บทความดาราศาสตร์

องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐฯ (NASA) กำลังดำเนินงานในแผนการพามนุษย์กลับไปสำรวจพื้นผิวดวงจันทร์ในปลายคริสต์ทศวรรษนี้ แต่ก่อนหน้าที่นักบินอวกาศจะลงสู่ดวงจันทร์ ต้องมีการส่งยานหุ่นยนต์หลายลำที่สนับสนุนโดยนาซาลงไปบุกเบิกก่อน

โครงการ Commercial Lunar Payloads Services (CLPS) ในงบประมาณเกือบ 90,000 ล้านบาท (2,600 ล้านเหรียญสหรัฐฯ) ที่ทางนาซาริเริ่มนี้ จะเป็นการให้บริษัทเอกชนด้านเทคโนโลยีอวกาศในสหรัฐฯ แข่งขันกันเพื่อมอบงบสนับสนุนในการสร้างยานลงจอดบนดวงจันทร์ โดยยานของบริษัทเอกชนเหล่านี้จะบรรทุกอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของนาซาลงไปสำรวจพื้นผิวดวงจันทร์หลายแห่งที่มีความหลากหลายทางธรณีวิทยา

ภาพจำลองยาน Blue Ghost ของบริษัท Firefly ขณะกำลังร่อนลงสู่พื้นผิวดวงจันทร์ [Credit ภาพ : Firefly]

ภารกิจยานลงจอดบนดวงจันทร์ครั้งต่าง ๆ ในโครงการ CLPS 

ทางนาซาให้งบประมาณสนับสนุนบริษัทเอกชนทางเทคโนโลยีอวกาศทั้งหมด 4 แห่ง สำหรับภารกิจยานลงจอดบนดวงจันทร์ 7 ครั้ง ในช่วงปี ค.ศ.2022-2024 ได้แก่

• CPLS-1 / Peregrine Mission One, ไตรมาสที่ 1 ค.ศ.2023: สัญญาจ้างกับบริษัท Astrobotic ด้วยงบราว 2,700 ล้านบาท (79.5 ล้านเหรียญสหรัฐฯ)
• CPLS-2 / Intuitive Machines Mission 1 (IM-1), มีนาคม ค.ศ.2023: สัญญาจ้างกับบริษัท Intuitive Machines ด้วยงบราว 2,600 ล้านบาท (77 ล้านเหรียญสหรัฐฯ)
• CPLS-3 / Intuitive Machines Mission 2 (IM-2), ค.ศ.2023: สัญญาจ้างกับบริษัท Intuitive Machines ด้วยงบราว 1,600 ล้านบาท (47 ล้านเหรียญสหรัฐฯ)
• CPLS-4 / Masten Mission One, พฤศจิกายน ค.ศ.2023: สัญญาจ้างกับบริษัท Masten Space ด้วยงบราว 2,600 ล้านบาท (75.9 ล้านเหรียญสหรัฐฯ)
• CPLS-5 /  Intuitive Machines Mission 3 (IM-3), ไตรมาสที่ 1 ค.ศ.2024: สัญญาจ้างกับบริษัท Intuitive Machines ด้วยงบราว 2,600 ล้านบาท (77.5 ล้านเหรียญสหรัฐฯ)
• VIPER, พฤศจิกายน ค.ศ.2024: สัญญาจ้างกับบริษัท Astrobotic ด้วยงบราว 7,700 ล้านบาท (226.5 ล้านเหรียญสหรัฐฯ)
• Blue Ghost M1, ค.ศ.2024: สัญญาจ้างกับบริษัท Firefly ด้วยงบราว 3,200 ล้านบาท (93.3 ล้านเหรียญสหรัฐฯ)
• ภารกิจยานของบริษัท Draper, ค.ศ.2025: สัญญาจ้างกับบริษัท Draper ด้วยงบราว 2,500 ล้านบาท (73 ล้านเหรียญสหรัฐฯ)

