จีนวางแผนส่งยานพุ่งชนดาวเคราะห์น้อย 2015 XF261 ก่อนปี 2030

จีนเปิดเผยแผนภารกิจป้องกันดาวเคราะห์น้อยใกล้โลกครั้งแรก โดยเตรียมส่งยานอวกาศพุ่งชนดาวเคราะห์น้อย 2015 XF261 ด้วยความเร็วสูงกว่า 9 กิโลเมตรต่อวินาทีในปี 2029 หรือ 2030 เพื่อทดสอบว่าสามารถเปลี่ยนเส้นทางของวัตถุอวกาศที่อาจเป็นภัยต่อโลกได้หรือไม่

ภารกิจนี้จะใช้ยานอวกาศสองลำทำงานร่วมกัน ได้แก่ ยานพุ่งชน และ ยานสังเกตการณ์ โดยยานลำแรกจะทำหน้าที่ชนเป้าหมาย ขณะที่อีกลำจะบันทึกสภาพของดาวเคราะห์น้อยทั้งก่อน ระหว่าง และหลังการชนอย่างละเอียด

หากประสบความสำเร็จ จีนจะเป็นประเทศที่สองต่อจากสหรัฐอเมริกาที่สาธิตเทคโนโลยีเบี่ยงเบนดาวเคราะห์น้อยด้วยการพุ่งชนจริงในอวกาศ หลังจากภารกิจ Double Asteroid Redirection Test หรือ DART ขององค์การนาซาประสบความสำเร็จในปี 2022

เตรียมชนด้วยความเร็วกว่า 9 กิโลเมตรต่อวินาที

ตามรายงานของหนังสือพิมพ์ South China Morning Post ยานอวกาศของจีนคาดว่าจะพุ่งชน 2015 XF261 ในปี 2029 หรือ 2030 ขณะที่ดาวเคราะห์น้อยอยู่ห่างจากโลกประมาณ 7 ล้านกิโลเมตร

ความเร็วขณะชนจะสูงกว่า 9 กิโลเมตรต่อวินาที หรือมากกว่า 26 เท่าของความเร็วเสียงที่ระดับน้ำทะเล และเร็วกว่าความเร็วที่ระบุไว้สำหรับการชนของ DART ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 6.1 กิโลเมตรต่อวินาที

เป้าหมายไม่ได้มีเพียงการทำให้ดาวเคราะห์น้อยเปลี่ยนวงโคจรเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการศึกษาว่าแรงกระแทกระดับสูงจะเปลี่ยนรูปร่าง พื้นผิว และโครงสร้างภายในของดาวเคราะห์น้อยอย่างไร

อย่างไรก็ตาม ดาวเคราะห์น้อยดวงนี้ไม่ได้กำลังพุ่งตรงมายังโลก ภารกิจดังกล่าวเป็นการทดลองเทคโนโลยีภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุมและตรวจสอบได้ เพื่อเตรียมความพร้อมหากในอนาคตมีการค้นพบวัตถุที่เสี่ยงชนโลกจริง

แตกต่างจากภารกิจ DART อย่างไร?

ภารกิจ DART ของนาซาเป็นการส่งยานพุ่งชน ไดมอร์ฟอส (Dimorphos) ซึ่งเป็นดวงจันทร์บริวารขนาดประมาณ 160 เมตรของดาวเคราะห์น้อยดิดิมอส เพื่อทดสอบว่าวิธี “การพุ่งชนเชิงจลน์” หรือ kinetic impactor สามารถเปลี่ยนการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์น้อยได้หรือไม่

ผลการทดลองยืนยันว่าแรงกระแทกสามารถเปลี่ยนคาบการโคจรของไดมอร์ฟอสรอบดาวเคราะห์น้อยดวงหลักได้จริง จึงถือเป็นการสาธิตวิธีเบี่ยงเบนดาวเคราะห์น้อยด้วยยานอวกาศเป็นครั้งแรกของโลก

