ภารกิจยานวอยเอเจอร์เปลี่ยนมุมมองของเราเกี่ยวกับห้วงอวกาศ

"มนุษย์เป็นเผ่าพันธุ์แห่งนักสำรวจ" คำกล่าวนี้คงไม่เกินความจริงไปมากนัก หากเทียบกับการสำรวจพื้นที่ดินแดนใหม่ ๆ ของโลกของมนุษย์ในอดีต และการมาถึงของยุคสมัยแห่งการสำรวจอวกาศ 

ภารกิจสำรวจอวกาศของยานวอยเอเจอร์ 1 (Voyager 1) และวอยเอเจอร์ 2 (Voyager 2) เกิดขึ้นในช่วงการแข่งขันสงครามเย็นระหว่างสหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียต โดยทั้งสองประเทศไม่เพียงแค่แข่งกันไปดวงจันทร์ยังมีการส่งยานอวกาศไปสำรวจดาวดวงอื่น ๆ ในระบบสุริยะจักรวาลเพิ่มเติม 

จุดเริ่มต้นของภารกิจสำรวจอวกาศของยานวอยเอเจอร์ (Voyager)

โครงการยานวอยเอเจอร์ (Voyager) เกิดขึ้นจากการคำนวณของนักวิทยาศาตร์ที่พบว่าวงโคจรดาวในระบบสุริยะจักรวาลระหว่างปี 1970-1980 ดาวเคราะห์ทั้ง 4 ดวง คือ ดาวพฤหัส ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน อยู่ในตำแหน่งที่มีความเหมาะสมต่อการส่งยานอวกาศไปสำรวจและใช้ประโยชน์จากแรงโน้มถ่วงของดาวทั้ง 4 ช่วยให้ยานอวกาศเดินทางได้ไกลมากขึ้น โดยใช้พลังงานที่ต่ำซึ่งเหตุการณ์นี้จะเกิดขึ้นในทุก 175 ปี

แผนการพัฒนายาน Voyager 1 และ Voyager 2 ได้รับการนำเสนอในปี 1972 และผ่านการอนุมัติในปีเดียวกัน โดยยานอวกาศทั้ง 2 ลำ จะทำภารกิจเดินทางไปสำรวจดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ และดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์ ส่วนยาน Voyager 2 ทำภารกิจเดินทางไปสำรวจดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน โดยการส่งยานอวกาศไปในเวลาใกล้เคียงกันนอกจากประหยัดต้นทุนในการพัฒนายานอวกาศที่มีลักษณะคล้ายกัน ยานอวกาศทั้ง 2 ลำ ยังทำหน้าที่เป็นตัวตายตัวแทนกันได้ในกรณีที่ภารกิจใดภารกิจหนึ่งล้มเหลว

การออกแบบและพัฒนายาน Voyager 1 และ Voyager 2

ยานอวกาศทั้ง 2 ลำ มีลักษณะเป็นยานฝาแฝดใช้การออกแบบและพัฒนาให้มีลักษณะคล้ายกัน โครงสร้างน้ำหนักประมาณ 773 กิโลกรัม ติดตั้งอุปกรณ์วิทยาศาสตร์น้ำหนัก 105 กิโลกรัม ประกอบด้วยกล้องบันทึกภาพระบบโฟโตลาริมิเตอร์ (PPS) เครื่องตรวจสอบรังสีสเปกโตรมิเตอร์อัลตราไวโอเลต และอุปกรณ์วิทยาศาสตร์อื่น ๆ อีกกว่า 10 รายการ โดยมีจานรับส่งสัญญาณขนาดใหญ่ดูเหมือนเป็นลักษณะเด่นของยานมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.7 เมตร และระบบขับเคลื่อนของยานเป็นแบบสารเคมีเรียกว่าไฮดราซีนโมโนโพรเพลแลนท์

การเดินทางของยาน Voyager 1 และ Voyager 2

การปล่อยยาน Voyager 1 และ Voyager 2 เกิดขึ้นในช่วงเวลาใกล้เคียงกันโดยใช้จรวดขนส่งอวกาศไททันเซนทอร์ (Titan-Centaur) ยาน Voyager 2 ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศครั้งแรกเมื่อวันที่ 20 สิงหาคม 1977 ส่วนยาน Voyager 1 ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในวันที่ 5 กันยายน 1977 อย่างไรก็ตาม ตำแหน่งของยาน Voyager 1 ในปัจจุบันอยู่ห่างจากโลกมากกว่า ยาน Voyager 2 แม้ว่าจะถูกส่งขึ้นสู่อวกาศช้ากว่ายาน Voyager 2

