ตอนที่ 1

จุดเริ่มต้น

 เกือบ 7  ปีหลังจากขึ้นสู่อวกาศ  ปลายเดือนพฤษภาคม 2004 ยานแคสซินี (Cassini spacecraft ) และยานลูกไฮเกนส์ (Huygens probe) ก็เดินทางได้ไกล 3.4 พันล้านกิโลเมตร และกำลังเข้าใกล้ดาวเสาร์  “ลอร์ดออฟเดอะริง” เป้าหมายของการสำรวจ
                 การเดินทางของยานประวัติศาสตร์ที่จะโคจรรอบดาวเสาร์เป็นไปอย่างราบรื่น อุปกรณ์ทุกชนิดบนยานทำงานอย่างดีเยี่ยม  เหลือระยะทางอีกเพียง19 ล้านกิโลเมตรเท่านั้นก็จะถึงดาวเคราะห์ที่สวยงามที่สุดในระบบสุริยะ เจเรมี โจนส์ หัวหน้าทีมนำร่องของปฎิบัติการแคสซินี-ไฮเกนส์บอกว่า " ถ้าถนนไปสู่ดาวเสาร์เป็นไฮเวย์ ยานแคสซินีก็จะผ่านป้ายสัญญาณที่เขียนว่า เส้นทางสู่ดาวเสาร์ "

  การสำรวจได้เริ่มขึ้นตั้งแต่ต้นเดือนเมษายน 2004 กล้องของยานแคสซินีได้ถ่ายภาพดาวเสาร์และดวงจันทร์บริวารหลายภาพ ทุกภาพล้วนนำความตื่นตาตื่นใจให้กับนักวิทยาศาสตร์  อาทิเช่น 
                 - ภาพดวงจันทร์ไททัน หนึ่งในเป้าหมายการสำรวจ
                 - ภาพวงแหวนของดาวเสาร์ขนาดเล็กซ้อนกันอยู่เป็นจำนวนมาก โดยเฉพาะในวงแหวน F และเห็นดวงจันทร์สามดวงเป็นจุดเล็กๆคือ ไมมาส ขนาด 398 กิโลเมตร เอปพิมีเทียส ขนาด116 กิโลเมตร และ เอ็นเซลาดุส ขนาด 499 กิโลเมตร

               
- ภาพหมู่เมฆที่กำลังหมุนวนอย่างรุนแรงในชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์
               
- ภาพดาวเสาร์และวงแหวนที่สวยงามในช่วงคลื่นอินฟราเรด
               
- ภาพพายุหลายลูกบริเวณขั้วใต้ของดาวเสาร์ ลูกที่ใหญ่ที่สุดมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางราว 3,000 กิโลเมตร หรือเท่ากับความกว้างของประเทศญี่ปุ่น

วันที่ 27 พฤษภาคม 2004  ยานแคสซินีปรับเส้นทางโคจรมุ่งสู่เป้าหมายแรกคือดวงจันทร์ฟีบี (Phoebe) ดวงจันทร์ซึ่งมีขนาดความกว้าง 220 กิโลเมตร ใหญ่ที่สุดในบรรดาดวงจันทร์วงนอกของดาวเสาร์ ก่อนหน้านี้เมื่อปี 1981 ดวงจันทร์ฟีบีเคยถูกถ่ายภาพโดยยานวอยเอเจอร์ 2 ที่ระยะ 2.2 ล้านกิโลเมตรมาแล้ว
                 ดวงจันทร์ฟีเบถูกค้นพบโดย วิลเลียม เฮนรี พิคเคอริง นักดาราศาสตร์อเมริกันเมื่อปี 1898 แม้ว่าเป็นดวงจันทร์ขนาดเล็กก็ตาม แต่ทว่านักดาราศาสตร์ให้ความสนใจมันมาก เพราะมีรูปทรงประหลาด พื้นผิวบางส่วนมืดทึบ มีหลุมอุกาบาต และยังมีวงโคจรในทิศทางตรงข้ามกับดวงจันทร์ดวงอื่นๆในระบบสุริยะอีกด้วย ด้วยลักษณะดังกล่าวนักดาราศาสตร์จึงตั้งสมมติฐานว่า ฟีบีอาจเคยเป็นเทหวัตถุในวงแหวนไคเปอร์มาก่อนเช่นเดียวกับพลูโตและดวงจันทร์ชารอน ดังนั้นการสำรวจฟีบีในครั้งนี้ จะช่วยให้เข้าใจเทหวัตถุที่หนาวเย็นบริเวณขอบระบบสุริยะซึ่งเป็นแหล่งที่มาของฟีบี ในขณะที่ยังไม่มียานอวกาศลำใดๆไปถึงที่นั่น
                 ยานแคสซินีบินผ่านดวงจันทร์ฟีบีในวันที่ 10 มิถุนายน  2004 นักวิทยาศาสตร์ได้เห็นภาพของฟีบีในระยะใกล้เป็นครั้งแรก ที่ระยะเพียง 2,000 กิโลเมตรเท่านั้น พื้นผิวของฟีบีเต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตคล้ายดาวเคราะห์น้อย หลุมที่ใหญ่ที่สุดมีขนาดประมาณ 50 กิโลเมตร ยานแคสซินีถ่ายภาพดวงจันทร์ฟีบีอีกครั้งหนึ่งในวันที่ 11 มิถุนายน 2004 นักวิทยาศาสตร์พากันตื่นเต้นกับภาพพื้นผิวของฟีเบที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง


ดวงจันทร์พีบี

ดวงจันทร์พีบีในระยะใกล้

                 หลังจากนั้น ยานแคสซินีก็มุ่งตรงเข้าหาดาวเสาร์ นับเป็นการเยี่ยมเยือนลอร์ดออฟเดอะริงเป็นครั้งที่สาม ภายหลังจากที่ยานไพโอเนียร์และยานวอยเอเจอร์เคยบินผ่านในช่วงระยะเวลาสั้นๆมาแล้ว ยานแคสซินีจะเดินทางถึงดาวเสาร์ในวันที่ 1 กรกฎาคม 2004 ปฎิบัติการสำรวจจะแบ่งออกเป็นสองส่วน 


วงแหวน F ของดาวเสาร์

                 ส่วนแรก 
            
ยานแคสซินีจะทำการสำรวจวงแหวน สนามแม่เหล็ก ดวงจันทร์หลักๆของดาวเสาร์ มีเครื่องมือสำรวจ
12 ชนิด โดยใช้เวลาสำรวจทั้งสิ้น 4 ปี  ยานแคสซินีจะโคจรรอบดาวเสาร์โดยยานจะบินผ่านช่องว่างระหว่างวงแหวน G และวงแหวน F สองครั้ง และใช้จานรับสัญญาณเป็นโล่ป้องกันอนุภาคจากวงแหวนที่จะพุ่งชน 

                 ก่อนหน้าที่ยานวอยเอเจอร์จะสำรวจดาวเสาร์ นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าดาวเสาร์มีวงแหวนทั้งหมด 6 วง คือ A B C D E และ F   ยานวอยเอเจอร์พบว่ามีวงแหวนอีก 1 วง คือวงแหวน G นอกจากนั้นยังพบว่าดาวเสาร์มีวงแหวนย่อยๆอีกหลายร้อยวง วงแหวนของดาวเสาร์ประกอบด้วยอนุภาคที่เป็นหินและน้ำแข็งหลายพันล้านชิ้น  ตั้งแต่ชิ้นเล็กๆไปจนกระทั่งชิ้นใหญ่ขนาดเท่าบ้าน วงแหวนเหล่านี้มีความแตกต่างกันในองค์ประกอบทางเคมี และการสะท้อนแสง และโคจรรอบดาวเสาร์ในอัตราความเร็วที่ต่างกัน
                 นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าวงแหวนเหล่านี้เป็นเศษชิ้นส่วนที่แตกกระจายจากดาวหาง ดาวเคราะห์น้อย หรือดวงจันทร์ และถูกดาวเสาร์จับไว้ด้วยแรงโน้มถ่วง ขนาดของวงแหวนทั้งหมดมีขนาดเท่าระยะทางระหว่างโลกถึงดวงจันทร์เลยทีเดียว ข้อมูลจากยานแคสซินี จะทำให้นักวิทยาศาสตร์รู้ว่า วงแหวนกำเนิดมาจากอะไร มีองค์ประกอบอะไรบ้างและทำไมมันถึงมาอยู่ที่นั่นได้ รวมทั้งรักษาวงโคจรไว้ได้อย่างไรด้วย