ภารกิจยานไปดวงจันทร์ของภาคเอกชนเหล่านี้ จะแตกต่างจากยานสำรวจดวงจันทร์ลำอื่นของภาครัฐบาลสหรัฐฯ ก่อนหน้านี้ ตรงที่บริษัทเอกชนจะเป็นผู้สร้าง ปฏิบัติภารกิจ และจัดการยานลงจอดบนดวงจันทร์ทั้งหมด ทางนาซาจะเข้ามาช่วยดูแลภารกิจเพียงเล็กน้อยเท่านั้น โดยจำกัดที่การเลือกพื้นที่ลงจอดของยาน และอุปกรณ์ที่จะบรรทุกบนยาน 

ยานต่าง ๆ ในโครงการ CLPS ยังบรรทุกสัมภาระที่ไม่ใช่ของนาซาจากประเทศอื่น ๆ ด้วย ซึ่งเป็นประเด็นที่ทางนาซาส่งเสริมเพื่อกระตุ้นการลงทุนสำรวจดวงจันทร์ในภาคเอกชน ยานลงจอดบนดวงจันทร์ทั้งหมดในโครงการจะปฏิบัติภารกิจได้นาน 14 วันของโลก (ครึ่งวันของดวงจันทร์) เนื่องจากอุณหภูมิพื้นผิวด้านมืด (ฝั่งกลางคืน) ของดวงจันทร์ที่ต่ำกว่า -100 องศาเซลเซียส ทำให้ยานลงจอดที่ใช้แผงเซลล์สุริยะและแบตเตอรีเป็นแหล่งพลังงานใช้การไม่ได้

• CPLS-1 : ภารกิจยานสำรวจดวงจันทร์ครั้งแรกของบริษัท Astrobotic 

ในปี ค.ศ.2023 จะมีกำหนดการส่งยานลงจอดของบริษัท Astrobotic ขึ้นสู่อวกาศ และมีแผนลงจอดที่บริเวณ Lacus Mortis ซึ่งเป็นที่ราบแอ่งลาวาเก่า ยานลำนี้จะบรรทุกสัมภาระ 28 ชิ้นจาก 8 ประเทศ ในจำนวนนี้มีอุปกรณ์ 11 ชิ้นของนาซา อย่างเครื่องวัดสเปกตรัมเพื่อศึกษาเปลี่ยนแปลงของน้ำบนพื้นผิวดวงจันทร์ รวมถึงน้ำและสารประกอบระเหยง่าย (Volatile) ชนิดอื่น ที่เกิดจากอันตรกิริยาระหว่างลมสุริยะกับดินบนดวงจันทร์

ข้อมูลจากยานลำนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทำความเข้าใจเรื่องการเปลี่ยนตำแหน่งของน้ำบนดวงจันทร์ได้ดีขึ้น จากบริเวณเส้นศูนย์สูตรของดวงจันทร์ มายังก้นหลุมอุกกาบาตตามบริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ที่ตกอยู่ในเงามืดอย่างถาวร ซึ่งน้ำบนดวงจันทร์ส่วนใหญ่จะอยู่บริเวณนี้นับหลายพันล้านปี

• CPLS-2 : ภารกิจยานสำรวจดวงจันทร์ครั้งแรกของบริษัท Intuitive Machines 

ตามแผนของภารกิจนี้ จะส่งยานขึ้นสู่อวกาศในต้นปี ค.ศ.2023 ยานลำนี้จะบรรทุกอุปกรณ์ของนาซา 6 ชิ้น และลงจอดที่บริเวณ Oceanus Procellarum ที่ราบกว้างใหญ่ที่เคยเป็นแอ่งลาวาเก่า จุดพิเศษของยานลำนี้อยู่ตรงกล้องถ่ายภาพหลายตัวสำหรับถ่ายภาพโดยรอบ เพื่อใช้บันทึกภาพขณะที่ชไอพ่นจากเครื่องยนต์พุ่งกระทบกับพื้นผิวดวงจันทร์ นักวิทยาศาสตร์จะสามารถศึกษาแรงผลักดันและอันตรกิริยาจากไอพ่นจรวดต่อฝุ่นบนดวงจันทร์ ข้อมูลเรื่องนี้จะช่วยให้สามารถออกแบบยานอวกาศและพื้นที่อยู่อาศัยบนพื้นผิวดวงจันทร์ในอนาคตได้ดีขึ้น

