ยาน Akatsuki ของญี่ปุ่นเข้าสู่วงโคจรของดาวศุกร์ได้สำเร็จ

Posted on Updated on

ในการสำรวจอวกาศ โอกาสแก้ตัวครั้งที่ 2 มีน้อยมาก แต่วันนี้องค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (JAXA) ก็ทำสำเร็จ JAXA ได้ยืนยันแล้วว่า ยาน Akatsuki เข้าสู่วงโครจรของดาวศุกร์ได้แล้วหลังจากความพยายามครั้งที่สอง เนื่องจากเกิดการขัดข้องของเครื่องยนต์หลักขณะทำการเข้าสู่วงโคจรครั้งแรกเมื่อ 5 ปีที่แล้ว ทำให้ยานหลุดไปสู่วงโครจรของดวงอาทิตย์ ยานได้โครจรรอบดวงอาทิตย์ถึง 9 ครั้ง และครั้งนี้เป็นครั้งสุดท้าย

เมื่อเช้านี้(7 ธันวาคม 2558) เวลา 8:51 น. ตามเวลาญี่ปุ่น ยานได้ใช้ทรัสเตอร์ reaction control system (RCS truster) แทนเครื่องยนต์หลักด้วยระบบอัตโนมัติเป็นเวลา 20 นาทีเพื่อเข้าสู่วงโครจรอีกครั้งและทำสำเร็จ ยานถูกเฝ้าติดตามโดยศูนย์อวกาศห้วงลึกยูซูดะ (Usuda Deep Space Center) ประเทศญี่ปุ่น และสถานีเครือข่ายติดตามอวกาศห้วงลึกแคนเบอรา (Canberra Deep Space Network tracking stations) ประเทศออสเตรเลียและเป็นสถานีเครือข่ายการสื่อสารหนึ่งของ NASA ขณะนี้ JAXA กำลังวัดและคำนวนวงโคจรและตั้งค่าพารามิเตอร์ โดยจะใช้เวลาอีกสองสามวันแล้วจึงจะสามารถทำภาระกิจต่อไปได้

ภาพจำลองยาน Akatsuki และดาวศุกร์วาดโดย Akihiro Ikeshita

Akatsuki_spacecraft_JAXA
ภาพจาก JAXA

ยาน Akatsuki เป็นยานโคจรสำรวจบรรยากาศดาวศุกร์ หรือ Venus Climate Orbiter โดยจะโคจรรอบดาวศุกร์เพื่อศึกษาชั้นบรรยาการของดาวศุกร์ มีเครื่องมือบรรทุกไปทั้งสิ้น 6 ชิ้น

ประกอบด้วย
1. กล้องอินฟราเรทคลื่นยาว (longwave infrared camera :LIR) ใช้ศึกษาโครงสร้างของเมฆที่ระดับความสูงสูงที่ซึ่งเมฆจะปล่อยความร้อนออกมาที่ควาามยาวคลื่น 10 ไมโครเมตร
2.กล้องอินฟราเรท 1 ไมโครเมตร (1 μm camera :IR1) จะศึกษาส่องผ่านบรรยากาศกึ่งโปร่งแสงของดาวศูกร์ดูหินที่พื้นผิวของดาวที่ปล่อยรังสีความร้อนที่ความยาวคลื่น 0.90-1.01 ไมโครเมตร และจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มองหาภูเขาไฟที่ยังมีไฟอยู่
3.กล้องอินฟราเรท 2 ไมโครเมตร (2 μm camera :IR2) จะตรวจจับรังสีความร้อนที่ปล่อยออกยากาศชั้นล่างที่ความยาวคลื่น 1.65-2.32 ไมโครเมตร
4.กล้องฟ้าแลบและแสงเรืองของบรรยากาศ (Lightning and Airglow Camera :LAC) จะมองหาฟ้าแลบที่ความคลื่นที่มองเห็นได้ที่ 552 – 777 นาโนเมตร (แสงที่มองเห็นได้มีความยาวคลื่นที่ 390-700 นาโนเมตร)
5.เครื่องถ่ายภาพอุลตราไวโอเล็ต ultraviolet imager (UVI) จะศึกษาการจะจายตัวของก๊าซในบรรยาการบางตัวเช่น ซัลเฟอร์ไอออกไซด์หรืออกไซด์ของกำถัน ที่ความยาวคลื่น 293–365 นาโนเมตร
6.ออสซิลเลเตอร์ความเสถียรสูง (ultra-stable oscillator) สำหรับใช้ศึกษาด้านวิทยุศาสตร์ (Radio science)

