ข่าวดาราศาสตร์

---

MMX Mission Profile เส้นทางภารกิจสำรวจดวงจันทร์โฟบอสของดาวอังคาร

ภารกิจ MMX (Martian Moons eXploration) มีกำหนดปล่อยขึ้นสู่อวกาศด้วยจรวดขับเคลื่อน H3 จากฐานปล่อยที่ทาเนกาชิมะ ประเทศญี่ปุ่น เวลา 04:41 น. ของวันที่ 20 ตุลาคม 2569 ตามเวลามาตรฐานญี่ปุ่น (ตรงกับ 02:41 น. ตามเวลาประเทศไทย)

ภาพ : JAXA

จรวด H3 เป็นจรวดขนส่งรุ่นใหม่ของญี่ปุ่น สำหรับภารกิจ MMX จะใช้จรวดรุ่น H3-24L ซึ่งติดตั้งเครื่องยนต์ LE-9 ในจรวดขั้นที่หนึ่ง และจรวดเชื้อเพลิงแข็ง SRB-3 จำนวน 4 ชุด นับเป็นรูปแบบที่ทรงพลังที่สุดของจรวด H3 โดยมีความสูง 63 เมตร และมีน้ำหนักรวมขณะปล่อยประมาณ 574 ตัน ไม่รวมน้ำหนักบรรทุก

จรวด H3 มีกำลังขับเพียงพอที่จะส่งยานสำรวจ MMX ออกจากวงโคจรของโลก มุ่งหน้าสู่ดาวอังคาร โดยคาดว่ายานจะแยกตัวออกจากจรวดประมาณ 75 นาทีหลังปล่อยจากฐานยิง

จากนั้น ตัวยานสำรวจ MMX จะอยู่ในวงโคจรที่เรียกว่า Mars-to-Earth Transfer Orbit ซึ่งเป็นวงโคจรที่ยานสามารถเคลื่อนที่ต่อไปได้โดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิง และรอวันที่จะเดินทางไปถึงดาวอังคาร อีก 1 ปีให้หลัง ก่อนที่ยานจะเข้าสู่แรงโน้มถ่วงของดาวอังคาร

เมื่อยานเข้าสู่แรงโน้มถ่วงของดาวอังคารแล้ว MMX จะทำการจุดเครื่องยนต์อีกสามครั้ง เพื่อเปลี่ยนวงโคจรให้เข้าสู่วงโคจรใกล้กับโฟบอส เนื่องจากโฟบอสไม่ได้มีแรงโน้มถ่วงมากพอที่จะดึงดูดยานสำรวจให้โคจรไปรอบ ๆ มันได้ MMX จะใช้วงโคจรที่เรียกว่า “Quasi-Satellite Orbit” หรือ QSO ซึ่งเป็นวงโคจรที่ยังไม่เคยใช้มาก่อนในภารกิจวิทยาศาสตร์

ภายใต้วงโคจร QSO นี้ MMX จะโคจรรอบดาวอังคาร ควบคู่ไปกับโฟบอส แต่ด้วยความรีของวงโคจรที่มากกว่าเล็กน้อย จากมุมมองของดาวอังคาร ยานสำรวจจะดูคล้ายกับโคจรควบคู่ไปกับโฟบอส แต่จากมุมมองของโฟบอส ยาน MMX จะโคจรไปรอบ ๆ ราวกับอยู่ในวงโคจร

การโคจรควบคู่ไปกับดวงจันทร์รอบดาวเคราะห์อื่นในระบบสุริยะ นำมาซึ่งความท้าทายอีกหลายประการ เนื่องจากตำแหน่งของทั้งโฟบอส ดาวอังคาร โลก และดวงอาทิตย์ มีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ในช่วงที่ดาวอังคารและโลกอยู่ตรงข้ามกันในวงโคจร (solar conjunction) การติดต่อสื่อสารจะทำได้ยาก เนื่องจากสัญญาณรบกวนจากดวงอาทิตย์ ในขณะที่การสื่อสารโดยตรงกับโลกจะถูกรบกวนทุกครั้งที่โลกหรือโฟบอสมาบดบัง ขณะเดียวกัน ทุกครั้งที่ยานโคจรเข้ามาอยู่ใน “คราส” ภายใต้เงาของโฟบอสหรือด้านกลางคืนของดาวอังคาร เซลล์สุริยะบนยานก็จะหยุดการผลิตไฟฟ้าลง

