Apollo 11 Ascent Stage อาจจะยังโคจรอยู่รอบดวงจันทร์
วันที่ 20 กรกฎาคม 1969 ยาน Eagle Lander ได้นำพานักบินอวกาศสองคน Neil Armstrong และ Buzz Aldrin ไปลงจอดบนดวงจันทร์ กลายเป็นมนุษย์คนแรกที่เคยไปเหยียบบนวัตถุนี้ และพื้นผิวของดาวดวงอื่นนอกไปจากโลกของเรา
หลังจากใช้เวลาอยู่บนพื้นผิว 21 ชั่วโมง 36 นาที ส่วน Ascent Stage ของ Eagle Lander ก็ได้จากพื้นผิวดวงจันทร์เป็นครั้งสุดท้าย ทิ้งส่วนล่างของ Eagle Lander ธงชาติสหรัฐ และอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์บางส่วนเอาไว้เป็นส่วนหนึ่งของ Tranquility base ที่เป็นสถานที่ลงจอดแรกของมนุษยชาติบนพื้นผิวดวงจันทร์ไปตลอดกาล
ในส่วนของ Ascent Stage นั้นได้ไป Rendezvous และเชื่อมต่อกับส่วนของ Command Module Columbia ที่รออยู่ในวงโคจร จากนั้นนักบินอวกาศได้ย้ายไปยัง Columbia ก่อนที่จะทิ้งส่วน Ascent Stage ทิ้งไป และเดินทางกลับมายังโลก
คำถามก็คือ เกิดอะไรขึ้นกับ Apollo 11 Ascent Stage? แล้วมันไปอยู่ที่ไหน?
คำตอบล่าสุดของคำถามนี้ก็คือ…. ชักไม่แน่ใจละ
ในตอนแรกนั้น NASA คาดว่าส่วน Ascent Stage นั้นควรจะยังโคจรรอบๆ ดวงจันทร์ต่อไประหว่างที่ Apollo 12 ไปถึง และหลังจากนั้นวงโคจรน่าจะค่อยๆ decay ไปเรื่อยๆ สืบเนื่องมาจากสนามแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ที่ไม่ได้สม่ำเสมอ เนื่องมาจากความหนาแน่นของดวงจันทร์ที่ไม่คงที่ และท้ายสุดส่วน Ascent Stage นั้นน่าจะชนลงกับพื้นผิวดวงจันทร์สักแห่งหนึ่งที่ไม่มีใครทราบ (ซึ่งต่างจากโครงการ Apollo อื่นๆ ที่ตามมาในภายหลัง ที่มีการตั้งใจปล่อยให้ชนกับพื้นผิวของดวงจันทร์)
แต่จากผลงานวิจัยล่าสุดที่ลง preprint ใน Arxiv[1] ที่ทำโดย James Meador นักวิจัยอิสระจาก California Institute of Technology ที่ต้องการจะหาตำแหน่งสุดท้ายที่ Eagle Ascent Stage เผื่อว่าดาวเทียมสำรวจอาจจะถ่ายภาพได้ในอนาคต เขาได้ใช้ข้อมูลจากภารกิจ GRAIL ที่ได้ส่งดาวเทียมสองดวงไปทำแผนที่สนามแรงโน้มถ่วงดวงจันทร์โดยละเอียด และได้สร้าง simulation เพื่อคำนวณวิถีโคจรของ Apollo 11 Ascent Stage จาก General Mission Analysis Tool ที่ NASA เปิดเผยให้แก่ประชาชนทั่วไปเพื่อเข้าถึงข้อมูลต่างๆ ในภารกิจ รวมไปถึงแรงโน้มถ่วงจากดวงอาทิตย์ โลก และดาวเคราะห์ทุกดวงในระบบสุริยะยกเว้นดาวพุธ
ผลที่ได้ปรากฏว่า Meador พบว่า… แม้ว่าจะพิจารณาถึงความไม่สม่ำเสมอในสนามแรงโน้มถ่วงรอบๆ ดวงจันทร์ และปัจจัยอื่นๆ แล้ว แต่ก็ยังมีความเป็นไปได้สูงที่ Eagle Ascent Stage นั้นอาจจะยังโคจรอยู่รอบดวงจันทร์จนถึงทุกวันนี้
อย่างไรก็ตาม ผู้ทำงานวิจัยได้ยอมรับว่างานวิจัยนี้ไม่ได้คำนึงถึงผลที่อาจจะเกิดขึ้นกับตัว ascent stage เสียเอง เนื่องจากตัวยานนั้นถูกออกแบบมาเพื่อภารกิจที่ยาวนานเพียงสิบวัน ไม่มีใครสามารถบอกได้ว่าจะเกิดอะไรขึ้นบ้างกับตัวยาน รวมไปถึงเชื้อเพลิงที่ยังเหลืออยู่ภายใน เมื่อต้องพบกับรังสีจำนวนมากในอวกาศ หากเชื้อเพลิงที่อยู่ภายในเกิดการรั่ว หรือระเบิดออก ตัวยานก็อาจจะมีการเปลี่ยนทิศทางไปในทิศทางที่ไม่มีใครสามารถทราบได้
แต่นั่นก็หมายความว่ายังมีความเป็นไปได้อยู่เช่นกัน ที่ตัว ascent stage นั้นจะยังโคจรอยู่รอบดวงจันทร์จนถึงทุกวันนี้ ซึ่งอาจจะสามารถตรวจพบได้ด้วยเรดาร์ เช่นเดียวกับที่มีการตรวจพบซากของยานสำรวจ Chandrayaan-1 ของอินเดียในปี 2016 จากเรดาร์ภาคพื้นโลก
และหาก ascent stage นี้ยังคงโคจรอยู่ต่อไปรอบๆ ดวงจันทร์ ก็มีความเป็นไปได้ว่าในอนาคตอันอาจจะไม่ไกลเกินไป เราอาจจะมีเทคโนโลยีที่สามารถนำชิ้นส่วนยานที่ครั้งหนึ่งเคยนำมนุษย์สามคนแรกไปเหยียบและกลับขึ้นมาจากพื้นผิวของดวงจันทร์ อันเป็นมรดกสำคัญของประวัติศาสตร์มนุษยชาติ กลับมายังโลกเพื่อให้ลูกหลานของเราในอนาคตได้สามารถเยี่ยมชมในพิพิทธภัณฑ์ ก็เป็นได้
ภาพ: Eagle Ascent Stage หลังจากขึ้นมาจากพื้นผิวดวงจันทร์ ก่อนที่จะ dock เข้ากับ Columbia (ภาพจาก Apollo 11)
อ้างอิง:
[1] https://arxiv.org/pdf/2105.10088.pdf
chandrayaan-1 在 อ๋อ มันเป็นอย่างนี้นี่เอง by อาจารย์เจษฎ์ Facebook 的精選貼文
"ข่าวใหญ่ด้านอวกาศ : นาซาพบหลักฐานว่ามี "น้ำ" อยู่บนดวงจันทร์"
หลังจากลุ้นกันว่า นาซ่าจะประกาศข่าวอะไรเมื่อคืน เกี่ยวกับการค้นพบครั้งใหม่ที่ "ดวงจันทร์" คำตอบที่เกินคาดก็คือ มีหลักฐานยืนยันอย่างเป็นทางการแล้วว่า บนดวงจันทร์ก็มี "น้ำ" อยู่เช่นกัน และจะเป็นประโยชน์อย่างมากต่อการไปตั้งถิ่นฐานบนดวงจันทร์ในอนาคต
ระบบ โซเฟีย หรือ Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (หอดูดาวที่ชั้นบรรยากาศระดับสตราโตสเฟียร์ เพื่อดาราศาสตร์แสงอินฟราเรด SOFIA โซเฟีย) ได้ยืนยันเป็นครั้งแรกว่า เจอน้ำ จากพื้นผิวดวงจันทร์ด้านที่ถูกแสงแดดส่องกระทบ การค้นพบนี้แสดงว่าอาจจะมีน้ำกระจายอยู่ทั่วไป ไม่ใช่มีแต่เฉพาะตรงบริเวณที่เป็นเงามืดหนาวเย็น-ไม่ถูกแดดส่อง เท่านั้น
ระบบ SOFIA ซึ่งเป็นโครงการร่วมกันระหว่างนาซ่ากับศูนย์การบินอวกาศประเทศเยอรมนี ได้ตรวจพบโมเลกุลของน้ำที่เครเตอร์ (หลุมอุกกาบาต) เคลวิอุส Clavius Crater ซึ่งเป็นหนึ่งในเครเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดบนดวงจันทร์ที่มองเห็นจากโลก โดยอยู่ทางซีกล่างของดวงจันทร์
ก่อนหน้านี้ เคยมีการค้นพบโมเลกุลของธาตุไฮโดรเจนบ้างแล้ว แต่ไม่อาจจะแยกแยะได้ว่าเป็นน้ำ (H2O) หรือเป็นโมเลกุลของไฮดรอกซิล (hydroxyl, OH) กันแน่
