นาซา (NASA) พึ่งส่งยานสำรวจ ยูโรปา (Europa) ดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีหลังจากพยายามกันมานานกว่า 25 ปี ซึ่งในที่สุดยูโรปาคลิปเปอร์ (Europa Clipper) ยานสำรวจก็ได้มุ่งหน้าสู่โลกน้ำแข็งแห่งใหม่จากศูนย์อวกาศเคนเนดี

องค์การนาซ่าได้ปล่อยยานอวกาศ “ยูโรป้า คลิปเปอร์”  ออกเดินทางสู่ห้วงอวกาศด้วยจรวดฟัลคอน เฮฟวี่ จากศูนย์อวกาศเคนเนดี้ เป็นที่เรียบร้อยแล้ว  โดยยานลำยักษ์นี้มีเป้าหมายที่จะเดินทางไปสำรวจดวงจันทร์ยูโรปา หนึ่งในดาวบริวารของดาวพฤหัสบดี  ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าอาจมีมหาสมุทรขนาดมหึมาซ่อนตัวอยู่ใต้พื้นผิวน้ำแข็ง

รายงานระบุว่า ภารกิจนี้จะใช้เวลา 5 ปีครึ่งในการบินไปยังระบบของดาวพฤหัสบดี จากนั้นจะบินผ่านดวงจันทร์ราว 50 ครั้งเพื่อสำรวจความลับที่ยูโรปาอาจแอบซ่อนเอาไว้รวมถึงความลึกลับอีกมากมายของดวงจันทร์น้ำแข็งดวงนี้ปริศนาและสิ่งสำคัญของภารกิจนี้คือการที่ นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะตอบคำถามได้คือการพิูจน์ว่า ยูโรปาจะเอื้อต่อการอาศัยอยู่ได้หรือไม่ ซึ่งหมายความว่ามันมีองค์ประกอบทางเคมี น้ำ พลังงาน และสิ่งจำเป็นในการดำรงชีวิตตามที่เรารู้จัก

“ดวงจันทร์ยูโรปา ถือเป็นหนึ่งในสถานที่ที่น่าสนใจที่สุดในระบบสุริยะ  ในการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก”  โฆษกของนาซ่ากล่าว

ทั้งนี้ ดาวน้ำแข็งดวงนี้มีขนาดใกล้เคียงกับดวงจันทร์ของเรา ทว่ามันก็ซ่อนมหาสมุทรขนาดใหญ่ไว้ใต้เปลือกน้ำแข็งด้านนอก ซึ่งอาจมีน้ำมากถึง 2 เท่าของมหาสมุทรทั้งโลกรวมกัน และนั่นทำให้ยูโรปาเป็นเป้าหมายสำคัญของนักชีวดาราศาสตร์ที่หวังจะเรียนรู้ว่าสิ่งมีชีวิตนั้นมีอยู่จริงภายนอกโลกของเราหรือไม่

ในช่วง 3 ปีแรกของการโคจรรอบดวงจันทร์  ยูโรปาคลิปเปอร์ จะให้มุมมองใหม่ที่ไม่เคยเห็นมาก่อนของพื้นผิวดวงจันทร์ มันจะรวบรวมข้อมูลเกี่่ยวกับพลวัตรของเปลือกน้ำแข็งและตรวจสอบว่ามีไกเซอร์ (น้ำพุ) ที่น่าสงสัยออกมาจากพื้นผิวดวงจันทร์หรือไม่ ซึ่งคล้ายกับเอ็นเซลาดัส (Enceladus) ที่เป็นดวงจันทร์บริวารของดาวเสาร์

ยานสำรวจลำนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจถึงการทำงานที่อยู่ภายในโลกใต้ท้องทะเลที่เต็มไปด้วยน้ำแข็ง ซึ่งอาจมีอยู่อีกเป็นจำนวนทั่วทั้งจักรวาล

“เราไม่เคยส่งไปทำภารกิจในโลกน้ำแข็งที่มีทะเลอยู่ใต้นั้นมาก่อน” เคิร์ด นีเบอร์ (Curt Niebur) นักวิทยาศาสตร์ของโครงการในภารกิจนี้จากนาซา กล่าวและว่า “มีการค้นพบมากมายที่รอเราอยู่ มันจะต้องเป็นอะไรที่น่าอัศจรรย์มาก”

เราทราบอะไรบ้างเกี่ยวกับยูโรปา?

