันทร์ ด้วยเหตุผลว่า เพราะดวงจันทร์ไม่มีบรรยากาศห่อหุ้ม ไม่มีเมฆ หมอก และละอองฝุ่นใดๆ มารบกวนทัศนวิสัย อีกทั้งไม่มีสัญญาณทีวีหรือสัญญาณคลื่นวิทยุใดๆ มาก่อกวน ดังนั้น การสังเกตดูดาวและการรับสัญญาณที่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากดาวต่างๆ ในเอกภพจะไม่ถูกรบกวน และจะเป็นสัญญาณที่บริสุทธิ์ผุดผ่องจริงๆ

แม้ผิวทั้งสองด้านของดวงจันทร์จะได้รับแสงอาทิตย์ในปริมาณพอๆ กัน แต่สภาพทางภูมิศาสตร์ของผิวทั้งสองด้านมีความแตกต่างกันมาก เช่น ด้านที่หันออกจากโลกมีจำนวนหลุมอุกกาบาตมากกว่า ส่วนด้านที่หันเข้าหาโลกมีภูเขาไฟที่ดับแล้วจำนวนมากกว่า เพราะในอดีตภูเขาไฟเหล่านี้เคยมีชีวิต ดังนั้นมันจึงพ่นลาวาออกมาทับถมหลุมอุกกาบาต ทำให้ผิวหลุมดูเรียบ แต่ผิวดวงจันทร์ด้านตรงกันข้ามกลับแทบไม่มีการเคลื่อนไหวของเปลือกดาว จำนวนหลุมอุกกาบาตจึงมีมากกว่า นักดาราศาสตร์ยังไม่มีคำตอบว่า เหตุใด ดวงจันทร์ดวงเดียวกันจึงมีสภาพผิวทั้งสองด้านแตกต่างกันเช่นนี้

ย้อนอดีตไปถึงเดือนธันวาคมปี 1972 อันเป็นช่วงเวลาครั้งสุดท้ายที่มนุษย์อวกาศอเมริกันได้ไปเดินบนดวงจันทร์ ด้วยยาน Apollo 17 และได้รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับดวงจันทร์กลับมามากมาย เช่น ดวงจันทร์อยู่ห่างจากโลกโดยเฉลี่ย 384,401 กิโลเมตร มีรัศมี 1731.4 กิโลเมตร มีมวล 7.34 x 1022 กิโลกรัม มีความหนาแน่น 3.341 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร มีความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่ผิวดาวเท่ากับ 1.62 เมตร/วินาที2 มีความเร็วหลุดพ้น 2.38 กิโลเมตร/วินาที (นี่เป็นความเร็วน้อยที่สุดที่วัตถุต้องมีจึงจะสามารถหนีจากดวงจันทร์ได้อย่างถาวร) มีอุณหภูมิที่ผิวโดยเฉลี่ยเท่ากับ 120 องศาเซลเซียสในเวลากลางวัน และ -153 องศาเซลเซียสในเวลากลางคืน มีหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ที่ขั้วใต้ ชื่อ Aitken ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวถึง 2,250 กิโลเมตร รวมเวลาที่มนุษย์อวกาศสหรัฐฯ ในโครงการ Apollo ใช้ในการสำรวจดวงจันทร์นานทั้งสิ้น 12 วัน 11 ชั่วโมง และ 32 นาที และได้เก็บรวบรวมหินบนดวงจันทร์มวล 382 กิโลกรัมกลับมาวิเคราะห์บนโลก

หลังจากที่ยาน Apollo 17 บรรลุเป้าหมายแล้ว การสำรวจดวงจันทร์โดยมนุษย์อวกาศก็หยุดลงอย่างทันใด ทั้งๆ ที่สหรัฐและรัสเซียยังไม่ได้สำรวจบริเวณทั้งหมดบนดาว ทั้งนี้เพราะสังคมมีความคิดว่า การส่งคนไปเยือนดวงจันทร์เป็นเรื่องสิ้นเปลือง จึงไม่คุ้มทุน

