นับถอยหลังสู่พลูโต (3)

โดย...วรเชษฐ์ บุญปลอด

ยานนิวเฮอไรซอนส์ขององค์การนาซ่าจะผ่านใกล้ดาวพลูโตในวันอังคารที่ 14 ก.ค. 2558 นับเป็นครั้งแรกที่เราจะมีโอกาสเห็นดาวพลูโตกับดาวบริวารทั้งห้าได้ชัดเจน ก่อนที่ยานจะเดินทางต่อไป มุ่งหน้าสู่ด้านนอกของระบบสุริยะ การสำรวจท้องฟ้าด้วยกล้อง โทรทรรศน์ทำให้นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวเคราะห์น้อยและดาวหางจำนวนมาก ดาวเคราะห์น้อยส่วนหนึ่งโคจรอยู่ในระนาบใกล้เคียงกับระนาบวงโคจรของดาวเคราะห์ ส่วนดาวหางโคจรมาจากทุกทิศทุกทาง นักดาราศาสตร์จึงคาดว่าไกลออกไปมีวัตถุขนาดเล็กจำนวนมาก แบ่งได้เป็น 2 ส่วนใหญ่ๆ ได้แก่ แถบไคเปอร์ (Kuiper belt) และเมฆออร์ต (Oort cloud) แถบไคเปอร์มาจากเจอราร์ด ไคเปอร์ นักดาราศาสตร์ชาวดัตช์-อเมริกัน แถบนี้มีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งว่าแถบเอดจ์เวิร์ด-ไคเปอร์

เนื่องจาก เคนเนท เอดเวิร์ด เป็นอีกคนหนึ่งที่เสนอทฤษฎีการมีอยู่ของแถบนี้ ส่วนเมฆออร์ตหรือดงดาวหางของออร์ต มาจากชื่อของ ยาน ออร์ต นักดาราศาสตร์ชาวดัตช์ผู้เสนอทฤษฎีถิ่นที่อยู่ของดาวหาง วัตถุแถบไคเปอร์อยู่บนแผ่นจานรอบดวงอาทิตย์ ห่างดวงอาทิตย์ประมาณ 30-55 หน่วย ดาราศาสตร์ (จำนวนเท่าของระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์) ส่วนวัตถุในเมฆออร์ตกระจัดกระจายเป็นทรงกลมล้อมรอบดวงอาทิตย์ ขอบเขตด้านนอกสุดอาจไกลออกไปถึงราว 1-2 ปีแสง วัตถุทั้งสองกลุ่มมีน้ำแข็งเป็นองค์ประกอบสำคัญ เพราะอยู่ไกลดวงอาทิตย์จนอุณหภูมิต่ำมาก นักดาราศาสตร์คาดว่าดาวหางที่มีคาบการโคจรมากกว่า 200 ปี เดินทางมาจากเมฆออร์ต ส่วนดาวหางที่มีคาบสั้นกว่านั้นมาจากแถบไคเปอร์ ดาวพลูโตนับว่าเป็นหนึ่งในวัตถุแถบไคเปอร์ และเป็นวัตถุที่มีขนาดใหญ่เป็นอันดับต้นๆ ในแถบไคเปอร์ ยานนิวเฮอไรซอนส์จึงเป็นยานอวกาศลำแรกที่จะผ่านใกล้วัตถุแถบไคเปอร์ และเป็นยานอวกาศลำที่ 2 ที่ผ่านใกล้ดาวเคราะห์แคระ

การศึกษาความเป็นไปได้ในการส่งยานอวกาศไปสำรวจดาวพลูโตเริ่มมาตั้งแต่ปี 2532-2533 โดยมีเป้าหมายส่งยานออกไปในปี 2542 แต่กว่าการสำรวจดาวพลูโตจะเป็นจริงได้ก็เมื่อโครงการนิวเฮอไรซอนส์ได้รับเลือกให้ดำเนินการเมื่อปี 2544 บนยานมีกล้องถ่ายภาพและอุปกรณ์ตรวจวัดข้อมูล ทั้งกล้องถ่ายภาพความละเอียดสูง กล้องถ่ายภาพสีและไวแสงทุกสี สเปกโทรมิเตอร์ใช้ทำแผนที่ในคลื่นอินฟราเรดใกล้และอัลตราไวโอเลต อุปกรณ์ตรวจวัดพลาสมา เครื่องตรวจวัดปริมาณฝุ่น ยานได้รับพลังงานจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งอาศัยการสลายตัวของกัมมันตรังสี พลูโทเนียม-238 เป้าหมายหลักของยานนิวเฮอไรซอนส์คือการสำรวจสภาพทางธรณีวิทยาและสัณฐานวิทยาของดาวพลูโตและดาวบริวารของพลูโต ศึกษาองค์ประกอบบนพื้นผิวและบรรยากาศของดาวพลูโต เป้าหมายรองคือศึกษาการเปลี่ยนแปลงบนพื้นผิวและบรรยากาศ ถ่ายภาพความละเอียดสูงของพื้นผิวและบริเวณรอยต่อระหว่างด้านมืดกับด้านสว่าง ทำแผนที่อุณหภูมิพื้นผิว ศึกษาอันตรกิริยาระหว่างบรรยากาศของพลูโตที่มีต่อลมสุริยะ นอกจากนี้อาจค้นหาสนามแม่เหล็กของพลูโต และค้นหาวงแหวนและดาวบริวารที่อาจยังไม่พบ