• CPLS-3 : ภารกิจยานสำรวจดวงจันทร์ครั้งที่ 2 ของบริษัท Intuitive Machines 

ตามแผนของภารกิจนี้ จะส่งยานขึ้นสู่อวกาศในต้นปี ค.ศ.2023 เช่นกัน ยานลำนี้จะบรรทุกหัวเจาะ PRIME-1 ของนาซาและเครื่องวัดสเปกตรัม และลงจอดบริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ ยานลงจอดจะเจาะพื้นผิวดวงจันทร์ลึกลงไปราว 1 เมตร วิเคราะห์ดินเพื่อหาน้ำแข็งที่เจือปน รวมถึงปล่อยรถสำรวจลงสู่พื้นผิวดวงจันทร์ เพื่อทดสอบเทคโนโลยีเครือข่าย 4G/LTE ของบริษัท Nokia และยานลำเล็กชื่อ Micro-Nova ที่จะเคลื่อนที่ด้วยการกระโดดไปบนพื้นผิวดวงจันทร์ กล้องบน Micro-Nova จะถ่ายภาพความละเอียดสูงของพื้นผิวบริเวณใต้เส้นทางการกระโดดของยาน 

ภาพจำลองยานลงจอดบนดวงจันทร์ของบริษัท Intuitive Machines พร้อมหัวเจาะ PRIME-1 ของนาซา [Credit ภาพ : Intuitive Machines]

• CPLS-4 : ภารกิจยานสำรวจดวงจันทร์ครั้งแรกของบริษัท Masten

ตามแผนของภารกิจนี้ ยานลำแรกของบริษัท Masten จะลงจอดบริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ในเดือนพฤศจิกายน ค.ศ.2023 ยานลำนี้จะบรรทุกอุปกรณ์ไปอย่างน้อย 8 ชิ้น มีเป้าหมายหลักเพื่อตรวจหาทรัพยากรธรรมชาติบนดวงจันทร์ เช่น น้ำแข็งและสารประกอบระเหยง่ายชนิดอื่น (อย่างมีเทน คาร์บอนไดออกไซด์) 

ยานลงจอดลำนี้ยังปล่อยรถสำรวจขนาดเล็ก (ขนาดประมาณกล่องรองเท้า) ชื่อ “MoonRanger” ที่ทางนาซาจะร่วมใช้งานด้วย โดยติดตั้งเครื่องวัดสเปกตรัมของนิวตรอน (Neutron spectrometer) เพื่อตรวจหาน้ำแข็งที่อยู่ใต้พื้นผิวดวงจันทร์

• CPLS-5 : ภารกิจยานสำรวจดวงจันทร์ครั้งที่ 3 ของบริษัท Intuitive Machines 

ยานลงจอดลำที่ 3 ของบริษัท Intuitive Machines จะลงจอดที่บริเวณ Reiner Gamma ในปี ค.ศ.2024 พื้นผิวดวงจันทร์บริเวณนี้มีสนามแม่เหล็กที่ความเข้มค่อนข้างอ่อน ซึ่งอาจเป็นสิ่งที่หลงเหลือจากสนามแม่เหล็กของดวงจันทร์ในอดีต

