เชื่อหรือไม่ว่ามนุษย์เคยส่งยานอวกาศไปลงจอดบน “ดาวเคราะห์น้อย” และ “ยานอวกาศ” ที่ไปลงจอดก็ไม่เคยถูกออกแบบให้ทำการลงจอดบนดาวเคราะห์น้อยมาก่อนเลยด้วย ในบทความนี้มาทำความรู้จักกับภารกิจ NEAR Shoemaker ยานอวกาศที่เดินทางไปยังดาวเคราะห์น้อยอีรอส (Eros) และเป็นยานอวกาศลำแรกที่ลงจอดบนดาวเคราะห์น้อยสำเร็จ

ภาพถ่ายดาวเคราะห์น้อย Eros ครอบคลุมทั้งดวง

ดาวเคราะห์น้อยอีรอส (Eros) ถูกค้นพบเมื่อปี 1898 นับเป็นดาวเคราะห์น้อยดวงที่ 433 และเป็นดาวเคราะห์น้อยใกล้โลกดวงแรกมนุษย์รู้จัก Eros ด้วยความบังเอิญ ระหว่างที่ช่างภาพดาราศาสตร์กำลังถ่ายภาพดาวเคราะห์ Eunike ด้วยการเปิดหน้าชัตเตอร์ยาวนานถึงสองชั่วโมง Eros ก็ได้โคจรผ่านเข้าเฟรมมาพอดิบพอดี

ภาพถ่ายสีของดาวเคราะห์น้อย Eros ที่มีรูปร่างและสีคล้ายกล้วย

จากการศึกษาเบื้องต้นพบว่าอีรอสเป็นดาวเคราะห์น้อยกลุ่มซิลิเกต ซึ่งเป็นประเภทที่พบมากที่สุดในแถบดาวเคราะห์น้อย วงโคจรของมันอยู่ระหว่างโลกกับดาวอังคาร ไม่ได้อยู่ในแถบของดาวเคราะห์น้อยระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดีแต่อย่างใด

ภาพวาดศิลปินของยาน NEAR โดยมีฉากหลังเป็นดาวเคราะห์น้อย Eros

นอกจากจะเป็นดาวเคราะห์น้อยกลุ่มใกล้โลกที่พบดวงแรกแล้วยังนับว่าเป็นดาวเคราะห์น้อยดวงแรกที่มนุษย์ส่งยานอวกาศไปเยือนและโคจร โดยยานอวกาศ Near Earth Asteroid Rendezvous หรือ NEAR มันเดินทางออกจากโลกเมื่อวันที่ 17 กุมภาพันธ์ 1996 และเดินทางถึงอีรอสเมื่อวันที่ 23 ธันวาคม 1998 ซึ่งระหว่างทางมันได้บินโฉบดาวเคราะห์น้อย 253 มาทิลดี (253 Mathilde) ดาวเคราะห์น้อยอีกดวงหนึ่ง

NEAR เป็นยานอวกาศต้นทุนต่ำในโครงการ Faster Better Cheaper มันใช้งบประมาณในการดำเนินการน้อยกว่า 150 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งตัวยาน NEAR ใช้ระบบขับดันพื้นฐานที่ใช้เชื้อเพลิงเหลวไม่ใช่ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าหรือที่รู้จักในชื่อ Ion-thruster เพราะในเวลานั้นระบบนี้ยังกำลังถูกพัฒนาและวิจัยอยู่

เนื่องจากปัญหาระบบขับเคลื่อนและคอมพิวเตอร์ในยานขัดข้องทำให้ยาน NEAR ไม่สามารถปรับวงโคจรและเดินทางไปถึงดาวเคราะห์น้อยอีรอสได้ทันตามกำหนดการเดิมที่วันที่ 20 ธันวาคม 1998 แต่เคราะห์ดีที่ยานยังสามารถปรับวงโคจรของยานและเดินทางต่อด้วยแผนสำรอง มันสามารถไปถึงดาวเคราะห์น้อยอีรอสได้ในวันที่ 23 ธันวาคม 1998 และสามารถปรับวงโคจรจนสามารถโคจรรอบดาวเคราะห์น้อยอีรอสได้ในวันที่ 14 กุมภาพันธ์ 2000 ทำให้ยาน NEAR ของ NASA เป็นยานอวกาศลำแรกที่สามารถเดินทางไปถึงดาวเคราะห์น้อยได้สำเร็จอีกทั้งยังสามารถโคจรรอบดาวเคราะห์น้อยได้สำเร็จเป็นยานลำแรกอีกด้วย

จากการสำรวจโดยยาน NEAR ทำให้พบว่าดาวเคราะห์น้อยอีรอสมีขนาดเล็กกว่าที่ขนาดไว้ รูปร่างของมันคล้ายกับกล้วยหอม มีหลุมอุกกาบาตขนาดกลางสองแห่งบนพื้นผิว มีความหนาแน่นใกล้เคียงกับเปลือกโลก และไม่มีสนามแม่เหล็ก

