หลายคนอาจเคยได้ยินภารกิจลงจอดและเก็บตัวอย่างบนพื้นผิวของดาวเคราะห์น้อยริวกุ (Ryugu) โดยยานฮายาบูสะ 2 (Hayabusa 2) ที่ได้ส่งแคปซูลตัวอย่างกลับสู่โลกสำเร็จเมื่อเดือนธันวาคม 2563 ที่ผ่านมา ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการสำรวจวัตถุท้องฟ้าขนาดเล็กโดยองค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (JAXA)
ต่อเนื่องจากภารกิจ Hayabusa 2 ขณะนี้ทาง JAXA เดินหน้าสู่ภารกิจ Martian Moons eXploration (MMX) เพื่อเก็บตัวอย่างจากดวงจันทร์โฟบอส (Phobos) ซึ่งเป็นดวงจันทร์บริวารของดาวอังคาร
ภารกิจ Martian Moons eXploration (MMX) คืออะไร?
สำหรับภารกิจ Martian Moons eXploration (MMX) เป็นภารกิจแรกของโลกที่จะดำเนินการรวบรวมตัวอย่างจากดวงจันทร์โฟบอสของดาวอังคาร และนำตัวอย่างกลับมายังโลก เป้าหมายสำคัญคือภารกิจที่จะเดินทางไปยังดาวอังคาร เพื่อเฝ้าดูดวงจันทร์ 2 ดวงของดาวอังคาร คือ โฟบอส และดีมอส ก่อนที่จะลงจอดบนโฟบอสเพื่อเก็บตัวอย่างและกลับสู่โลก
ในระบบสุริยะ ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ที่ประกอบขึ้นจากหิน ในขณะที่ดาวพฤหัสบดีซึ่งอยู่ห่างจากโลกมากกว่าดาวอังคาร เป็นก๊าซยักษ์ที่ประกอบด้วยก๊าซและโลหะเหลวเป็นส่วนใหญ่ ดังนั้นดวงจันทร์ทั้งสองดวงของดาวอังคารจึงตั้งอยู่ระหว่างพื้นที่ของดาวเคราะห์หินและก๊าซยักษ์
จุดประสงค์ของภารกิจ MMX คือการศึกษาเพื่อเข้าใจถึงที่มาของดวงจันทร์โฟบอสและดีมอส และกระบวนการวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ โดยระหว่างการสำรวจนี้ JAXA ตั้งเป้าที่จะใช้เทคโนโลยีที่จำเป็นในการเดินทางไปและกลับดาวอังคาร และเพิ่มประสิทธิภาพการสื่อสารผ่านการใช้สถานีภาคพื้นดินใหม่
ด้วยเหตุนี้ การสำรวจดวงจันทร์ของดาวอังคารจึงสามารถช่วยให้เกิดการค้นพบใหม่ ๆ เพื่อทำให้เข้าใจกระบวนการวิวัฒนาการของระบบสุริยะ รวมทั้งการกำเนิดและรูปร่างของดาวเคราะห์ด้วย
ทดสอบยานอวกาศ MMX ในช่วงวิกฤต COVID-19
ในตอนนี้การพัฒนายานอวกาศ MMX ได้เข้าสู่ขั้นตอนของการทดสอบระบบบัส ซึ่งเป็นระบบที่มีฟังก์ชันที่จำเป็น เช่น พลังงานไฟฟ้า การสื่อสาร การควบคุมการทรงตัว และอุปกรณ์ Payload สำหรับภารกิจ เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์และเก็บตัวอย่างเพื่อให้บรรลุเป้าหมายภารกิจ
