ยาน JUICE ยานสำรวจเหล่าดวงจันทร์บริวารน้ำแข็งของดาวพฤหัสบดีของยุโรป
- องค์การอวกาศยุโรป (ESA) จะส่งยานจูซ (JUICE) เพื่อศึกษาดาวพฤหัสบดีและดวงจันทร์น้ำแข็ง 3 ดวง ได้แก่ ยูโรปา แกนีมีด และคัลลิสโต
- ยานจูซจะค้นหามหาสมุทรขนาดใหญ่ที่อาจฝังอยู่ใต้เปลือกดวงจันทร์บริวารของดาวพฤหัสบดี
- หากดวงจันทร์บริวารน้ำแข็งของดาวพฤหัสบดีเอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต การค้นพบดังกล่าวจะช่วยขยายขอบเขตองค์ความรู้ของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดาวที่เหมาะสมต่อสิ่งมีชีวิต
ทำไมองค์การอวกาศยุโรป (ESA) ถึงส่งยานจูซไปดาวพฤหัสบดี?
ยานสำรวจระบบสุริยะชั้นนอกที่เป็นที่รู้จักกันดีอย่างยานวอยเอเจอร์ 1 วอยเอเจอร์ 2 กาลิเลโอ และแคสสินี ต่างเคยถ่ายภาพดวงจันทร์บริวารขนาดใหญ่ของดาวเคราะห์ยักษ์ส่งกลับมายังโลกแล้ว ที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์เคยคิดว่าดวงจันทร์น้ำแข็งเหล่านี้เป็น “ดาวที่ตายแล้ว” ไม่มีกระบวนการทางธรณีวิทยาใด ๆ อีกต่อไป เป็นเพียงวัตถุที่มีหินและน้ำแข็งเกาะกลุ่มยึดกันไว้ แต่ในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ทราบว่าเหล่าดวงจันทร์ที่อยู่ห่างไกลนี้อาจมีชีวิตชีวาและมีวิวัฒนาการที่น่าสนใจเช่นเดียวกับดาวเคราะห์หลายดวง
ที่ผ่านมาการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลกมักจะจำกัดอยู่กับดาวเคราะห์ที่มีลักษณะคล้ายโลก กล่าวคือ เป็นดาวเคราะห์หินที่มีชั้นบรรยากาศเหมาะสมและมีมหาสมุทรอยู่บนพื้นผิว ซึ่งภารกิจสำรวจอวกาศในครั้งนี้ จะช่วยขยายข้อจำกัดในการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก ดาวที่ดูเหมือนว่าตายไปแล้ว อาจมีสิ่งมีชีวิตซุกซ่อนอยู่ในมหาสมุทรใต้เปลือกน้ำแข็งหนาก็เป็นได้
ดวงจันทร์น้ำแข็งขนาดใหญ่ทั้ง 3 ดวงของดาวพฤหัสบดี ได้แก่ ดวงจันทร์ยูโรปา ดวงจันทร์แกนีมีด และดวงจันทร์คัลลิสโต ล้วนแสดงสัญญาณบ่งชี้ว่าอาจมีมหาสมุทรอยู่ใต้เปลือกดาว แม้จะมีสภาพแวดล้อมที่โหดร้ายสุดขั้ว แต่หากเทียบกับโลกแล้ว สภาพแวดล้อมที่ปล่องน้ำร้อนใต้สมุทรอันโหดร้าย ที่ทั้งมืดมิดและอุณหภูมิสูง
แต่ก็ยังมีสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่บริเวณนั้นได้ ทำให้นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าแล้วสิ่งมีชีวิตจะสามารถวิวัฒนาการและอยู่รอดได้ตามพื้นมหาสมุทรของดวงจันทร์เหล่านี้เช่นเดียวกับกรณีของโลกหรือไม่ โดยยานจูซของ ESA จะออกสำรวจเพื่อค้นหาคำตอบเหล่านี้
ยานจูซ (JUICE) คืออะไร?
ยานจูซเป็นยานหุ่นยนต์สำรวจระบบสุริยะที่มีชื่อย่อมาจาก JUpiter ICy moons Explorer จะทำหน้าที่สำรวจและศึกษาวิวัฒนาการและความเอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตตามดวงจันทร์น้ำแข็งของดาวพฤหัสบดี สิ่งที่ยานจูซอาจค้นพบ จะช่วยขยายขอบเขตความรู้และเป้าหมายในการค้นหาสิ่งมีชีวิตจากดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่มีลักษณะคล้ายดาวพฤหัสบดี หรือดาวเคราะห์รูปแบบอื่นที่ถูกมองข้าม
ยานจูซจะสำรวจดวงจันทร์บริวารของดาวพฤหัสบดีอย่างไร?