ภาพสุดท้ายจากยาน NEAR Shoemaker ที่ถ่ายพื้นผิวของดาวเคราะห์น้อย Eros ขีดที่ด้านล่างของภาพเกิดจากการความเร็วของยานอวกาศนั้นมากกว่าที่กล้องถ่ายภาพถูกออกแบบมา ภาพของพื้นผิวดาวเคราะห์น้อยจึงกลายเป็นแถบยาวอย่างที่เห็น

ระหว่างที่ยาน NEAR โคจรรอบดาวเคราะห์น้อยอีรอสเกือบครบปี มันก็ได้รับการตั้งชื่อใหม่ว่า NEAR Shoemaker เพื่อเป็นเกียรติกับ Eugene Merle Shoemaker นักธรณีวิทยาดาวเคราะห์ ผู้ค้นพบดาวหาง Shoemaker–Levy 9 ซึ่งช่วงเวลาที่ยาน NEAR Shoemaker อยู่ในวงโคจรมันได้ถ่ายภาพกลับมายังโลกได้มากกว่าที่ออกแบบไว้ถึง 10 เท่า โดยที่มีภาพถ่ายพื้นผิวของอีรอสกลับมามากถึง 160,000 ภาพ และยาน NEAR Shoemaker ก็สามารถถ่ายภาพพื้นผิวครอบคลุมมากกว่า 70% ของพื้นผิวทั้งหมดของดาวเคราะห์น้อยอีรอสก่อนที่ยานจะเริ่มปรับวงโคจรให้ต่ำลงเรื่อย ๆ เพื่อเริ่มดำเนินการทดลองที่ท้าทายวิศวกรรมของยานอวกาศลำนี้ คือการลงจอดบนพื้นผิวของดาวเคราะห์น้อยอีรอส

ทีมนักวิศวกรสั่งการให้ยาน NEAR Shoemaker เริ่มต้นปรับวงโคจรเพื่อการลงจอดบน อีรอสตั้งแต่วันที่ 26 ตุลาคม 2000 และสามารถลงจอดอย่างนิ่มนวลบนผิวดาวได้เมื่อวันที่ 12 กุมภาพันธ์ 2001 ด้วยความเร็วสัมพัทธ์กับพื้นผิวก่อนลงจอดที่ 1.5–1.8 เมตรต่อวินาที นับว่าเป็นยานอวกาศลำแรกที่ลงจอดได้โดยที่ตัวยานไม่ได้รับความเสียหาย ในตอนแรกวิศวกรไม่เชื่อว่าการลงจอดจะสำเร็จและยานจะสามารถทำงานติดต่อกลับมาหลังจากลงจอดได้ แต่ภายหลังจากการลงจอดอุปกรณ์ต่าง ๆ บนยานยังสามารถทำงานได้ตามปกติ และสามารถวัดค่ารังสีแกมมาและรังสีคอสมิกบนพื้นผิวของอีรอสได้ด้วย

ยานอวกาศ NEAR Shoemaker สามารถติดต่อกลับโลกได้ต่อเนื่องยาวนานอีกสองสัปดาห์จนกระทั่งวันที่ 28 กุมภาพันธ์ 2001 เป็นการติดต่อกลับเป็นครั้งสุดท้าย ถึงกระนั้น NASA ยังคงพยายามติดต่อกลับหายาน NEAR Shoemaker อีกเกือบสองปีจนถึงวันที่ 10 ธันวาคม 2002 ซึ่งคาดการณ์ว่ายานอวกาศขาดการติดต่อเนื่องจากอุณหภูมิที่หนาวเหน็บบนพื้นผิวของดาวเคราะห์น้อยดวงนี้ต่ำกว่า -173 องศาเซลเซียส แสดงว่ายานอวกาศลำนี้ต้องทนทุกข์ทรมานกับอุณหภูมิที่ต่ำเกินกว่าที่จะสามารถปฏิบัติงานได้ถึงสองสัปดาห์

ยาน NEAR Shoemaker จึงเป็นยานอวกาศลำแรกที่เดินทางไปถึงดาวเคราะห์น้อย สามารถโคจรรอบดาวเคราะห์น้อย และลงจอดบนดาวเคราะห์น้อยได้สำเร็จทั้งที่ตัวยานไม่ได้รับการออกแบบให้ลงจอดบนพื้นผิวของดาวเคราะห์น้อยด้วยซ้ำ นับว่าเป็นภารกิจที่ท้าทายวิศวกรรมยานอวกาศในยุคสมัยนั้นอย่างแท้จริง

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล

🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : NASA, NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

ประวัติศาสตร์การลงจอดบน “ดาวเคราะห์น้อย” ครั้งแรก