ภายหลังจากถูกส่งขึ้นสู่อวกาศยาน Voyager 1 เดินทางไปถึงดาวพฤหัสบดี ในวันที่ 5 มีนาคม 1979 และดาวเสาร์ในวันที่ 12 พฤศจิกายน 1980 ตามมาด้วยยาน Voyager 2 เดินทางไปถึงดาวพฤหัสบดีในวันที่ 9 กรกฎาคม 1979 และดาวเสาร์เมื่อวันที่ 25 สิงหาคม 1981 โดยยานอวกาศทั้ง 2 ลำ ได้ใช้ประโยชน์จากการเรียงตัวของดาวเคราะห์ทั้ง 4 ดวง คือ ดาวพฤหัส ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ช่วยเหวี่ยงให้ยานเคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วเพื่อประหยัดระยะเวลาในการเดินทางและปริมาณเชื้อเพลิง

ข้อมูลการค้นพบและเปลี่ยนมุมมองของเราเกี่ยวกับห้วงอวกาศ

ข้อมูลล้ำค่าที่ถูกส่งกลับมายังโลกของยาน Voyager 1 ภาพถ่ายแบบเหลื่อมเวลาภาพแรกของดาวพฤหัส ซึ่งนับเป็นครั้งแรกของมนุษย์ที่ได้มองเห็นการเคลื่อนไหวของก๊าซบนดาวพฤหัสบดีแบบใกล้ชิด ภาพนิ่งที่สามารถแสดงสีสันของจุดแดงใหญ่ของดาวพฤหัสได้อย่างชัดเจน ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์มีความเข้าในการทำงานของชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสมากขึ้น

นอกจากนี้ยังมีภาพถ่ายสำคัญอื่น ๆ เช่น การปะทุของภูเขาไฟโลกิบนดวงจันทร์ไอโอ ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่ากิจกรรมทางธรณีวิทยาของภูเขาไฟระเบิดไม่ได้เกิดขึ้นแค่บนโลก 

การถ่ายภาพพื้นผิวในระยะใกล้ของดวงจันทร์ยูโรปา ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าใต้พื้นผิวดวงจันทร์ยูโรปาอาจมีแหล่งน้ำมหาสมุทรขนาดใหญ่ใต้พื้นผิวดาว การบันทึกภาพวงแหวนดาวเสาร์ในระยะใกล้ โดยปัจจุบันดวงจันทร์ยูโรปาเป็นหนึ่งในเป้าหมายสำคัญของการค้นหาหาสิ่งมีชีวิตบนดาวดวงอื่นของนักวิทยาศาสตร์บนโลก 

สำหรับยาน Voyager 2 สามารถเปิดเผยความลับของวงแหวนของดาวเสาร์ หนึ่งในดาวเคราะห์ที่มีความพิเศษและน่าพิศวงมากที่สุดดวงหนึ่ง โดยยานสามารถตรวจสอบวงแหวนที่บางของดาวเสาร์ซึ่งเต็มไปด้วยอนุภาคขนาดต่าง ๆ ความหนารวมกันเพียง 100 เมตร แต่มีความกว้างมากถึง 4 แสนกิโลเมตร อุณหภูมิและความดันของชั้นบรรยากาศดาวเสาร์ ซึ่งมีอุณหภูมิเยือกแข็งมากถึง -191.2 องศาเซลเซียส ความแปลปลวนของสภาพอากาศที่รุนแรงของขั้วเหนือของดาวเสาร์ แม้ว่ายาน Voyager 2 จะประสบปัญหาเกี่ยวกับระบบการส่งข้อมูลกลับมายังโลกในขณะสำรวจดาวเสาร์ก็ตาม

การเดินทางไปสำรวจดาวยูเรนัสของยาน Voyager 2 ทำให้มีการค้นพบดวงจันทร์ของดาวยูเรนัสที่ไม่เคยถูกค้นพบมาก่อนกว่า 11 ดวง รวมไปถึงวงแหวนของดาวยูเรนัสในระยะใกล้ ซึ่งก่อนหน้านี้ทำได้เพียงมองจากระยะไกล ซึ่งช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มีความเข้าในการทำงานของสนามแม่เหล็กของดาวยูเรนัสมากขึ้น และนับเป็นครั้งแรกที่มีการศึกษาชั้นบรรยากาศของดาวยูเรนัส ซึ่งมีอุณหภูมิเยือกแข็ง -351.7 องศาเซลเซียส การโคจรผ่านดวงจันทร์มิรันดา ทำให้มองเห็นรอยแยกบนพื้นผิวขนาดใหญ่และช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มีความเข้าใจการก่อตัวของดวงจันทร์มิรันดามากขึ้น ซึ่งอาจเกิดจากการชนกันและการรวมตัวของเศษชิ้นส่วนขนาดต่าง ๆ 