ยาน Akatsuki ถูกปล่อยจากศูนย์อวกาศทาเนกาชิม่า Tanegashima Space Center เมื่อวันที่ 21 พฤษภาคม พ.ศ. 2553 ตามเวลาญี่ปุ่น (20 พ.ค. UTC ) ด้วยจรวด H-IIA 202 ไปพร้อมกับยาวว่าว IKAROS ชื่อเต็มคือ Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun (ยาวรูปว่าวโคจรระหว่างดาวเคราะห์ขับเคลื่อนด้วยรังสีจากดวงอาทิตย์) หรืออีกชื่อหนึ่งว่าเรือใบอวกาศ Solar sail ล้อกับความว่า Solar cell หรือแผงพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นยานอวกาศลำแรกที่ขับเคลื่อนด้วยแสงอาทิตย์สำเร็จ ภาระกิจของยานนี้จบไปแล้วเมื่อปี 2553 แต่ยังคงใช้ต่อเพื่อฝึกทักษะการควบคุมเรือใบอวกาศ อย่างไรก็ตามยานเข้าสู่โหมดหลับใหลถึง 5 ครั้งเนื่องจากพลังงานไม่พอ คาดว่ายานจะตื่นในฤดูหนาวของปี 2558

ภาพจำลองยาน  IKAROS โดย Andrzej Mirecki (CC BY-SA 3.0)

750px-IKAROS_solar_sail

ภาพถ่ายจริงของยาน IKAROS จากกล้องที่ปล่อยออกมาจากยาน

ikaros-solar-sail-3
ภาพจาก JAXA

ภาพจาก JAXA ใช้เพื่อการศึกษาไม่ใช้เพื่อการค้า

กลับมาที่ยาน Akatsuki หลังจากการปล่อยยาน ยานใช้เวลา 6 เดือนในการเดินทางถึงดาวศุกร์ เมื่อเวลา 23:49 น. ของวันที่ 6 ธันวาคม 2553 ยานได้เผาเชื้อเพลงด้วยเครื่องยนต์เข้าสู่วงโคจร (orbital maneuvering engine: OME) เพื่อให้มีความสูงของวงโคจรที่ Apoapsis 180,000 ถึง 200,000 กิโลเมตรและ periapsis ที่ 550 กิโลเมตร ใช้ 4 วันการในการโคจรรอบดาวศุกร์แต่ละรอบ เครื่องยนต์เผาเชื้อเพลิงตรงตามเวลาที่กำหนด สื่อสารขาดหายไปเนื่องจากสัญญาณถูกบดบังโดยดาวศุกร์ตามที่คาดการณ์ไว้ แต่การสื่อสารกลับไม่กลับมาอีกครั้งตามแผน ต่อมาพบว่ายานอยู่ safe mode สภาวะปรับความเสถียรการหมุน 10 นาทีต่อหนึ่งรอบ เนื่องด้วยการสื่อสารความเร็วต่ำผ่านเสาอากาศแบบ low-gain antenna ต้องใช้เวลาหลายนาทีถึงจะรู้ว่ายานอยู่ในสภาพไหน ปรากฎว่ายานเผาเครื่องยนต์เผาเชื้อเพลิงไฮดราซีน/ไนโตรเจน เตโตรออกไซด์ (hydrazine/nitrogen tetroxide) ไปแค่ 9 นาทีแล้วหยุดทำงานลง แทนที่จะเป็น 12 นาทีตามกำหนด การศึกษาเพื่มเติมคาดว่าเกิดจากเกลือสะสมในวาวถึงฮีเลียมและถังเชื้อเพลิงทำให้เกิดออกซิไดเซอร์ในห้องสันดาปเครื่องยนต์มากเกินไปทำให้โอเวอร์ฮีทอย่างรวดเร็ว สร้างความเสียหายให้กับเครื่องยนต์

