DART_ดาวเทียมขนาดเล็กกับภารกิจซ้อมกู้โลก

Updated on Sep 04, 2023

ปัจจุบันมีตัวอย่างให้เราเห็นกันมากมายว่าดาวเทียมขนาดเล็กสามารถประยุกต์ใช้ให้ตรงกับความต้องการของมนุษย์ได้อย่างหลากหลาย รวมทั้งการใช้ดาวเทียมในการค้นหา และติดตามอุกกาบาต เพื่อศึกษาทิศทาง ความเร็ว และปัจจัยที่มีผลต่อเส้นทาง และตำแหน่งที่มันตก จนเกิดเป็นอีกหนึ่งคุณประโยชน์ที่เราอาจไม่ได้เห็นกันบ่อยนัก แต่เป็นเรื่องใกล้ตัวไม่น้อยเลยทีเดียว คือการปฏิบัติภารกิจเปลี่ยนวิถีของอุกกาบาตที่อาจพุ่งชนโลก

นับเป็นเรื่องโชคดี ที่ในรอบ 100 ปีที่ผ่านมา ไม่มีอุกกาบาตขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 140 เมตร ที่มีวิถีโคจรจะพุ่งชนโลก หรือเป็นภัยอันตรายต่อโลกเรา แต่เราไม่มีทางรู้ว่าอะไรจะเกิดขึ้นในอนาคต ทางที่ดีก็คือ การเตรียมรับมือไว้ก่อน และนั่นคือจุดประสงค์หลักของ DART หรือ Double Asteroid Redirection Test : ภารกิจทดสอบการกู้โลกด้วยดาวเทียมขนาดเล็กครั้งแรกในประวัติศาสตร์

ภารกิจ DART ได้เลือกเป้าหมายเป็นระบบอุกกาบาตคู่ Didymos ที่ประกอบไปด้วย อุกกาบาต Didymos ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 780 เมตร และอุกกาบาตที่เล็กกว่าที่โคจรรอบมัน ซึ่งมีชื่อว่า “Dimorphos” ที่ DART จะพุ่งเข้าชนนี้ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 160 เมตร แน่นอนว่าระบบอุกกาบาตนี้ไม่ได้มีวิถีโคจรมายังโลก และการชนของ DART ก็ไม่ได้จะส่งให้มันพุ่งตรงมายังโลกแต่อย่างใด กล่าวคือ อุกกาบาตที่เลือกมา ไม่ได้มีความเกี่ยวข้องที่จะเป็นอันตรายต่อโลกเราได้ เหตุผลที่ทำให้ระบบ Didymos เป็นเป้าหมายที่เหมาะสมในการทดสอบการใช้ดาวเทียมขนาดเล็กกู้โลก คือมันอยู่ห่างจากโลกราว 11 ล้านกิโลเมตร หรือประมาณ 1/13 ของระยะห่างระหว่างโลกและดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นระยะที่สามารถมองเห็นผ่านกล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลกได้

ภารกิจ DART มีเป้าหมายเพื่อศึกษา การใช้ดาวเทียมขึ้นพุ่งชนอุกกาบาตด้วยวิธี kinetic impact หรือการพุ่งชนด้วยอัตราเร็วสูง เพื่อให้อุกกาบาต Dimorphos เบี่ยงเบนเข้าใกล้ Didymos มากขึ้น โดยนาซ่าเลือกใช้วิธี kinetic impact เพราะเป็นวิธีที่สามารถทำได้ภายใต้การลงทุนและเวลาที่สมเหตุสมผล อีกทั้งเทคโนโลยีที่มีอยู่แล้วก็เพียงพอ

ตัวกล่องของดาวเทียม DART ที่จะใช้พุ่งชนนั้น มีขนาดเพียง 1.2 × 1.3 × 1.3 เมตร และโดยรวมมีน้ำหนักราว 570 กิโลกรัม ในขณะที่อุกกบาต Dimorphos จากการคำนวณแล้ว อาจหนักได้มากถึง 5 พันล้านกิโลกรัม หลายคนอาจสงสัยว่า ขนาดที่ต่างกันมากขนาดนี้ การพุ่งชนจะส่งผลอะไรได้ ก่อนอื่นต้องบอกก่อนว่า DART พุ่งเข้าชนอุกกบาตด้วยความเร็วสูงถึง 6.1 กิโลเมตรต่อวินาที หรือ 21,960 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ถ้าเราลองนึกภาพตามคร่าวๆก็คือ เรากำลังวิ่งอยู่แล้วมีคนยิงลูกบอลขนาดเล็กแต่ความเร็วสูงพุ่งเข้ามา แม้ว่าบอลจะมีขนาดจิ๋ว แต่ผลกระทบของมันก็สูงเพราะความเร็วที่มันปะทะ การพุ่งชนครั้งนี้ความเร็วจึงเป็นจุดเด่นหลักของดาวเทียมเล็กอย่าง DART

ภารกิจ DART ให้ความสำคัญต่อการสำรวจ และการจับภาพจากอวกาศเป็นพิเศษ แม้แต่วัน เวลาที่จะพุ่งชนก็ยังเลือกวันที่ Dimorphos โคจรมาด้านที่ใกล้โลกที่สุด เพื่อให้จับภาพได้ชัดเจนที่สุด DART มีเพย์โหลด DRACO อุปกรณ์จับภาพเพื่อช่วยในการนำทาง และกำหนดเป้าหมายติดไปด้วย และเพื่อทำการบันทึกภาพเหตุการณ์พุ่งชนนี้แบบชัดๆ นาซ่าก็ได้ปล่อย LICIA CubeSat ดาวเทียมจิ๋วที่มีกล้องคอยติดตาม ให้แยกตัวออกจาก DART ก่อนการพุ่งชนเป็นเวลา 15 วัน

ภารกิจ DART ยังให้ความสำคัญกับระยะเวลาการผลิต และนำส่งดาวเทียมขึ้นไป เพราะในกรณีฉุกเฉินที่เราต้องกู้โลกจริงๆ ระยะเวลาการทำภารกิจถือว่าสำคัญมาก หากใครเคยดูภาพยนตร์เรื่อง Don’t Look Up น่าจะรู้ดีกว่า ภัยร้ายจากอวกาศเป็นเรื่องที่ไม่ควรล่าช้าในการตัดสินใจลงมือทำอะไรสักอย่าง!

DART ถูกปล่อยขึ้นเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน พ.ศ.2564 ตามเวลาท้องถิ่น และเมื่อวันที่ 26 กันยายน พ.ศ 2565 นี้ DART ก็ได้เดินทางไปถึง และเข้าพุ่งชนอุกกาบาต Dimophos ได้สำเร็จ เป็นอันจบสิ้นภารกิจ นับเป็นก้าวสำคัญของมนุษยชาติที่สามารถเปลี่ยนแปลงวิถีการโคจรของอุกกาบาตได้ โดยภาพที่ส่งกลับมายังโลกแสดงให้เห็นว่า DART พุ่งเข้าใกล้ Dimophos เรื่อยๆ จนเกิดการชนกันและดาวเทียม DART ก็ได้หลอมละลายไปพร้อมกับสร้างหลุมบนอุกกาบาตไปด้วย โดยมีภาพสุดท้ายก่อนการชนคือภาพระยะใกล้ของพื้นผิวอุกกาบาต

เมื่อวันที่ 11 ตุลาคม ที่ผ่านมาได้มีการแถลงข่าวติดตามผลภารกิจ DART และพบว่า ดาวเทียมขนาดเล็กนี้ได้เปลี่ยนวิถีโคจรอุกกาบาตได้สำเร็จ โดยส่งผลให้รอบของวงโคจรที่เดิมใช้เวลา 11 ชั่วโมง 55 นาที สั้นลงไป 32 นาที หรือก็คือ Dimorphos ถูกดันเข้าใกล้ Didymos ที่มันโคจรรอบอยู่มากขึ้นตามที่คาดไว้ ถ้าให้พูดจริงๆก็คือ เกินความคาดหมายไปถึง 25 เท่า จากขั้นต่ำที่นาซ่าประเมินไว้ในตอนแรกคือ 73 วินาที

DART ได้พิสูจน์ให้เห็นว่า ดาวเทียมขนาดเล็กก็สามารถใช้ระบบนำทางด้วยตนเองไปสู่การพุ่งชนเป้าหมายที่ตั้งไว้ และก้าวต่อไปคือการศึกษาประสิทธิภาพในการแลกเปลี่ยนโมเมนตัมในระหว่างการพุ่งชนนี้ ภารกิจครั้งนี้ถือว่าช่วยให้เราเข้าใจ kinetic impact มากขึ้น และสามารถใช้ข้อมูลที่ได้มาพัฒนาโมเดลจำลองให้เกิดความเที่ยงตรงมากขึ้น เพื่อการออกแบบเงื่อนไขการพุ่งชนที่เหมาะสมต่อไปในอนาคต

จะเห็นได้ว่าดาวเทียมขนาดเล็กนั้นมีประโยชน์มากมายอย่างไร้ขีดจำกัด แถมยังไปไกลถึงอวกาศแล้ววกกลับมาช่วยกู้โลกได้อีก นับวันเทคโนโลยียิ่งพัฒนาไปไม่หยุด ประโยชน์ของดาวเทียมก็เช่นกัน บวกกับขนาดที่กะทัดรัด และการผลิตที่ประหยัดเวลามากขึ้น ดาวเทียมขนาดเล็กจึงดูจะเป็นเทคโนโลยีที่จะอยู่คู่กับมนุษย์เราไปอีกนาน พร้อมแนวโน้มที่จะต่อยอดไปได้อีกอย่างไม่มีที่สิ้นสุด เพราะเป้าหมายมีไว้ให้พุ่งชน!

ที่มา

https://www.nasa.gov/dart

https://dart.jhuapl.edu