BepiColombo เริ่มช่วงสุดท้ายก่อนถึงดาวพุธ หลังเดินทางนาน 8 ปี

การแยก Mercury Transfer Module (MTM) ของยาน BepiColombo ที่วางแผนไว้ในวันที่ 3 กันยายน 2026 คือการส่งต่อภารกิจระหว่างชิ้นส่วนสองประเภทที่มีหน้าที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน MTM ทำหน้าที่จ่ายพลังงานและขับเคลื่อนยานข้ามระบบสุริยะชั้นในมานานหลายปี หลังจากแยกออกแล้ว ยานโคจร Mercury Planetary Orbiter (MPO) ขององค์การอวกาศยุโรป (ESA) และ Mio ขององค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (JAXA) จะต้องดำเนินชุดการปรับวงโคจรที่ซับซ้อน เพื่อพาตัวเองเข้าสู่วงโคจรรอบดาวพุธ 56

ดังนั้น เหตุการณ์นี้จึงเป็นหมุดหมายสำคัญของการเดินทางถึงดาวพุธ แต่ ยังไม่ใช่เวลาที่ BepiColombo เข้าสู่วงโคจรดาวพุธ ขั้นตอนแทรกตัวเข้าสู่วงโคจรมีกำหนดเริ่มวันที่ 21 พฤศจิกายน 2026 จากนั้นยานจะต้องผ่านการแยกชิ้นส่วนและการปรับวงโคจรขึ้น-ลงอีกหลายครั้ง ก่อนเริ่มปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ตามปกติในเดือนเมษายน 2027 57

เหตุใดการไปถึงดาวพุธจึงใช้เวลานานถึง 8 ปี

BepiColombo ปล่อยจากโลกเมื่อวันที่ 20 ตุลาคม 2018 แทนที่จะบินตรงไปยังดาวพุธ ภารกิจนี้ใช้ระบบขับดันไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับการบินเฉียดดาวเคราะห์หลายครั้ง ได้แก่ โลก 1 ครั้ง ดาวศุกร์ 2 ครั้ง และดาวพุธ 6 ครั้ง รวมเป็น 9 ครั้ง 1210

เส้นทางอ้อมนี้เกิดจากอิทธิพลของดวงอาทิตย์ ยิ่งยานเคลื่อนเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากเท่าไร ก็ยิ่งถูกแรงโน้มถ่วงเร่งความเร็วมากขึ้นเท่านั้น การมุ่งหน้าไปยังดาวพุธโดยตรงจึงไม่เพียงพอ ยานต้องค่อย ๆ ลดพลังงานในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ และปรับความเร็วให้ใกล้เคียงกับดาวพุธมากพอที่ดาวเคราะห์จะจับยานเข้าสู่วงโคจรได้

การบินเฉียดดาวเคราะห์ช่วยลดความเร็วและปรับทิศทาง ขณะที่เครื่องยนต์ไฟฟ้ากำลังต่ำของ MTM ให้แรงขับอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน วิธีนี้ใช้เวลามาก แต่ช่วยลดปริมาณเชื้อเพลิงที่เส้นทางแบบใช้เครื่องยนต์แรงขับสูงจะต้องใช้ 41013

ESA ระบุว่าช่วงเดินทางดังกล่าวต้องอาศัยการทำงานของระบบขับดันไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เป็นเวลารวมหลายพันชั่วโมง และเป็นหนึ่งในภารกิจปฏิบัติการที่ท้าทายที่สุดของโครงการ 15

ปัญหาระบบขับดันและเส้นทางที่ต้องปรับใหม่

ในเดือนเมษายน 2024 ปัญหาด้านกำลังไฟฟ้าทำให้เครื่องยนต์ขับดันไฟฟ้าของ BepiColombo ไม่สามารถทำงานเต็มกำลังได้ ทีมภารกิจจึงปรับเส้นทางและแผนปฏิบัติการเพื่อเดินหน้าภารกิจต่อ แทนที่จะยุติโครงการ 11

ระบบขับดันไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทำการจุดเครื่องยนต์ในช่วงสุดท้ายเสร็จสิ้นเมื่อเวลา 15:24 น. ตามเวลา CEST วันที่ 15 มิถุนายน 2026 การปิดระบบครั้งนั้นถือเป็นจุดสิ้นสุดของช่วงเดินทางระยะไกล และเป็นการเตรียมยานเข้าสู่แคมเปญเดินทางถึงดาวพุธ 6

