ส่งยานเก็บฝุ่นดาวหาง Wild-2
เมื่อดาวหาง Wild-2 ผ่าน "ใกล้" โลกในระยะ 420 ล้านกิโลเมตร ในเดือนธันวาคมของปี พ.ศ. 2546 องค์การบินและอวกาศของสหรัฐ ฯ (NASA) จะส่งยานอวกาศชื่อ Stardust ไปเก็บฝุ่นและสะเก็ดน้ำแข็งจากบริเวณส่วนหางของ Wild-2 มาวิเคราะห์ในห้องทดลองบนโลก
Stardust มีกำหนดเดินทางในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2542 โดยจะใช้เวลานาน 4 ปี ในการเดินทางสู่ Wild-2 โครงการนี้เป็นครั้งแรกที่มนุษย์คิดจะนำส่วนประกอบของดาวหางในวิเคราะห์บนโลก คำตอบที่ได้อาจจะไขปัญหาลึกลับเกี่ยวกับกำเนิดของสุริยจักรวาลและสิ่งมีชีวิตบนโลกได้
ทั้งนี้เพราะนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า ดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์รวมทั้งดาวหางบางดวงได้ถือกำเนิดมาพร้อมๆ กัน เมื่อประมาณ 4,500 ล้านปีก่อนนี้ และเหตุผลที่ดาวเคราะห์วงนอกอันได้แก่ดาวพฤหัสบดี เสาร์ ยูเรนัส และเนปจูน มีขนาดมโหฬารนั้น เพราะดาวเคราะห์กลุ่มนี้ถูกดาวหางจำนวนมากพุ่งชนและฝังตัว ดังนั้นดาวเคราะห์ยักษ์กลุมนี้จึงน่าจะมีองค์ประกอบเช่นเดียวกับดาวหาง แต่สำหรับดาวเคราะห์วงใน เช่น โลก ดาวอังคาร พุธ และศุกร์ เมื่อถูกดาวหางชน ทำให้ความร้อนจากดวงอาทิตย์ น้ำแข็งและสารแข็งต่างๆ บนดาวหางระเหยและระเหิดไปหมด
การวิเคราะห์ฝุ่นและสะเก็ดน้ำแข็งของ Wild-2 จะทำให้นักวิทยาศาสตร์ล่วงรู้เหตุการณ์ เมื่อสุริยจักรวาลเริ่มถือกำเนิดใหม่ๆ ได้ เพราะองค์ประกอบต่างๆ ของดาวหางตั้งแต่เมื่อดาวหางเริ่มอุบัติจากกลุ่มแก๊สร้อน จนกระทั่งถึงปัจจุบันจะไม่เปลี่ยนแปลงมาก และหากมีการตรวจพบอินทรีย์โมเลกุลในผงฝุ่น นั่นก็แสดงว่า เวลาดาวหางพุ่งผ่านโลก โมเลกุลชีวิตที่ฝุ่นอาจจะตกสู่โลก และทำหน้าที่จุดชนวนการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกได้
ตามปกติ Wild-2 จะโคจรอยู่ระหว่างดาวเคราะห์วงนอก แต่เมื่อมันโคจรผ่านใกล้ดาวพฤหัสบดี แรงดึงดูดที่มหาศาลของดาวพฤหัสบดีได้ดึงรั้งให้วิถีโคจรของมันเบี่ยงคือพุ่งผ่านใกล้โลก อนึ่งในการส่งยาน Stardust ไปเก็บขยะอวกาศในครั้งนี้ D. Brownlee แห่งมหาวิทยาลัย Washington ผู้เป็นหัวหน้าโครงการ ได้กล่าวว่า โครงการสร้างยานอวกาศ Stardust มีราคาถูก "เพียง" 4,000 ล้านบาท เท่านั้นเอง เพราะ Stardust จะใช้วัสดุและอุปกรณ์ต่างๆ ที่เคยถูกใช้เป็นส่วนประกอบของยานอวกาศรุ่นก่อนๆ แล้วทั้งสิ้น
หน้าที่หลักของ Stardust คือเก็บฝุ่นดาวหาง แต่ในขณะเดียวกันมันก็ได้รับการออกแบบให้เก็บฝุ่นละอองต่างๆ ในอวกาศด้วย กิจกรรมนี้เป็นภาระงานที่ยากยิ่ง เพราะขณะที่ยานโคจรเข้าใกล้ดาวหางนั้น ยานมีความเร็วประมาณ 6 กิโลเมตร/วินาที และฝุ่นดาวหางมีความเร็วประมาณ 30 กิโลเมตร/วินาที ดังนั้นถึงแม้ว่าฝุ่นจะมีขนาดเล็กกว่าเม็ดทรายก็ตาม แต่เมื่อฝุ่นมีความเร็วสูงมากเช่นนี้ เวลามันปะทะยาน ความร้อนที่เกิดจากการเสียดสี จะทำให้ฝุ่นเปลี่ยนรูปร่างและองค์ประกอบ หรือหากความร้อนมีมาก ฝุ่นอาจจะระเหิดไปได้ นักวิทยาศาสตร์จึงต้องออกแบบอุปกรณ์เก็บฝุ่น โดยเฉพาะโดยอุปกรณ์นี้จะทำหน้าที่ลดแรงปะทะด้วยการใช้ aerogel ซึ่งเป็นสารแข็งที่มี silicon เป็นองค์ประกอบ และมีคุณสมบัติพิเศษคือ เป็นฟองน้ำที่ยืดหยุ่นได้ดี เพราะ 99 เปอร์เซ็นต์ของปริมาตร aerogel เป็นที่ว่างอีก 1 เปอร์เซ็นต์ที่เหลือเป็นเนื้อ
Stardust จะใช้ aerogel ที่มีพื้นที่ 1,000 ตารางเซนติเมตร และหนา 3 เซนติเมตร ติดตั้งบนยาน เมื่อฝุ่นดาวหางปะทะ aerogel มันจะฝังตัวใน aerogel การที่ฝุ่นมีโมเมนตัมมากจะทำให้มันสามารถเจาะเนื้อของ aerogel ได้ลึก และเมื่อ Stardust กลับสู่โลก นักวิทยาศาสตร์จะฉายแสงเอกซเรย์ไปกระทบอนุภาคที่ฝังลึกใน aerogel ปฏิกิริยาระหว่างแสงเอกซเรย์และฝุ่นจะปลดปล่อยแสงความยาวคลื่นต่างๆ ซึ่งเป็นเอกลักษณ์เฉพาะที่มีในฝุ่นนั้นออกมา
Stardust จะถ่ายภาพ Wild-2 ในระยะใกล้ 100 กิโลเมตร และนักวิทยาศาสตร์มีความหวังว่าภาพที่ได้จะดีกว่าภาพที่ยาน Giotto ได้เคยถ่ายภาพของดาวหาง Halley เมื่อ 10 ปีก่อนนี้มาก
องค์การอวกาศของยุโรป ก็มีความหวังที่จะอาศัยข้อมูลของ Stardust ในการวางแผนส่งยานอวกาศ Rosetta ไปลงบนดาวหางที่จะโคจรมาใกล้โลกในปี พ.ศ. 2555 อีกด้วยครับ

ที่มา : ดร.สุทัศน์ ยกส้าน
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.)

 

กลับสู่หน้าแรก

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม