Journey to the Mars : 2030 ปฎิบัติการสู่ดาวอังคาร
    Since : January 23, 2007                                                                                                                                 Latest update : Sep 28, 2009
 
0
Home
0
จักรวาลวิทยา
0
ดาราศาสตร์
0
ระบบสุริยะพิเศษ
0
ระบบสุริยะ
0
โลกสีน้ำเงิน
0
แร่วิทยา
0
รายงานพิเศษ
0
ซันฟาวเวอร์
0
Non-profit organization
 
 
 
   Journey to the Mars : 2030 ปฎิบัติการสู่ดาวอังคาร
 
 
 
ดาวอังคารเป็นที่สนใจของมนุษย์โลกมานับหลายร้อยปี จนเป็นที่รู้จักตั้งแต่การ
เขียนนวนิยาย การสร้างเป็นภาพยนต์ ทำให้รู้สึกว่า มนุษย์ดาวอังคารอาจเป็นเรื่อง
จริง ระยะทางระหว่างโลกสู่ดาวอังคาร เดินทางด้วยยานสำรวจยุคใหม่ อย่างน้อย
ใช้ระยะเวลา 6 เดือน รวมเวลาไป-กลับ และพักแรมบนดาวอังคารอีก 600 วัน
ตามแผนการสำรวจ มนุษย์อวกาศต้องจากโลกเกือบ 2 ปีเศษ

การที่มนุษย์ ต้องอยู่ในสภาพต่างจากโลกยาวนานเช่นนั้น คงมีปัญหาหลายประการ
ทั้งสภาพจิตใจ สุขภาพกาย ความคิดถึงบ้าน ความอันตรายเสี่ยงภัย นอกจากนั้น
ด้านเทคโนโลยีจำต้องทดสอบ เตรียมการอย่างใหญ่หลวง ซึ่งต้องหาประสบการณ์
ทุกๆด้านจากการสำรวจดวงจันทร์ จึงเป็นคำตอบว่า ทำไมต้องกลับไป...ดวงจันทร์
ก่อนไป...ดาวอังคาร
 
 
ภาพแนวคิดการสำรวจดาวอังคาร เมื่อ ค.ศ.1989
โดย Les Bossinas of Lewis Research Center for NASA
 
 
แล้วทำไมต้องไปดาวอังคาร

เหตุผลสำคัญในการสำรวจดาวอังคารนั้น มนุษย์ต้องการขยายอารยธรรมออกไป
สู่ดาวอื่น พร้อมตั้งความหวังการสร้างแหล่งอาศัยใหม่ของมนุษย์ แม้ว่าเทคโนโลยี
การท่องอวกาศ ของมนุษย์ยังเชื่องช้าอยู่บ้าง

แต่ในยุคอนาคตยังมีความหวัง ความพยายามที่จะสร้างยานอวกาศที่เดินทางได้
รวดเร็วขึ้น นับว่าเป็นสิ่งท้าทาย ต่อการขยายพรมแดนโลกให้ไกลออกไป

หลายคนอาจมีข้อสงสัยว่า ดาวอังคารไม่มีสิ่งใด ที่จะช่วยให้มนุษย์ดำรงชีพได้
นั้นมิใช่ปัญหา เพราะดาวอังคารมีน้ำ (โคลนน้ำแข็ง) ซ่อนอยู่ใต้ผิวดินอย่างเพียง
พอ ดังนั้นหากมนุษย์ต้องการตั้งรกรากใหม่ มีความเป็นไปได้ ที่จะปลูกพืชให้
เติบโตขึ้นได้ เมื่อพืชมีจำนวนมากขึ้น สภาพอากาศบนดาวอังคารก็จะแปรเปลี่ยน
ไป ทำให้มีออกซิเจนมากขึ้น เป็นแบบฉบับเดียวกันกับ โลกเมื่อครั้นดึกดำบรรพ์
 
 
ดาวอังคารมีน้ำแข็งในฤดูหนาว
 
 
เพียงเริ่มเตรียมการก็หนักหน่วงแล้ว

การไปดาวอังคารมีวิธีเดียว คือ ยานอวกาศ (Spacecraft) ซึ่งจำเป็นต้องมีขนาด
ใหญ่กว่ายาน สำรวจดวงจันทร์ ทั้งนี้ต้องประกอบด้วย มนุษย์อวกาศ ลูกเรือ และ
ผู้เชี่ยวชาญต่างๆ บรรทุกสัมภาระ อุปกรณ์เครื่องจำนวนมาก รวมทั้งเชื้อเพลิง
ต้องมีปริมาณเพียงพอ

การเดินทางสู่ดาวอังคารต่างจากไปดวงจันทร์ ต้องมีถึง 3 ขั้นตอน คือ

1.การโดยสารไปกับยานอวกาศ จะต้องอยู่ในห้องโดยสารแบบ Earth's gravity
(แรงโน้มถ่วงโลก)
2.เพิ่มความเร็วขึ้น เพื่อให้ยานสำรวจเข้าสู่เส้นทางโคจรดาวอังคาร
3.จากนั้นเมื่อเข้าสู่ดาวอังคาร จะต้องปรับห้องโดยสารแบบ Mars' gravity (แรง
โน้มถ่วงดาวอังคาร) เพื่อลง สู่พื้นดินได้อย่างปลอดภัย

ทั้ง 3 ขั้นนั้นไม่ง่ายอย่างที่คิด เป็นเรื่องละเอียดอ่อนและยุ่งยากมาก ปัญหาแรก
คือเชื้อเพลิงจะต้องเพียงพอ จากโลกสู่ดาวอังคาร ทั้งไปและกลับ เมื่อเป็นเช่นนั้น
ส่วนบรรจุเชื้อเพลิงก็จะใหญ่โตมหาศาล เต็มไปด้วยถัง ระยะทางโลกสู่ดาวอังคาร
นับร้อยล้านไมล์ เป็นเรื่องที่ต้องการเชื้อเพลิงจำนวนมาก

ทางออกของปัญหานี้ อาจต้องแบ่งส่วนการสำรวจ เรียกว่า Spit-mission strategy โดยการวางแผนแบบควบซ้อนซึ่งอาจเสี่ยง แต่ควบคุมง่ายเพราะใช้ยานหลักขนาด
ยักษ์เพียงลำเดียว เหมือนเช่นสถานีอวกาศสากล (International Space Station)
โดยให้โคจรระหว่างโลกและดาวอังคาร

ส่วนการสำรวจใช้ยานลำเล็กปฎิบัติแต่ละภาระกิจ แยกกันไป การไป-กลับโลก
ใช้ยานลำเล็กเช่นกัน ทั้งนี้ทั้งนั้นการกำหนดรูปแบบดังกล่าว ยังเป็นแบบ หนีเสือ
ปะจรเข้ เพราะยานหลักจำเป็นต้องใช้พลังงานมาก เกิดข้อคิดต้องทำอย่างไร
จะใช้พลังงานให้น้อยที่สุด

แนวคิดพัฒนาการสำรวจดาวอังคาร จะอยู่ในเงื่อนไข Earth Return Vehicle ซึ่ง
หมายความว่า การเดินทางไปดาวอังคารให้สิ้นเปลืองน้อยที่สุด วางแผนเดินทาง
ตำแหน่งระยะระหว่าง โลกและดาวอังคาร มีเส้นทางโคจรที่ตรงกัน ทำให้ได้ระยะ
ทางสั้นลงประหยัดเชื้อเพลิง

เมื่อสิ้นสุดภาระกิจ สามารถนำกลับมาใช้ได้อีก โดยใช้เตาแยกปฏิกรปรมาณูให้
เกิดเชื้อเพลิงขึ้นใหม่ในขากลับ ทั้งยังเป็นแนวคิดต้องปรับปรุง พัฒนาอีกต่อไป
จากข้อมูลการสำรวจดวงจันทร์ครั้งใหม่ เป็นแนวคิดของโครงการ Mars Direct

สำหรับแนวทาง The Orion Mars Mission จาก Constellation program เป็น
โครงการสำรวจ พื้นผิวดาวอังคารโดยมนุษย์ จะปรับปรุงระบบ Hardware ให้ได้
ประโยชน์สูงสุด ให้ความหลากหลายต่อยานสำรวจ Orion หลังจาก ปี ค.ศ.2020
ที่เริ่มมีข้อมูลจากการไปสำรวจดวงจันทร์
 
 
Nuclear Thermal Rocket (NTR)
 
 
แผนการเดินทางและสำรวจดาวอังคาร

Nuclear Thermal Rocket (NTR) จรวด Artificial-gravity (แรงโน้มถ่วงเทียม)
อยู่ในขั้นออกแบบ วิจัย เพื่อนำมนุษย์อวกาศจากโลกไปสู่ดาวอังคาร โดย NTR
ใช้พลังงาน นิวเคลียร์ (Hot nuclear core) ให้เกิดความร้อนยิ่งยวดกระตุ้นสร้าง
เป็นแรงผลักดันต่อจรวด

แต่ก่อนหน้าที่มนุษย์อวกาศจะเดินทางไปถึงดาวอังคาร จะจัดส่งสัมภาระ อุปกรณ์
เครื่องมือ ระบบดำรงชีพ และ Hardware ไปล่วงหน้าทิ้งไว้บนพื้นผิว ดาวอังคาร
ก่อนราว 2 ปี

เมื่ออุปกรณ์ชุดสัมภาระลงแตะพื้น จะทำงานโดยอัตโนมัติ ปรับเปลี่ยนขบวนการ
ทางเคมีของบรรยากาศ ให้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อสะสมไว้ในถังเก็บทรงกรวย ของ
ยานสำรวจ

ส่วนรถสำรวจ (ขนาดเล็ก) จะทำงานโดยสืบเสาะไปตามพื้นผิวทั่วไปจนถึงที่สูง
เพื่อตรวจสอบ วิเคราะห์ในด้านต่างๆ ส่งข้อมูลกลับมายังโลกล่วงหน้า ในบริเวณ
พื้นที่ที่มนุษย์อวกาศจะไปอยู่เพื่อปฎิบัติภาระกิจ
 
 
การสำรวจเก็บตัวอย่างทางธรณีวิทยา บนดาวอังคาร
 
 
เมื่อมนุษย์อวกาศ ลงสู่พื้นผิวดวงอังคาร การเตรียมชุดที่อยู่อาศัยของมนุษย์ลง
จอด (Habitat landers) ออกแบบให้อยู่บน Robotic cargo flight (หุ่นกลบรรทุก
สัมภาระ) เมื่อลงจอดจะมีล้อเคลื่อนที่ได้ โดยจะส่งติดตามไปกับยานสำรวจ

การสำรวจพื้นผิวกำหนดไว้ในแผน 600 วัน โดยมีพาหนะที่มีอากาศขนาดใหญ่
เพียงพอ ต่อการสำรวจ ในงานเก็บตัวอย่างด้านธรณีวิทยา ศึกษาสภาพบรรยากาศ และสภาพอากาศ และงานซ่อมบำรุงอุปกรณ์ต่างๆให้อยู่ในสภาพพร้อมใช้

เมื่อจบสิ้นภาระกิจ มนุษย์อวกาศ จะต้องกลับเข้าใน Mars Ascent Vehicle ยกตัว
ขึ้นสู่วงโคจรและทำการเชื่อมต่อกับยานอวกาศ นำกลับโลก ระหว่างทางในขากลับ Robotic cargo flight ซึ่งถูกปล่อยไว้บรรจุเชื้อเพลิงเต็มพิกัด รออยู่ระหว่างทาง
โคจรสำหรับการสนับสนุน
 
 
ชุดที่อยู่อาศัยของมนุษย์อวกาศ บนดาวอังคาร
 
 
พาหนะที่มีอากาศขนาดใหญ่เพียงพอ ต่อการสำรวจระยะไกล
 
 
ขากลับสู่โลกจากพื้นผิวดาวอังคาร
 
  การนำมนุษย์ลงสู่ผิวดาวอังคาร

ข้อเสนอแนะสำหรับมนุษย์ ต่อการสำรวจดาวอังคาร รวมถึงการนำสัมภาระมาก
มายและลูกเรือ เป็นเรื่องที่หนักหนาสาหัสของเทคโนโลยี วิศวกร Aerospace
(ห้วงอากาศการบิน) ใช้การระดมความคิด เพื่อหาทางลดระดับอย่างช้าๆสู่พื้นผิว

Supersonic inflatable aerodynamic decelerator (SIAD) เป็นการออกแบบ
Capsule (แคปซูล) ห่อหุ้มกระสวย หรือยานสำรวจ เพื่อบรรเทาหลีกเหลี่ยงแรง
ต้านของอากาศ ขณะลงจอดบนดาวอังคาร มีสมมุติฐานน้ำหนัก 40 ตัน (ของโลก)
เพื่อวิเคราะห์และศึกษาความเป็นไปได้ ตามลำดับหลักการดังนี้
 
 
 
1.Aerocapture

ขณะ Capsule มุ่งเข้าสู่เส้นทางโคจรดาวอังคาร ด้วยความหน่วง (Decelerating)
ในชั้น Upper atmosphere ของดาวอังคาร เรียกว่า Aerocapture ซึ่งต้องแปร
ขบวนหลบหลีกออกมา โดยนำ Capsule สู่ Circular orbit (ทางโคจรเป็นวงกลม)
ในระดับความสูง 400 กม.
 
 
 
2.Entry begins

Capsule เป็นส่วนช่วยป้องกันความร้อนขณะเริ่มเข้าสู่ Upper atmosphere ของ
ดาวอังคาร ด้วยความเร็ว 9,000 mph ความสูง 125 กม. โดยขณะลดระดับต้อง
ร่อนเป็นตัว S ไปยัง เป้าหมายจุดที่จะลงจอด
 
 
 
3.Descent

การลดระดับลงเรื่อยๆ ของ Capsule ปลายด้านหัวจะทิ่มลงสู่พื้นล่าง และแปรเป็น
Supersonic inflatable aerodynamic decelerator (SIAD) ด้วยอุปกรณ์ที่
ประดิษฐ์ขึ้นกางออกเพื่อลดแรงต้าน (คล้ายร่มกาง) เพื่อให้ตกสู่พื้นช้าลง ระดับ
ความเร็ว ลดเหลือ 2,685 mph ความสูง 9 กม.
 
 
 
4.Propulsive descent

เมื่อ Capsule ช้าลงเท่าความเร็วของเสียง เปลือกด้านนอกจะเปิดออกสลัดตัวทิ้ง
ไป ชุดอุปกรณ์ภายในจะจุดระเบิดนำกระสวย ที่บรรทุกมนุษย์อวกาศ เตรียมลง
สู่พื้นผิวดาวอังคาร ระดับความเร็ว ลดเหลือ 450 mph ความสูง 2.6 กม.

5.Landing

ระบบจุดระเบิดจะทำงาน 36 วินาที ซึ่งจะสอดคล้องกับการลงจอดพอดี รวมการ
ใช้ เวลาตั้งแต่เข้าสู่ Upper atmosphere จนถึงตำแหน่งลงจอดพื้นผิว 9.3 นาที
 
 
วันหนึ่งข้างหน้า เราคงเห็นภาพนี้เป็นจริงได้
 
 
เป้าหมายแห่งการสำรวจอวกาศ

การสำรวจต่างดาว คงมิใช่การล่าอาณานิคมเช่นโลกในยุคโบราณ แม้ว่าในระบบ
สุริยะไม่มีสิ่งมีชีวิต เช่นมนุษย์อาศัยอยู่ก็ตาม แต่ในจักรวาลคงจะถือว่า เป็นการ
เชื่อมโยงอารยธรรมเข้าหากัน

แต่เป้าหมายยิ่งใหญ่ภายหน้า มนุษย์คงมีโอกาสไปเยือนอารยธรรมอื่นได้อย่าง
เป็นจริง แม้จะต้องรอเวลานับพันปีก็ตาม ควรมีความเป็นไปได้ เพราะเพียงไม่กี่
หมื่นปีมนุษย์ได้พัฒนาขึ้นมาอย่างรวดเร็ว และก่อนหน้านี้เพียง 200-300 ปี
มนุษย์มีสิ่งประดิษฐ์มากมายจนเหลือเชื่อ อีกพันปีอาจมีเทคโนโลยีที่สูงส่ง

สำหรับอารยธรรมที่อยู่ไกลออกไป เชื่อว่ามีสิ่งอื่นอาศัยอยู่ ซึ่งคงมีสติปัญญา
ไม่ด้อยไปกว่ามนุษย์ สิ่งทรงปัญญาเหล่านั้น คงมีเป้าหมายเช่นเดียวกับมนุษย์
ก็อาจเป็นได้
 
 
 
References :

The National Aeronautics and Space Administration (NASA)
The NASA Glenn Research Center
Georgia Institute of Technology
 
     
 
 
 


 
 
       © copyright sunflowercosmos 2007-2017