วาระสุดท้ายของแคสสินี
•ระดับ มัธยมศึกษา•

"The Grand Finale"

“..เนื่องจากดาวเสาร์อยู่ไกลจากโลก 1,400 ล้านกิโลเมตร สัญญานสุดท้ายจากแคสสินีจะเดินทางประมาณ 83 นาที สู่โลก และจะส่งเข้าสู่สถานีทวนสัญญาน Canberra ของ Deep Space Network ในออสเตรเลียในวันที่ 15 กันยายน 2017 นั่นคงเป็น เวลาจบสิ้นอย่างอุดมสมบูรณ์ของวิทยาศาสตร์ที่งดงาม”

abstract :

ยานอวกาศแคสสินี ออกเดินทางจากโลกเมื่อ ค.ศ. 1997 ใช้เวลาเดินทางสู่ดาวเสาร์ ระยะทาง 1,400 ล้านกิโลเมตร ในเวลา 7 ปี ปฎิบัติภารกิจสำรวจ 13 ปี พร้อมเครื่องมือวิทยาศาสตร์ 8 ชนิด ส่งข้อมูลมาอย่างมากมายในระหว่างการปฎิบัติภารกิจและวันที่ 15 กันยายน 2017 คงน่าตื่นเต้นกับบทสุดท้ายในการเดินทาง 20 ปีแห่งประวัติศาสตร์ เมื่อแคสสินีพุ่งผ่านดาวเสาร์ยานสำรวจจะ รวบรวมข้อมูลที่มีค่าและมีคุณค่าอย่างไม่น่าเชื่อ ซึ่งมีความเสี่ยงที่จะถูกแรงกดดันดาวเสาร์ทำลายยาน เป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยขณะที่ดำดิ่งและ ขณะยังมีชีวิตในเวลาน้อยนิดแคสสินีจะทำแผนที่โดยละเอียด เกี่ยวกับแรงดึงดูดของดาวเสาร์และสนามแม่เหล็ก เผยให้เห็นโครงสร้าง ภายในและอาจช่วยแก้ปัญหาความลึกลับที่น่าขนลุกของดาวเสาร์

NASA's Cassini spacecraft

content :

ตลอดสองทศวรรษที่ผ่านมายานอวกาศแคสสินี (Cassini spacecraft) ของนาซ่า ถึงจุดสิ้นสุดของการสำรวจที่โดดเด่นและจงใจ พรวดพราดลงดิ่งสู่ดาวเสาร์ทำลายตัวเองโดยมีเหตุผลหมดภารกิจ หากปล่อยโคจรทิ้งไว้อาจชนปะทะกับดวงจันทร์ดวงหนึ่งดวงใดของ ดาวเสาร์ได้อันจะเกิดเรื่องยุ่งยากในธรรมชาติของระบบดาวเสาร์ (Saturn) ที่ควรจะเป็นไปและขณะการดำดิ่งจะถือเป็นภารกิจสำคัญ เพื่อพลีชีพสำรวจดาวเสาร์อย่างใกล้ชิดที่สุดเท่าที่เคยมีมา เช่น

1.ดาวเสาร์
กว่าทศวรรษที่โคจรรอบก๊าซยักษ์ แคสสินีศึกษาองค์ประกอบและอุณหภูมิของชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์ ในขณะที่ฤดูกาลดาวเสาร์มีการ เปลี่ยนแปลง แคสสินียังให้การสังเกตอย่างใกล้ชิดเกี่ยวกับพายุแปลกใหม่ของดาวเสาร์ที่มีลักษณะหกเหลี่ยม (Hexagonal jet stream) ประเด็นสำคัญแสดงให้เห็นถึงความสมมาตรที่โดดเด่น กว้าง 30,000 กิโลเมตร มีความเร็วลมประมาณ 322 กิโลเมตร ต่อชั่วโมง และตรวจจับคลื่นวิทยุและพลาสมาของดาวเสาร์ซึ่งไม่สามารถตรวจจับได้จากโลก นอกจากนั้นยังได้ถ่ายภาพถ่ายฟ้าผ่าใน ด้านตอนกลางคืนของดาวเสาร์ที่ไม่เคยมีมาก่อน

Hexagonal jet stream

2.วงแหวนดาวเสาร์
แต่เดิมนักวิทยาศาสตร์ไม่เคยศึกษาอุณหภูมิจากองค์ประกอบ และการกระจายตัวของวงแหวนของดาวเสาร์ที่มาจากวงโคจรที่มีอุณหภูมิ ต่ำสุดที่เคยบันทึกไว้ อนุภาคที่ประกอบขึ้นมาเป็นวงแหวนของดาวเสาร์ มีขนาดตั้งแต่เล็กกว่าเม็ดทรายถึงมีขนาดใหญ่พอๆกับภูเขา พบว่ามีไอพ่นน้ำจากดวงจันทร์เอนเซลาดัส (Enceladus) เป็นแหล่งให้เกิดวัสดุจำนวนมากในวงแหวน E ของดาวเสาร์ซึ่ง เป็นวงแหวนกระจายที่ด้านนอกของวงแหวนที่สว่าง และการศึกษาลักษณะด้านในของวงแหวนที่รียกว่า spokes ของดาวเสาร์ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คิดว่าถูกสร้างขึ้นด้วยอนุภาคน้ำแข็งที่ถูกปล่อยออกมาด้วยประจุไฟฟ้าสถิต

