สะพานแห่งกาลเวลา : ภารกิจ ‘ดาร์ท’ โดย ไพรัตน์ พงศ์พานิชย์

ดาร์ท (DART-Double Asteroid Redirection Test) เป็นยานอวกาศขององค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ (นาซา) ของสหรัฐอเมริกา เพิ่งถูกส่งขึ้นไปสู่ห้วงอวกาศ ด้วยจรวดส่ง “ฟัลคอน9” ของบริษัท สเปซเอ็กซ์ เมื่อ 24 พฤศจิกายนที่ผ่านมา

จะว่าไปแล้ว ภารกิจที่นาซามอบหมายให้ดาร์ททำ ก็คือการ “ฆ่าตัวตาย” ในห้วงอวกาศนั่นแหละ

ดาร์ทถูกกำหนดให้เดินทางพุ่งเข้าชนดาวเคราะห์น้อยดวงหนึ่ง ชื่อ “ไดมอร์ฟอส” ซึ่งอยู่ห่างไกลออกไป เพราะนักวิทยาศาสตร์ของนาซาต้องการรู้ว่า จะเกิดอะไรขึ้นกับดาวเคราะห์น้อยดวงนั้น และระบบดาวที่ดาวเคราะห์น้อยดวงนั้นโคจรอยู่โดยรอบ

“ไดมอร์ฟอส” เป็นส่วนหนึ่งของระบบดาวคู่ ที่เป็นดาวเคราะห์น้อยเช่นเดียวกันเรียกว่า “ดีดิมอส” (มาจากภาษากรีก หมายถึง “คู่แฝด”) อยู่ห่างจากโลกออกไปราว 11 ล้านกิโลเมตร ดีดิมอสมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางวัดได้ราว 780 เมตร ส่วนไดมอร์ฟอสเล็กกว่ามาก เส้นผ่านศูนย์กลางวัดได้เพียง 150 เมตรเท่านั้นเอง

ไดมอร์ฟอสหมุนวนอยู่โดยรอบดีดิมอส หนึ่งรอบใช้เวลานาน 11.9 ชั่วโมง

ลักษณะพิเศษของดาวเคราะห์น้อยทั้งสองดวงนี้นี่เองที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์เลือกไดมอร์ฟอสเป็นเป้าหมายในการปฏิบัติการทดลองครั้งแรกของโลก ที่เรียกว่า การทดลองเพื่อเบี่ยงเบนวิถีดาวเคราะห์น้อยคู่ หรือโครงการ “ดาร์ท”

ดาร์ทเป็นการทดลองระบบป้องกันโลกจากการพุ่งชนของดาวเคราะห์น้อย เหมือนอย่างที่เคยเกิดขึ้นมาหลายครั้งในโบราณกาล แต่ละครั้งส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโลกทั้งโลก ครั้งหนึ่งถึงขนาด (เชื่อกันว่า) ทำให้ไดโนเสาร์ที่เคยเป็นสิ่งมีชีวิตที่ครองโลกอยู่ในยุคนั้นถึงกับสูญพันธุ์ไปเลย

มนุษย์ สิ่งมีชีวิตที่ครองโลกอยู่ในเวลานี้จะยอมให้เกิดเหตุเช่นเดียวกันขึ้นอีกไม่ได้

ที่ผ่านมา นาซาพัฒนาระบบตรวจจับและศึกษาวิถีโคจรของเทหวัตถุใดก็ตาม ไม่ว่าจะเป็นดาวหาง หรือดาวเคราะห์น้อยใหญ่ที่ผ่านเข้ามาใกล้โลก เพื่อตรวจสอบล่วงหน้าว่า วิถีโคจรของมันคุกคามต่อความปลอดภัยของมนุษย์บนโลกหรือไม่ เรียกว่า โครงการ “นีโอ” (Near-Earth Object-NEO) ซึ่งช่วยให้เราเย็นใจลงได้ไม่น้อย ว่าหากว่ามีภัยคุกคามเข้ามาจริงๆ เราสามารถรู้ล่วงหน้าได้อย่างน้อยก็ในระยะที่สามารถทำอย่างหนึ่งอย่างใด เพื่อให้โลกปลอดภัยจากการคุกคามที่ว่านั้นได้

ปัญหาก็คือ นาซาไม่เคยรู้ว่าวิธีใดที่สามารถใช้จัดการกับดาวเคราะห์น้อย หรือวัตถุอื่นๆ ที่เกิดคุกคามโลกขึ้นมา

วิธีอย่างเช่นการยิงทำลาย ซึ่งนักวิทยาศาสตร์บางคนเสนอไว้ก็สุ่มเสี่ยงเกินไป เพราะก่อให้เกิดความไม่แน่นอนว่า เศษซากที่หลงเหลือจากการทำลายยังจะมีอันตรายต่อมนุษย์และข้าวของของมนุษย์อีกหรือไม่ โดยเฉพาะดาวเทียมทั้งหลายที่อยู่ในห้วงอวกาศ

โครงการทดลองใช้การพุ่งชนเพื่อเบนวิถีของดาวเคราะห์น้อยจึงเกิดขึ้นจากแนวคิดของห้องปฏิบัติการทดลองฟิสิกส์ประยุกต์แห่งมหาวิทยาลัยจอห์น ฮอปกินส์ (เจเอชเอพีแอล)

ไดมอร์ฟอสคือเป้าหมายที่จะพุ่งชน

การเลือกไดมอร์ฟอสเป็นเป้าหมาย ไม่ได้เกิดจากเหตุที่ว่า ไดมอร์ฟอส หรือแม้กระทั่งดีดิมอส มีแนวโน้มว่าจะพุ่งชนหรือเป็นอันตรายอย่างหนึ่งอย่างใดต่อโลกก็หาไม่

แต่ถูกเลือกเป็นเป้าเพื่อจำลองสถานการณ์ดูว่า การพุ่งชนจะสามารถเบี่ยงเบนวิถีโคจรของมันให้ห่างออกไปจากโลกได้หรือไม่ ชนแล้วจะเกิดอะไรขึ้นมาบ้าง เศษซากจากการพุ่งชนจะมีมากน้อยเพียงใด และคุกคามต่อโลกหรือไม่

ดาร์ทจะทำหน้าที่พุ่งชนเป็นตัวอย่าง ให้สังเกตการณ์เพื่อหาคำตอบให้กับคำถามเหล่านั้น

ยานอวกาศดาร์ทจะเดินทางถึงดาวเคราะห์น้อยคู่นี้ในอีก 11 เดือนข้างหน้า เครื่องมือวิทยาศาสตร์เพียงชิ้นเดียวที่นำติดขึ้นไปด้วยก็คือ “ดราโก” (Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical navigation-DRACO) ซึ่งจริงๆ ก็คือระบบนำร่องออพติคอลและระบบกล้องบันทึกภาพเคลื่อนไหวประสิทธิภาพสูงนั่นเอง

“ดราโก” จะทำหน้าที่บันทึกภาพและรายละเอียดในการโคจรของดีดิมอส และไดมอร์ฟอส ในทันทีที่เดินทางไปถึง แล้วใช้ระบบนำร่องอัจฉริยะจำแนกความแตกต่างให้ดาร์ทได้รับรู้ เพื่อกำหนดเป้าพุ่งชนได้ชัดเจนว่าเป็นไดมอร์ฟอส ไม่ใช่ดีดิมอส

เมื่อกำหนดวิถีและเป้าหมายชัดเจนแล้ว ดาร์ทซึ่งหนัก 620 กิโลกรัม ก็จะพุ่งเข้าหาไดมอร์ฟอสด้วยความเร็ว 24,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จนกระทั่งชนเข้ากับไดมอร์ฟอสในราวปลายเดือนกันยายนปีหน้า

ในช่วงก่อนหน้าการพุ่งชน ยานดาวเทียมขนาดเล็กที่ดาร์ทนำติดตัวขึ้นไปด้วย ชื่อ “ลีเซีย คิวบ์” พัฒนาโดยองค์การอวกาศอิตาลี จะดีดตัวออกมาจากดาร์ท เพื่อทำหน้าที่บันทึกการพุ่งชนและผลของการพุ่งชนอย่างละเอียดส่งกลับมายังโลก

วาระสุดท้ายของดาร์ทจึงจะมีการถ่ายทำบันทึกไว้ให้เห็นได้อย่างกระจะ ชัดแจ้ง

ส่วนผลที่จะเกิดขึ้นกับวงโคจรของไดมอร์ฟอสว่าจะเปลี่ยนแปลงไปมากน้อยแค่ไหน และอย่างไร สามารถติดตามได้จากสถานีโทรทัศน์และสถานีเรดาร์สำหรับอวกาศห้วงลึกภาคพื้นดิน

แต่เพื่อให้แน่ใจว่า ข้อมูลที่ได้ไม่มีอะไรตกหล่น และคุ้มค่ากับการดับสิ้นของดาร์ท นาซากับองค์การอวกาศยุโรปจะส่งยานเฮราขึ้นไปสู่ระบบดาวเคราะห์น้อยคู่นี้อีกครั้งหนึ่ง ออกเดินทางในราวปี 2024 ถึงในราวเดือนมกราคมปี 2027 เพื่อตรวจสอบผลโดยละเอียดอีกครั้ง

โดยหวังว่าการทดลองครั้งนี้จะช่วยให้โลกในอนาคตปลอดภัยจากการถูกพุ่งชนตลอดไป