เพื่อแก้ไขภาระกิจ JAXA ได้ให้ยานเข้าสู่โหมดหลับไหลเพื่อประหยัดพลังงาน และวางแผนจะเข้าสู่วงโคจรของดาวศุกร์อีกครั้งเมื่อยานเคล่ื่อนสู่วงโคจรที่เหมาะสม จากข้อมูลได้จากยานพบว่าห้องสันดาปบางส่วนเสียหายถาวรแต่ยังคงใช้การได้อยู่ แต่เหลือแรงขับเพียง 40 นิวตัน ทำให้ไม่พอที่จะเข้าสู่วงโคจรของดาวศุกร์  JAXA เปลี่ยนแผนมา RCS truster แทน ซึ่งปกติใช้สำหรับการเคลื่อนยานระยะสั้นเช่นการเชื่อมต่อยานในอวกาศหรือ Docking หรือใช้สำหรับความคุมความสูงของวงโคจรให้คงที่ กลยุทธ์ครั้งนี้จะใช้ RCS truster ทั้ง 8 ตัวในการเข้าสู่วงโครจร โดยใช้เชื้อเพลิงไฮดราซีน แต่เนื่องจาก RCS truster ไม่ต้องใช้ออกซิไดเซอร์ ออกซิไดเซอร์ที่เหลืออยู่ 65 กิโลกรัมจึงถูกระบายออกไปเพื่อลดน้ำหนักของยาน มีการปรับวงโคจร 3 ครั้งเพิ่ม delta-v รวม ให้กับยาน 243.8 เมตร/วินาที ก่อนที่ยานจะพบ(rendezvous)กับดาวศุกร์ ในเดือนธันวาคมของปี 2558

เนื่องจาก RCS truster มีค่า specific impulse น้อยกว่าเครื่องยนต์หลักอย่าง OME ทำให้การโคจรสู่วงโครจรระดับต่ำเป็นไปไม่ได้ ครั้งนี้ยานจะโคจรรอบดาวศุกร์โดยใช้เวลา 8-9 วันต่อหนึ่งรอบ

นอกจากนี้การเข้าสู่วงโครจรที่ล้มเหลวทำให้ยานตกไปสู่โครจรของดวงอาทิตย์ ที่ระยะทาง 0.6 หน่วยดาราศาสตร์จากดวงอาทิตย์ (1 หน่วยดาราศาสตร์คือระยะทางหว่างโลกและดวงอาทิตย์) ทำให้ความร้อนสูงเกินไปกว่า 30-40 องศาหรือเกินไป 30 % ของค่าที่สูงสุดที่ออกแบบไว้และฉนวนกันความร้อนก็เสื่อมสภาพลงเรื่อยๆ นี่อาจเป็นเหตุผลที่ JAXA บอกว่าการโคจรรอบนี้เป็นรอบสุดท้าย

อย่างไรก็ตาม JAXA ก็นำยาน Akatsuki เข้าสู่วงโคจรของดาวศุกร์ได้ในที่สุด ยินดีด้วยกับความประสบความสำเร็จของญี่ปุ่น

ข้อมูลจาก
http://global.jaxa.jp/messages/akatsuki.html
http://global.jaxa.jp/press/2015/12/20151207_akatsuki.html
http://www.gizmag.com/jaxa-venus-akatsuki-orbit/40770/
https://en.wikipedia.org/wiki/Akatsuki_(spacecraft)

ติดตามเพจ https://www.facebook.com/punpunsara/

Advertisements

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s