กาลิเลโอ กาลิเลอี นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลีได้ค้นพบยูโรปาและดวงจันทร์บริวารของดาวพฤหัสบดีนี้ในปีค.ศ. 1610 ซึ่งเกิดจากการเล็งกล้องโทรทรรศน์ไปยังดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ และได้มองเห็นจุดสว่าง 4 จุดที่ล้อมรอบดาวเคราะห์ยักษ์ดวงนี้

ขณะที่ภาพระยะใกล้ครั้งแรกของมนุษยชาติเกิดขึ้นในปีค.ศ. 1979 เมื่อยานโวเอเจอร์ของนาซาได้เคลื่อนผ่านดาวพฤหัสและถ่ายภาพดาวบริวารของมันจำนวนมาก ภาพถ่ายความละเอียดสูงได้แสดงให้เห้นว่ายูโรปามีรอยแตกร้าวยาวไม่สม่ำเสมอกันจำนวนมาก และไม่มีหลุมอุกกาบาตเลย ซึ่งบ่งชี้ว่าพื้นผิวของยูโรปายังอายุน้อยและมีแนวโน้มว่าจะมีกิจกรรมทางธรณีวิทยาอยู่

ต่อมาในปีค.ศ. 1996 ภารกิจกาลิเลโอของนาซาก็ได้บินผ่านยูโรปาอีกครั้งและส่งข้อมูลที่น่าสนใจมากกลับมา โดยเผยให้เห็นว่าดวงจันทร์น้ำแข็งดวงนี้มีสนามแม่เหล็ก ซึ่งปกติแล้วจะพบได้เฉพาะในวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่าเช่น โลก เท่านั้น

นักฟิสิกส์อวกาศ มาร์กาเร็ต คีเวลสัน (Margaret Kivelson) และเพื่อนร่วมงานของเธอชี้ว่าสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดีสามารถสร้างสนามแม่เหล็กบนยูโรปาได้ ดังนั้นดวงจันทร์ก็สามารถมีมหาสมุทรน้ำเค็มเหลวขนาดใหญ่ใต้เปลือกโลกได้

“ทุกคนต่างก็สงสัย” นีเบอร์ กล่าว “มาร์กี้(ชื่อเล่นของมาร์กาเร็ต)นั่งลงและพิจารณาสมมติฐานทางคณิตศาสตร์ของเธอ ตรรกะของเธอ และผู้หญิงที่ฉลาดหลักแหลมคนนี้ก็ทำให้ทุกคนเชื่อว่าเธอถูกต้อง”

นักวิทยาศาสตร์ได้พบหลักฐานเกี่ยวกับโลกใต้ทะเลน้ำแข็งเป็นครั้งแรก ซึ่งปัจจุบันมีดาวบริวารพี่น้องของยูโรปาอย่างคาลิสโต และแกมนีมัด กับดวงจันทร์บริวารของดาวเสาร์อย่างเอ็นเซลาดัสและไททัน และดาวไทรทันของเนปจูนเท่านั้นที่มีคุณสมบัติเช่นนี้

ที่น่าทึ่งยิ่งกว่าคือยานกาลิเลโอได้แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวของยูโรปาที่เป็นหย่อม ๆ ขนาดใหญ่นั้นก็มีสารอินทรีย์ที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ ขณะที่การสังเกตการณ์ในเวลาต่อมาก็พบเกลือแกงในบริเวณเดียวกัน ซึ่งต่างเป็นสัญญาณที่ชวยให้คิดว่า มันอาจมีสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการดำรงชีวิตอยู่ใต้พื้นผิวที่เย็นยะเยือกของยูโรปา

อย่างไรก็ตาม ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับยูโรปายังคงขาดตกบกพร่องอยู่มาก เกิดคำถามกับสิ่งนี้มากมาย เช่น แผ่นน้ำแข็งที่ปกคลุมดาวบริวารดวงนี้มีความหนาเท่าไหร่กันแน่?  มหาสมุทรใต้พื้นผิวดวงจันทร์นั้นมีองค์ประกอบทางเคมีแบบใดและลึกเพียงใด? มันมีกิจกรรมความร้อนใต้พิภพบนพื้นทะเลที่สามารถให้พลังงานแก่สิ่งมีชีวิตได้หรือไม่? และสารอินทรีย์บนเปลือกนอกของยูโรปาสามารถให้อาหารแก่สิ่งมีชีวิตใต้น้ำได้หรือไม่? คำถามเหล่านี้ต่างคอยผลักดันภารกิจนี้อยู่เบื้องหลัง

ยูโรปาคลิปเปอร์คืออะไร?