ยานจูซมีแผนกำหนดการส่งขึ้นสู่อวกาศในเดือนเมษายน ค.ศ.2023 จะเดินทางถึงดาวพฤหัสบดีในปี ค.ศ.2031 โคจรรอบดาวพฤหัสบดีนานราว 2 ปีครึ่ง จากนั้นจะบินเฉียดใกล้ดวงจันทร์น้ำแข็งของดาวพฤหัสบดีภายในระยะ 200-1,000 กิโลเมตร โดยแหล่งพลังงานหลักของยานจะผลิตจากแผงเซลล์สุริยะ
ในช่วงเฟสแรกของภารกิจ ยานจูซจะเฉียดใกล้ดวงจันทร์ยูโรปา 2 ครั้ง ดวงจันทร์แกนีมีดกับดวงจันทร์คัลลิสโตดวงละ 12 ครั้ง การเฉียดใกล้ดวงจันทร์น้ำแข็งเหล่านี้ซ้ำ ๆ หลายครั้ง ทำให้ยานสามารถสำรวจดวงจันทร์ได้อย่างละเอียดมากขึ้น
ในช่วงเฟสต่อมาของภารกิจ ยานจูซจะปรับวิถีไปโคจรรอบดวงจันทร์แกนีมีดแทน และจะศึกษาดวงจันทร์บริวารที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะดวงนี้อย่างน้อย 9 เดือน และจะเป็นยานลำแรกที่โคจรรอบดวงจันทร์บริวารของดาวเคราะห์ดวงอื่น นอกเหนือจากดวงจันทร์ของโลก
ยานจูซถือว่าเป็นยานที่มีน้ำหนักมาก มีน้ำหนักรวมของยานที่ 4.8 ตัน และมีเส้นทางการโคจรของที่ซับซ้อนเพื่อให้สามารถสำรวจดวงจันทร์น้ำแข็งของดาวพฤหัสบดีได้อย่างใกล้ชิด ส่งผลให้ยานต้องบรรทุกเชื้อเพลิงหนักเกือบ 3 ตัน ส่วนอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ยานจูซบรรทุกไปมี 10 ตัว ที่มีน้ำหนักรวมเพียง 104 กิโลกรัม
ยานจูซมีอุปกรณ์วิทยาศาสตร์อะไรที่น่าสนใจบ้าง ?
ยานจูซจะใช้อุปกรณ์วัดสเปกตรัม (Spectrometer) ในช่วงแสงที่ตามองเห็นและรังสีอินฟราเรด เพื่อศึกษาองค์ประกอบของพื้นผิวดวงจันทร์น้ำแข็งในประเด็นต่าง ๆ ดังนี้
- การตรวจหาและทำแผนที่แร่ธาตุบนพื้นผิวดวงจันทร์แกนีมีด
- การทำความเข้าใจการก่อตัวของธรณีสัณฐานที่ซับซ้อนบางแห่งบนดวงจันทร์ยูโรปาและคัลลิสโต
- การตรวจหาโมเลกุลสารอินทรีย์บนพื้นผิวดวงจันทร์แต่ละดวง ซึ่งโมเกลกุลเหล่านี้เป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต
ขณะที่เครื่องวัดระดับความสูงด้วยแสงเลเซอร์ (Laser altimeter) จะช่วยเสริมข้อมูลแผนที่ ด้วยการวัดระดับความสูง-ต่ำของพื้นผิวเพื่อทำแผนที่ 3 มิติของลักษณะภูมิประเทศต่าง ๆ บนดวงจันทร์น้ำแข็ง
ก่อนหน้านี้ กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของนาซาเคยตรวจพบไอน้ำในชั้นบรรยากาศอันเบาบางของดวงจันทร์แกนีมีด (เรียกว่าชั้น exosphere) และเคยพบพวยพุของน้ำบนดวงจันทร์ยูโรปา ยานจูซที่จะเข้าไปสำรวจระยะใกล้ จะใช้อุปกรณ์วัดสเปกตรัมในย่านรังสีอัลตราไวโอเลต และอุปกรณ์ตรวจวัดอนุภาคมีประจุไฟฟ้า เพื่อช่วยระบุชนิดโมเลกุลและยืนยันว่ามีโมเลกุลน้ำในชั้นบรรยากาศเบาบางของดวงจันทร์เหล่านี้หรือไม่