แต่ข้อมูลจากการค้นพบนี้ระบุว่า ที่สมดังกล่าวมีน้ำอยู่ในความเข้มข้น 100 - 412 ส่วนในล้านส่วน เทียบเท่ากับมีน้ำขวด ประมาณ 355 มิลลิลิตร ฝังอยู่ในดินขนาด 1 ลูกบาศก์เมตร กระจายอยู่บนพื้นผิวของดวงจันทร์ ซึ่งผลการค้นพบเหล่านี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Astronomy
หรือถ้าจะเปรียบเทียบกันง่ายๆ ทะเลทรายซาฮาร่านั้นมีน้ำอยู่มากกว่าที่ SOFIA ตรวจพบจากดินของดวงจันทร์ประมาณ 100 เท่า แต่ถึงแม้จะมีน้อย การค้นพบครั้งนี้ได้นำไปสู่คำถามใหญ่ว่า มีน้ำเกิดขึ้นบนดวงจันทร์ได้อย่างไร และทำไมมันถึงยังคงอยู่บนพื้นผิวที่ไม่มีอากาศเช่นนั้น
น้ำ เป็นทรัพยากรอันมีค่ายิ่งยวดในอากาศ แล้วเป็นองค์ประกอบสำคัญของสิ่งมีชีวิต (ในรูปแบบที่เรารู้จัก) ถึงแม้ว่าเรายังไม่รู้ว่าจะสามารถนำน้ำที่ SOFIA ค้นพบนี้มาใช้ได้โดยง่ายหรือไม่ แต่ก็หวังว่ามันจะมีส่วนช่วยเหลือโครงการ Artemis อาร์ทีมิส ของนาซ่า ที่จะส่งนักบินอวกาศหญิงคนแรก และนักบินอวกาศชายคนต่อไป ไปลงยังดวงจันทร์อีกครั้งในปี ค.ศ. 2024 นี้ เพื่อเตรียมการในการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์บนดวงจันทร์อย่างยั่งยืนในช่วงปลายของทศวรรษนี้
ผลที่ได้จาก SOFIA นี้ เป็นการต่อยอดผลการศึกษาในอดีตถึงการค้นหาน้ำบนดวงจันทร์ เช่น เมื่อนักบินอวกาศของยานอพอลโล Apollo ได้กลับมาจากดวงจันทร์เมื่อปี 1969 นั้นเป็นที่เชื่อกันว่าดวงจันทร์แห้งสนิท ไม่มีน้ำอยู่เลย
แต่โครงการอื่นๆ ที่ไปโคจรหรือลงกระแทกบนดวงจันทร์ ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา เช่นโครงการ Lunar Crater Observation and Sensing Satellite ได้ยืนยันว่าพบน้ำแข็งที่อยู่อย่างถาวร ในหลุมเครเตอร์ซึ่งไม่ถูกแสงแดดส่อง แถวๆ ขั้วโลกของดวงจันทร์
หลังจากนั้น ยานอวกาศอื่นๆ เช่น โครงการแคสซินี่ Cassini และโครงการ Deep Impact ของนาซ่า รวมไปถึงโครงการ จันทรายาน-1 Chandrayaan-1 ขององค์การอวกาศประเทศอินเดีย ตลอดจนระบบกล้องโทรทัศน์แสงอินฟราเรด (Infrared Telescope Facility) บนภาคพื้นดินของนาซ่า ได้ศึกษาพื้นผิวบนดวงจันทร์และพบหลักฐานของโมเลกุลที่มีไฮโดรเจนในบริเวณที่มีแสงส่องกระทบมากกว่าที่ขั้วของดวงจันทร์ แต่โครงการเหล่านั้นยังไม่สามารถจะแยกแยะได้อย่างชัดเจนว่า มันอยู่ในรูปของ H2O หรือ OH กันแน่
