สำรวจดาวอังคาร

ดาวอังคาร คือดาวเคราะห์ดวงที่สี่ของสุริยจักรวาล ซึ่งอยู่ถัดจากโลกออกมาจากดวงอาทิตย์มันโคจรอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดประมาณ 207 ล้านกิโลเมตร และไกลสุดประมาณ 249 ล้านกิโลเมตร การอยู่ใกล้และไกลที่แตกต่างกันเช่นนี้ ทำให้มันได้รับแสงอาทิตย์ในปริมาณ ที่แตกต่างกันมาก

และปัจจุบันนี้เองที่มีอิทธิพลต่อสภาพดินฟ้าอากาศบนดาวอังคาร ขณะที่ดาวอยู่ใกล้โลกที่สุดประมาณ 56 ล้านกิโลเมตร ดาวจะมีสีสุกใส ที่สุด ณ ตำแหน่งนี้ กล้องโทรทรรศน์บนโลกสามารถเห็นวัตถุบนดาวอังคารที่มีขนาดตั้งแต่ 100 กิโลเมตรขึ้นไปได้

แต่ถึงแม้ดาวอังคารจะสุกใสเช่นไร มันก็ยังสว่างน้อยกว่าดาวศุกร์ ด้วยเหตุผล 3 ประการคือ

ดาวอังคารอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์เป็นสองเท่าของระยะทางที่ดาวศุกร์อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ ดังนั้น ผิวดาวอังคารจึงมีความเข้มน้อยกว่า ผิวดาวศุกร์ประมาณ 75%

เหตุผลข้อที่สองคือ ดาวศุกร์มีขนาดใหญ่กว่าดาวอังคาร ดังนั้น มันจึงมีพื้นที่รับแสงอาทิตย์มากกว่า

และประการสุดท้ายคือ ผิวดาวอังคารสะท้อนแสงได้ประมาณ 15% ของดาวศุกร์เท่านั้นเอง เหล่านี้คือเหตุผลที่ทำให้ดาวอังคารสุกใส น้อยกว่าดาวศุกร์

รัศมีดาวอังคารมีความยาว 3,397 กิโลเมตร คิดเป็น 53% ของรัศมีโลก มันมีดวงจันทร์เป็นบริวาร 2 ดวง ชื่อ Phobos กับ Deimos ซึ่งเป็นชื่อของม้าลากรถศึกของ Mars เทพเจ้าแห่งสงครามประจำดาวอังคาร ดวงจันทร์ Phobos นั้น โคจรใกล้ดาวอังคารมากคือ ห่างจากมันเพียง 9,380 กิโลเมตรเท่านั้นเอง การสำรวจที่ได้กระทำมาในระยะเวลา 20 ปีที่ผ่านมา แสดงให้เห็นว่า ดาวอังคารมีความ หนาแน่นสูงกว่าดวงจันทร์ของเราเล็กน้อยคือ 3,900 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร การหมุนรอบตัวเองทุก 24.8 ชั่วโมง ทำให้วันหนึ่งๆ บนดาวอังคารนานพอๆ กับวันหนึ่งบนโลกเรา เพราะแกนหมุนของมันเอียงทำมุม 24.0 องศากับแนวดิ่ง (ในขณะที่แกนหมุนของโลก เอียงทำมุม 23.5 องศากับแนวดิ่ง) ดังนั้น เวลาดาวอังคารโคจรไปรอบดวงอาทิตย์ มันจึงมีฤดูเช่นเดียวกับโลก

เวลามองจากโลก เอกลักษณ์ที่โดดเด่นที่สุดของดาวอังคารคือ ขั้วที่มีสีขาวปกคลุม และขั้วนี้จะหดขนาดลงเมื่อถึงหน้าร้อนบนดาวอังคาร และขยายขนาดเมื่อถึงหน้าหนาว พื้นผิวที่ค่อนข้างมืดทึบของดาวดวงนี้ ก็มีการเปลี่ยนรูปพรรณสัณฐานตามฤดู ซึ่งการเห็นเช่นนี้เอง ที่ทำให้นักดาราศาสตร์ชื่อ G. Schiaparelli เมื่อ 132 ปีก่อน ได้คิดไปว่าดาวอังคารมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ เพราะเขาอ้างว่าเขาได้เห็น ลำคลอง (canali) มากมาย ซึ่งคงเกิดจากการขุดโดยมนุษย์

การรายงานเช่นนี้ได้ทำให้ Percival Lowell นักธุรกิจชาวอเมริกันเลิกค้าขายและหันมาศึกษาดาวอังคารอย่างจริงจัง ต่อมาเขาได้เสนอ ความคิดว่า ชาวอังคารขุดคลองขึ้นมาเพื่อนำน้ำจากขั้วดาวอังคารสู่บริเวณที่แห้งแล้งในแถบเส้นศูนย์สูตร เพื่อการทำเกษตรกรรม