หลัง MTM แยกตัว ระบบขับดันเคมีของ MPO จะเข้ามารับหน้าที่ในการปรับวงโคจรช่วงเข้าสู่ดาวพุธ อย่างไรก็ตาม ยานที่เหลือยังต้องทำการจุดเครื่องยนต์และแยกชิ้นส่วนตามเวลาที่กำหนดอย่างแม่นยำ ท่ามกลางสภาพแวดล้อมที่ร้อนและรุนแรงใกล้ดาวพุธ 5

วันที่ 3 กันยายนจะเกิดอะไรขึ้น

ในขั้นตอนที่วางแผนไว้ MTM จะถอดออกจากชุดยานที่ประกอบด้วย MPO, Mio และแผงบังแดดของ Mio หรือ MOSIF โมดูลขนส่งได้ทำหน้าที่ตามที่ออกแบบไว้แล้ว นั่นคือจ่ายพลังงานและสร้างแรงขับไฟฟ้าตลอดการเดินทางไปยังดาวพุธ 5

การแยกครั้งนี้มีความสำคัญในเชิงปฏิบัติการ เพราะทำให้ยานวิทยาศาสตร์ทั้งสองอยู่ในรูปแบบที่พร้อมเข้าสู่ขั้นตอนการมาถึง นอกจากนี้ยังเปิดฉากกระบวนการที่แต่ละชิ้นส่วนต้องถูกปล่อยหรือปรับตำแหน่งให้ถูกจังหวะ ESA วางแผนถ่ายทอดสดเหตุการณ์ตั้งแต่เวลา 13:45 น. ตามเวลา CEST เพื่อให้สาธารณชนติดตามก้าวแรกของช่วงปฏิบัติการที่ซับซ้อนที่สุดช่วงหนึ่งของภารกิจได้

การถ่ายทอดสดไม่ได้ทำให้ยานเดินทางปลอดภัยขึ้น และไม่ได้ทำให้เกิดข้อมูลวิทยาศาสตร์โดยตรง ความสำคัญของการถ่ายทอดสดอยู่ที่การสื่อสารกับสาธารณะ เพราะการแยก MTM เป็นหมุดหมายทางวิศวกรรมที่ชี้ว่า ภารกิจซึ่งเดินทางมานานหลายปีได้เข้าสู่ช่วงตัดสินใจสำคัญและแทบย้อนกลับไม่ได้แล้ว

ไทม์ไลน์หลังการแยก MTM

• 3 กันยายน 2026: MTM แยกออกจากชุด MPO–Mio–MOSIF ถือเป็นการเริ่มต้นช่วงเดินทางถึงดาวพุธอย่างเป็นทางการ 5
• 21 พฤศจิกายน 2026: MPO และ Mio ซึ่งยังเชื่อมต่อกัน เริ่มกระบวนการแทรกตัวเข้าสู่วงโคจรดาวพุธ โดย ESA ระบุว่าจะมีการจุดเครื่องยนต์ขับดันเคมีทั้งหมด 16 ครั้ง และกระบวนการจะดำเนินต่อเนื่องไปจนถึงเดือนมีนาคม 2027 5
• 9 ธันวาคม 2026: Mio แยกออกจาก MPO และเริ่มเคลื่อนเข้าสู่วงโคจรที่มีความรีสูงของตนเอง เพื่อศึกษาสนามแม่เหล็กและสภาพแวดล้อมรอบดาวพุธ 5
• เดือนธันวาคม 2026: แผงบังแดดของ Mio หรือ MOSIF จะถูกปลดทิ้ง หลังจากปกป้องยานระหว่างช่วงเดินทางและช่วงเตรียมเข้าสู่วงโคจร
• มีนาคม 2027: MPO คาดว่าจะเข้าสู่วงโคจรวิทยาศาสตร์ที่วางแผนไว้ หลังการปรับรูปร่างวงโคจรครั้งสุดท้าย
• เมษายน 2027: MPO และ Mio มีกำหนดเริ่มปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ตามปกติร่วมกัน 7

แต่ละขั้นตอนต้องอาศัยความสำเร็จของขั้นตอนก่อนหน้า การแยก MTM เร็วเกินไป การแทรกตัวในวงโคจรที่ไม่ถูกต้อง หรือการปล่อย Mio ผิดจังหวะ อาจกระทบความสามารถของยานในการไปสู่วงโคจรวิทยาศาสตร์เฉพาะของตนได้

ทำไมการค้นพบเรื่องซิลิกาจึงน่าสนใจ

ผลการทดลองในห้องปฏิบัติการและการวิเคราะห์ข้อมูลสังเกตการณ์ล่าสุดประเมินว่า ซิลิกอนไดออกไซด์ หรือ SiO₂ อาจคิดเป็นประมาณ 37% ของพื้นผิวดาวพุธโดยมวล ซึ่งต่ำกว่าค่าประเมินก่อนหน้าได้ถึง 25%