ยานจูซยังมีอุปกรณ์ตรวจวัดสเปกตรัมในช่วงความยาวคลื่นระดับสั้นกว่ามิลลิเมตร (sub-millimeter) ซึ่งเป็นช่วงคลื่นที่อยู่ระหว่างรังสีอินฟราเรดกับรังสีไมโครเวฟ ข้อมูลที่ได้จากอุปกรณ์นี้จะช่วยเสริมข้อมูลแผนที่และบรรยากาศชั้น exosphere ร่วมกับข้อมูลที่ได้จากเครื่องวัดสเปกตรัมสองตัวแรก ทำให้ได้ข้อมูลที่ละเอียดและครอบคลุมหลายช่วงคลื่น
นอกจากนี้ ยานจูซจะศึกษาว่าดาวพฤหัสบดีที่มีสนามแม่เหล็กรุนแรงมากกว่าสนามแม่เหล็กโลกถึง 20 เท่า จะส่งผลอย่างไรต่อดวงจันทร์น้ำแข็งเหล่านี้บ้าง
ยานจูซจะใช้อุปกรณ์หลายอย่าง ได้แก่ เครื่องวัดสนามแม่เหล็ก เครื่องตรวจวัดอนุภาค และอุปกรณ์ศึกษาพลาสมา ร่วมกันทำแผนที่และวัดสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดี ตรวจวัดอัตราเร็วของอนุภาคภายในสนามแม่เหล็ก และศึกษาว่าสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดีและอนุภาคภายในนั้นจะมีผลกระทบต่อวัสดุบนพื้นผิวของดวงจันทร์น้ำแข็งอย่างไร
ยานจูซจะค้นหามหาสมุทรใต้เปลือกดาวได้อย่างไร?
ดวงจันทร์แกนีมีดเป็นดวงจันทร์บริวารเพียงดวงเดียวในระบบสุริยะที่มีสนามแม่เหล็กของตนเอง ยานจูซจะวัดสนามแม่เหล็กของดวงจันทร์ดวงนี้ เพื่อสำรวจว่าสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดีมีอันตรกิริยากับสนามแม่เหล็กของแกนีมีดอย่างไร และศึกษากระแสอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าตามแนวเส้นแรงแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กดาวพฤหัสบดี ที่ทำให้เกิดแสงออโรราบนดวงจันทร์ดวงนี้
จากการสังเกตการณ์แสงออโรราบนดวงจันทร์แกนีมีดโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล และการวัดสนามแม่เหล็กของดวงจันทร์แกนีมีดโดยยานกาลิเลโอ ต่างสนับสนุนแนวคิดว่า แกนีมีดอาจมีชั้นมหาสมุทรที่หนามากถึง 100 กิโลเมตร (คิดเป็นระดับความลึกมากกว่าความลึกสูงสุดของมหาสมุทรบนโลกถึง 10 เท่า) ฝังอยู่ลึกลงไปใต้พื้นผิวน้ำแข็ง 150 กิโลเมตร
นักวิทยาศาสตร์คาดว่า เมื่อเส้นสนามแม่เหล็กตัดผ่านชั้นมหาสมุทรดังกล่าว เส้นสนามแม่เหล็กนั้นจะเกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้น ซึ่งเครื่องวัดสนามแม่เหล็กของยานจูซอาจสามารถตรวจวัดความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับสนามแม่เหล็ก และสามารถยืนยันการมีอยู่ของมหาสมุทรใต้พื้นผิวดวงจันทร์แกนีมีด และจะค้นหามหาสมุทรใต้เปลือกดวงจันทร์คัลลิสโตด้วยวิธีนี้เช่นกัน
ยานจูซจะสำรวจสภาพใต้พื้นผิวดวงจันทร์น้ำแข็งของดาวพฤหัสบดีได้อย่างไร?