ระบบ SOFIA ทำให้เรามีวิธีการใหม่ที่จะใช้ศึกษาดวงจันทร์ ด้วยการนำเอาเครื่องบินโบอิ้ง 747SP ที่ติดกล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 106 นิ้ว (2.7 เมตร) ขึ้นบินที่ความสูง 45,000 ฟุต (13.716 กิโลเมตร) เพื่อให้สูงเกินกว่าไอน้ำถึง 99% ของชั้นบรรยากาศโลก เราจะได้เห็นภาพของอวกาศในช่วงแสงอินฟราเรดได้ดีขึ้น ซึ่งจากกล้องโทรทัศน์พิเศษ ที่ชื่อว่า Faint Object infraRed CAmera for the SOFIA Telescope (FORCAST ฟอร์แคสต์) ระบบ SOFIA สามารถตรวจจับความยาวคลื่นที่จำเพาะต่อโมเลกุลของน้ำ คือ 6.1 ไมครอนได้ แล้วจึงทำให้สามารถค้นพบน้ำจากเครเตอร์เครเวียสได้ในที่สุด
คำถามที่ตามมาก็คือ ปกติแล้ว เมื่อไม่มีชั้นบรรยากาศที่หนาแน่น น้ำที่อยู่บนพื้นผิวของดวงจันทร์สาดส่องก็ควรจะสลายหายไปเมื่อถูกแสงอาทิตย์สาดส่อง แล้วอะไรล่ะที่ทำให้มีน้ำเกิดขึ้นและถูกเก็บเอาไว้บนดวงจันทร์ได้
อาจเป็นไปได้ว่า พวกอุกกาบาตขนาดจิ๋ว (micrometeorite) จำนวนมากที่ตกลงสู่ผิวดวงจันทร์เหมือนห่าฝน ได้นำเอาน้ำปริมาณเล็กน้อยมาด้วย ทำให้เกิดการสะสมของน้ำบนพื้นผิวของดวงจันทร์หลังจากตกกระทบ
หรืออาจจะเกิดจาก 2 ขั้นตอน ที่กระแสลมสุริยะ (solar wind) จากดวงอาทิตย์ได้นำเอาไฮโดรเจนมาสู่พื้นผิวดวงจันทร์ แล้วเกิดปฏิกิริยาเคมีกับแร่ธาตุในดิน ที่มีออกซิเจนอยู่ เกิดเป็นโมเลกุลของไฮดรอดซิลเกิดขึ้น จากนั้นรังสีที่เกิดขึ้นจากห่าฝนของอุกกาบาตจิ๋วที่มาปะทะดวงจันทร์ อาจจะสามารถเปลี่ยนไฮดรอกซิลให้กลายเป็นน้ำได้
แล้วน้ำถูกกับเก็บอยู่บนนั้นได้อย่างไร ? น้ำอาจจะถูกกักเก็บอยู่ในโครงสร้างขนาดจิ๋วคล้ายเม็ดลูกปัดที่อยู่ในดิน ซึ่งเกิดขึ้นจากความร้อนสูงเมื่ออุกกาบาตจิ๋วตกกระทบดวงจันทร์ หรืออาจเป็นไปได้ว่าน้ำนั้นแทรกตัวอยู่ระหว่างเม็ดดินทรายบนดวงจันทร์ และถูกปกป้องเอาไว้จากแสงอาทิตย์ (ซึ่งถ้าเป็นแบบนี้ จะทำให้เอาน้ำออกมาใช้ได้ง่ายกว่ากรณีที่น้ำถูกจับอยู่ในโครงสร้างคล้ายลูกปัด)
จริงๆ แล้ว SOFIA ถูกออกแบบมาให้ใช้ในการศึกษาเทหวัตถุที่อยู่ไกลโพ้นและมีแสงน้อยมาก ดังเช่น หลุมดำ กระจุกดาว และกาแล็คซี่ โดยอาศัยดวงดาวต่างๆ เป็นเครื่องนำทาง ระบุตำแหน่งในการทำให้กล้องอยู่นิ่ง
แต่การนำมาศึกษาดวงจันทร์นั้น เป็นเรื่องที่ยากลำบาก เพราะมันอยู่ใกล้โลกและมีแสงสว่างมาก ทำให้ใช้ดวงดาวต่างๆ เป็นเครื่องบอกตำแหน่งไม่ได้ง่ายๆ จึงนำไปสู่การทดลองหาวิธีบินศึกษาดวงจันทร์เป็นครั้งแรก ในเดือนสิงหาคม ปี 2018 แต่ผลที่ได้ออกมานี้ (ที่ค้นพบน้ำ) เกินกว่าที่คาดไปมหาศาลมากนัก
ในเที่ยวบินรอบต่อๆ ไปของ SOFIA จะพยายามค้นหาน้ำบนผิวดวงจันทร์บริเวณอื่นๆ และในช่วงเวลาข้างขึ้นข้างแรมอื่นๆ เพื่อศึกษาเพิ่มว่า น้ำถูกสร้างขึ้น เก็บไว้ และเคลื่อนที่ไปบนดวงจันทร์ได้อย่างไร ซึ่งข้อมูลเหล่านี้จะถูกนำไปรวมกับโครงการศึกษาดวงจันทร์อื่นๆ ในอนาคต เช่น ยานโรเวอร์ Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER ไวเปอร์) เพื่อสร้างแผนภูมิทรัพยากรน้ำบนดวงจันทร์ ขึ้นเป็นครั้งแรก สำหรับการสำรวจอวกาศของมนุษย์ในอนาคต
