เชอร์ล็อกและวัตสันไปทำอะไรบนดาวอังคารกันนะ
เจาะลึกเรื่องราวของการศึกษาและเทคโนโลยีที่ใช้ในการสำรวจบนดาวอังคารของ NASA
#10minread #JustAsk
หลังจากที่ NASA (องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งสหรัฐอเมริกา) ได้ทำการส่งยานสำรวจ Perseverance ไปดาวอังคารได้สำเร็จเมื่อ 18 ก.พ. ที่ผ่านมา
หลายคนก็คงมีความสงสัยว่าแล้ว NASA ไปศึกษาอะไรบนดาวอังคารกันนะ และมีเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์อะไรที่ถูกนำมาใช้งานในการสำรวจนี้บ้าง วันนี้ เราจะมาคลายข้อสงสัยกัน
เชอร์ล็อกและวัตสันไปทำอะไรบนดาวอังคารกันนะ
ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับยาน Perseverance
ยาน Perseverance เป็นยานสำรวจอวกาศจากภารกิจ Mars 2020 ของ NASA โดยชื่อ Perseverance มีความหมายในภาษาไทยว่า ความพากเพียร เป็นชื่อที่ตั้งขึ้นโดย Alexander Mather นักเรียนเกรด 7 จากโรงเรียน Virginia Middle School จากการแข่งขัน ‘Name the Rover’ โดยชื่อ Perseverance สื่อถึงการที่มนุษยชาติไม่หยุดยอมแพ้ที่จะมุ่งหน้าไปสู่โลกสมัยใหม่
โดยยานสำรวจ Perseverance ออกเดินทางจากพื้นโลกในวันที่ 30 ก.ค. 2563 จากแหลมคานาเวอรัล (Cape Canaveral) รัฐฟลอริดา (Florida) ประเทศสหรัฐอเมริกา และลงจอดสำเร็จในวันที่ 18 ก.พ. 2564 จนถึงตอนนี้ใช้เวลาอยู่บนดาวอังคารเป็นเวลาถึง 9 โซล (sol เป็นหน่วยวันบนดาวอังคาร) โดยมีจุดม่งหมายที่หลุม Jezero (Jezero Crater) เพื่อวัตถุประสงค์หลักในการหาร่องรอยของซากสิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์ รวมทั้งเก็บตัวอย่างหินและตะกอนฝุ่นหิน (Regolith) เพื่อนำกลับมาศึกษาบนพื้นโลก
ยานสำรวจ Perseverance ภาพจาก NASA
เหตุใดจึงต้องเป็นหลุม Jezero บนดาวอังคาร
เหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์พุ่งเป้าไปที่หลุม Jezero เป็นเพราะพวกเขาเชื่อว่าครั้งหนึ่งหลุม Jezero เป็นที่ตั้งของสามเหลี่ยมปากแม่น้ำโบราณ ที่เมื่อสามพันห้าร้อยล้านปีที่แล้ว แม่น้ำได้ท่วมทะลักกำแพงของชั้นหลุมเกิดเป็นทะเลสาบขึ้นมา โดยที่นักวิทยาศาสตร์พบหลักฐานที่เชื่อได้ว่าแม่น้ำพัดพาเอาแร่ธาตุจากชั้นดินในบริเวณโดยรอบเข้ามาในบริเวณทะเลสาบ ซึ่งบริเวณดังกล่าว อาจจะมีจุลชีพที่เคยอาศัยอยู่หลงเหลืออยู่ในตะกอนบริเวณชายฝั่ง นี่จึงเป็นสาเหตุให้นักวิทยาศาสตร์เลือกที่จะเก็บตัวอย่างหินและดินจากดาวอังคารในบริเวณนี้มาศึกษาต่อ
แม้ว่าดาวอังคารในปัจจุบันนี้จะมีสภาพไม่เหมาะสมต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตสักเท่าไร
เพราะมีอุณหภูมิที่แตกต่างกันมากในช่วงกลางวันและกลางคืน โดยเฉพาะกลางคืนมีความหนาวในระดับติดลบ
