| ที่มา | คอลัมน์ ฟิสิกส์ธรรมดาสาระมันส์, มติชนรายวัน |
|---|---|
| ผู้เขียน | อาจวรงค์ จันทมาศ www.facebook.com/ardwarong |
ยานอวกาศจูโนเป็นยานสำรวจดาวพฤหัสฯที่จะเดินทางถึงดาวพฤหัสฯในเดือนกรกฎาคม 2559 นี้ โดยยานจะโคจรรอบดาวพฤหัสฯแบบ Polar orbit เป็นรูปวงรีที่มีความรีสูงมาก (รูป 1) ซึ่ง Polar orbit หมายถึงวงโคจรที่ผ่านขั้วเหนือและขั้วใต้ของดาวเคราะห์เป้าหมาย
1 ครบรอบการโคจรใช้เวลาประมาณ 14 วัน และมันจะโคจรรอบดาวพฤหัสฯทั้งหมด 37 รอบเพื่อเก็บข้อมูลจนเสร็จสิ้นภารกิจ
เหตุที่ต้องโคจรด้วยวงโคจรลักษณะนี้ก็เพื่อป้องกันไม่ให้ยานอวกาศสัมผัสกับสนามแม่เหล็กอันเข้มข้นของดาวพฤหัสฯในบริเวณที่เรียกว่า radiation belts นานเกินไป จนทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ รวมทั้งโซลาร์เซลล์เกิดความเสียหาย (รูป 2 คือ radiation belts ของดาวพฤหัสฯที่มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างไปเรื่อยๆ)
นอกจากนี้ ยานอวกาศยังมีส่วนที่เรียกว่า เกราะกันรังสีของจูโน (Juno Radiation Vault) ซึ่งเป็นไทเทเนียมหนา 1 ซม. สำหรับป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จากสนามแม่เหล็กดาวพฤหัสฯ แต่วิศวกรก็ไม่ได้วางแผนให้อุปกรณ์ทั้งหมดทำงานได้อย่างไร้ปัญหาไปจนสิ้นสุดภารกิจ กล้องถ่ายรูป (JunoCam) และกล้องอินฟาเรดสำหรับถ่ายออโรราดาวพฤหัสฯ (Jovian Infrared Auroral Mapper : JIRAM) นั้นถูกสร้างให้ทนสนามแม่เหล็กได้หลังจากโคจรไปแล้วอย่างน้อยๆ 8 รอบ ส่วนเครื่องตรวจจับไมโครเวฟ (microwave radiometer) ถูกออกแบบให้ทนได้เมื่อโคจรไปอย่างน้อยราวๆ 11 รอบ
เนื่องจากยานอวกาศจูโนโคจรในแนวขั้วเหนือ-ใต้ทำให้มันได้รับสนามแม่เหล็กจากดาวพฤหัสฯน้อยกว่ายานกาลิเลโอที่โคจรในแนวเส้นศูนย์สูตร
“อุปกรณ์ต่างๆในยานอวกาศจูโน”
1.เครื่องตรวจจับไมโครเวฟ (microwave radiometer)
อุปกรณ์นี้ประกอบไปด้วยเสารับสัญญาณ 6 ก้าน ทำหน้าที่ตรวจจับคลื่นไมโครเวฟในช่วงต่างๆ ได้แก่ 600 MHz, 1.2 GHz, 2.4 GHz, 4.8 GHz, 9.6 GHz และ 22 GHz ที่ออกมาจากดาวพฤหัสฯที่มุมต่างๆ กัน
คลื่นไมโครเวฟจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์ได้ว่ามีน้ำและแอมโมเนียในชั้นบรรยากาศส่วนลึกๆ (500-600กิโลเมตร) มากน้อยแค่ไหน ส่วนสาเหตุที่ต้องตรวจจับคลื่นไมโครเวฟในช่วงคลื่นต่างๆ นั้นก็เพื่อช่วยในการวิเคราะห์อุณหภูมิในชั้นบรรยากาศที่ระดับชั้นต่างๆ กัน รวมทั้งศึกษาได้ด้วยว่าชั้นบรรยากาศที่หมุนวนนั้นหมุนวนที่ความลึกระดับไหน
2.กล้องถ่ายรูป (JunoCam) เป็นทั้งกล้องถ่ายรูปและกล้องโทรทรรศน์ที่ตรวจจับแสงที่ตามองเห็นได้ สาเหตุหลักๆ ที่นำกล้องถ่ายรูปไปกับยานอวกาศจูโนก็คือ ภาพถ่ายนั้นมีส่วนช่วยในการกระตุ้นความสนใจด้านการศึกษา และช่วยในการสื่อสารกับสาธารณชนได้เป็นอย่างดี (ในรูป 3 คือภาพถ่ายโลกด้วยอุปกรณ์ JunoCam)
3.กล้องอินฟาเรดสำหรับถ่ายออโรราดาวพฤหัสฯ ( Jovian Infrared Auroral Mapper) ใช้ตรวจจับคลื่นในย่านอินฟาเรด (2-5 ไมโครเมตร) ซึ่งออกมาจากชั้นบรรยากาศความลึก 50-70 กิโลเมตรของดาวพฤหัสฯ รวมทั้งตรวจจับแสงออโรราที่ความยาวคลื่น 3.4 ไมโครเมตรด้วย
รังสีอินฟาเรดที่แผ่ออกมาจากชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสฯจะทำให้นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์การไหลของเมฆ รวมทั้งมีเธน, ไอน้ำ, แอมโมเนีย และสารฟอสฟีน (Phosphine) ใต้ผิวดาวพฤหัสฯได้
นอกจากนี้ยังมีเครื่องจรวจจับสนามแม่เหล็ก, เครื่องวัดความโน้มถ่วง, เครื่องตรวจจับคลื่นวิทยุและพลาสมา, เครื่องตรวจจับรังสีอัลตราไวโอเลต ฯลฯ ด้วย
ในยุคต่อจากนี้ มนุษย์เราคงรู้จักดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะเพิ่มมากขึ้นอย่างมหาศาลทีเดียว
