นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 256

24 | นิตยสาร สสวท. นอกจากเครื่องมือที่กล่าวมาแล้ว ยาน Europa Clipper ยังได้ ทำ �การทดลองเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงโดยใช้คลื่นวิทยุ (Gravity/Radio Science) และวัดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของสัญญาณที่สะท้อนกลับมา (Doppler Shift) เพื่อวิเคราะห์ลักษณะของสนามแรงโน้มถ่วงของยูโรปา ซึ่งจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถประเมินความลึกของมหาสมุทร ใต้พื้นผิวและความหนาของเปลือกน้ำ �แข็งได้อย่างแม่นยำ � ๏ “Gravity Assist” เบื้องหลังการเดินทางสุดพิเศษสู่ดวงจันทร์น้ำ �แข็ง ในจักรวาลที่เต็มไปด้วยความเวิ้งว้างและแรงโน้มถ่วงที่ มองไม่เห็น การเดินทางสู่วงโคจรของดวงจันทร์ยูโรปาไม่ใช่เรื่องของ การเร่งความเร็วเพื่อพุ่งตรงไปยังเป้าหมายเท่านั้น หากแต่เป็นศิลปะของ การวางแผนเชิงวิศวกรรมอันแม่นยำ � และการใช้พลังจากธรรมชาติอย่าง ชาญฉลาด ภาพ 7 วงโคจรรูปวงรีของยาน Europa Clipper ซึ่งโคจรผ่านบริเวณสนามแม่เหล็กอันทรงพลัง ของดาวพฤหัสบดี ที่มา: https://europa.nasa.gov/resources/529/europa-clippers-elliptical-orbit-artists-con- cept/ ภาพ 5 วิถีการโคจรของยาน Europa Clipper เพื่อมุ่งหน้าสู่ดาวพฤหัสบดี ที่มา: https://www.nasa.gov/missions/europa-clipper/nasas-europa-clipper-uses-mars- to-go-the-distance/ ภาพ 6 ภาพจำ �ลองแนวคิดของศิลปินที่แสดงให้เห็นยานอวกาศ Europa Clipper ขณะบินผ่านดาวอังคาร โดยอาศัยแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์เพื่อปรับเปลี่ยนเส้นทางของยาน ระหว่างการเดินทางไปยังดาวพฤหัสบดี ที่มา: https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-europa-clipper-uses-mars-to-go-the-dis- tance/ การเดินทางกว่า 2.9 พันล้านกิโลเมตรของยาน Europa Clipper ไม่ได้ใช้เชื้อเพลิงเป็นหลัก แต่ขับเคลื่อนด้วย “เทคนิค Gravity Assist” หรือ “เทคนิคการเร่งความเร็วยานอวกาศโดยไม่ใช้เชื้อเพลิง” เพื่อช่วยประหยัดพลังงาน โดยอาศัยแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ในการ เปลี่ยนทิศทางและเพิ่มความเร็วของยาน แทนที่จะใช้ทรัพยากรเชื้อเพลิง จำ �นวนมหาศาล • 1 มีนาคม 2025: ยาน Europa Clipper เคลื่อนที่เฉียด เข้าใกล้ดาวอังคารมากที่สุดที่ระยะ 884 กิโลเมตรเหนือพื้นผิวดาว ด้วย ความเร็ว 88,200 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เพื่อเข้าสู่กระบวนการ Gravity Assist ครั้งแรก ก่อนจะถูกแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์แดงปรับทิศทาง และเปลี่ยนวิถีการโคจรอย่างแม่นยำ � • 3 ธันวาคม 2026: ยาน Europa Clipper จะโคจรโฉบ ผ่านโลกอีกครั้ง เพื่อเข้าสู่กระบวนการ Gravity Assist ครั้งที่สอง โดยอาศัย แรงโน้มถ่วงของโลกในการปรับวิถีการโคจรครั้งสุดท้าย และช่วยเหวี่ยง ให้ยานมุ่งหน้าเข้าสู่วงโคจรของดาวพฤหัสบดีในช่วงเดือนเมษายน 2030 เทคนิคนี้ไม่เพียงแค่ประหยัดเชื้อเพลิงและช่วยเร่งความเร็ว ของยานระหว่างการเดินทาง แต่ยังช่วยให้ยานมีน้ำ �หนักเบาลงเป็นอย่างมาก ทำ �ให้สามารถติดตั้งอุปกรณ์และเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อนได้ มากขึ้น รวมถึงช่วยให้การเดินทางไกลครั้งนี้เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ สูงสุด ๏ กลยุทธ์บินเฉียดเพื่อความอยู่รอดของยาน Europa Clipper แม้ยูโรปาจะเป็นเป้าหมายหลักของภารกิจ แต่การโคจรรอบ ดวงจันทร์น้ำ �แข็งนี้โดยตรงกลับไม่ใช่ทางเลือกที่ปลอดภัยสำ �หรับ ยานสำ �รวจ เนื่องจากวงโคจรของยูโรปาอยู่ในบริเวณที่ได้รับอิทธิพลจาก สนามแม่เหล็กอันทรงพลังของดาวพฤหัสบดี (Jupiter’s Magnetosphere) ซึ่งเต็มไปด้วยรังสีที่สามารถสร้างความเสียหายให้กับระบบอิเล็กทรอนิกส์ ของยานอวกาศได้ภายในเวลาอันรวดเร็ว ไม่ว่าจะเป็นแผงวงจรควบคุม กล้องถ่ายภาพหรือแม้แต่แผงโซลาร์เซลล์หากโคจรเข้าใกล้บริเวณดังกล่าว เป็นเวลานาน เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าว NASA จึงวางแผนและพัฒนาให้ Europa Clipper ไม่จำ �เป็นต้องโคจรรอบยูโรปาโดยตรง แต่ใช้วิธีการ บินเฉียด (Flyby) เข้าใกล้ยูโรปาชั่วคราวเพื่อเก็บข้อมูลแล้วบินออกไป ก่อนที่จะได้รับผลกระทบจากเขตรังสีรุนแรงในลักษณะวงโคจรรูปวงรี (Elliptical Orbit) เพื่อลดการสัมผัสกับรังสีให้น้อยที่สุด และยืดอายุ การทำ �งานของภารกิจให้ยาวนานที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ ซึ่งเพียงพอสำ �หรับ การเก็บข้อมูลที่สำ �คัญอย่างครบถ้วน โดยยังคงความปลอดภัย