ยาน Voyager 2 นับเป็นยานอวกาศลำแรกที่เดินทางไปถึงดาวเนปจูน และนับเป็นครั้งแรกที่มีการค้นพบวงแหวนรอบดาวเนปจูน รวมไปถึงดวงจันทร์ใหม่อีก 6 ดวง ซึ่งมาถึงจุดนี้ยิ่งเพิ่มความน่าพิศวงให้กับนักวิทยาศาสตร์บนโลก เนื่องจากก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์มีความเชื่อว่าดาวเคราะห์ที่มีจำนวนดวงจันทร์มาก ๆ ในระบบสุริยะของเรามีเพียงดาวพฤหัสและดาวเสาร์เท่านั้น 

นอกจากนี้ยาน Voyager 2 ยังค้นพบ "จุดมืดมนใหญ่" บนดาวเนปจูน ซึ่งปัจจุบันจุดมืดดังกล่าวได้หายไป แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะพยายามใช้กล้องบันทึกภาพจากโลกก็ไม่สามารถค้นพบได้ โดยนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าจุดมืดมนใหญ่บนดาวเนปจูนอาจเกิดจากชั้นบรรยากาศที่ประกอบด้วยมีเทนซึ่งทำปฏิกิริยาบางอย่างเป็นครั้งคราวบนดาวเนปจูน รวมไปถึงภาพถ่ายก้อนเมฆเซอร์รัสของดาวเนปจูน ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับก้อนเมฆที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงส่งผลให้นักวิทยาศาสตร์สามารถนำข้อมูลมาเปรียบเทียบกับก้อนเมฆบนชั้นบรรยากาศโลก เพื่อมองหาความแตกต่างของบรรยากาศบนดาวดวงอื่น ๆ

แผ่นจานทองคำบนยาน Voyager 1 และ Voyager 2

เมื่อกล่าวถึงภารกิจยาน Voyager 1 และ Voyager 2 แผ่นจานทองคำดูเหมือนจะเป็นตัวแทนของอารยธรรมของมนุษยชาติที่เดินทางข้ามอวกาศ โดยแผ่นทองคำดังกล่าวนาซาได้ทำงานร่วมกับนักวิทยาศาสตร์ นักเขียนและบุคคลในวงการต่าง ๆ เพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับความหลากหลายของชีวิตบนโลกและวัฒนธรรมบนโลก รวมไปถึงภาพถ่ายและข้อความเสียงกล่าวสวัสดีเป็นภาษาอังกฤษ ละติน จีน ไทยและภาษาต่าง ๆ ทั่วโลก 

แม้ว่าจุดหมายปลายทางของยาน Voyager 1 และ Voyager 2 จะไม่มีการระบุไว้ชัดเจน แต่เชื่อว่ายานอวกาศทั้งสองจะเดินทางต่อไปหลายหมื่นปีผ่านบริเวณที่เรียกว่า อวกาศระหว่างดวงดาว (Interstellar Space) แม้จะมีความเป็นไปได้น้อยมากที่ยานจะเดินทางไปพบกับดวงดาวที่มีสิ่งมีชีวิตทรงภูมิปัญญาเพียงพอที่จะเปิดอ่านแผ่นจานทองคำนี้ได้ หรือบางทีโอกาสอาจเหลือเพียง 0%

ภารกิจยาน Voyager 1 และ Voyager 2 ยังดำเนินต่อไป

ปัจจุบันยาน Voyager 1 อยู่ห่างจากโลก 23,000 ล้านกิโลเมตร และยาน Voyager 2 อยู่ห่างจากโลก 20,000 ล้านกิโลเมตร แต่ยานทั้ง 2 ลำ ยังคงส่งข้อมูลกลับมายังโลกช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาทำความเข้าใจระบบสุริยะและอวกาศชั้นนอกมากขึ้น คาดว่ายานอวกาศทั้ง 2 ยังคงทำภารกิจไปจนถึงปี 2025 เป็นอย่างน้อย หากไม่เกิดเหตุขัดข้องกับตัวยานอวกาศ และเป็นตัวแทนของอารยธรรมนุษย์ที่จะเดินทางต่อไปอีกหลายหมื่นปีในอวกาศ

ที่มาของข้อมูล sea.mashable.com, voyager.jpl.nasa.gov