ในชั้นบรรยากาศมีคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่า 95% และมีออกซิเจนเพียง 1% เท่านั้น ซึ่งเมื่อเทียบกับชั้นบรรยากาศโลกที่ส่วนใหญ่เป็นก๊าซไนโตรเจนถึง 78% รองลงมาเป็นออกซิเจน 21% และมีคาร์บอนไดออกไซด์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น (<0.1%) ทำให้ร่างกายมนุษย์ไม่สามารถหายใจเอาอากาศบนดาวอังคารเพื่อการดำรงชีพได้
นอกจากนั้น การที่ดาวอังคารมีชั้นบรรยากาศที่บางกว่าพื้นโลก 100 เท่า ยังทำให้โอกาสการพบรังสี (เช่น Galactic Cosmic Rays, GCR) มีได้บ่อยกว่าบนโลกถึง 700 เท่า ซึ่งรังสี GCR นี้อาจส่งผลเสียต่อสุขภาพ เช่น มีผลต่อ DNA ทำให้เกิดมะเร็ง ความผิดปกติต่อระบบหัวใจและหลอดเลือด เป็นต้น
หลุม Jezero ภาพจาก NASA/JPL-Caltech
เชอร์ล็อกและวัตสันคืออะไร
แม้ว่าดาวอังคารจะอยู่ห่างจาก 221B Baker Street มากกว่า 50 ล้านกิโลเมตร แต่ SHERLOC และ WATSON กับเครื่องมืออื่น ๆ อีก 6 เครื่องมือ ได้ไปโลดแล่นบนดาวอังคารเพื่อช่วยนักวิทยาศาสตร์ทำภารกิจสำรวจดาวอังคารนี้
SHERLOC เป็นชื่อของเครื่องมือที่ถูกติดกับปลายแขนกล (Robotic arm) ของยานสำรวจ Perseverance แขนกลนี้ทำหน้าที่หาเบาะแสที่เป็นหินจากดาวอังคารที่มีขนาดเท่าเม็ดทราย โดย SHERLOC จะทำงานร่วมกับ WATSON ซึ่งเป็นกล้องที่จะถ่ายภาพสีเพื่อแสดงลักษณะของหินขนาดใกล้ ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาพื้นผิวของหิน และสามารถสร้างแผนที่ของแร่ธาตุชนิดต่าง ๆ รวมทั้งสารอินทรีย์ต่าง ๆ ที่ปรากฏบนพื้นผิวของหินได้
SHERLOC มีชื่อเต็มว่า Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals เป็นเครื่องฟลูออเรสเซนต์และเรโซแนนซ์รามานสเปกโตรมิเตอร์ (Fluorescence and Resonance Raman Spectrometer) โดยมี Dr. Luther Beegle เป็นผู้วิจัยหลักจาก Jet Propulsion Laboratory (JPL)
SHERLOC ใช้เลเซอร์ Deep UV ที่ความยาวคลื่น 284.6 นาโนเมตร เลเซอร์นี้จะทำให้เกิดอนุภาค photon ที่สามารถเข้าพุ่งชนเข้ากับอนุภาคของสารอินทรีย์และแร่ธาตุต่าง ๆ ในก้อนหิน ทำให้เกิดการกระเจิงของแสงแบบรามาน (Raman scattering) เมื่อใช้เครื่องมือนี้วิเคราะห์โมเลกุลของสารคนละชนิดกัน จะทำให้การกระเจิงแสงแบบรามานมีรูปแบบที่แตกต่างกันออกไป ทำให้มีลักษณะคล้ายกับเป็นลายนิ้วมือ (Fingerprint) ของสาร ส่งผลให้เราสามารถใช้ในการพิสูจน์เอกลักษณ์ของสารได้ นอกจากนั้นยังจำแนกประเภทของสารอินทรีย์และแร่ธาตุในหินเป็นกลุ่มต่าง ๆ ได้อีกด้วย