กระนั้นก็มีการค้นพบหนึ่งที่ทุกคนสนใจ นั่นคือ ในปี 1994 ยานอวกาศ Clementine ที่สหรัฐฯ ส่งไปโคจรรอบดวงจันทร์ได้เห็น “น้ำแข็ง” แฝงตัวลึกอยู่ในหลุมอุกกาบาต Aitken ที่บริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ ซึ่งนักดาราศาสตร์คิดว่ามันเป็นน้ำแข็งที่มาจากดาวหางที่ได้พุ่งชนดวงจันทร์ จนทำให้เกิดแอ่งกลมที่ลึก 13 กิโลเมตร มีรัศมี 1,100 กิโลเมตร และขอบสูงของแอ่งได้ปกป้องน้ำแข็งมิให้ได้รับแสงอาทิตย์ น้ำแข็งจึงคงสภาพอยู่ได้

ถึงวันนี้ ชาติต่างๆ ก็กำลังจะหวนกลับไปเยือนดวงจันทร์อีก เช่น องค์การอวกาศของยุโรป (European Space Agency ESA) ได้ออกแถลงการณ์เมื่อเดือนกันยายน ปี 2017 ว่า ESA มีโครงการจะสร้างสถานพำนักอย่างถาวรสำหรับมนุษย์อวกาศที่บริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ แต่ยังไม่ได้กำหนดเวลาที่แน่นอน

อินเดียเป็นประเทศหนึ่งที่สนใจจะไปสำรวจดวงจันทร์ และได้กำหนดจะส่งยานอวกาศ Chandrayaan-2 ไปโคจรอบดวงจันทร์ในฤดูร้อนของปีนี้ โดยกำหนดให้ยานขณะโคจรผ่านด้านหลังของดวงจันทร์ ปล่อยยานสำรวจลงไปจอดที่บริเวณใกล้ขั้วใต้ของดวงจันทร์ที่ตำแหน่งเส้นรุ้ง 70 องศาใต้ โดยให้อยู่ห่างจากขั้วใต้ประมาณ 600 กิโลเมตร ณ ตำแหน่งระหว่างหลุมอุกกาบาต Manzinus C กับ Srinpelius N เพราะเป็นสถานที่ๆ ยังไม่เคยมีใครเคยไปสำรวจมาก่อน (โครงการ Apollo ของอเมริกาได้สำรวจดวงจันทร์เฉพาะบริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตรเท่านั้น) และถ้ายานสำรวจลงจอดบนดวงจันทร์ได้สำเร็จ ชาวอินเดียทั้งประเทศจะรู้สึกภูมิใจมากว่า อินเดียเป็นอีกมหาอำนาจหนึ่งของโลกที่สามารถสำรวจดวงจันทร์ได้ นอกเหนือจากรัสเซีย อเมริกาและจีน เพราะการลงจอดในสถานที่อโคจรเช่นนั้น ต้องใช้เทคนิคการควบคุมยานซึ่งซับซ้อนยิ่งกว่าการลงจอดในบริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตรมาก หลังจากนั้นอินเดียมีโครงการขั้นต่อไปคือ จะส่งยานอวกาศที่ปราศจากคนไปสำรวจดาวอังคาร ดาวเคราะห์น้อย และดาวศุกร์ต่อไป

