NASA อาจเสียยาน MAVEN ไปอย่างเป็นทางการหลังขาดการติดต่อ

สัญญาณวิกฤต: NASA เผชิญความท้าทายครั้งใหญ่หลังขาดการติดต่อกับยาน MAVEN บนดาวอังคาร

Contents

หน่วยงานอวกาศ NASA กำลังเผชิญกับสถานการณ์วิกฤต เมื่อยานอวกาศ MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) ซึ่งโคจรอยู่รอบดาวอังคาร ได้ขาดการติดต่อไปอย่างกะทันหัน ทำให้ทีมวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ต้องเร่งทำงานอย่างหนักเพื่อกู้คืนสัญญาณ การสูญเสียยาน MAVEN อย่างถาวรจะไม่เพียงส่งผลกระทบต่อภารกิจทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ แต่ยังรวมถึงการเป็นสถานีถ่ายทอดสัญญาณหลักสำหรับยานสำรวจบนพื้นผิวดาวอังคารอีกด้วย

เบื้องหลังภารกิจ MAVEN: ผู้ไขปริศนาบรรยากาศดาวอังคาร

ยาน MAVEN ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 18 พฤศจิกายน 2556 จากฐานทัพอากาศเคปคานาเวอรัล รัฐฟลอริดา สหรัฐอเมริกา และเดินทางถึงวงโคจรของดาวอังคารเมื่อวันที่ 21 กันยายน 2557 ภารกิจหลักของ MAVEN คือการศึกษาชั้นบรรยากาศของดาวอังคารอย่างละเอียด เพื่อทำความเข้าใจว่าดาวเคราะห์สีแดงดวงนี้สูญเสียน้ำและบรรยากาศอันหนาแน่นไปได้อย่างไร จนกลายเป็นดาวเคราะห์ที่แห้งแล้งและหนาวเย็นในปัจจุบัน

ภารกิจหลักและเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์

ก่อนหน้านี้ เชื่อกันว่าดาวอังคารเคยมีสภาพแวดล้อมที่อบอุ่นและเปียกชื้น มีน้ำในรูปของเหลวอยู่บนพื้นผิว แต่เมื่อเวลาผ่านไปหลายพันล้านปี ดาวอังคารได้สูญเสียชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่ไป MAVEN ถูกออกแบบมาเพื่อตรวจสอบกระบวนการนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างลมสุริยะ (solar wind) กับชั้นบรรยากาศส่วนบนของดาวอังคาร ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้โมเลกุลในบรรยากาศหลุดลอยออกไปในอวกาศ

เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์บนยาน MAVEN ประกอบด้วยอุปกรณ์ที่หลากหลาย เช่น เครื่องตรวจจับอนุภาคพลังงานสูง เครื่องวัดสนามแม่เหล็ก และเครื่องวิเคราะห์องค์ประกอบของบรรยากาศ เพื่อรวบรวมข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับอัตราการสูญเสียก๊าซในปัจจุบัน และสร้างแบบจำลองเพื่อย้อนรอยประวัติศาสตร์การเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศดาวอังคาร ข้อมูลเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประเมินศักยภาพของดาวอังคารในการรองรับสิ่งมีชีวิตในอดีต และทำความเข้าใจวิวัฒนาการของดาวเคราะห์หินโดยทั่วไป

ความสำเร็จและค้นพบที่สำคัญ

ตลอดระยะเวลาเกือบสิบปีที่ผ่านมา MAVEN ได้ส่งข้อมูลอันมีค่ากลับมายังโลกมากมาย และได้สร้างความเข้าใจใหม่ๆ เกี่ยวกับดาวอังคารอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ทำให้มันเป็นหนึ่งในภารกิจสำรวจดาวอังคารที่ประสบความสำเร็จมากที่สุด

