นับตั้งแต่โครงการอะพอลโล (Apollo) ในช่วงปี ค.ศ. 1969 - 1973 มนุษยชาติประสบความสำเร็จในการเก็บหินและดินจากดวงจันทร์รวมแล้วเป็นน้ำหนักมากกว่า 382 กิโลกรัมกลับสู่โลก ซึ่งแน่นอนว่าหลังจากที่มนุษยชาติเดินทางกลับสู่ดวงจันทร์อีกครั้งในโครงการอาร์ทีมิส หินดวงจันทร์อีกจำนวนมากก็จะถูกนำกลับมาวิจัยที่โลกอีกเช่นเดียวกัน อย่างไรก็ตามเป้าหมายที่ไกลกว่าดวงจันทร์ของมนุษยชาติก็คือดาวอังคาร และแม้ว่าเราจะประสบความสำเร็จในการส่งยานอวกาศมากมายไปลงจอดบนดาวอังคาร แต่ก็ยังไม่มีภารกิจใดที่สามารถนำพาเอาดินและหินจากดาวอังคารกลับสู่โลกได้สำเร็จ
เป้าหมายการนำเอาดินจากดาวอังคารกลับสู่โลกนั้นเริ่มต้นมาตั้งแต่ในช่วง ค.ศ. 1990 เมื่อหน่วยงาน Jet Propulsion Labratory ภายใต้สังกัดนาซา ออกแบบภารกิจที่ในลักษณะ “Mars Sample Return” หรือการนำเอาตัวอย่างดินจากดาวอังคารกลับสู่โลก อย่างไรก็ตาม ภารกิจดังกล่าวไม่เคยเกิดขึ้นจริง จนกระทั่งเมื่อหน่วยงานเดียวกันนี้ได้ออกแบบรถหุ่นยนต์สำรวจดาวอังคารขนาดยักษ์รุ่นที่สองที่มีชื่อว่า “เพอร์เซอเวียแรนซ์” (Perseverance) ให้มีภารกิจที่พิเศษกว่า “คิวริออซิตี” (Curiousity) รุ่นพี่ของมัน นั่นก็คือการเก็บตัวอย่างดินดาวอังคารเพื่อส่งกลับสู่โลก
Mars Sample Container | หลอดเก็บตัวอย่างหิน
หลังจากที่เพอร์เซอเวียแรนซ์ เริ่มต้นการเดินทางบนดาวอังคารในปี ค.ศ. 2021 นอกจากการใช้อุปกรณ์ต่าง ๆ บนยานตรวจวัดคุณสมบัติทางเคมีของหินละดินบนดาวอังคารแล้ว มันยังมีอุปกรณ์พิเศษที่ใช้เก็บตัวอย่างหินและดินใส่ลงในหลอดทดลองจำนวนทั้งสิ้น 42 หลอด และหย่อนทิ้งไว้ในบริเวณต่าง ๆ ที่ตัวยานเดินทางผ่าน ที่เรียกว่า Sample Cache Depot
สำหรับบริเวณที่มีความพยายามในการเก็บตัวอย่างนั้น ก็ได้แก่บริเวณที่เอื้ออำนวยต่อการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กในอดีตของดาวอังคาร ในยุคที่ดาวอังคารยังคงถูกปกคลุมไปด้วยน้ำ หรืออาจมีการปนเปื้อนสารเคมีของสิ่งมีชีวิตในอดีต (Bio Signature) ซึ่งสาเหตุที่ต้องมีการส่งกลับมายังโลกนั้น ก็เพราะว่าจะสามารถใช้เครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่ทันสมัยและมีความแม่นยำมากกว่าเครื่องมือที่ถูกติดตั้งไปกับยานเพอร์เซอเวียแรนซ์ ในการวิเคราะห์ตัวอย่างดังกล่าวได้
การออกแบบภารกิจเช่นนี้จะใกล้เคียงกับกรณีของโครงการอะพอลโล ที่มีการเก็บตัวอย่างหินบางส่วนไว้นานกว่า 50 ปี ก่อนที่จะเปิดผนึกนำตัวอย่างที่ถูกเก็บรักษาไว้มาวิเคราะห์ด้วยเทคโนโลยีของยุคปัจจุบัน ซึ่งมีความแม่นยำมากกว่าเทคโนโลยีในช่วงทศวรรษที่ 70
