ญี่ปุ่นส่งยาน MMX มุ่งหน้าสู่โฟบอส ดวงจันทร์ของดาวอังคาร ตั้งเป้านำตัวอย่างกลับโลกในปี 2031

การเดินทางห้าปีเพื่อนำตัวอย่างกลับมาอย่างน้อย 10 กรัม

ญี่ปุ่นส่งยานสำรวจดวงจันทร์ของดาวอังคาร (Martian Moons eXploration) หรือ MMX ขึ้นจากศูนย์อวกาศทาเนงาชิมะในจังหวัดคาโกชิมะ เมื่อวันที่ 20 ตุลาคม 2026 เริ่มภารกิจเก็บตัวอย่างจากโฟบอสและนำกลับมายังโลกในปี 2031 เป้าหมายคือการนำหินและดินอย่างน้อย 10 กรัมกลับมา ซึ่งอาจช่วยอธิบายการก่อตัวของดวงจันทร์ของดาวอังคาร

องค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น หรือ JAXA ระบุว่า จรวด H3 เที่ยวบินที่ 10 ทะยานขึ้นเมื่อเวลา 4:41:03 น. ตามเวลาท้องถิ่น ยืนยันการแยกตัวยานอวกาศได้หลังจากนั้น 71 นาที 13 วินาที ส่งยานสำรวจไร้คนขับมุ่งหน้าสู่ดาวอังคาร รายงานการปล่อยจรวดฉบับหนึ่งระบุเวลา 4:31 น. ด้วย แต่เวลาที่อ้างอิงจาก JAXA คือ 4:41 น.

คาดว่า MMX จะไปถึงระบบดาวอังคารในเดือนสิงหาคม 2027 ยานจะศึกษาดวงจันทร์โฟบอส ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าและอยู่ใกล้ดาวเคราะห์มากกว่าอีกดวงหนึ่ง สังเกตดีมอสซึ่งเป็นดวงจันทร์ขนาดเล็กกว่า และปล่อยรถสำรวจชื่อ Idefix ก่อนที่ยานจะพยายามลงจอดและเก็บตัวอย่างด้วยตัวเอง

หากประสบความสำเร็จ MMX จะเป็นภารกิจแรกที่นำตัวอย่างจากดวงจันทร์ของดาวอังคารกลับมา และเป็นยานอวกาศลำแรกที่เดินทางไปยังระบบดาวอังคารและกลับมาพร้อมตัวอย่าง แคปซูลส่งตัวอย่างกลับมีกำหนดลงจอดที่วูเมราในออสเตรเลีย

ญี่ปุ่นนำประสบการณ์จากภารกิจเก็บตัวอย่างดาวเคราะห์น้อยที่ประสบความสำเร็จสองครั้งมาต่อยอดกับจุดหมายปลายทางที่แตกต่างออกไป โฟบอสมีแรงโน้มถ่วงต่ำมาก พื้นผิวไม่สม่ำเสมอ และมีดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อยู่ใกล้ การไปถึงจึงเป็นเพียงจุดเริ่มต้น MMX ต้องสำรวจภูมิประเทศ ลงจอดอย่างปลอดภัย เก็บตัวอย่าง ทะยานขึ้นอีกครั้ง และนำสิ่งที่เก็บมาได้กลับบ้าน

เหตุใดโฟบอสจึงเป็นเป้าหมายหลัก

โฟบอสมีเส้นผ่านศูนย์กลางราว 20 ถึง 22 กิโลเมตร และมีรูปร่างคล้ายมันฝรั่งปุ่มป่ำมากกว่าทรงกลม โฟบสโคจรสูงจากพื้นผิวดาวอังคารราว 6,000 กิโลเมตร และใช้เวลาประมาณ 7 ชั่วโมง 39 นาทีต่อรอบ หรือโคจรรอบดาวเคราะห์ประมาณวันละสามรอบ

แรงโน้มถ่วงที่พื้นผิวโฟบอสมีค่าต่ำกว่าหนึ่งในพันของโลก วัตถุที่วางนิ่งอยู่บนพื้นโลกจะมีพฤติกรรมต่างออกไปอย่างมากบนโฟบอส เพียงออกแรงผลักเล็กน้อยก็อาจทำให้วัตถุลอยจากพื้นผิวได้ และอุปกรณ์ลงจอดต้องควบคุมการสัมผัสพื้นไม่ให้กระเด้งออกไป