ส่วนภารกิจของจีนมีแผนศึกษาการเปลี่ยนแปลงวงโคจรของดาวเคราะห์น้อยรอบดวงอาทิตย์เมื่อเทียบกับโลกโดยตรง พร้อมรวมขั้นตอนการสำรวจเป้าหมาย การพุ่งชน และการติดตามผลไว้ในภารกิจเดียว

ขณะเดียวกัน ภารกิจ Hera ขององค์การอวกาศยุโรปถูกส่งขึ้นสู่อวกาศภายหลัง DART เพื่อเดินทางไปสำรวจไดมอร์ฟอสและผลจากการชนอย่างละเอียด โดยมีกำหนดเดินทางไปถึงระบบดาวเคราะห์น้อยในเดือนพฤศจิกายน 2026

ยานสังเกตการณ์จะติดตามตั้งแต่ก่อนชน

แผนของจีนกำหนดให้ปล่อยยานอวกาศสองลำพร้อมกัน ก่อนแยกเส้นทางออกจากกันไม่นานหลังออกจากโลก

ยานพุ่งชนจะใช้เส้นทางตรงไปยังดาวเคราะห์น้อย ส่วนยานสังเกตการณ์จะเดินทางในเส้นทางที่ยาวกว่า และใช้แรงโน้มถ่วงของดาวศุกร์ช่วยเปลี่ยนความเร็วและทิศทาง ก่อนเดินทางไปพบกับ 2015 XF261

เมื่อถึงเป้าหมาย ยานสังเกตการณ์จะศึกษาวงโคจร รูปร่าง การหมุน ลักษณะพื้นผิว และโครงสร้างภายในของดาวเคราะห์น้อย จากนั้นจะปล่อยยานสำรวจขนาดเล็กออกมาเพื่อบันทึกเหตุการณ์พุ่งชนแบบใกล้ชิด

หลังการชน ยานจะติดตามการเปลี่ยนแปลงของวงโคจร รูปร่าง พื้นผิว และเศษวัสดุที่กระเด็นออกมา ขณะที่กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินจะร่วมตรวจสอบผลการเบี่ยงเบนจากระยะไกลด้วย

ทีมวิจัยระบุว่า ภารกิจมีเป้าหมายหลักสี่ประการ ได้แก่

• พุ่งชนดาวเคราะห์น้อยได้อย่างแม่นยำ

• ทำให้วงโคจรของดาวเคราะห์น้อยเปลี่ยนแปลง

• วัดผลจากการพุ่งชนได้อย่างละเอียด

• ยืนยันว่าการทดลองไม่เพิ่มความเสี่ยงต่อโลก

2015 XF261 มีขนาดเท่าใด?

2015 XF261 เป็นดาวเคราะห์น้อยใกล้โลกที่ถูกค้นพบในปี 2015 โดยต้นฉบับระบุว่านักวิทยาศาสตร์ประเมินว่ามีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 30 เมตร แต่ขนาดที่แท้จริงยังไม่แน่นอน

งานศึกษาด้านการออกแบบเส้นทางภารกิจบางฉบับประเมินช่วงขนาดของมันไว้กว้างประมาณ 16–69 เมตร สะท้อนว่าข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุขนาดเล็กดวงนี้ยังมีความคลาดเคลื่อนอยู่มาก

นักวิทยาศาสตร์ยังไม่มีข้อมูลแน่ชัดเกี่ยวกับอัตราการหมุน องค์ประกอบ และโครงสร้างภายในของมัน ทีมวิจัยคาดว่าดาวเคราะห์น้อยอาจเป็นวัตถุที่มีความหนาแน่นค่อนข้างสูงหรือประกอบด้วยหินแข็ง ซึ่งอาจแตกต่างจากไดมอร์ฟอสที่มีลักษณะคล้าย “กองเศษหิน” ที่ยึดเกาะกันอย่างหลวม ๆ