การยืนยันการสูญเสียบรรยากาศจากลมสุริยะ: MAVEN ได้ยืนยันว่าลมสุริยะมีบทบาทสำคัญในการกัดกร่อนชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่เกิดพายุสุริยะรุนแรง อัตราการสูญเสียบรรยากาศจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ข้อมูลนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่าดาวอังคารสูญเสียน้ำจำนวนมหาศาลไปได้อย่างไร
การค้นพบแสงออโรราบนดาวอังคาร: ยาน MAVEN ได้ตรวจพบปรากฏการณ์แสงออโรรา (aurora borealis) บนดาวอังคาร ซึ่งแตกต่างจากโลก เนื่องจากดาวอังคารไม่มีสนามแม่เหล็กโลกที่แข็งแกร่ง แสงออโรราบนดาวอังคารจึงเกิดจากการที่อนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์พุ่งชนกับบรรยากาศโดยตรง โดยเฉพาะในบริเวณที่ยังมีสนามแม่เหล็กหลงเหลืออยู่จากเปลือกดาว
การศึกษาผลกระทบของพายุฝุ่น: MAVEN ได้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับผลกระทบของพายุฝุ่นทั่วโลกที่มีต่อชั้นบรรยากาศส่วนบนของดาวอังคาร ซึ่งแสดงให้เห็นว่าพายุฝุ่นสามารถนำน้ำจากชั้นบรรยากาศล่างขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศบนได้ ทำให้ง่ายต่อการหลุดรอดออกไปในอวกาศ ซึ่งเป็นกลไกสำคัญในการสูญเสียน้ำของดาวอังคาร
การทำแผนที่สนามแม่เหล็กที่เหลืออยู่: แม้ดาวอังคารจะไม่มีสนามแม่เหล็กโลกที่แข็งแกร่ง แต่ MAVEN ก็ได้ช่วยทำแผนที่สนามแม่เหล็กที่เหลืออยู่ในเปลือกดาวอังคาร ซึ่งมีบทบาทในการป้องกันบรรยากาศในบางพื้นที่ และช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของดาวอังคารได้ดียิ่งขึ้น

ความคืบหน้าล่าสุด: ปัญหาทางเทคนิคและการขาดการติดต่อ

ปัญหาการขาดการติดต่อกับยาน MAVEN เริ่มต้นขึ้นในช่วงปลายปี 2566 และดำเนินต่อเนื่องมาจนถึงต้นปี 2567 โดยมีสาเหตุมาจากปัญหาทางเทคนิคที่ซับซ้อนเกี่ยวกับหน่วยวัดแรงเฉื่อย (Inertial Measurement Units หรือ IMUs) ซึ่งเป็นอุปกรณ์สำคัญที่ใช้ในการกำหนดทิศทางและการวางตัวของยานอวกาศ

ปัญหาทางเทคนิคที่เผชิญ

IMUs มีบทบาทสำคัญในการระบุตำแหน่งและทิศทางของยาน MAVEN ในอวกาศ ทำให้ยานสามารถหันเสาอากาศเข้าหาโลกเพื่อส่งข้อมูล หันแผงโซลาร์เซลล์เข้าหาดวงอาทิตย์เพื่อชาร์จพลังงาน และหันกล้องหรือเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ไปยังเป้าหมายที่ต้องการได้ เมื่อ IMUs เริ่มทำงานผิดปกติ ยาน MAVEN จึงไม่สามารถรักษาการวางตัวที่ถูกต้องได้ ส่งผลให้การสื่อสารกับโลกเป็นไปอย่างไม่ต่อเนื่องและในที่สุดก็ขาดหายไป

ยาน MAVEN ได้ติดตั้ง IMUs ไว้หลายชุดเพื่อเป็นระบบสำรอง แต่ปัญหาที่เกิดขึ้นดูเหมือนจะส่งผลกระทบต่อ IMUs หลายตัว ทำให้การแก้ไขทำได้ยากขึ้น ความท้าทายยังรวมถึงอายุการใช้งานของยานที่ยาวนานกว่าที่คาดการณ์ไว้ ซึ่งอาจนำไปสู่ความเสื่อมสภาพของอุปกรณ์ต่างๆ

ความพยายามในการกู้คืนสัญญาณ

ทีมวิศวกรจากศูนย์การบินอวกาศก็อดเดิร์ดของ NASA และบริษัท Lockheed Martin ซึ่งเป็นผู้สร้างและผู้ควบคุมการปฏิบัติงานของยาน MAVEN ได้พยายามอย่างเต็มที่ในการแก้ไขปัญหา โดยการส่งคำสั่งเพื่อพยายามรีเซ็ตระบบ หรือสลับไปใช้ IMUs สำรอง แต่ความพยายามเหล่านี้ยังไม่ประสบความสำเร็จอย่างเต็มที่