ดาวอังคารมีอิทธิพลอย่างมากต่อการเคลื่อนที่ของยาน MMX จะสังเกตการณ์อย่างละเอียดจากวงโคจรกึ่งบริวาร ซึ่งเป็นเส้นทางรอบดาวอังคารที่ทำให้ยานอยู่ใกล้โฟบอส วิธีนี้ช่วยให้ยานตรวจสอบดวงจันทร์ได้ซ้ำหลายครั้ง โดยไม่ต้องอาศัยแรงโน้มถ่วงต่ำของโฟบอสเพื่อคงวงโคจรระยะใกล้แบบปกติ

ดีมอสเป็นวัตถุอีกดวงที่ใช้เปรียบเทียบกันได้ MMX จะสังเกตดวงจันทร์ดวงนี้จากระยะไกล ทำให้นักวิทยาศาสตร์เปรียบเทียบลักษณะและองค์ประกอบของดาวบริวารทั้งสองได้ ขณะที่เน้นปฏิบัติการบนพื้นผิวที่โฟบอส

รถสำรวจจะตรวจสอบสภาพพื้นผิวก่อน

Idefix ซึ่งพัฒนาร่วมกันโดย CNES หน่วยงานอวกาศของฝรั่งเศส และ DLR ศูนย์การบินและอวกาศเยอรมัน จะสำรวจพื้นผิวก่อนยานหลักลงจอด ชื่อของรถสำรวจมาจากสุนัขในการ์ตูนเรื่อง Asterix

รถสำรวจมีล้อสี่ล้อและมีขนาดประมาณเตาไมโครเวฟ แผนงานระบุว่าจะปล่อยจากความสูงราว 40 เมตรเหนือโฟบอส แล้วสำรวจพื้นผิวประมาณ 100 วัน คาดว่าจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วราว 1 มิลลิเมตรต่อวินาที ซึ่งเป็นความเร็วที่ตั้งใจให้ช้า เพื่อให้เหมาะกับพื้นที่ที่การยึดเกาะและการทรงตัวทำได้ยาก

Idefix จะตรวจสอบภูมิประเทศและดิน เพื่อให้ข้อมูลช่วยเลือกจุดลงจอดสำหรับ MMX ภาพถ่ายจากด้านบนช่วยเผยให้เห็นความลาดชันและหินก้อนใหญ่ ส่วนการวัดบนพื้นผิวจะให้ข้อมูลเพิ่มเติมว่าพื้นผิวมีพฤติกรรมอย่างไรเมื่อยานสัมผัสและเคลื่อนที่ผ่าน

รถสำรวจกับยานหลักมีภารกิจต่างกัน Idefix จะใช้เวลาหลายเดือนสำรวจพื้นดิน ขณะที่การลงไปเก็บตัวอย่างของ MMX คาดว่าจะใช้เวลาราวสองชั่วโมง ข้อมูลจากรถสำรวจจะช่วยให้ทีมภารกิจเตรียมพร้อมสำหรับช่วงเวลาสั้น ๆ ที่ยานสัมผัสพื้นผิวโดยตรง

แผนเก็บตัวอย่างของ MMX

JAXA ระบุเป้าหมายขั้นต่ำว่าจะเก็บตัวอย่างอย่างน้อย 10 กรัม รายละเอียดแผนงานระบุถึงความพยายามเก็บตัวอย่างสองครั้ง และเป้าหมายที่สูงขึ้นที่ราว 20 กรัม โดยเก็บครั้งละประมาณ 10 กรัม

วิธีเก็บตัวอย่างผสานการเข้าถึงวัสดุใต้พื้นผิวเข้ากับการเก็บวัสดุที่ร่วนอยู่ด้านบน แขนกลจะช่วยเก็บวัสดุที่อยู่ลึกลงไปใต้พื้นหลายเซนติเมตร ขณะที่ระบบใช้ก๊าซอัดจะรบกวนอนุภาคบนพื้นผิวและนำทางให้เข้าไปในภาชนะเก็บ

การเก็บตัวอย่างจากความลึกและตำแหน่งที่ต่างกันจะทำให้นักวิจัยได้ตัวอย่างหลากหลายกว่าการตักเพียงครั้งเดียว เม็ดดินบนพื้นผิวสัมผัสกับอวกาศ ส่วนวัสดุที่อยู่ข้างใต้อาจเผชิญสภาพแวดล้อมต่างกัน นักวิทยาศาสตร์จะนำตัวอย่างไปเปรียบเทียบกับข้อมูลทางธรณีวิทยาที่ได้ก่อนลงจอด