                  ส่วนที่สอง
                   ยานแคสซินีและยานลูกชื่อไฮเก้นส์ ซึ่งสร้างโดยองค์การอวกาศยุโรป จะทำการสำรวจดวงจันทร์ไททัน (Titan) ด้วยเครื่องมือสำรวจ 6 ชนิด ไททันเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดในบรรดาดวงจันทร์ทั้งหมด 31 ดวงของดาวเสาร์ มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 5,150 กิโลเมตร  และใหญ่เป็นอันดับสองในระบบสุริยะรองจากดวงจันทร์แกนิมิดของดาวพฤหัสบดี ไททันยังใหญ่กว่าดาวพุธ ดวงจันทร์ของโลก และดาวพลูโตด้วย มันถูกค้นพบโดย คริสเตียน ไฮเกนส์ นักดาราศาสตร์ชาวดัตช์เมื่อปี   1655 
                   นักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจไททัน เพราะเป็นดวงจันทร์เพียงดวงเดียวในระบบสุริยะที่มีบรรยากาศห่อหุ้มคล้ายดาวเคราะห์  ซึ่งประกอบด้วยไนโตรเจนที่หนาแน่น  มีเธน และอีเธน ทำให้ดูคล้ายมีหมอกสีส้มปกคลุม ในปี 1980 ยานวอยเอเจอร์ 1 พยายามถ่ายภาพพื้นผิวของไททัน ทว่าไม่สามารถมองทะลุผ่านบรรยากาศที่หนาแน่นนี้ได้
                    นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าสภาพบรรยากาศของไททันคล้ายคลึงกับโลกของเราในช่วงแรกก่อนสิ่งมีชีวิตบนโลกจะวิวัฒนาการ ดังนั้นข้อมูลจากยานไฮเกนส์จะตอบคำถามที่มีมาช้านานว่า  “เรามาจากไหน” และ “ ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นได้อย่างไร
 
                    ยานแคสซินีจะปล่อยยานไฮเก้นส์ลงบนไททันด้วยร่มชูชีพ ในวันที่ 14 มกราคม 2005 เมื่อไฮเก้นส์ผ่านชั้นบรรยากาศ เครื่องมือของยานจะวัดองค์ประกอบทางเคมีของบรรยากาศและเมฆ  อุณหภูมิ ความกดอากาศ ความหนาแน่น และถ่ายภาพภูมิประเทศของไททันราวๆ 1,000 ภาพ ข้อมูลจะถูกส่งมายังยานแคสซินีซึ่งจะส่งต่อมายังโลกอีกทอดหนึ่ง
                    ยานไฮเกนส์จะถึงพื้นผิวดวงจันทร์ไททันบริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตรอีกราวสองชั่วโมง หากการลงจอดประสบความสำเร็จ มันจะมีเวลาไม่กี่นาทีที่จะติดต่อกับยานแคสซินี อย่างไรก็ตาม มันก็จะกลายเป็นยานลำแรกในประวัติศาสตร์การสำรวจอวกาศ ที่ลงจอดบนเทหวัตถุนอกโลกที่อยู่ไกลที่สุด ส่วนยานแคสซินีจะโคจรรอบไททันหลายสิบรอบ โดยจะทำแผนที่พื้นผิวของไททันโดยใช้เรดาร์ และรวบรวมข้อมูลองค์ประกอบทางเคมีในชั้นบรรยากาศด้วย

                    นักวิทยาศาสตร์จะใช้ข้อมูลจากยานทั้งสองลำ เพื่อทำความเข้าใจวิวัฒนาการของดวงจันทร์ที่มีบรรยากาศคล้ายโลก เมื่อหลายพันล้านปีก่อนดวงนี้ ซึ่งอาจให้คำตอบที่มนุษย์อยากรู้มานานแล้วว่า มนุษย์และสิ่งมีชีวิตบนโลกมาจากไหน ? และดาวเคราะห์ก่อตัวอย่างไร ?  
                   
ปฎิบัติการสำรวจดาวเสาร์และดวงจันทร์ไททันของยานแคสซินีและยานไฮเกนส์เป็นโครงการร่วมระหว่างองค์การนาซา องค์การอวกาศยุโรป และองค์การอวกาศอิตาลี ควบคุมปฎิบัติการโดยห้องทดลองจรวดขับดัน (Jet Propulsion Laboratory) สถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย ผู้สร้างยานแคสซินี
                    
                    
ผู้สนใจติดตามการสำรวจได้ที่ http://saturn.jpl.nasa.gov/

 

บทความโดย
บัณฑิต คงอินทร์
kbandish@ratree.psu.ac.th

 ตอนที่ 2      



Copyright (c) 2003, http://www.darasart.com