ในสถานการณ์ที่ยานอวกาศประสบปัญหา ทีมงานภาคพื้นดินมักจะพยายามนำยานเข้าสู่ “โหมดปลอดภัย” (safe mode) ซึ่งเป็นสถานะที่ยานจะปิดระบบที่ไม่จำเป็นลงทั้งหมด และหันเสาอากาศหลักเข้าหาโลกเพื่อรอรับคำสั่ง สถานการณ์ปัจจุบันของ MAVEN คาดว่ายานได้เข้าสู่โหมดปลอดภัยแล้ว แต่ความสามารถในการสื่อสารยังคงเป็นปัญหาใหญ่ การสื่อสารกับยานอวกาศที่อยู่ห่างไกลหลายร้อยล้านกิโลเมตรนั้นเป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างยิ่ง การส่งและรับสัญญาณต้องใช้เวลาหลายนาที และการวินิจฉัยปัญหาที่ซับซ้อนโดยไม่มีการติดต่อที่เสถียรยิ่งทำให้กระบวนการกู้คืนเป็นไปอย่างยากลำบาก

ผลกระทบ: การสูญเสียที่มากกว่าข้อมูลวิทยาศาสตร์

หาก NASA ไม่สามารถกู้คืนยาน MAVEN ได้สำเร็จ ผลกระทบจะขยายวงกว้างออกไปมากกว่าแค่การสูญเสียข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ

ผลกระทบต่อการวิจัยดาวอังคาร

MAVEN เป็นยานอวกาศเพียงลำเดียวที่ออกแบบมาเพื่อศึกษาชั้นบรรยากาศส่วนบนของดาวอังคารโดยเฉพาะ การสูญเสีย MAVEN จะทำให้เกิดช่องว่างขนาดใหญ่ในความเข้าใจของเราเกี่ยวกับกระบวนการวิวัฒนาการของดาวอังคาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเรื่องของการสูญเสียน้ำและบรรยากาศ ซึ่งเป็นข้อมูลสำคัญในการประเมินศักยภาพของดาวอังคารในการรองรับสิ่งมีชีวิตในอดีตและอนาคต

นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกที่พึ่งพาข้อมูลจาก MAVEN สำหรับงานวิจัยของตนจะต้องเผชิญกับข้อจำกัดใหม่ๆ และอาจต้องปรับเปลี่ยนแผนการศึกษา หรือรอคอยภารกิจในอนาคตที่อาจใช้เวลาอีกหลายปีกว่าจะเกิดขึ้น การขาดข้อมูลเฉพาะทางจาก MAVEN จะส่งผลต่อความสามารถในการสร้างแบบจำลองสภาพอากาศและบรรยากาศของดาวอังคารอย่างละเอียด

บทบาทสำคัญในฐานะสถานีถ่ายทอดสัญญาณ

นอกเหนือจากภารกิจทางวิทยาศาสตร์ของตัวเองแล้ว MAVEN ยังทำหน้าที่เป็นสถานีถ่ายทอดสัญญาณที่สำคัญยิ่งสำหรับยานสำรวจบนพื้นผิวดาวอังคาร เช่น ยานสำรวจ Curiosity และ Perseverance ของ NASA

ยานสำรวจเหล่านี้ไม่สามารถสื่อสารกับโลกได้โดยตรงตลอดเวลา เนื่องจากโลกและดาวอังคารมีการเคลื่อนที่สัมพันธ์กัน และมีระยะห่างที่เปลี่ยนแปลงไป การใช้ยานโคจรอย่าง MAVEN เป็นตัวกลางในการรับข้อมูลจากพื้นผิวและส่งต่อไปยังโลก ทำให้สามารถส่งข้อมูลวิทยาศาสตร์และภาพถ่ายความละเอียดสูงกลับมาได้ในปริมาณที่มากกว่าและรวดเร็วกว่าการสื่อสารโดยตรง