MMX มีโมดูลขับเคลื่อน โมดูลสำรวจ และโมดูลนำตัวอย่างกลับแยกจากกัน โมดูลสำรวจมีขาลงจอดสี่ขา และภารกิจนี้มีเครื่องมือสำหรับตรวจสอบพื้นผิวและองค์ประกอบของมัน NASA จัดหา MEGANE ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ออกแบบมาเพื่อระบุธาตุบนโฟบอส ช่วยเชื่อมโยงการวัดใกล้ดวงจันทร์กับการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการภายหลัง

กำหนดการตั้งแต่ไปถึงดาวอังคารจนถึงกลับโลก

กรอบเวลากว้าง ๆ ของ MMX เผื่อเวลาราวหนึ่งปีสำหรับเดินทางไปยังดาวอังคาร ประมาณสามปีสำหรับสำรวจในระบบดาวอังคาร และอีกราวหนึ่งปีสำหรับเดินทางกลับ การปฏิบัติงานในพื้นที่สามปีเป็นส่วนหนึ่งของภารกิจระยะยาวที่สิ้นสุดในปี 2031

รายงานรายละเอียดให้กำหนดการปล่อยรถสำรวจและเก็บตัวอย่างไม่ตรงกัน แผนฉบับหนึ่งระบุว่าจะปล่อย Idefix ในช่วงต้นปี 2029 และเก็บตัวอย่างจากสองตำแหน่งในปี 2030 ส่วนอีกแผนกำหนดเป้าหมายเก็บตัวอย่างก่อนเดือนธันวาคม 2028 ยังไม่มีการชี้แจงให้ได้ข้อสรุปว่ากำหนดการเหล่านี้สอดคล้องกันอย่างไร

• 20 ตุลาคม 2026: จรวด H3 เที่ยวบินที่ 10 ส่ง MMX ขึ้นจากทาเนงาชิมะ และยืนยันการแยกตัวยานราว 71 นาทีต่อมา
• สิงหาคม 2027: กำหนดการไปถึงระบบดาวอังคาร
• กันยายน 2027: มีกำหนดเริ่มสังเกตการณ์โฟบอสอย่างละเอียด ครอบคลุมพื้นผิว โครงสร้างภายใน แรงโน้มถ่วง และองค์ประกอบแร่
• ระหว่างการสำรวจ: คาดว่า Idefix จะตรวจสอบพื้นผิวประมาณ 100 วัน ก่อนที่ MMX จะเริ่มปฏิบัติการเก็บตัวอย่าง
• พฤศจิกายน 2030: กำหนดการภารกิจโดยละเอียดระบุว่าจะออกเดินทางกลับโลกในเดือนนี้
• 2031: มีกำหนดนำแคปซูลตัวอย่างกลับมาลงจอดที่วูเมรา ประเทศออสเตรเลีย โดยกำหนดการฉบับละเอียดตั้งเป้าไว้ในช่วงปลายปี

แต่ละขั้นตอนสนับสนุนขั้นตอนถัดไป การสังเกตการณ์ช่วยระบุพื้นที่ที่เหมาะสม รถสำรวจเพิ่มข้อมูลจากพื้นผิว และการเก็บตัวอย่างต้องไม่ทำให้ยานอยู่ในสภาพที่ไม่พร้อมสำหรับเดินทางกลับ

สองสมมติฐานที่แข่งขันกันเรื่องกำเนิดดวงจันทร์

นักวิทยาศาสตร์หวังว่าตัวอย่างจะช่วยตอบคำถามพื้นฐานว่า โฟบอสและดีมอสเคยเป็นวัตถุอิสระก่อนถูกดาวอังคารจับไว้ หรือก่อตัวขึ้นจากเศษซากหลังเกิดการชนครั้งใหญ่

ตามสมมติฐานการจับไว้ ดาวเคราะห์น้อยที่เดินทางผ่านระบบสุริยะถูกแรงโน้มถ่วงของดาวอังคารดึงเข้าไปอยู่ในวงโคจร ส่วนสมมติฐานการชนระบุว่า วัตถุขนาดใหญ่พุ่งชนดาวอังคารและดีดวัสดุออกสู่อวกาศ ซึ่งบางส่วนรวมตัวกันเป็นดวงจันทร์