ยานนิวเฮอไรซอนส์ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศด้วยจรวดจากฐานปล่อยบนแหลมคานาเวอรัลในรัฐฟลอริดาของสหรัฐอเมริกา เมื่อวันที่ 19 ม.ค. 2549 พุ่งออกจากโลกด้วยความเร็ว 58,000 กิโลเมตร/ชั่วโมง สูงที่สุดเท่าที่เคยมีมา ยานผ่านวงโคจรของดวงจันทร์หลังจากปล่อยเพียง 9 ชั่วโมง จากนั้นผ่านวงโคจรของดาวอังคารในวันที่ 7 เม.ย. 2549 และเฉียดใกล้ดาวพฤหัสบดีในวันที่ 28 ก.พ. 2550 ที่ระยะห่าง 2.3 ล้านกิโลเมตร ด้วยความเร็วสัมพัทธ์ 21 กิโลเมตร/วินาที แรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีเหวี่ยงยานไปหาดาวพลูโต โดยช่วยย่นระยะเวลาเดินทางได้ถึง 3 ปี

ยานนิวเฮอไรซอนส์มุ่งหน้าออกไปโดยไม่ผ่านใกล้ดาวเคราะห์ดวงอื่นอีก แต่ผ่านวงโคจรของดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ในเดือน มิ.ย. 2551, มี.ค. 2554 และ ส.ค. 2557 ตามลำดับ มีกำหนดเฉียดใกล้ดาวพลูโตในวันที่ 14 ก.ค. 2558 เวลา 18.50 น. ตามเวลาประเทศไทย ห่างดาวพลูโต 12,500 กิโลเมตร (ใกล้เคียงกับขนาดของโลก) ความเร็วสัมพัทธ์ 13.8 กิโลเมตร/วินาที และผ่านใกล้ดาวบริวารคารอนที่ระยะ 29,000 กิโลเมตร ขณะใกล้กันที่สุด พลูโตอยู่ห่างโลกประมาณ 4,770 ล้านกิโลเมตรแสง ใช้เวลาเดินทาง 4 ชั่วโมง 25 นาที สัญญาณจากยานนิวเฮอไรซอนส์ถึงโลกจึงใช้เวลาเท่ากัน แกนหมุนของดาวพลูโตทำมุมเอียงกับระนาบวงโคจรเป็นมุมสูงคล้ายดาวยูเรนัส

ขณะนี้ขั้วเหนือของพลูโตหันเข้าหาดวงอาทิตย์ ภาพถ่ายจากยานจึงจะเห็นขั้วเหนือของดาวอยู่ในด้านสว่าง ระยะห่างจากยานถึงโลกไกลมากและการส่งข้อมูลเป็นไปได้อย่างเชื่องช้า ข้อมูลเพียงประมาณร้อยละ 1 ของทั้งหมดที่เก็บได้เท่านั้น ที่จะถูกส่งมายังโลกในช่วงที่ยานผ่านใกล้พลูโตที่สุด และเราจะไม่ได้เห็นภาพถ่ายในทันที แต่ต้องรออีกระยะหนึ่งเพื่อประมวลผลภาพ ภาพถ่ายใหม่ๆ จากยานนิวเฮอไรซอนส์ โดยเฉพาะภาพดาวบริวารและพื้นผิวของพลูโตจะถูกทยอยส่งมาจนถึงช่วงต้นสัปดาห์หน้า แต่ข้อมูลที่เหลืออีกมหาศาลยังคงอยู่บนยาน โดยไม่มีการส่งข้อมูลเพิ่มเติมอีกจนถึงกลางเดือน ก.ย. จากนั้นข้อมูลจำนวนมากที่เก็บไว้ในคอมพิวเตอร์บนยานจะทยอยส่งมายังโลกต่อเนื่องไปถึงปลายปี 2559 หลังจากผ่านใกล้ดาวพลูโต ภารกิจของยานนิวเฮอไรซอนส์ยังไม่จบเพียงเท่านี้ ยานยังคงเดินทางต่อไปในอวกาศ มีกำหนดผ่านใกล้วัตถุแถบไคเปอร์อีกวัตถุหนึ่งที่คาดว่ามีขนาดประมาณ 50 กิโลเมตร ในราวปี 2562