เพื่อให้เข้าใจถึงขนาดและการกระจายตัวของอนุภาคของแหวนได้ดียิ่งขึ้น แคสสินีได้ศึกษาว่าแสงของดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลมีผลการ เปลี่ยนแปลงของวงแหวนเป็นอย่างไร และได้เฝ้าดวงจันทร์บางดวงของดาวเสาร์ที่ขโมยอนุภาคจากวงแหวน และดวงจันทร์อื่นๆก็มีส่วน ที่ส่งอนุภาคเข้ามาในวงแหวนด้วย ยังพบว่าอนุภาคของวงแหวนใกล้ดาวเสาร์เคลื่อนที่ได้เร็วกว่าดวงจันทร์ ในขณะที่อนุภาคที่ไกลจาก ดาวเสาร์เคลื่อนที่ช้ากว่าดวงจันทร์จากปฏิสัมพันธ์เป็นแรงโน้มถ่วงทำให้เกิดการตื่นตัวขึ้นมา เกิดการก่อตัวขึ้นทั้งหลังและด้านหน้าของ ดวงจันทร์ในขณะที่กำลังโคจรรอบๆ

Saturn's rings

3.ดวงจันทร์ไททัน
ในอดีตเรามีความรู้เกี่ยวกับดวงจันทร์ไททันน้อยมาก ภารกิจของแคสสินีได้ตรวจสอบพื้นผิวของดวงจันทร์ไททัน ได้ศึกษาปฏิกิริยาของ บรรยากาศและได้ค้นพบทะเลสาบ โดยส่งหุ่นสำรวจ แคสสินี-เฮยเคินส์ (Cassini-Huygens) ไปยังพื้นผิวดวงจันทร์ไททันพบว่ามี บรรยากาศมีความหนาแน่นและอุดมไปด้วยไนโตเจน มีทะเลสาบมีเทนและอีเทนเหลวซึ่งเติมด้วยฝนจากเมฆไฮโดรคาร์บอน และยังมี หลักฐานว่าดวงจันทร์ไททันซ่อนมหาสมุทรอยู่ภายใน และมีของเหลวใต้ผิวน้ำซึ่งประกอบด้วยน้ำและแอมโมเนีย

Cassini-Huygens

4.ดวงจันทร์เอนเซลาดัส
หลายสิบปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบว่าทำไมดวงจันทร์เอนเซลาดัส เป็นโลกที่สว่างที่สุดในระบบสุริยะหรือว่าเกี่ยวข้องกับ วงแหวน E ของดาวเสาร์อย่างไร แคสสินีพบว่าพื้นผิวและวัสดุน้ำแข็งมาจากช่องระบายอากาศที่เชื่อมต่อกับมหาสมุทรใต้น้ำ ทั่วดวงจันทร์และระบายความร้อนด้วยไอน้ำ ประเด็นสำคัญดวงจันทร์เอนเซลาดัสมีขนาดเล็กเพียง 500 กิโลเมตร กลายเป็นจุดสำคัญ ในการค้นคว้าหาโลกที่มีชีวิตอยู่ใต้มหาสมุทรเคมีที่เป็นเอกลักษณ์และมีความร้อนภายใน

Enceladus moon

5.ดวงจันทร์นับสิบดวงของดาวเสาร์
ดวงจันทร์ของดาวเสาร์มีส่วนทำให้เกิดวงแหวน และการสนับสนุนเพิ่มอนุภาคในวงโคจรของดาวเสาร์ นอกจากนั้นดวงจันทร์ยังเก็บ วัตถุจากวงแหวนของดาวเสาร์และสนามแม่เหล็กอีกด้วย วัตถุในวงแหวนมีขนาดตั้งแต่เล็กกว่าสนามฟุตบอลถึงใหญ่กว่าดาวพุธ และมี ความแตกต่างกันทั้งในด้านสีพื้นผิวและองค์ประกอบ ในขณะที่ดวงจันทร์มีขนาดใหญ่ทรงกลม แต่ดวงจันทร์อื่นๆมีรูปร่างแปลกตา คล้ายมันเทศ (Prometheus) มันฝรั่ง (Pandora) ลูกชิ้น (Janus) แม้แต่คล้ายฟองน้ำ (Hyperion) และมีรูปร่างที่ผิดปกติและ มีเนื้อละเอียดเหมือนลูกน้ำแข็งสกปรก (Epimetheus) วัตถุหนึ่งที่สังเกตเห็นได้ในวงแหวน (และเรียกอย่างไม่เป็นทางการว่าเพ็กกี้) อาจเป็นดวงจันทร์ที่พังทลายหรืออาจจะไม่ได้เป็นดวงจันทร์อย่างแท้จริง