การตรวจวัดในห้องปฏิบัติการสามารถวิเคราะห์แร่และองค์ประกอบทางเคมีของเม็ดตัวอย่างแต่ละเม็ดได้ละเอียดกว่าการใช้ภาพเพียงอย่างเดียว นักวิจัยจะมองหาความคล้ายคลึงกับวัสดุจากดาวเคราะห์น้อยและวัสดุที่เกี่ยวข้องกับดาวอังคาร จากนั้นนำผลที่ได้มาประกอบกับการสังเกตโครงสร้างและพื้นผิวของดวงจันทร์

การเปรียบเทียบโฟบอสกับดีมอสของ MMX เป็นอีกส่วนหนึ่งของการศึกษา ความคล้ายคลึงหรือความแตกต่างระหว่างทั้งสองอาจช่วยให้นักวิจัยประเมินได้ว่าดวงจันทร์ทั้งสองมีประวัติการก่อตัวร่วมกันหรือไม่ ภารกิจนี้จึงผสานการวัดดวงจันทร์ทั้งดวงเข้ากับการตรวจสอบวัสดุปริมาณน้อยอย่างใกล้ชิด

โฟบอสอาจมีเศษชิ้นส่วนจากดาวอังคารด้วย

การชนบนดาวอังคารสามารถดีดชิ้นส่วนของดาวเคราะห์ออกสู่อวกาศได้ เมื่อเวลาผ่านไป เศษวัสดุบางส่วนอาจไปถึงโฟบอสที่อยู่ใกล้เคียงและปะปนเข้ากับพื้นผิว ดังนั้น MMX อาจเก็บวัสดุจากดาวอังคารได้ขณะลงจอดบนดวงจันทร์ของมัน

นักวิจัยหวังว่าเศษชิ้นส่วนเหล่านี้จะให้ข้อมูลเกี่ยวกับสภาพของดาวอังคารในอดีต การค้นหาและระบุชิ้นส่วนดังกล่าวจะต้องอาศัยการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการอย่างละเอียดหลังแคปซูลกลับถึงโลก ควบคู่กับการวิเคราะห์วัสดุที่เป็นส่วนหนึ่งของโฟบอสเอง

โครงการวิทยาศาสตร์ที่กว้างขึ้นยังศึกษาการเคลื่อนที่ของน้ำและสารอินทรีย์ในระบบสุริยะยุคแรก สารอินทรีย์คือสารเคมีที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ การศึกษาองค์ประกอบและประวัติของสารเหล่านี้อาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบว่าองค์ประกอบที่เกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อสิ่งมีชีวิตเดินทางไปถึงดาวเคราะห์หินได้อย่างไร

ห้องปฏิบัติการบนโลกสามารถใช้เครื่องมือหลายชนิดตรวจสอบตัวอย่างเม็ดเดียวกัน และเก็บตัวอย่างบางส่วนไว้สำหรับการวิจัยในอนาคต นี่เป็นเหตุผลสำคัญที่ต้องนำวัสดุกลับมายังโลก แทนที่จะทำการวัดทุกอย่างด้วยอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนยานอวกาศ

ญี่ปุ่นต่อยอดประสบการณ์จากฮายาบูสะ

ภารกิจฮายาบูสะของญี่ปุ่นนำตัวอย่างจากดาวเคราะห์น้อยอิโตกาวะกลับมาไม่ถึงหนึ่งกรัมในปี 2010 ส่วนฮายาบูสะ 2 นำตัวอย่าง 5.4 กรัมจากริวงุกลับมาในปี 2020 MMX ต่อยอดภารกิจชุดนี้จากดาวเคราะห์น้อยไปสู่ดวงจันทร์ที่โคจรรอบดาวเคราะห์ดวงอื่น

เป้าหมายขั้นต่ำ 10 กรัมของ MMX คิดเป็นประมาณ 1.9 เท่าของตัวอย่าง 5.4 กรัมที่นำกลับมาจากริวงุ หากเก็บได้ 20 กรัมก็จะคิดเป็นประมาณ 3.7 เท่าของปริมาณดังกล่าว ตัวอย่างปริมาณน้อยก็รองรับงานวิจัยได้กว้างขวาง เพราะนักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบอนุภาคแต่ละชิ้นและแบ่งวัสดุไปทดสอบเฉพาะทางได้