การสูญเสีย MAVEN จะทำให้ยานสำรวจบนพื้นผิวต้องพึ่งพายานโคจรลำอื่นๆ เช่น Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) ของ NASA หรือ Mars Express ของ European Space Agency (ESA) และ ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) ของ ESA/Roscosmos มากขึ้น ซึ่งอาจส่งผลให้ปริมาณข้อมูลที่สามารถส่งกลับมายังโลกลดลง หรือต้องใช้เวลานานขึ้นในการดาวน์โหลดข้อมูลที่สำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อมูลจากภารกิจเก็บตัวอย่างดาวอังคารในอนาคต

NASA อาจเสียยาน MAVEN ไปอย่างเป็นทางการหลังขาดการติดต่อ

อนาคตของภารกิจดาวอังคาร: ก้าวต่อไปอย่างไร

ในขณะที่ทีมวิศวกรยังคงพยายามกู้คืนยาน MAVEN อย่างไม่ลดละ NASA ก็จะต้องเริ่มพิจารณาแผนสำรองสำหรับอนาคตของภารกิจสำรวจดาวอังคาร

ความพยายามกู้คืนอย่างต่อเนื่อง

ทีมงานจะยังคงส่งคำสั่งและพยายามสร้างการติดต่อกับ MAVEN ต่อไป โดยอาจมีการลองใช้โปรโตคอลการสื่อสารที่แตกต่างกัน หรือพยายามรีบูตระบบที่สำคัญจากระยะไกล อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป โอกาสในการกู้คืนก็จะลดน้อยลงเรื่อยๆ เนื่องจากปัญหาอาจซับซ้อนขึ้น หรือแบตเตอรี่ของยานอาจหมดลงหากไม่สามารถชาร์จพลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์ได้อย่างเหมาะสม การตัดสินใจอย่างเป็นทางการในการยุติภารกิจมักจะเกิดขึ้นหลังจากความพยายามกู้คืนทั้งหมดล้มเหลวเป็นระยะเวลานาน

แผนสำรองและการพึ่งพายานโคจรอื่น

หาก MAVEN ไม่สามารถกู้คืนได้ NASA จะต้องเพิ่มความพยายามในการใช้ยานโคจรอื่นๆ ที่ยังปฏิบัติงานอยู่รอบดาวอังคาร เช่น MRO และ TGO เพื่อเป็นสถานีถ่ายทอดสัญญาณสำหรับยานสำรวจบนพื้นผิว แม้ยานเหล่านี้จะสามารถช่วยได้ แต่ก็อาจไม่สามารถทดแทนขีดความสามารถเฉพาะของ MAVEN ได้ทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของวงโคจรและความสามารถในการสื่อสารที่เหมาะสมกับยานสำรวจแต่ละลำ

ในระยะยาว การสูญเสียยานที่มีความเชี่ยวชาญเฉพาะทางอย่าง MAVEN อาจกระตุ้นให้ NASA และพันธมิตรพิจารณาภารกิจในอนาคตที่มุ่งเน้นการศึกษาชั้นบรรยากาศดาวอังคารโดยเฉพาะ หรือการพัฒนาระบบถ่ายทอดสัญญาณที่มีความยืดหยุ่นและสำรองมากขึ้น เพื่อรองรับภารกิจสำรวจดาวอังคารที่กำลังจะเข้มข้นขึ้น รวมถึงภารกิจส่งมนุษย์ไปยังดาวอังคาร

มรดกทางวิทยาศาสตร์ของ MAVEN

ไม่ว่าผลลัพธ์สุดท้ายจะเป็นอย่างไร ยาน MAVEN ได้สร้างมรดกทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ให้กับมนุษยชาติ ข้อมูลและองค์ความรู้ที่ยานลำนี้ได้ส่งกลับมาได้ปฏิวัติความเข้าใจของเราเกี่ยวกับดาวอังคาร และเป็นรากฐานสำคัญสำหรับการวางแผนภารกิจในอนาคต ทั้งการสำรวจด้วยหุ่นยนต์และการเตรียมการสำหรับการเดินทางของมนุษย์สู่ดาวเคราะห์สีแดง

การสูญเสียยานอวกาศเป็นเรื่องปกติในภารกิจสำรวจอวกาศที่เต็มไปด้วยความท้าทาย แต่

NASA อาจเสียยาน MAVEN ไปอย่างเป็นทางการหลังขาดการติดต่อ