ในการไปสำรวจดวงจันทร์นั้น สถาบันวิจัยอวกาศของอินเดีย Indian Space Research Organization (ISRO) ได้กำหนดให้ยานสำรวจดวงจันทร์เก็บรวบรวมหลักฐานที่สามารถแสดงได้ว่าบนดวงจันทร์มีน้ำมากหรือน้อยเพียงใด เพราะในปี 2009 ยานสำรวจ Chandrataan-1 ได้พบโมเลกุลของน้ำบนดวงจันทร์ แต่ไม่ประจักษ์ว่าน้ำมีมากเพียงใด ISRO จึงตั้งเป้าให้ Chandrayaan-2 หาคำตอบให้ได้ นอกจากน้ำแล้วยานสำรวจจะตรวจหาธาตุ helium-3 ซึ่งเป็น isotope หนึ่งของ helium-4 ด้วย เพราะถ้าพบในปริมาณมาก นี่จะเป็นเชื้อเพลิงให้มนุษย์ใช้ในการผลิตพลังงานจากปฏิกิริยา fusion อินเดียได้กำหนดให้ยาน Chandrayaan-2 ออกเดินทางจากสถานปล่อยยานอวกาศ Srinharikota ที่ตั้งอยู่ริมอ่าว Bengal
ภาพการส่งดาวเทียมเชวี่ยเฉียว (Queqiao) ที่มีความหมายว่า สะพานนกกางเขน หรือ “ฉังเอ๋อ-4” ของจีน เมื่อวันที่ 21 พ.ค.2018 ที่ผ่านมา (AFP)
ส่วนยานสำรวจที่ลงบนดวงจันทร์นั้นจะมีเซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำหน้าที่ให้พลังงาน แต่เพราะยานได้รับพลังงานแสงอาทิตย์ค่อนข้างน้อย (สืบเนื่องจากการที่ยานอยู่ใกล้ขั้วใต้) ดังนั้นการใช้พลังงานอย่างประหยัดของยานสำรวจจึงเป็นเรื่องจำเป็น นอกจากนี้ ยานจะมีอุปกรณ์ตรวจวัดการสั่นไหวของแผ่นดิน เพื่อให้รู้ว่าแก่นกลางของดวงจันทร์เป็นของแข็ง หรือของเหลว และประกอบด้วยธาตุอะไรบ้าง ยานยังมีอุปกรณ์ spectrometer ที่สามารถวิเคราะห์ฝุ่นบนดวงจันทร์ ซึ่งสามารถลอยละล่องไปในบรรยากาศจางๆ ของดวงจันทร์ได้ด้วย แต่ข้อมูลที่นักวิทยาศาสตร์ทุกคนต้องการการยืนยันมากที่สุด คือข้อมูลเกี่ยวกับน้ำ ซึ่งเกิดจากการที่อนุภาคโปรตอนจากพายุสุริยะพุ่งชนหิน regolith (regolith เป็นผงหินที่เกิดจากอุกกาบาตพุ่งชนหินบนดวงจันทร์และเป็นหินที่มี oxygen มาก) ทำให้เกิดอนุมูล hydroxyl ion (OH-) ซึ่งจะรวมกับ H+ จากพายุสุริยะเป็น H2O และถ้าบนดวงจันทร์มีน้ำมาก มนุษย์ก็จะสามารถใช้มันในการดำรงชีวิตบนดวงจันทร์ได้

จีนเป็นอีกชาติหนึ่งที่สนใจจะไปเยือนดวงจันทร์เช่นกัน แม้จะตามหลังรัสเซีย และอเมริกามาก แต่ก็กำลังตาม “ทัน” โดยใช้เวลาไม่นาน เพราะหลังจากที่รัสเซียปล่อยดาวเทียม Sputnik ดวงแรกขึ้นอวกาศในปี 1951 แล้วถึงปี 1970 จีนก็สามารถปล่อยดาวเทียมดวงแรกชื่อ Dongfenghong-1 ของตนเองได้ อีก 33 ปีต่อมา จีนก็มีมนุษย์อวกาศคนแรกคือ Yang Liwei ซึ่งได้ขึ้นไปโคจรรอบโลก 14 ครั้ง ภายในเวลา 21 ชั่วโมง นอกจากนี้จีนก็ยังได้ปล่อยสถานีอวกาศ Tiangong-1 ขึ้นโคจรรอบโลกในปี 2011 ด้วย

ลุถึงปี 2013 จีนได้ประสบความสำเร็จในการส่งยานอวกาศ Chang-e 3 ไปลงบนดวงจันทร์เป็นครั้งแรก แต่การไปครั้งนั้นเพื่อจะสำแดงความสามารถทางเทคโนโลยีมากกว่าความประสงค์จะได้ข้อมูลวิทยาศาสตร์