เนื่องจากภาพจาก SHERLOC เป็นสีขาว-ดำ ทำให้ WATSON ซึ่งมีชื่อเต็มว่า Wide Angle Topographic Sensor for Operations and eNgineering เข้ามาช่วยทำหน้าที่ถ่ายภาพสี แสดงลักษณะพื้นผิวของก้อนหิน สามารถให้ความละเอียดของภาพสูงสุดที่ 16 ไมโครเมตร (มีความสามารถในการแยกแยะจุดสองจุดที่ห่างกันที่ 16 ไมโครเมตรได้ ยิ่งค่าน้อย ยิ่งมีความละเอียดสูง)
เมื่อทำงานร่วมกัน SHERLOC และ WATSON จึงสามารถตามหาสัญญาณบ่งชี้ถึงสิ่งมีชีวิต (Biosignature) เช่น สารกลุ่มคาร์บอเนต ไนเตรต ฟอสเฟต ซัลเฟต เป็นต้น ในตัวอย่างได้
ข้อดีของ SHERLOC คือสามารถวิเคราะห์ตัวอย่างได้ โดยไม่ทำให้ตัวอย่างเสียหาย เพียงแค่ให้กล้องอยู่เหนือตัวอย่างแค่ 2 นิ้ว ทำให้ไม่เกิดการปนเปื้อนและทำลายหลักฐาน รวมทั้งตัวมันมีกล้องที่มีหน้าที่เปรียบเสมือนแว่นขยาย ทำให้มุมมองของภาพที่ได้เป็นแบบใกล้มาก ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เห็นลักษณะของหินได้ คล้ายคลึงกับการไขคดีของ Sherlock Holmes และ Dr. John H. Watson สองคู่หูจากนวนิยายชื่อดังที่ประพันธ์โดย Sir Arthur Conan Doyle นั่นเอง
SHERLOC ภาพจาก NASA/JPL-Caltech
เทคโนโลยีอื่น ๆ
นอกจาก SHERLOC และ WATSON แล้ว ยาน Perseverance ยังมีเครื่องมืออีก 6 เครื่อง
ไม่ว่าจะเป็น Mastcam-Z ที่สามารถเก็บภาพพาโนรามาและสามารถซูมภาพในระยะใกล้เพื่อศึกษาข้อมูลทางธรณีวิทยา
SuperCam ที่สามารถศึกษาองค์ประกอบทางเคมีและแร่ในภาพถ่ายได้
PIXL ที่ใช้ X-ray fluorescence ในการศึกษาองค์ประกอบที่เล็กมากในระดับธาตุ เพื่อประโยชน์ในการพิสูจน์เอกลักษณ์ของธาตุและเพื่อการวิเคราะห์วิจัย
MOXIE ที่ทำหน้าคล้ายต้นไม้ในการผลิตก๊าซออกซิเจนจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่อยู่ในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร หากตัวต้นแบบเป็นไปได้ด้วยดี นอกจากออกซิเจนจะเป็นประโยชน์ในแง่ที่จะได้อาศัยเป็นเชื้อเพลิงให้กับยานสำรวจแล้วยังสามารถช่วยให้มนุษย์สามารถใช้ในการหายใจอีกด้วย
MEDA เป็นเซ็นเซอร์ที่ใช้ในการวัดอุณหภูมิ ความเร็วและทิศทางของลม ความดัน ความชื้นสัมพัทธ์ ขนาดและรูปทรงของฝุ่น เป็นประโยชน์ในการศึกษาภูมิอากาศบนดาวอังคารอย่างยิ่ง
สุดท้าย RIMFAX เป็นเรดาร์ที่ใช้ศึกษาชั้นใต้ดินของดาวอังคาร โดยปกติแล้ว เรดาร์ถูกนำมาใช้ในการหาชั้นหินและน้ำแข็งที่อยู่ลึกไปถึงในระดับ 10 เมตรในทวีป Arctic และ Antartica
เบาะแสที่ได้จากดาวอังคารผ่านเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์สุดล้ำนี้ อาจจะช่วยให้มนุษยชาติได้รับรู้ถึงการมีชีวิตอยู่ของสิ่งมีชีวิตยุคก่อนบนดาวอังคารก็เป็นได้
อ้างอิงจาก
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
