7 ปีจากโลกถึงดาวพุธ

เมื่อเช้า อาศัยช่วงเวลาที่รถติดมากระหว่างส่งลูกที่โรงเรียน ผมเล่าให้ลูกฟังเรื่องเกี่ยวกับการส่งยานอวกาศชื่อ Messenger ไปสำรวจดาวพุธ ว่าใช้เวลาถึง 7 ปีในการเดินทางจากโลกไปดาวพุธ คือ ส่งไปตั้งแต่ปี 2004 และยาน Messenger เพิ่งเข้าสู่วงโคจรรอบดาวพุธได้เมื่อ มีค 2011 ที่ผ่านมา ทำไมมันนานอย่่างนั้น และเชื่อไหมว่า ยานอีกลำหนึ่งชื่อ Cassini ที่จะต้องเดินทางไปดาวเสาร์ก็ใช้เวลา 7 ปีเช่นกัน

อ้าว ไหงเป็นงั้น จากโลกไปดาวพุธน่ะใกล้กันมากกว่า โลกไปดาวเสาร์ตั้งเยอะ

ผมจำได้ว่า สมัยเรียน ไม่เคยมีใครบอกเลยว่า ดาวเคราะห์ 4 ดวงแรกนั้น คือ พุธ ศุกร์ โลก อังคาร นั้นเป็นดาวเคราะห์ชั้นใน ส่วนอีก 4 ดวงที่เหลือเป็นดาวเคราะห์ชั้นนอกของระบบสุริยะ ทำไมเขาแบ่งอย่างนี้ ถ้าใครไม่เคยเอาข้อมูลระยะห่างระหว่างดาวเคราะห์แต่ละดวงกับดวงอาทิตย์มา plot ดู ก็จะไม่เห็นภาพหรอก ลองดูภาพนี้แล้วคุณจะเข้าใจ

ที่อยู่ซ้ายสุดคือดวงอาทิตย์ ถัดมาเป็นพุธ ศุกร์ โลก อังคาร ซึ่งจะเห็นว่าอยู่เป็นดาวที่อยู่เป็นกลุ่มใกล้กัน เลยออกมา จึงจะเป็น พฤหัส เสาร์ ยูเรนัส เนปจูน

ทีนี้คงเข้าใจแล้วว่าทำไมเขาถึงแบ่งกลุ่มเป็นชั้นใน ชั้นนอก เอาล่ะกลับมาเข้าเรื่อง จากรูปจะเห็นชัดๆ เลยว่า ระยะทางจากโลกไปดาวพุธ กับไปดาวเสาร์ มันต่างกันมากเลย แต่ทำไมใช้เวลา 7 ปีเท่ากัน

คำตอบ คือ เราไม่สามารถตั้งจรวดยิงตรงจากโลกไปยังเป้าหมายได้โดยตรง NASA จะคำนวนเพื่อใช้ Gravity Assist จากดาวแต่ดวงที่ผ่าน ในการส่งยานสำรวจไปยังจุดหมาย แต่ 2 กรณีนี้ต่างกัน คือ การส่งไปดาวเสาร์นั้น จะใช้ Gravity Assist เพื่อเร่งความเร็ว  แต่กรณีส่งไปดาวพุธ จะใช้ gravity assist เพื่อชลอความเร็ว เพราะดาวพุธอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ แรงดึงดูดของดาวงอาทิตย์จะช่วยเร่งให้อยู่แล้ว

กระบวนการส่งยานไปดาวพุธนั้น จึงต้องมีการวนผ่านดาว (เีรียกว่า Flyby คือไม่ได้บินเข้าไปโคจรรอบ แค่ผ่าน) แต่ละดวงมากกว่า 1 รอบ อย่างเช่น เมื่อออกจากโลกแล้ว ไม่ใช่ไปแล้วไปเลย จะวกกลับมาที่โลกอีกครั้ง แล้วจึงส่งต่อไปให้วนแถวดาวศุกร์อีก 2 รอบ แล้วจึงไปวนที่ดาวพุธอีก 3 รอบ ก่อนที่จะเข้าวงโคจรรอบดาวพุธได้

ทุกขั้นตอน จะต้องมีการคำนวนที่แม่นยำ ยานสำรวจจะต้องไปถึงดาวแต่ละดวงด้วยความเร็ว และรยะห่างที่ถูกต้อง ลองนึกภาพว่าหากยานไปเร็วเกิน ก็จะพลาดการส่งต่อ หรือหากมาช้า หรือใกล้ไปก็อาจถูกดูดเข้าดาวดวงนั้น แล้วหากไม่มีกำลังขับมากพอ ก็หนีไม่พ้นตกไปชนพื้นผิวดาวเลย ยากไม่ใช่เล่น และก็ต้องระลึกไว้ด้วยว่า ดาวแต่ละดวงเคลื่อนที่ตลอดเวลา

เล่าจบก็ถึงโรงเรียนพอที พรุ่งนี้ค่อยมาต่อ

เอารูปยาน Messenger มาให้ดูกัน