การวางแผนภารกิจจึงจำเป็นจะต้องคำนึงถึงปัจจัยทั้งหมดนี้ โดยในช่วงการลงจอดที่ละเอียดอ่อนนั้นจะถูกวางแผนเอาไว้ในช่วงที่ระยะห่างระหว่างดาวอังคารอยู่ใกล้โลกที่สุด เพื่อที่จะลดการรบกวนเหล่านี้ลง

ระหว่างที่ยาน MMX โคจรรอบโฟบอส ยานจะสำรวจ และเก็บข้อมูลไปด้วย โดยการสังเกตการณ์ครั้งนี้ จะนับเป็นการสังเกตการณ์จากวงโคจรของดวงจันทร์บริวารของดาวเคราะห์ดวงอื่นที่ละเอียดมากที่สุดในประวัติศาสตร์ ด้วยอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ต่าง ๆ มากมายที่ติดไปกับยาน ได้แก่

• MEGANE (Mars moons Exploration with GAmma rays and NEutrons) พัฒนาร่วมกับหน่วยงานในสหรัฐฯ ได้แก่ NASA, Johns Hopkins Applied Physics Laboratory และ Lawrence Livermore National Laboratory ใช้ตรวจวัดรังสีแกมมาและนิวตรอน เพื่อศึกษาองค์ประกอบของโฟบอส (ชื่อ MEGANE ออกเสียงคล้ายคำภาษาญี่ปุ่นที่แปลว่า “แว่นตา”)
• OROCHI (Optical RadiOmeter composed of CHromatic Imagers) กล้องมุมกว้างที่ถ่ายภาพโฟบอสในช่วงคลื่นแสงที่ตามองเห็น เพื่อศึกษาลักษณะพื้นผิวและสภาพแวดล้อมโดยรอบ
• MIRS (MMX InfraRed Spectrometer) พัฒนาร่วมกับองค์การอวกาศฝรั่งเศส (CNES) ใช้วิเคราะห์สเปกตรัมในย่านอินฟราเรดใกล้ เพื่อศึกษาองค์ประกอบแร่และสารต่าง ๆ บนพื้นผิวโฟบอส
• MSA (Mass Spectrum Analyzer) เครื่องวิเคราะห์มวลของไอออน เพื่อศึกษาอนุภาคมีประจุในสภาพแวดล้อมอวกาศบริเวณดาวอังคาร
• TENGOO (TElescopic Nadir imager for GeOmOrphology) กล้องสำรวจพื้นผิวความละเอียดสูง
• LIDAR (LIght Detection And Ranging) ยิงแสงเลเซอร์สะท้อนพื้นผิวโฟบอสเพื่อสร้างแผนที่ความสูง และศึกษาสมบัติการสะท้อนแสงของพื้นผิว
• CMDM (Circum-Martian Dust Monitor) เครื่องมือนับปริมาณฝุ่นในวงโคจรรอบดาวอังคาร
• IREM (Interplanetary Radiation Environment Monitor) ศึกษาสภาวะรังสี เพื่อโครงการสำรวจโดยมนุษย์ในอนาคต
• SHV (Super Hi-Vision cameras) กล้องความละเอียด 4k และ 8k ที่ออกแบบมาเพื่อนำภาพเคลื่อนไหวจากวงโคจรของดาวอังคาร 

ก่อนที่ยาน MMX จะลงจอดบนโฟบอส จะปล่อยยานสำรวจขนาดเล็ก IDEFIX Rover ลงไปสำรวจพื้นผิว เพื่อศึกษาองค์ประกอบและสภาพแวดล้อมของโฟบอส รวมถึงเก็บข้อมูลลักษณะพื้นผิว ซึ่งจะช่วยให้ทีมภารกิจประเมินพื้นที่และเลือกจุดลงจอดสำหรับยาน MMX ได้อย่างเหมาะสม