Lunar Vertex ชุดอุปกรณ์หลักของยานลำนี้ จะประกอบด้วยเครื่องวัดสเปกตรัมและเครื่องวัดสนามแม่เหล็ก ที่ติดตั้งบนยานลงจอดและรถสำรวจ เพื่อศึกษาองค์ประกอบทางเคมี ทำแผนที่ความเข้มและทิศทางของสนามแม่เหล็กบนพื้นผิวดวงจันทร์บริเวณที่ยานลงจอด ซึ่งจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทำความเข้าใจเรื่องผลกระทบจากลมสุริยะและการพุ่งชนของอุกกาบาตขนาดเล็กมากต่อดาวเคราะห์และดวงจันทร์ที่เป็นหินได้ดีขึ้น รวมถึงเรื่องวิวัฒนาการของสนามแม่เหล็กดวงจันทร์

ยานลงจอดลำนี้ยังบรรทุกฝูงรถสำรวจขนาดเล็ก CADRE ของนาซาไปด้วย รถสำรวจฝูงนี้จะมีระบบนำทางอัตโนมัติ และสามารถทำแผนที่ของพื้นที่ลงจอดได้ดีกว่าการใช้รถสำรวจเพียงคันเดียว

• รถสำรวจ VIPER ของนาซาที่ส่งลงสู่ดวงจันทร์โดยบริษัท Astrobotic

บริษัท Astrobotic จะนำรถสำรวจ VIPER ของนาซาลงสู่บริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ในเดือนพฤศจิกายน ค.ศ.2024 มีภารกิจสำรวจพื้นที่ทั้งภายในและโดยรอบพื้นที่ก้นหลุมอุกกาบาตที่อยู่ในเงามืดถาวร ในระยะเวลาประมาณ 100 วันของโลก ใช้หัวเจาะและอุปกรณ์อีก 3 อย่างศึกษาธรรมชาติของพื้นที่น้ำแข็งทับถมบนดวงจันทร์ ประเมินความเป็นไปได้ในการเข้าถึงทรัพยากรธรรมชาติบนดวงจันทร์เหล่านี้ ซึ่งข้อมูลเหล่านี้จะช่วยให้องค์การอวกาศและภาคเอกชนที่เกี่ยวข้องสามารถวางแผนภารกิจการสำรวจบริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ด้วยนักบินอวกาศ และการตั้งถิ่นฐานเพื่ออาศัยอยู่บนดวงจันทร์อย่างยั่งยืน

ภาพจำลองแสดงรถสำรวจ VIPER ขณะกำลังเคลื่อนตัวบนรางจากยาน Griffin ของบริษัท Astrobotic ลงสู่พื้นผิวดวงจันทร์ [Credit ภาพ : Astrobotic]

• ภารกิจยานสำรวจดวงจันทร์ครั้งแรกของบริษัท Firefly

ยานลำแรกของบริษัท Firefly จะลงจอดบนดวงจันทร์บริเวณที่ราบแอ่งลาวาเก่า Mare Crisium ในปี ค.ศ.2024 โดยบรรทุกอุปกรณ์ของนาซาไปด้วยเพื่อศึกษาสภาพแวดล้อมบนดวงจันทร์ ที่ขาแตะพื้นผิวข้างหนึ่งของยานจะมีอุปกรณ์ PlanetVac สำหรับสาธิตเทคโนโลยีการเก็บตัวอย่างหินและดินบนวัตถุอื่นในระบบสุริยะแบบใช้งบน้อย นอกจากนี้ ทางนาซาจะพยายามทดสอบระบบ GPS บนดวงจันทร์ครั้งแรกในภารกิจนี้