แต่การส่งยานอวกาศเช่น Mariner ไปสำรวจดาวอังคารเมื่อ 37 ปีก่อน ได้แสดงให้โลกเห็นว่าไม่มีคลองใดๆ บนดาวอังคาร จินตนาการ และความคิดเห็นส่วนบุคคลกับการฝักใฝ่ในความคิดที่ว่ามีมนุษย์บนดาวอังคาร ได้ทำให้ผู้คนแตกตื่นกันทั่วโลก เหตุการณ์นี้จึงแสดงให้ เราเห็นชัดว่า เราจำเป็นต้องใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ฟิสิกส์ เราจึงจะรู้ความจริง

การส่งยานอวกาศไปโคจรเหนือดาวอังคารในเวลาต่อมาได้แสดงให้นักวิทยาศาสตร์รู้ว่า ขั้วของดาวอังคารมีคาร์บอนไดออกไซด์แข็ง ปกคลุม ซึ่งนับว่าแตกต่างทุกขั้วโลกที่มีน้ำแข็งปกคลุมในฤดูหนาวขั้วอังคารใต้ จะมีน้ำแข็งปกคลุมเป็นบริเวณกลมที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางยาว 4,000 กิโลเมตร แต่พออีกครึ่งปีต่อมาขั้วอังคารเหนือก็จะมีน้ำแข็งปกคลุมเป็นบริเวณกว้าง 3,000 กิโลเมตร และมีอุณหภูมิ -120 องศา เซลเซียส เมื่อถึงฤดูร้อนซึ่งเป็นเวลาที่ดาวอังคารรับแสงอาทิตย์มากที่สุด คาร์บอนไดออกไซด์ที่บริเวณขั้วดาวจะระเหยไปในบรรยากาศ เหนือดาว ทำให้น้ำแข็งขั้วดาวอังคารลดขนาดลง แต่พอถึงหน้าหนาวคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีในบรรยากาศก็จะแข็งตัว ทำให้ขั้วน้ำแข็งมี ขนาดใหญ่ขึ้นอีก ความแปรปรวนของขนาดก้อนน้ำแข็งที่ขั้วดาวอังคารได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ สามารถคำนวณปริมาณคาร์บอนไดออก ไซด์ที่มีขั้วดาวอังคารได้และยังทำให้รู้อีกด้วยว่า แผ่นคาร์บอนไดออกไซด์แข็งที่ขั้วหนาประมาณ 1 เมตร

ในปี พ.ศ. 2540 คณะนักวิทยาศาสตร์ของ NASA ได้ทำให้โลกตื่นเต้นด้วยข่าวการพบฟอสซิลของจุลินทรีย์ในอุกกาบาตก้อนหนึ่ง ซึ่งเป็นอุกกาบาตที่มีถิ่นกำเนิดบนดาวอังคาร และได้ตกสู่โลกที่บริเวณทวีปแอนตาร์กติกา เมื่อ 13,000 ปีมาแล้ว แต่การวิเคราะห์โดย คณะนักวิทยาศาสตร์กลุ่มอื่นได้แสดงให้ทุกคนประจักษ์ว่า สิ่งที่ปรากฏบนอุกกาบาตก้อนนั้น มิใช่ฟอสซิลของจุลินทรีย์เพราะมันมีขนาดเล็ก ไม่ถึง 0.1% ของจุลินทรีย์โลก การมีขนาดที่เล็กมากเช่นนี้ไม่สามารถทำให้มันดำรงชีวิตบนดาวอังคารได้ และตั้งแต่นั้นมาปัญหาที่ เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารก็เริ่มเลื่อนไปจากความสนใจของคนทั่วไป

แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ยังคงเกาะติดสถานการณ์นี้ต่อไป โดย NASA ได้ส่งยาน Mars Polar Lander และ Mars Climate Arbiter ไปสำรวจดาวอังคาร เมื่อ 5 ปีก่อนนี้ แต่ยานทั้งสองประสบอุบัติเหตุตกจากวงโคจร และขณะนี้ NASA กำลังมียาน Mars Odyssey โคจรอยู่เหนือดาวอังคาร เพื่อถ่ายภาพผิวดาว ยาน Odyssey ที่หนักครึ่งตัน มูลค่า 18,000 ล้านบาท ได้ทะยานจากโลก เมื่อวันที่ 7 เมษายน พ.ศ. 2543 การเดินทางที่นาน 6 เดือน และไกล 460 ล้านกิโลเมตร ได้นำยานถึงจุดหมายปลายทาง เมื่อวันที่ 20 ตุลาคม พ.ศ. 2544 NASA ได้กำหนดให้ยานวิเคราะห์หาองค์ประกอบทางเคมีและธรณีวิทยาของหินและดินบนดาว ภายในเวลา 2.5 ปี โดยให้ยาน โคจรเหนือดาวอังคารที่ระดับสูง 400 กิโลเมตร

ยานมีอุปกรณ์ gamma-ray spectrophotometer (GRS) ที่สามารถรับรังสีแกมมาจากหินบนดาวได้ ซึ่งข้อมูลที่ได้รับจะทำให้ นักวิทยาศาสตร์รู้ปริมาณและชนิดของธาตุที่แผ่รังสีแกมมา