ในวารสาร Nature Astronomy ฉบับเดียวกันนี้ ยังมีการตีพิมพ์บทความวิจัยที่ใช้แบบจำลองต่างๆ ทางทฤษฎี และข้อมูลจากยาน Lunar Reconnaissance Orbiter ของนาซ่า มาระบุว่ามีน้ำถูกกักเก็บเอาไว้ภายในเงามืดเล็กๆ ซึ่งมีอุณหภูมิต่ำระดับเยือกแข็ง กระจายอยู่ทั่วดวงจันทร์ มากกว่าที่เคยคาดกันไว้
การค้นพบน้ำบนดวงจันทร์นี้มีความสำคัญมาก เพราะเป็นที่ทราบดีว่า น้ำเป็นทรัพยากรที่มีคุณค่ามาก ถ้าเราสามารถนำน้ำบนดวงจันทร์มาใช้ได้ ก็แปลว่าในการไปสำรวจดวงจันทร์ครั้งต่อๆ ไป เราก็จะจำเป็นต้องขนน้ำไปจากโลกด้วย ในปริมาณที่น้อยลง แล้วทำให้เราสามารถขนอุปกรณ์ไปศึกษาทางด้านวิทยาศาสตร์ได้มากขึ้น
ดูคลิปวีดีโอประกอบการค้นพบ ได้ที่ https://go.nasa.gov/2TnDWSd
ภาพและข้อมูลจาก https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-sofia-discovers-water-on-sunlit-surface-of-moon/
chandrayaan-1 在 余海峯 David . 物理喵 phycat Facebook 的精選貼文
【科普文分享】印度無人登月艇登陸前故障 與地面失去聯絡/還在學習 - Edward Ho
//印度無人登月艇原定上周六 (9.7) 登陸月球南極,但在抵達前與控制中心失去聯絡。
印度太空研究組織月船二號 (Chandrayaan-2) 在 7 月 22 日發射, 8 月 20 日進入月球軌道。經過 7 星期航道調整和預備工作後,登月艇 Vikram 在時間周六早上嘗試登陸月球,印度總理莫迪 (Narendra Modi) 亦有到控制中心觀察登陸。登月艇原本一切如常,機件亦未有出現任何故障。 然而,當登月艇降落至月球表面近約 2 公里時,與地面控制室失去聯絡。
據印度最大通訊社 PTI 消息指,太空中心利用繞月探測器發現墮毀的登月艇,但現時仍未清楚故障原因。
今次登月計劃至今已花費約 1.4 億美元(折合港幣約 10 億),並計劃登陸月球南極放置探測車尋找月球坑洞冰層水份、檢測地勢以及礦物,希望可了解早期太陽系活動及演化史。
登月艇與地球失去聯絡後,總理莫迪發言指今次任務未有成功不會令印度人退卻,他們會繼續嘗試,捲土重來,且相信最美好的時刻將會來臨 (best is yet to come)。他更鼓勵太空中心科學家繼續努力,並擁抱太空中心總監。印度對上一次探月任務是在 2008 年的月船一號 (Chandrayaan-1) ,探測器圍繞月球測量冰層。
現時只有美國、蘇聯,和中國的探測器曾成功登月月球。以色列曾於今年 4 月嘗試以無人太空船登月,但一樣出現故障墮毀。 //
chandrayaan-1 在 Chandrayaan-1 - ISRO 的相關結果
Chandrayaan -1, India's first mission to Moon, was launched successfully on October 22, 2008 from SDSC SHAR, Sriharikota. ... <看更多>
chandrayaan-1 在 In Depth | Chandrayaan 1 - NASA Solar System Exploration 的相關結果
Chandrayaan -1 was India's first deep space mission. · Among its suite of instruments, it carried NASA's Moon Minerology Mapper (M 3 ), an imaging ... ... <看更多>
chandrayaan-1 在 Chandrayaan-1 - Wikipedia 的相關結果
pronunciation (help·info)) was the first Indian lunar probe under the Chandrayaan program. It was launched by the Indian Space Research Organisation in October ... ... <看更多>