• ภารกิจยานลงจอดบนพื้นผิวด้านไกลของดวงจันทร์ของบริษัท Draper

ภารกิจนี้ในปี ค.ศ.2025 ของบริษัท Draper จะส่งยานลงจอดที่พื้นผิวด้านไกลของดวงจันทร์ (พื้นผิวฝั่งที่ดวงจันทร์หันออกจากโลก) ซึ่งในปัจจุบัน มีเพียงยานฉางเอ๋อ 4 (Chang’e 4) ของจีนเท่านั้นที่ลงจอดสำรวจพื้นผิวดวงจันทร์ฝั่งนี้ โดยนาซาเลือกพื้นที่ลงจอดที่หลุมอุกกาบาต Schrödinger crater 

ยานลำนี้จะบรรทุกอุปกรณ์ของนาซาไป ได้แก่ เครื่องวัดแผ่นดินไหวความไวสูง หัวเจาะ หัวสำรวจ และเครื่องวัดสนามแม่เหล็ก เพื่อช่วยนักวิทยาศาสตร์ศึกษาเรื่องโครงสร้างภายใน องค์ประกอบทางเคมี และวิวัฒนาการของดวงจันทร์

การขยายขอบเขตของโครงการ CLPS ในอนาคต

ระหว่างที่นาซาเลือกพื้นที่ลงจอด (อย่างบริเวณ Reiner Gamma และหลุมอุกกาบาต Schrödinger) ให้กับภารกิจในโครงการ CLPS ทางนาซาเองก็ขยายช่วงการสำรวจทางวิทยาศาสตร์ของโครงการด้วย โดยระบุว่าภารกิจหลังจากนี้ในช่วงขยายโครงการ จะมียานลงจอดบริเวณภูเขาไฟ Gruithuisen dome ในปี ค.ศ.2026 และบริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ในปีเดียวกัน 

ทางนาซากล่าวว่าภารกิจในอนาคตของโครงการ CLPS จะบรรทุกรถสำรวจและชุดสาธิตเทคโนโลยีที่ซับซ้อนขึ้น รวมไปถึงโครงสร้างต่าง ๆ ที่จำเป็นต่อภารกิจการส่งนักบินอวกาศสำรวจพื้นผิวดวงจันทร์ในโครงการอาร์ทีมิส

โมเดลทางธุรกิจการค้าแบบใหม่สำหรับภารกิจสำรวจดาวเคราะห์

การส่งยานลงจอดบนดวงจันทร์นั้นทำได้ยากมาก และมีเพียงสามชาติเท่านั้นที่ทำได้ในปัจจุบัน (สหรัฐฯ อดีตสหภาพโซเวียต และจีน) การที่นาซาไว้วางใจให้บริษัทเอกชนทางเทคโนโลยีอวกาศในสหรัฐฯ จัดการเรื่องยานสำรวจดวงจันทร์ โดยมีวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่สอดคล้องกับทางนาซา ซึ่งหลายประเด็นจะส่งผลโดยตรงต่อแผนงานโครงการอาร์ทีมิส แสดงให้เห็นว่าทางนาซาในฐานะภาครัฐของสหรัฐฯ มีความมั่นใจเพิ่มขึ้นที่จะเสริมสร้างพื้นที่ทางธุรกิจการค้าในการสำรวจดวงจันทร์

นอกจากนี้ โครงการ CLPS ยังเป็นการ “พลิกธรรมเนียม” ในการออกแบบยานสำรวจ ที่แต่เดิมภารกิจยานจะออกแบบและสร้างเพื่อให้ตรงกับเป้าหมายการสำรวจทางวิทยาศาสตร์ แต่ในโครงการ CLPS จะเป็นการส่งยานจำนวนมากลงจอดบนดวงจันทร์ ซึ่งทำให้มียานสำรวจพื้นผิวดวงจันทร์ได้บ่อยครั้ง โดยมีการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ที่หลากหลาย ในแบบที่ไม่สามารถเกิดขึ้นกับการสำรวจระบบสุริยะก่อนหน้านี้

แปลและเรียบเรียง

พิสิฏฐ นิธิยานันท์ - เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ชำนาญการ สดร.

ที่มาของบทความ

https://www.planetary.org/space-missions/clps