เมื่อเดือนมีนาคมที่ผ่านมานี้ ผู้อำนวยการของสถาบันเทคโนโลยีอวกาศของจีน (China Academy of Space Technology) ได้แถลงว่า จีนมีโครงการจะสร้างสถานีสำรวจบนดวงจันทร์ โดยให้หุ่นยนต์ประดิษฐ์ทำงานประจำที่นั่น แล้วจะส่งมนุษย์อวกาศไปทำนุบำรุงซ่อมแซมอุปกรณ์เป็นครั้งคราว โดยจะส่งยานสำรวจ Chang-e 5 ไปลงที่บริเวณใกล้ภูเขาไฟ Mons Rümker เพราะที่นั่นมีลาวาดึกดำบรรพ์ และก้อนหินภูเขาไฟมากจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับอายุและองค์ประกอบต่างๆ ของดวงจันทร์ แล้วนำดินเหล่านั้นกลับมาวิเคราะห์บนโลก ในปี 2019

เท่านั้นยังไม่พอจีนมีกำหนดจะส่งหุ่นยนต์ Chang-e 4 ในปลายปี 2018 นี้ไปลงอย่างนุ่มนวลที่บริเวณด้านหลังของดวงจันทร์เป็นครั้งแรกด้วย

ด้านองค์การบริหารอวกาศแห่งชาติของจีน (National Space Administration) ก็ได้วางแผนจะส่งมนุษย์อวกาศไปประจำบนดวงจันทร์เพื่อถลุงแร่ และหาแหล่งเชื้อเพลิงสำหรับยานอวกาศเพื่อจะได้แวะเติมพลังงานก่อนออกเดินทางไกล และก่อนจะเดินทางกลับโลก

สำหรับคำถามที่ว่า ดวงจันทร์เป็นสมบัติของใครหรือของชาติใดนั้น ในปี 1979 องค์การสหประชาชาติได้เคยร่างสนธิสัญญาดวงจันทร์ (Moon Treaty) ขึ้น โดยห้ามไม่ให้ชาติใดยึดครองพื้นที่บนดวงจันทร์เป็นสมบัติเฉพาะของชาติได้ และห้ามการถลุงทรัพยากรเพื่อการพานิช เพราะดวงจันทร์เป็นสมบัติของคนทั้งโลกจะมีก็เพียง Australia, Austria, Chile, Mexico, Morocco, the Netherlands, Pakistan, the Philippines และ Uruguay เท่านั้นที่ได้ลงนามรับรอง แต่ประเทศเหล่านี้เป็นประเทศที่ส่งคนไปดวงจันทร์ไม่ได้ ส่วนประเทศที่สามารถไปดวงจันทร์ได้ เช่น อเมริกา รัสเซีย อังกฤษ ฝรั่งเศส จีน และอินเดีย ยังไม่ลงนาม สนธิสัญญาจึงเป็นแค่กระดาษ

ด้านอเมริกาเองก็มีแผนจะมุ่งหน้าสู่ดวงจันทร์เช่นกัน เมื่อเดือนธันวาคมที่ผ่านมานี้ ประธานาธิบดี Donald Trump ได้ประกาศว่า จุดหมายปลายทางของมนุษย์อวกาศชาวอเมริกันในครั้งต่อไป คือ ดวงจันทร์