และในขั้นตอนที่สำคัญที่สุด ตัวยาน MMX จะลงจอดบนพื้นผิวเพื่อเก็บตัวอย่าง โดยมีแผนเก็บตัวอย่างสองครั้ง จากพื้นที่ที่มีลักษณะแตกต่างกัน รวมถึงบริเวณที่เรียกว่า “พื้นที่สีน้ำเงิน” (Blue Unit)   ซึ่งอาจมีแหล่งกำเนิดแตกต่างจากพื้นที่ส่วนอื่น ตัวอย่างที่เก็บได้จะถูกนำกลับมาวิเคราะห์บนโลก เพื่อศึกษาที่มาและวิวัฒนาการของโฟบอสให้ชัดเจนยิ่งขึ้น

จากนั้น ในช่วงสุดท้ายก่อนออกจากวงโคจรของดาวอังคาร ยาน MMX จะบินโฉบไปรอบดวงจันทร์ไดมอสเพื่อสังเกตการณ์และเก็บข้อมูลเพิ่มเติม จนในช่วงราวปี 2030 ยาน MMX จะจุดเครื่องยนต์หลักอีกครั้ง เพื่อออกจากวงโคจรดาวอังคาร ซึ่งเป็นขั้นตอนสุดท้าย ก่อนที่ยานจะกลับมายังโลก

จนในที่สุด ราวปี 2031 ยาน MMX จะกลับมาถึงโลก พร้อมปล่อยแคปซูลเก็บตัวอย่างจากดวงจันทร์โฟบอส ให้ตกลงในประเทศออสเตรเลีย เพื่อนำตัวอย่างไปวิเคราะห์ในห้องวิจัยบนโลกเป็นครั้งแรก

ทั้งหมดนี้ นับเป็นระยะเวลาภารกิจรวมทั้งสิ้นกว่า 5 ปี ซึ่งภารกิจ sample return นี้ นับเป็นหนึ่งในภารกิจอวกาศที่จัดได้ว่ามีความท้าทายที่สุด เพราะทุกขั้นตอนต้องอาศัยความแม่นยำ และความผิดพลาดเพียงจุดเดียวอาจส่งผลต่อความสำเร็จของภารกิจทั้งหมดได้ ดังเช่นที่ภารกิจฮายาบุสะ ภารกิจแรกของ JAXA ที่ประสบปัญหามากมาย ตั้งแต่ ความเสียหายจากพายุสุริยะ เครื่องยนต์ไอออนขัดข้อง reaction wheel ที่ไม่ทำงาน ยาน rover ที่ขาดการติดต่อ เครื่องมือขุดพื้นผิวที่ไม่ทำงาน ยานคว่ำและขาดการติดต่อกับโลกไป 6 อาทิตย์ แม้กระนั้นก็ตาม JAXA ก็ยังกอบกู้ภารกิจจนได้ตัวอย่างบางส่วนบนพื้นผิวกลับมา และในที่สุดได้กลับไปแก้ไขปัญหาทุกอย่างที่เกิดขึ้น และประสบผลสำเร็จในภารกิจ Hayabusa2 ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของ JAXA ในฐานะผู้ที่เชี่ยวชาญที่สุดที่จะสามารถทำภารกิจเช่นการเก็บตัวอย่างจากดวงจันทร์ของดาวอังคารกลับมายังโลกได้อย่างราบรื่น

อย่างไรก็ตาม ภารกิจอวกาศยังคงเต็มไปด้วยความท้าทาย และมีสิ่งที่ไม่ได้คาดคิดสามารถเกิดขึ้นได้ทุกเมื่อ วันที่ 20 ตุลาคมนี้ มาร่วมลุ้นและส่งกำลังใจให้ภารกิจ MMX ก้าวผ่านทุกขั้นตอนไปได้ด้วยดี และหากทุกอย่างเป็นไปตามแผนในอีก 5 ปีข้างหน้า เราอาจจะได้เห็นตัวอย่างหินดวงจันทร์โฟบอสของดาวอังคารด้วยตาของเราเอง ณ สถานที่จัดแสดงที่ใดสักที่หนึ่ง

ติดตามบทความเกี่ยวกับยาน MMX ได้ทุกวันจนกว่าจะถึงวันปล่อยในวันที่ 20 ตุลาคม 2569 บนเว็บไซต์และเพจเฟซบุ๊ก NARIT

ข้อมูลและเรียบเรียง: ดร. มติพล ตั้งมติธรรม - นักวิชาการ NARIT