Saturn’s moon

แกรนด์ฟินาเล่
บริบทที่ผ่านมาในภารกิจของแคสสินี แม้ว่าเป็นเพียงเครื่องจักรที่ไม่มีชีวิต กลับสร้างประโยชน์ทางวิทยาศาสตร์ให้มนุษย์อย่างงดงาม มากกว่าสิ่งมีชีวิตบางชนิดบนโลก การจากไปของแคสสินีในวันที่ 15 กันยายน 2017 มีชื่อเรียกว่า The Grand Finale จะเป็นจุดจบที่สวยงามในทางวิทยาศาสตร์

นับตั้งแต่เดือนเมษายนปี 2017 ก่อนบทสุดท้ายที่น่าตื่นเต้นในเรื่องการสำรวจข้อเท็จจริงที่ยาวนานถึง 20 ปี ทุกๆสัปดาห์แคสสินี จะดำดิ่งผ่านช่องว่างระหว่างดาวเสาร์และวงแหวนประมาณ 2,000 กิโลเมตร เป็นพื้นที่ที่ไม่ซ้ำกันและยังไม่มียานอวกาศอื่นๆ ได้สำรวจ การบินใกล้ดวงจันทร์ไททัน เมื่อวันที่ 22 เมษายน 2017 แคสสินีได้ใช้แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ไททัน เพื่อก่อร่างวิถีโคจร เพื่อให้ยานอวกาศกระโดดข้ามวงแหวนน้ำแข็งของดาวเคราะห์ เพื่อผ่านระหว่างวงแหวนกับดาวเสาร์ ในช่วงระยะเวลาประมาณ 22 เดือน ที่ผ่านมาความสูงของยานอวกาศเหนือเมฆของดาวเสาร์มีความแตกต่างกันไปในช่วง 1,600 ถึง 4,000 กิโลเมตร ในช่วงสุดท้ายของวงโคจรห้าวงโคจรของแคสสินี จะผ่านชั้นบรรยากาศบนสุดของดาวเสาร์ก่อนที่จะพรวดพราดเข้าสู่เมฆก๊าซได้ใน วันที่ 15 กันยายน 2017

The Grand Finale

แผนการณ์ในวาระสุดท้าย
การดำดิ่งครั้งสุดท้ายจะช่วยเพิ่มความรู้ของเราเกี่ยวกับปริมาณวัสดุที่อยู่ในวงแหวน เพื่อให้เราเข้าใจถึงต้นกำเนิดของมันได้ง่ายขึ้น เครื่องตรวจจับอนุภาคของแคสสินี จะสุ่มตัวอย่างอนุภาคของแหวนน้ำแข็งที่คลายเข้าไปในชั้นบรรยากาศโดยสนามแม่เหล็กของดาวเสาร์ และกล้องจะถ่ายวงแหวนของดาวเสาร์อย่างน่าอัศจรรย์ วาระสุดท้ายในวงโคจรรอบสุดท้ายแคสสินีจะกระโดดลงไป ในดาวเสาร์เพื่อต่อสู้ให้เสาอากาศชี้มายังโลก ขณะที่จะส่งคำอำลาในท้องฟ้าของดาวเสาร์ จากการเดินทางสิ้นสุดลงและจะกลายเป็น ส่วนหนึ่งของดาวเคราะห์ก๊าซดวงนี้

เวลาที่คาดการณ์ไว้ในปัจจุบันสำหรับการสูญเสียสัญญาณบนโลกคือเวลา 4:55 น. PDT (7:55 น. EDT) ในวันที่ 15 กันยายน 2017 เวลานี้อาจมีการเปลี่ยนแปลงเมื่อบรรยากาศของดาวเสาร์ค่อยๆลดในแต่ละระดับ เมื่อแคสสินีโคจรขั้นสุดท้าย คาดว่าจะเริ่มร่วงหล่น ความหนาแน่นของบรรยากาศเพิ่มขึ้นและตัดการเชื่อมโยงวิทยุกับยานอวกาศอย่างถาวร เมื่อมาถึงจุดนี้ภารกิจของยานอวกาศจะสิ้นสุดลง

Sunflowercosmos.org

จัดทำความรู้ อวกาศ-ดาราศาสตร์ ศัพท์ดาราศาสตร์ เพื่อภารกิจสื่อสารดาราศาสตร์
Space and Astronomy Network of Community Activities.