นอกจากนี้ ยานยังมีอุปกรณ์ neutron spectrophotometer เพื่อตรวจหาไฮโดรเจนบนดาวอังคารด้วย และ NASA ก็คาดหวังว่า ถ้าอุปกรณ์นี้ตรวจพบว่าดินบนดาวอังคารมีไฮโดรเจนมากผิดปกติ นั่นก็หมายความว่า ลึกลงไปใต้ดินอาจมีน้ำก็ได้ เพราะไฮโดรเจนเป็น ส่วนประกอบหนึ่งของน้ำ

ส่วนอุปกรณ์ Thermal Emission Imaging System นั้นเป็นกล้องถ่ายภาพ ที่มีประสิทธิภาพในการรับแสงอินฟราเรด เพราะ NASA คิดว่า ถ้าน้ำพุใต้ดาวมีจริง น้ำพุร้อนจะแผ่รังสีอินฟราเรดมาก และถ้าน้ำพุร้อนมีจริงจุลินทรีย์ก็สามารถอาศัยอยู่ได้ และอุปกรณ์ สำคัญชิ้นสุดท้ายที่ยานมีคือ Martian Radiation Environment Experiment ที่ทำหน้าที่วัดความเข้มของรังสีชนิดต่างๆ เพื่อเลือกหาสถานที่ที่เหมาะสมที่สุดในการส่งมนุษย์อวกาศไปลงสำรวจดาวดวงนี้ในอนาคต

และขณะนี้ยาน Mars Odyssey ก็กำลังเริ่มรับข้อมูลจากดาวอังคารแล้ว ส่วนโครงการอื่นๆ ที่เกี่ยวกับดาวอังคารก็มีดังต่อไปนี้ ในปี 2546 NASA มีกำหนดจะส่งยานอวกาศอีกสองลำไปสำรวจดาวอังคาร และอีก 2 ปีต่อมา ยาน Mars Reconnaissance Orbiter ที่มีกล้องถ่ายภาพประสิทธิภาพสูงมาก คือสามารถบันทึกภาพของวัตถุที่มีขนาดเล็กเท่าลูกฟุตบอลได้ ก็จะถูกส่งไปโคจรรอบดาวอังคาร และในปี พ.ศ.2550 NASA จะส่งหุ่นยนต์ไปลงบนดาวอังคาร เพื่อวัดและสำรวจสภาพอากาศ รวมทั้งความชื้นในปี พ.ศ. 2558 NASA ได้กำหนดจะส่งยานไปขุดดินบนดาวอังคารเพื่อนำกลับมาวิเคราะห์บนโลก ในอีก 2 ปีต่อมา

ดังนั้น เราจึงเห็นได้ว่า ในทศวรรษหน้านี้การสำรวจดาวอังคารจะตอบคำถามที่ว่า ดาวอังคารมีสิ่งมีชีวิตหรือไม่ ได้ แต่ในการที่จะตอบ คำถามนี้ได้โดยปราศจากข้อกังขาใดๆ นักวิทยาศาสตร์ทุกคนต้องมั่นใจ 100% เต็มว่า ยานและอุปกรณ์วิทยาศาสตร์เหล่านั้น มิได้นำ จุลินทรีย์ใดๆ จากโลกไปปลดปล่อยบนดาวอังคาร และนั่นก็หมายความว่า ยานต้องผ่านการฆ่าเชื้ออย่างดี แต่การอบแห้งที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส นาน 30 ชั่วโมง จะทำลายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บนยาน ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ต้องออกแบบกระบวนการทำความสะอาด ยานอวกาศให้บริสุทธิ์หมดจดจริงๆ เพราะเทคนิคการทำความสะอาดนี้ เป็นความลับที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจ มันจึงไม่ได้รับการเปิดเผย หมด ข้อมูลเท่าที่ปรากฏคือ ใช้ hydrogen peroxide ทำความสะอาดเช่นเดียวกับที่ศัลยแพทย์ทำความสะอาดเครื่องมือ โดยให้
H2 O2 ชำระล้างทุกชิ้นส่วนในสุญญากาศ

และเมื่อไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ระเหย เขาก็จะผ่านกระแสไฟฟ้าแรงสูงเข้าไป ทำให้โมเลกุลแตกตัวเป็นพลาสมา (plasma) ซึ่งจะพุ่งเข้า ทำลายอินทรีย์โมเลกุลทุกตัวที่อาจหลงเหลืออยู่บนผิวของยานอวกาศ โดยจะไม่ทำลายชิ้นส่วนของยานอวกาศแต่อย่างใด

นอกจากวิธีดังกล่าวนี้แล้ว NASA ยังทดลองใช้เทคนิคอื่นๆ อีก เพื่อให้มั่นใจ 100% ว่า เวลายานอวกาศรายงานการพบจุลินทรีย์บน ดาวอังคาร มันคงไม่ใช่จุลินทรีย์ที่เคยอยู่แถวรัฐ Florida ของสหรัฐอเมริกา


January 08, 2002