องค์การอวกาศอิตาลี (ASI) และองค์การนาซาของสหรัฐฯ ร่วมกันพัฒนาอุปกรณ์ระบบเรดาร์สำหรับยานจูซ เพื่อปล่อยสัญญาณคลื่นวิทยุที่สามารถผ่านลงไปใต้พื้นผิวได้ลึกถึง 9 กิโลเมตร ก่อนที่คลื่นวิทยุดังกล่าวจะสะท้อนกลับมาที่ยาน สัญญาณสะท้อนนี้สามารถนำมาตีความถึงลักษณะและโครงสร้างใต้พื้นผิวดวงจันทร์น้ำแข็งได้ ดังนั้น ข้อมูลจากเรดาร์จะบ่งชี้ถึงสภาพของชั้นน้ำแข็งใต้พื้นผิว
ชั้นมหาสมุทรหรือโพรงที่มีน้ำบรรจุอยู่ รวมไปถึงการศึกษาต่อไปว่าเปลือกของดวงจันทร์น้ำแข็งเหล่านี้มีวิวัฒนาการอย่างไร และกระบวนการใดที่ทำให้เปลือกดาวมีสภาพเป็นอย่างปัจจุบันนี้
นอกจากนี้ ยานจูซยังตรวจวัดสนามโน้มถ่วงของเหล่าดวงจันทร์น้ำแข็งด้วย โดยเมื่อยานเคลื่อนผ่านเหนือพื้นผิวดวงจันทร์ที่มีความหนาแน่นมากกว่าหรือน้อยกว่าปกติ สนามโน้มถ่วงเหนือบริเวณดังกล่าวก็จะแตกต่างกัน ส่งผลให้ตำแหน่งและอัตราเร็วของยานเปลี่ยนแปลงไป อุปกรณ์วิทยุสองตัวที่ติดตั้งบนยานจะตรวจจับความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นได้แม้เพียงเล็กน้อย ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถนำข้อมูลดังกล่าวมาตีความเป็นข้อมูลสนามความโน้มถ่วงของดวงจันทร์ และนำมาศึกษาถึงโครงสร้างภายในของดวงจันทร์ต่อไป
แผนการเดินทางสู่ดาวพฤหัสบดีของยานต่าง ๆ ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 2020
ยานจูซเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Cosmic Vision ประจำปี ค.ศ.2015-2025 ขององค์การอวกาศยุโรป (ESA) โดยในปี ค.ศ.2012 ESA คัดเลือกภารกิจยานจูซเป็นโครงการแรกจากโครงการอวกาศขนาดใหญ่ 3 โครงการใน Cosmic Vision ขณะที่อีก 2 โครงการ ได้แก่ ATHENA กล้องโทรทรรศน์อวกาศเพื่อศึกษาฟิสิกส์ดาราศาสตร์พลังงานสูง และ LISA อุปกรณ์ตรวจสอบการแทรกสอดของแสงเลเซอร์ในอวกาศเพื่อตรวจหาคลื่นความโน้มถ่วง
ทาง ESA ศึกษาเกี่ยวกับการออกแบบยานและเป้าหมายภารกิจของยานจูซอย่างละเอียดแล้วเสร็จในปี ค.ศ.2014 ก่อนเตรียมการสร้างยานจูซ ทั้งโครงสร้างของตัวยาน ส่วนประกอบของยาน และอุปกรณ์ที่จะติดตั้งบนยาน ซึ่งต้องผ่านการทดสอบและเตรียมการเป็นเวลากว่า 4 ปี จากทั้งหน่วยงานในเครือข่ายและห้องปฏิบัติการที่เกี่ยวข้องทั่วยุโรป
ขณะที่ฝั่งองค์การนาซาของสหรัฐฯ ก็มีแผนจะส่งยานยูโรปาคลิปเปอร์ (Europa Clipper) ขึ้นสู่อวกาศในปี ค.ศ.2024 ซึ่งจะเดินทางถึงดาวพฤหัสบดีในช่วงเดียวกันกับยานจูซ (ประมาณ ค.ศ.2031) ยานยูโรปาคลิปเปอร์จะเคลื่อนผ่านใกล้ดวงจันทร์ยูโรปาหลายครั้ง เพื่อศึกษาว่าดวงจันทร์น้ำแข็งดวงนี้จะมีสภาพเอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตหรือไม่ ส่วนประเทศจีนก็กำลังวางแผนจะส่งยานสำรวจดวงจันทร์บริวารของดาวพฤหัสบดีเช่นกัน โดยมุ่งเน้นไปที่ยานโคจรรอบและยานลงจอดบนดวงจันทร์คัลลิสโต
หากยานสำรวจดวงจันทร์บริวารของดาวพฤหัสบดีของยุโรป สหรัฐฯ และจีนสามารถเดินทางถึงดาวพฤหัสบดีได้สำเร็จ ข้อมูลจากยานเหล่านี้จะช่วยเสริมสร้างความเข้าใจของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดวงจันทร์บริวารน้ำแข็งที่โคจรอยู่รอบดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ได้ดียิ่งขึ้น และอาจตอบคำถามได้ว่าที่ใต้พื้นผิวน้ำแข็งเหล่านี้มีโอกาสที่จะมีสิ่งมีชีวิตอยู่หรือไม่
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