จากนั้นจะทำการทดสอบโครงสร้าง การตรวจสอบส่วนต่อประสานทางไฟฟ้า/เครื่องกลเพื่อตรวจสอบความเข้ากันได้ทางกลและทางไฟฟ้าระหว่างระบบบัสและเครื่องมือภารกิจ และการทดสอบ Engineering Model โดยใช้แบบจำลองทางวิศวกรรม เพื่อตรวจสอบการทำงาน ประสิทธิภาพ ความทนทาน และอื่นๆ
ต่อจากนั้น ก็จะทดสอบการใช้ยานอวกาศ MMX ร่วมกับระบบภาคพื้นดิน เพื่อทำการทดสอบที่จำเป็นทั้งหมดให้เสร็จสิ้นภายในสิ้นปีงบประมาณ 2566 และเตรียมการขนส่งยานอวกาศ MMX ไปยังศูนย์อวกาศทาเนกาชิมะ (Tanegashima Space Center) เพื่อตรวจสอบทุกปัญหาที่อาจจะเกิดขึ้น ป้องกันความล่าช้าในการปล่อยยาน
เมื่อปีที่แล้ว อุตสาหกรรมในต่างประเทศถูกระงับเนื่องจากการระบาดของโควิด 19 ทำให้ไม่สามารถจัดหาส่วนประกอบที่จำเป็นตามแผนงานเดิมได้ ทีมงานต้องเปลี่ยนแผนและกำหนดการหลายเรื่อง ซึ่งส่งผลกระทบต่อการพัฒนางาน
นอกจากนี้ การทดสอบเครื่องมือในเยอรมนีก็ถูกยกเลิก และด้วยสถานการณ์ของโควิด 19 บังคับให้ทีมงานต้องทำงานจากทางออนไลน์ ทำให้ไม่สามารถเห็นฮาร์ดแวร์จริงที่อยู่ภายใต้การพัฒนาโดยผู้ผลิต
ความท้าทายของยานอวกาศ MMX
สำหรับภารกิจ Hayabusa 2 ยานอวกาศได้สัมผัสพื้นผิวดาวเคราะห์น้อยเพียงช่วงเวลาสั้น ๆ แต่ภารกิจ MMX ทำมากกว่านั้น ด้วยความพยายามครั้งแรกของญี่ปุ่นที่จะลงจอดบนเทห์ฟากฟ้าแล้วเก็บตัวอย่าง แคปซูลส่งคืนตัวอย่างได้รับการปรับปรุงจากที่เคบใช้สำหรับ Hayabusa2 ดังนั้นเรื่องการพัฒนาแคปซูลจึงเป็นอีกหนึ่งความท้าทาย โดยขนาดแคปซูลถูกเปลี่ยนจากเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 ซ.ม. สำหรับ Hayabusa2 เป็น 60 ซ.ม. สำหรับ MMX ใช้วัสดุที่มีน้ำหนักเบาและทนทาน
ยานอวกาศ MMX จำเป็นต้องติดตั้งระบบขับเคลื่อนที่ซับซ้อนจำนวนมาก เพื่อเดินทางไปและกลับดาวอังคาร และเพื่อชดเชยกับน้ำหนักของระบบขับเคลื่อน การลดน้ำหนักของเครื่องมืออื่นๆ จึงเป็นสิ่งสำคัญ
สำหรับ Hayabusa 2 เป็นภารกิจที่เก็บตัวอย่างจากวัตถุท้องฟ้าที่มีแรงโน้มถ่วงเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย แต่ดวงจันทร์โฟบอสมีแรงโน้มถ่วง ทำให้ต้องเตรียมการลงจอดที่เหมาะสมกับระดับแรงโน้มถ่วง ต้องออกแบบยานอวกาศโดยคาดการณ์ว่าขาแบบใดที่จำเป็นสำหรับการลงจอดบนโฟบอส แต่เนื่องจากความรู้เกี่ยวกับสภาพพื้นผิวของโฟบอสของเรายังมีจำกัด เพราะไม่มีใครเคยนำยานลงจอดมาก่อน จึงเป็นความท้าทายมาก
อ้างอิงข้อมูล
บทสัมภาษณ์คุณ SAWADA Hirotaka (หัวหน้าวิศวกรระบบยานอวกาศ) และคุณ IMADA Takane (วิศวกรอาวุโส) โครงการ MMX
https://global.jaxa.jp/activity/pr/jaxas/no088/02.html