การเดินทางไปยังโฟบอสเป็นเรื่องยาก ภารกิจสำรวจของโซเวียตและรัสเซียก่อนหน้านี้สามครั้งมีแผนปฏิบัติการบนพื้นผิว แต่ไม่มีภารกิจใดลงจอดได้สำเร็จ ยาน Phobos 2 เข้าใกล้ดวงจันทร์และส่งภาพกลับมาในปี 1989

MMX ผสานการนำของญี่ปุ่นเข้ากับความร่วมมือจาก NASA องค์การอวกาศยุโรป CNES และ DLR รวมถึงมหาวิทยาลัยและบริษัทเทคโนโลยี ฝรั่งเศสและเยอรมนีจัดหารถสำรวจ ขณะที่ MEGANE ของ NASA ช่วยตรวจวัดธาตุบนพื้นผิว ความร่วมมือนี้เชื่อมโยงวิศวกรรมการเดินทางและลงจอดเข้ากับงานวิทยาศาสตร์ที่จำเป็นต่อการวิเคราะห์ตัวอย่างที่จะนำกลับมา

H3 ส่งยานสำเร็จ แต่ปฏิบัติการที่ยากที่สุดยังรออยู่

JAXA และ Mitsubishi Heavy Industries เริ่มพัฒนา H3 ในปี 2014 จรวดล้มเหลวในการบินครั้งแรกในปี 2023 ก่อนจะส่งยานขึ้นสำเร็จติดต่อกันห้าครั้ง แล้วเกิดความล้มเหลวอีกครั้งในเดือนธันวาคม 2025 การบินที่ประสบความสำเร็จกลับมาอีกครั้งในเดือนมิถุนายน 2026

การปล่อย MMX ทำให้อัตราความสำเร็จสะสมที่รายงานของ H3 เพิ่มเป็น 80% จากประมาณ 78% สำหรับภารกิจนี้ ผลที่เกิดขึ้นทันทีคือยานอวกาศแยกตัวสำเร็จและออกเดินทางมุ่งหน้าสู่ดาวอังคาร ผ่านหลักชัยสำคัญแรกของการปฏิบัติภารกิจ

การสำรวจของ MMX ยังมีเป้าหมายเชิงปฏิบัติในระยะยาวด้วย JAXA วางแผนตรวจสอบว่าโฟบอสจะใช้เป็นจุดพักตามธรรมชาติสำหรับการเดินทางไปดาวอังคารในอนาคตได้หรือไม่ การวัดข้อมูลภูมิประเทศ แรงโน้มถ่วง และวัสดุบนพื้นผิวจะให้ข้อมูลที่เป็นรูปธรรมสำหรับประเมินบทบาทดังกล่าว

จุดหมายสำคัญถัดไปคือระบบดาวอังคารในเดือนสิงหาคม 2027 ผลลัพธ์ทางวิทยาศาสตร์ของภารกิจในท้ายที่สุดจะขึ้นอยู่กับปฏิบัติการหลังจากนั้น ได้แก่ การสำรวจโฟบอส ปล่อย Idefix เลือกจุดลงจอด เก็บตัวอย่าง และนำตัวอย่างที่ปิดผนึกแล้วส่งกลับออสเตรเลียในปี 2031

ประเด็นสำคัญ

• ญี่ปุ่นส่ง MMX ขึ้นสู่อวกาศด้วยจรวด H3 เที่ยวบินที่ 10 จากทาเนงาชิมะ เมื่อวันที่ 20 ตุลาคม 2026
• JAXA ระบุเวลาทะยานขึ้นที่ 4:41:03 น. และยืนยันการแยกตัวยาน 71 นาที 13 วินาทีต่อมา
• MMX ตั้งเป้าไปถึงระบบดาวอังคารในเดือนสิงหาคม 2027 และนำตัวอย่างกลับมาในปี 2031
• เป้าหมายขั้นต่ำคือเก็บตัวอย่างจากโฟบอส 10 กรัม โดยแผนรายละเอียดระบุเป้าหมายไว้ที่ 20 กรัม
• รถสำรวจ Idefix ซึ่งฝรั่งเศสและเยอรมนีพัฒนาร่วมกัน จะตรวจสอบพื้นผิวและช่วยเลือกจุดลงจอด
• นักวิทยาศาสตร์จะศึกษาการก่อตัวของดวงจันทร์ดาวอังคาร และค้นหาวัสดุจากดาวอังคารที่ถูกดีดออกมาในตัวอย่าง
• แคปซูลนำตัวอย่างกลับมีกำหนดลงจอดที่วูเมราในออสเตรเลีย