คุณสมบัติเหล่านี้มีความสำคัญอย่างมาก เพราะดาวเคราะห์น้อยที่เป็นหินแข็งและดาวเคราะห์น้อยที่เป็นกองเศษวัสดุอาจตอบสนองต่อแรงชนต่างกัน ทั้งในด้านการเปลี่ยนวงโคจร การเกิดหลุมกระแทก และปริมาณเศษวัสดุที่กระเด็นออกมา

ความท้าทายใหญ่คือการหาและล็อกเป้าหมาย

หนึ่งในปัญหาสำคัญคือ 2015 XF261 มีความสว่างน้อยและสังเกตการณ์ได้ยาก ต้นฉบับระบุว่ามีการบันทึกการสังเกตการณ์เพียง 74 ครั้งนับตั้งแต่ถูกค้นพบ

ด้วยเหตุนี้ นักวิทยาศาสตร์อาจยังไม่ทราบขนาด รูปร่าง และการหมุนที่แม่นยำ จนกระทั่งเหลือเวลาเพียงไม่กี่เดือนก่อนการพุ่งชน

ในช่วงสุดท้ายของการเข้าใกล้ สัญญาณวิทยุจากโลกต้องใช้เวลาเดินทางไปกลับ ทำให้เจ้าหน้าที่ไม่สามารถควบคุมยานแบบทันทีได้ ยานพุ่งชนจึงต้องอาศัยระบบนำทางอัตโนมัติ ตรวจจับตำแหน่งของดาวเคราะห์น้อย และปรับเส้นทางด้วยตัวเอง

การล็อกเป้าหมายที่มีขนาดเพียงไม่กี่สิบเมตร ขณะที่ยานเคลื่อนที่ด้วยความเร็วหลายกิโลเมตรต่อวินาที จึงเป็นหนึ่งในบททดสอบทางวิศวกรรมที่ยากที่สุดของภารกิจ

หลังการชน นักวิทยาศาสตร์ยังต้องแยกแยะการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของวงโคจรออกจากสัญญาณรบกวนที่เกิดจากฝุ่นและเศษวัสดุจำนวนมาก พร้อมติดตามต่อเนื่องเพื่อยืนยันว่าดาวเคราะห์น้อยเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่คำนวณไว้

ทำไมการทดลองนี้จึงสำคัญ?

หลักการของการเบี่ยงดาวเคราะห์น้อยไม่ได้มุ่งทำลายวัตถุอวกาศให้แตกกระจาย แต่เป็นการเปลี่ยนความเร็วของมันเพียงเล็กน้อยล่วงหน้าเป็นเวลาหลายปี

แม้ความเร็วจะเปลี่ยนไปเพียงเล็กน้อย แต่เมื่อดาวเคราะห์น้อยเดินทางต่อเป็นระยะทางหลายล้านกิโลเมตร ตำแหน่งของมันในอนาคตอาจคลาดออกไปมากพอที่จะไม่ชนโลก

อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ทั้งมวล ความเร็ว องค์ประกอบ การหมุน และโครงสร้างของดาวเคราะห์น้อย ดังนั้นการทดลองกับเป้าหมายหลายรูปแบบจึงช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่าเทคโนโลยีนี้จะนำไปใช้ในสถานการณ์จริงได้อย่างไร

ขณะนี้รายละเอียดใหม่ของแผนดังกล่าวยังอยู่ในขั้นการศึกษาและการพิจารณาทางวิชาการ จึงอาจมีการปรับเปลี่ยนกำหนดการ เส้นทางบิน หรือรูปแบบภารกิจได้ก่อนการปล่อยยานจริง

หากภารกิจประสบความสำเร็จ จีนจะมีระบบสาธิตการป้องกันดาวเคราะห์น้อยที่ครอบคลุมตั้งแต่การค้นหาและสำรวจเป้าหมาย การพุ่งชนเพื่อเบี่ยงวงโคจร ไปจนถึงการตรวจสอบผลหลังการชน ซึ่งจะเป็นอีกก้าวสำคัญของความพยายามระดับโลกในการเตรียมรับมือภัยจากวัตถุใกล้โลกในอนาคต