นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังจับตาไปที่โอกาสครั้งสำคัญที่จะเกิดขึ้นในปี ค.ศ. 2034 ซึ่งอาจนำไปสู่การส่งภารกิจสำรวจครั้งประวัติศาสตร์ไปยังสองยักษ์น้ำแข็งที่ถูกลืมของระบบสุริยะ นั่นคือ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน การจัดเรียงตัวของดาวเคราะห์ครั้งนี้จะช่วยให้ยานอวกาศสามารถใช้เทคนิคทางกลศาสตร์ที่ชาญฉลาด เพื่อไปถึงดาวทั้งสองดวงได้ด้วยต้นทุนและเวลาที่มีประสิทธิภาพที่สุดเท่าที่เคยมีมา
เปิดเงื่อนไขพิเศษ แรงเหวี่ยงจาก “ดาวพฤหัสบดี“
เหตุผลที่ปี 2034 กลายเป็นหมุดหมายสำคัญของนักวิทยาศาสตร์อวกาศ คือ ปรากฏการณ์ที่โลก ดาวพฤหัสบดี ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน จะโคจรมาจัดเรียงตัวในแนวที่เหมาะสม ซึ่งเกิดขึ้นเพียงแค่ทุก ๆ 12 ปี เท่านั้น การจัดเรียงตัวดังกล่าวช่วยให้ยานสามารถใช้สิ่งที่เรียกว่า “การเหวี่ยงตัวด้วยแรงโน้มถ่วง” (Gravity Assist หรือ Gravitational Slingshot) จากดาวพฤหัสบดี
ทำไมยูเรนัสและเนปจูนจึงมีความสำคัญทางวิทยาศาสตร์?
นับตั้งแต่ภารกิจของยานวอยเอเจอร์ 2 ที่บินผ่านดาวยูเรนัสในปี 1986 และดาวเนปจูนในปี 1989 ดาวเคราะห์ทั้งสองดวงนี้ก็ไม่เคยถูกสำรวจในระยะใกล้จากยานอวกาศลำใดอีกเลย แม้ว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) จะส่งภาพอันน่าทึ่งกลับมาเมื่อเร็ว ๆ นี้ แต่การโคจรสำรวจอย่างใกล้ชิดยังคงเป็นสิ่งจำเป็น
ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนเป็นมากกว่าแค่ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเรา พวกมันคือ ต้นแบบที่ดีที่สุดที่เรามีในการศึกษากลุ่มดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ (Exoplanet) ที่พบมากที่สุดในกาแล็กซี นั่นคือ ดาวเคราะห์ประเภท “มินิ-เนปจูน” (Mini-Neptune) ซึ่งเชื่อกันว่าอาจมีมหาสมุทรของเหลวขนาดใหญ่อยู่ใต้ชั้นบรรยากาศ การทำความเข้าใจโครงสร้างและองค์ประกอบของยักษ์น้ำแข็งเหล่านี้ จึงเป็นการไขปริศนาสำคัญว่าดาวเคราะห์นอกระบบส่วนใหญ่ก่อตัวและพัฒนาไปอย่างไร และบางทีอาจนำไปสู่ความเข้าใจเรื่องศักยภาพการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตบนดาวเหล่านั้นด้วย
ภารกิจที่เสนอนี้ต่างจากการสำรวจด้วยยานวอยเอเจอร์ 2 ที่เป็นการบินผ่าน (flyby) เพียงครั้งเดียว แต่เป็นการส่ง “ยานโคจร” (Orbiter) พร้อมกับ “ยานสำรวจบรรยากาศ” (Atmospheric Probe) ไปยังดาวทั้งสองดวง
แม้ว่าเทคโนโลยีในปัจจุบันจะพร้อมสำหรับการสร้างและส่งยานสำรวจชุดนี้ แต่ข้อจำกัดที่สำคัญกลับอยู่ที่การเมืองและปฏิบัติการจริงในอวกาศลึก
- งบประมาณและการเมือง
ภารกิจระดับ Flagship Class เช่นนี้ต้องใช้งบประมาณมหาศาล และการได้รับอนุมัติในวงเงินที่จำกัดของ NASA จึงเป็นความท้าทายใหญ่ - แหล่งพลังงาน
ดาวเคราะห์เหล่านี้อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากจนแผงโซลาร์เซลล์ไม่สามารถให้พลังงานที่ยั่งยืนได้ ยานอวกาศจึงต้องพึ่งพาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกชนิดไอโซโทปรังสี (RTG) ซึ่งใช้เชื้อเพลิงพลูโทเนียม-238 (Plutonium-238) ซึ่งเป็นสารกัมมันตรังสีหายาก ดังนั้น หากมนุษย์ต้องการใช้หน้าต่างปล่อยยานในปี 2034 การผลิตพลูโทเนียม-238 เพื่อสำรองให้เพียงพอสำหรับภารกิจคู่จะต้องเริ่มขึ้นในเร็ววันนี้
หากภารกิจนี้ได้รับไฟเขียว มนุษยชาติก็จะสามารถเติมเต็มช่องว่างความรู้ครั้งใหญ่ที่สุดเกี่ยวกับระบบสุริยะ และนำพาเราให้เข้าใจถึงต้นกำเนิดของดาวเคราะห์และเงื่อนไขของชีวิตได้ดียิ่งขึ้นไปอีกขั้น
ข้อมูลอ้างอิง: Big Think
- A unique mission to both Uranus and Neptune could launch in 2034