สัดส่วนซิลิกาที่ต่ำลงมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจว่าเปลือกดาวพุธก่อตัวขึ้นอย่างไร หนึ่งในคำอธิบายที่กำลังพิจารณาคือ หินภูเขาไฟบนดาวพุธอาจเกิดจากการหลอมละลายบางส่วนในชั้นแมนเทิลที่มีระดับการหลอมมากกว่า ลึกกว่า และร้อนกว่าที่เคยเชื่อ ส่งผลให้เกิดประวัติภูเขาไฟที่ทรงพลังมากกว่าภาพเดิม

อย่างไรก็ตาม ข้อสรุปนี้ยังเป็นการตีความ ไม่ใช่การสร้างแบบจำลองโครงสร้างภายในดาวพุธที่สมบูรณ์ องค์ประกอบพื้นผิวอาจแตกต่างกันไปในแต่ละภูมิภาค และการวัดจากโลกก็มีข้อจำกัด คำถามสำคัญคือค่าซิลิกาที่ต่ำนี้เป็นลักษณะของดาวพุธโดยรวม หรือสะท้อนเฉพาะบางพื้นที่และความไม่แน่นอนของวิธีวัดเดิม

BepiColombo จะช่วยทดสอบแนวคิดนี้ได้อย่างไร

MPO และ Mio จะช่วยตอบคำถามคนละด้าน เครื่องมือของ MPO ออกแบบมาเพื่อศึกษาองค์ประกอบพื้นผิว ธรณีวิทยา โครงสร้างภายใน และภูมิประเทศของดาวพุธ ข้อมูลเหล่านี้จะช่วยเชื่อมโยงปริมาณธาตุต่าง ๆ เข้ากับที่ราบภูเขาไฟ ความหนาของเปลือกดาว ความแปรผันของแรงโน้มถ่วง และประวัติทางธรณีวิทยาของดาวเคราะห์

ส่วน Mio จะมุ่งศึกษาสนามแม่เหล็กของดาวพุธและสภาพแวดล้อมในอวกาศรอบดาว รวมถึงแมกนีโตสเฟียร์ พลาสมา และเอกโซสเฟียร์ ข้อมูลเหล่านี้จะช่วยเสริมบริบทให้การศึกษาพื้นผิวและโครงสร้างภายในโดย MPO 5

เมื่อรวมข้อมูลจากยานทั้งสอง นักวิทยาศาสตร์อาจยืนยันหรือปรับเปลี่ยนคำอธิบายเรื่องการหลอมละลายที่ลึกและร้อนกว่าเดิม ผลลัพธ์อาจแสดงว่าซิลิกาต่ำเป็นลักษณะที่พบทั่วทั้งดาวพุธ พบความแตกต่างทางเคมีระหว่างภูมิภาค หรือพบว่าส่วนหนึ่งของความคลาดเคลื่อนมาจากข้อจำกัดของการสังเกตการณ์ในอดีต ไม่ว่าผลจะออกมาแบบใด BepiColombo จะช่วยขยับความเข้าใจจากการประเมินทางอ้อมไปสู่การวัดโดยตรงในระดับทั่วทั้งดาวมากขึ้น

ความหมายที่แท้จริงของการแยกโมดูล

การแยก MTM อาจดูเหมือนเป็นเพียงการปลดชิ้นส่วนของยาน แต่ในความเป็นจริง นี่คือการเปลี่ยนผ่านจาก โหมดขนส่ง สู่ โหมดปฏิบัติการสำรวจดาวเคราะห์อย่างแม่นยำ

ตลอด 8 ปีที่ผ่านมา เป้าหมายหลักคือพาชุดยานทั้งหมดไปถึงดาวพุธด้วยเส้นทางที่ประหยัดพลังงานอย่างยิ่ง ตั้งแต่เดือนกันยายนเป็นต้นไป เป้าหมายจะเปลี่ยนเป็นการทำให้ยานเข้าสู่วงโคจร แยกยานวิทยาศาสตร์ทั้งสอง ปลดอุปกรณ์ป้องกัน และจัดวางยานให้อยู่ในวงโคจรเฉพาะที่เหมาะกับการเก็บข้อมูลระยะยาว

หากลำดับขั้นตอนทั้งหมดสำเร็จ BepiColombo จะช่วยเผยภาพดาวพุธที่สมบูรณ์ขึ้น ทั้งพื้นผิว โครงสร้างภายใน สนามแม่เหล็ก และอดีตทางธรณีวิทยา ดังนั้น วันที่ 3 กันยายนจึงเป็นสัญญาณแรกที่มองเห็นได้ว่า ภารกิจได้เข้าสู่ช่วงสุดท้ายและท้าทายที่สุดของความพยายามครั้งนี้แล้ว