ในวารสาร Nature ฉบับวันที่ 4 มกราคมศกนี้ Joseph Silk แห่งมหาวิทยาลัย John Hopkins ที่ Baltimore ในรัฐ Maryland ของสหรัฐอเมริกา ได้เสนอให้มีการติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ที่บริเวณด้านหลังของดวงจันทร์ เพื่อตรวจรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกความยาวคลื่นจากอวกาศ และเมื่อดวงจันทร์ไม่มีบรรยากาศและฝุ่นละอองใดมารบกวน นักดาราศาสตร์อเมริกันจะสามารถ “เห็น” เอกภพได้ไกลและอาจย้อนเวลากลับไปได้ถึงเมื่อ 380,000 ปีหลัง Big Bang
ดวงจันทร์เป้าหมายการไปเยือนของ อินเดีย จีน และอเมริกา (AFP)
กล้องโทรทรรศน์ในความฝันของ Silk เป็นเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่มีจานรับคลื่น 1 ล้านจาน บนพื้นที่หลายร้อยตารางกิโลเมตร โดยมีหุ่นยนต์ควบคุมการทำงาน ตัวกล้องจะอยู่ในหลุมอุกกาบาตที่มีเงามืดของขอบหลุมบดบังตลอดเวลา เพื่อให้มีอุณหภูมิสม่ำเสมอประมาณ 30 องศาสัมบูรณ์ ทำให้สามารถเห็นดาวเคราะห์ที่มีสิ่งมีชีวิต และเห็นอารยธรรมต่างดาวได้ Silk กล่าวว่าโครงการนี้ต้องการเงินงบประมาณเพียง 5% ของงบประมาณที่ NASA จะใช้ในการสำรวจอวกาศ ถ้าทำได้ ผลประโยชน์ที่ตามมาจะมหาศาล คือ จะเป็นการเปิดศักราชของการไปทัศนาจรดวงจันทร์ ยิ่งถ้ามีการพบแร่หรือเชื้อเพลิงที่มีค่า ทุกอย่างที่ลงทุนไปก็จะได้ทุนคืนที่คุ้มค่า

ดวงจันทร์มีหลุมอุกกาบาตมากมาย ที่ขั้วใต้มีหลุมอุกกาบาตหลุมหนึ่งชื่อ Shackelton ที่ลึกจนแสงอาทิตย์สาดส่องลงไปไม่ถึงก้นหลุม นอกจากจะมีน้ำแข็งแล้ว บนดวงจันทร์อาจมีธาตุเบา เช่น helium-3 จากดวงอาทิตย์ที่อาจจะพบมากบนผิวดวงจันทร์ นี่เป็นธาตุที่มีค่ามาก เพราะนักฟิสิกส์ต้องการธาตุ He-3 ไปใช้ในเตาปฏิกรณ์ fusion สำหรับธาตุ platinum และทองคำหรือธาตุหนักอื่นๆ ก็อาจพบได้จากเหตุการณ์ดาวเคราะห์น้อยพุ่งชนดวงจันทร์ แต่ยังไม่มีใครไปถลุง ทั้งๆ ที่อาจจะพบมากด้วย

ทว่าจุดประสงค์ที่สำคัญที่สุดของทุกชาติในการกลับไปเยือนดวงจันทร์คือ การส่งมนุษย์ไปสำรวจดวงจันทร์ได้ เพราะนั่นจะเป็นก้าวแรกที่แสดงว่าในอนาคตมนุษย์สามารถไปเยือนโลกอื่นๆ ได้ และการใช้ชีวิตอยู่บนดวงจันทร์จะเป็นการฝึกวิธีดำรงชีวิตของมนุษย์บนต่างดาว โดยใช้เทคโนโลยีใหม่ๆ ที่ทันสมัย ฝึกการทำงานร่วมกันระหว่างมนุษย์กับหุ่นยนต์ การประดิษฐ์อุปกรณ์ใหม่ๆ สำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมที่ทารุณสุดโหด การกำจัดปฏิกูลขยะ การรักษาโรคทางไกล (telemedicine) โดยแพทย์บนโลกซึ่งถ้าจะไปจริงๆ ต้องใช้เวลานานถึง 3 วันจึงจะถึงคนไข้

ในปัจจุบัน เรามีวิทยาศาสตร์โลก (earth science) ในอนาคตเราจะมีวิทยาศาสตร์ดวงจันทร์ (lunar science) และก้าวแรกของการมีวิทยาการสาขานี้ คือการประสบความสำเร็จในการส่งคนไปสำรวจดวงจันทร์ จากนั้นเราก็จะมีการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่จะตามมา และต่อไปเราก็จะส่งคนหรือหุ่นยนต์ไป Europa, Enceladus และ Titan

เกี่ยวกับผู้เขียน สุทัศน์ ยกส้าน

ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" จาก "ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน" ได้ทุกวันศุกร์


กำลังโหลดความคิดเห็น...