ยานอวกาศคลิปเปอร์เป็นยานสำรวจดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดที่นาซาเคยสร้างมา มันมีแผงโซลาร์เซลล์ที่ขยายออกไปจนมีขนาดเท่ากับสนามบาสเก็ตบอลได้ พร้อมกับบรรทุกเครื่องมืออันล้ำสมัยอีกจำนวน 9 ชิ้น ซึ่งแต่ละชิ้นจะบันทึกข้อมูลในขณะที่ยานสำรวจโคจรผ่านยูโรปา

คลิปเปอร์จะไม่โคจรรอบยูโรปาเองเนื่องจากสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดีนั้นมีพลังงานมากกว่าสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์โลกประมาณ 20,000 เท่า การแผ่รังสีจากสนามดังกล่าวจะทำให้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ ก็ตามที่ยังคงอยู่ในอิทธิพลของดาวพฤหัสบดีนานเกินไปเกิดการไหม้ไปจนหมด และอาจทำให้ดวงจันทร์ของมันมีเขียวหรือสีน้ำเงิน)

แต่ยานอวกาศจะบินเข้าและออกจากการแผ่รังสีนี้แล้วถ่ายภาพความละเอียดสูงของพื้นผิวภายนอกดวงจันทร์ 95 เปอร์เซ็น โดยบางครั้งจะใกล้พื้นผิวเพียง 25 กิโลเมตรเท่านั้น ซึ่งจะกลายเป็นแผนที่ยูโรปาที่ละเอียดที่สุเท่าที่เคยมีมา

ยานคลิปเปอร์จะศึกษายูโรปาอย่างไร?

ภาพดวงจันทร์ที่ดีที่สุดในปัจจุบันของเรายังมีรายละเอียดที่จำกัด ซึ่งเทียบเท่ากับการบินเหนือโลกและสามารถบอกได้ว่าแมนฮัตตันเป็นเกาะที่ตั้งอยู่ระหว่างแหล่งน้ำสองแห่งเท่านั้น

แคเธอรีน วอล์กเกอร์ (Catherine Walker) นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์จากสถาบันสมุทรศาสตร์วูดส์โฮลให้ความเห็นว่า หลังจากยานคลิปเปอร์สำรวจแล้ว “เราจะสามารถมองเห็นเซ็นทรัลพาร์คถนนแต่ละสาย และสิ่งต่าง ๆ เช่นนั้น” เธอกล่าว รวมถึงวัดความสูงของคุณลักษณะต่าง ๆ ที่ปรากฏได้

ความละเอียดดังกล่าวจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบได้ว่าเปลือกน้ำแข็งมีการเคลื่อนที่และแตกออกจากกันอย่างไร มีส่วนใดบ้างที่เลื่อนอยู่ใต้กันเหมือนแผ่นเปลือกโลกบนโลกของเรา และสิ่งที่สำคัญที่สุดก็คือ มีทางเดินหรือท่อเชื่อมระหว่างส่วนนอกของยูโรปากับมหาสมุทรภายในหรือไม่?

คลิปเปอร์จะใช้เรดาห์เจาะน้ำแข็งเพื่อมองเข้าไปในเปลือกน้ำแข็งจนสุดขอบเพื่อค้นหาแหล่งน้ำเหลวที่ซ่อนอยู่ ซึ่งคล้ายกับทะเลสาบวอสต็อกที่จมอยู่ใต้ธารน้ำแข็งในทวีปแอนตาร์กติกา จุดดังกล่าวอาจเป็นที่อยู่อาศัยได้ ซึ่งโมเลกุลอินทรีย์ที่มีพลังงานสูงบนพื้นผิวอาจเข้าถึงได้ง่ายกว่ามหาสมุทรใต้ธารน้ำแข็งเสียอีก

“เราทราบดีว่าชีวิตชอบพื้นที่เชื่อมต่อและสถานที่ที่สามารถผสมผสานวัสดุเข้าด้วยกันได้” เคท คราฟท์ (Kate Craft) นักชีวดาราศาสตร์จากห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ของมหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกินส์ กล่าว “ดังนั้นหากเราเห็นสถานที่เช่นนั้นภายในเปลือกน้ำแข็ง นั่นจะเป็นสถานที่ที่น่าสนใจมากที่เราสามารถย้อนกลับไปและพยายามเก็บตัวอย่างในอนาคตได้”

ยานคลิปเปอร์จะใช้เครื่องมือที่เรียกว่าเครื่องสเปกโตรมิเตอร์เพื่อสำรวจสิ่งที่อยู่ในสารอินทรีย์สีแดงส้มบนพื้นผิวดวงจันทร์ สารดังกล่าวมีต้นกำเนิดที่เป็นไปได้ 3 ประการคือ อาจเกิดจากฟองอากาศที่พุ่งขึ้นมาจากมหาสมุทรภานในผ่านรอยแตกร้าว เกิดจากสารเคมีธรรมดาที่ทำปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กอันทรงพลังของดาวพฤหัสบดี หรือจากเศษซาที่ถูกไอโอซึ่งเป็นดวงจันทร์ภูเขาไฟใกล้ ๆ พัดออกสู่อวกาศก่อนที่จะไปตกบนยูโรปา

ยานคลิปเปอร์จะเข้าร่วมกับระบบของดาวพฤหัส โดยยานสำรวจดวงจันทร์น้ำแข็งดาวพฤหัสบดีขององค์กรอวกาศยุโรป (JUICE) นั้นจะเน้นไปที่การสำรวจแกนีมีดและคาลิสโตเป็นหลัก แต่ก็จะผ่านยูโรปาด้วย ซึ่งทำให้ยานอวกาศทั้งสองลำมีโอกาสทำงานร่วมกันเพือแก้ไขปริศนาเกี่ยวกับดาวเหล่านี้

คลิปเปอร์จะเจาะสำรวจใต้เปลือกโลกของยูโรปาหรือไม่?

น่าเศร้าที่ยานอวกาศไม่สามารถลงจอดและเก็บตัวอย่างได้ แต่บรรดานักวิทยาศาสตร์หลายคนหวังว่าจะพบไกเซอร์ที่พุ่งออกมาจากพื้นผิวของยูโรปา ภาพจากล้องฮับเบิลเมื่อประมาณทศวรรษที่แล้วบ่งชี้ว่ากลุ่มคัวดังกล่าวอาจกำลังปะทุอยู่

แต่ “การตรวจจับทั้งหมดยังมีข้อจำกัดอยู่” ฟรานซิส นิมโม (Francis Nimmo) นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ กล่าว “หาก(น้ำพุ)มีอยู่จริง ก็อาจเป็นช่วง ๆ หรือไม่ก็ไม่มีเลยด้วยซ้ำ”

หวังว่าคลิปเปอร์จะสามารถไขปริศนานี้ได้ ไม่ว่าจะด้วยการถ่ายภาพไกเซอร์โดยตรงหรือค้นหาหลักฐานของการสะสมตัวบนพื้นผิวเมื่อไม่นานมานี้ หากกลุ่มไอน้ำดังกล่าวอยู่มีจริงมันก็จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง เพราะผู้อำนวยการภารกิจอาจอนุญาตให้คลิปเปอร์บินผ่านเพื่อชิมและวิเคราะห์สิ่งที่อยู่ภายในหรือใต้แผ่นน้ำแข็งได้

สิ่งนี้จะมีความหมายต่อชีวิตนอกโลกของเราอย่างไร?

แม้ว่ายานคลิปเปอร์จะไม่ใช่ภารกิจตรวจจับสิ่งมีชีวิตตรง ๆ แต่จะเป็นภารกิจแรกที่ทำการประเมินว่าดาวเคราะห์ต่างดาวดวงนี้จะสามารถดำรงอยู่อาศัยได้หรือไม่ การทำความเข้าใจดวงจันทร์ที่เย็นยะเยือกนี้จะช่วยให้เราเข้าใจดาวดวงอื่น ๆ เช่น เอ็นเซลาดัสและไทรทันได้ดีขึ้นด้วย

และน่าจะรวมถึงดาวเคราะห์น้ำแข็งในระบบดาวอื่นที่อยู่ห่างไกลเช่นกัน นีเบอร์ชี้ให้เห็นว่าในระบบสุริยะของเราแล้วมีดาวเคราะห์ทะเลน้ำแข็งเพยีงดวงเดียวเท่านั้น นั่นคือโลก แต่ทว่ามีวัตถุบนฟากฟ้าอย่างน้อย 6 ดวงที่คล้ายกับยูโรปา

“หากยูโรปาคลิปเปอร์แสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์ที่มีทะเลอยู่ใต้น้ำแข็งสามารถอยู่อาศัยได้” เขากล่าว “ผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมที่อยู่อาศัยร่วมกันในจักรวาลโดยรวมนั้นก็น่าตกตะลึงอย่างยิ่ง”

สืบค้นและเรียบเรียง

วิทิต บรมพิชัยชาติกุล

ที่มา

https://www.nationalgeographic.com/science/article/europa-jupiter-moon-nasa-clipper-ocean

อ่านเพิ่มเติม : NASA เตรียมปล่อยยานใหม่ ขับเคลื่อนด้วยใบเรือพลังงานแสงอาทิตย์