Mars Ascent Vehicle | ส่งตัวอย่างกลับสู่โลก
อย่างไรก็ตามเพอร์เซอเวียแรนซ์มีหน้าที่แค่ขุดเจาะและวางหลอดตัวอย่างไว้ในจุดต่าง ๆ เท่านั้น สาเหตุที่ต้องทำเช่นนี้เพราะว่าเพอร์เซอเวียแรนซ์ ยังไม่มีความสามารถในการนำส่งตัวอย่างเหล่านี้กลับสู่โลก หากแต่จะต้องเฝ้ารอหุ่นยนต์สำรวจอวกาศรุ่นใหม่มาสานต่อภารกิจนี้ ซึ่งปัจจุบันองค์การอวกาศยุโรป หรือ อีซา (European Space Agency - ESA) กำลังวิจัยและพัฒนายานหุ่นยนต์ที่สามารถเก็บเอาตัวอย่างที่เพอร์เซอเวียแรนซ์ทิ้งไว้บนพื้นผิวของดาวอังคารส่งกลับมายังโลกให้จนได้ โดยตั้งเป้าเอาไว้ไม่เกินปี ค.ศ. 2028 กระบวนการที่ซับซ้อนนี้ถูกออกแบบร่วมกันระหว่างนาซาและอีซา ส่วนประกอบสำคัญของกระบวนการ ก็ได้แก่พาหนะนำส่งจากดาวอังคาร (Mars Ascent Vehicle) ที่จะต้องจุดจรวดนำพาเอาตัวอย่างดิน ขึ้นสู่วงโคจรของดาวอังคารก่อนที่จะนัดพบกับยานอวกาศอีกลำที่รอคอยอยู่เพื่อส่งถ่ายตัวอย่างและเริ่มต้นการเดินทางกลับสู่โลก
Sample Return ภารกิจเก็บตัวอย่างรูปแบบอื่น ๆ
นอกจากภารกิจ Mars Sample Return แล้ว ในประวัติศาสตร์ที่ผ่านมา มนุษย์ก็ได้มีความพยายามในการเก็บตัวอย่างดินและหินจากวัตถุอื่น ๆ ในระบบสุริยะกลับมายังโลก เช่น ภารกิจฮายาบูสะ (Hayabusa) 1 และ 2 ของญี่ปุ่น ที่เป็นยานอวกาศเดินทางไปเก็บตัวอย่างของดาวเคราะห์น้อย โดยในภารกิจที่ 2 นั้น ก็สามารถเก็บตัวอย่างของดาวเคราะห์น้อย 162173 ริวงู กลับมาได้สำเร็จในปี ค.ศ. 2020
ความท้าทายของการนำเอาตัวอย่างดินและหินจากดาวอังคารกลับสู่โลกเมื่อเทียบกับภารกิจอื่นนั้นก็ได้แก่ “แรงโน้มถ่วง” เนื่องจากดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ซึ่งมีแรงโน้มถ่วงมหาศาล ทำให้ยานอวกาศจำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงจำนวนมากในการต่อสู้กับแรงโน้มถ่วงในเที่ยวกลับ ทำให้การเดินทางสู่วัตถุใด ๆ ในอวกาศมักเป็นการเดินทางในลักษณะเที่ยวเดียวเสียเป็นส่วนมากหากไม่มีความจำเป็นจะต้องนำตัวอย่างกลับสู่โลก
Mars Sample Return จึงเป็นภารกิจที่แสดงถึงความทะเยอทะยานของมนุษย์ และสามารถนับได้ว่าเป็นก้าวแรกของการเดินทางสู่ดาวอังคารของมนุษย์ เพราะจะเป็นสิ่งที่รับประกันว่าบรรดานักบินอวกาศที่เดินทางไปเยือนดาวอังคารในอนาคตจะมีตั๋วขากลับและไม่ถูกทิ้งไว้บนดาวอังคารเหมือนกับยานสำรวจอวกาศที่ผ่านมาในอดีต
ที่มาข้อมูลและภาพ: NASA
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech