เมเว็น

ยานสำรวจอวกาศเมเว็น (อังกฤษ: MAVEN) ย่อจาก Mars Atmosphere and Volatile Evolution (ชั้นบรรยากาศและวิวัฒนาการของสารระเหยได้ของดาวอังคาร) เป็นยานสำรวจอวกาศที่ปฏิบัติภารกิจสำรวจชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร ดำเนินโดยองค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ (นาซา) ภารกิจนี้เป็นโครงการหนึ่งในแผนงานมาร์ส-สเค้าท์ (Mars Scout Program) ยานเมเว็นถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 18 พฤศจิกายน พ.ศ. 2556 ณ ฐานทัพอากาศแหลมคะแนเวอรัล รัฐฟลอริดา สหรัฐอเมริกา นำส่งโดยจรวดพาหนะประเภทแอตลาส วี (Atlas V)

Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN)
COSPAR ID	2013-063A
SATCAT no.	39378
เริ่มต้นภารกิจ
วันที่ส่งขึ้น	18 พฤศจิกายน 2556, 18:28 น. (UTC)

ยานเมเว็นใช้เวลาเดินทางจากโลกถึงดาวอังคารประมาณ 10 เดือน จากนั้นจึงถูกปรับเข้าสู่วงโคจรรอบดาวอังคารเมื่อวันที่ 21 กันยายน พ.ศ. 2557 โดยวงโคจรดังกล่าวมีลักษณะเป็นวงรี ตำแหน่งใกล้ผิวดาวอังคารมากที่สุดอยู่ที่ 150 กิโลเมตร ส่วนตำแหน่งไกลจากผิวดาวมากที่สุดคือ 6,200 กิโลเมตร

ประวัติ

 

ตราประจำภารกิจ

 

ขณะปล่อยยาน (จรวดแอตลาส วี)

ภารกิจของยานสำรวจอวกาศเมเว็นถือกำเนิดขึ้นจากแผนงานมาร์ส-สเค้าท์ (Mars Scout Program) ขององค์การนาซา ซึ่งภารกิจดังกล่าวนับเป็นโครงการลำดับที่สองของแผนงานนี้ ถัดจากโครงการลำดับแรกคือภารกิจโดยยานฟินิกส์ประมาณ 6 ปี แผนงานมาร์ส-สเค้าท์ มีเป้าหมายลดค่าใช้จ่ายของภารกิจสำรวจอวกาศไม่ให้เกิน 485 ล้านดอลลาร์สหรัฐต่อโครงการ ไม่รวมกับค่าขนส่งที่มีมูลค่าประมาณ 187 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ปัจจุบันแผนงานนี้ถูกยกเลิกตั้งแต่ พ.ศ. 2553 แล้ว โครงการยานสำรวจอวกาศเมเว็นใช้งบประมาณทั้งสิ้น 485 ล้านดอลลาร์สหรัฐ

องค์การนาซาได้คัดเลือกภารกิจยานสำรวจอวกาศเมเว็นในฐานะ ภารกิจมาร์ส-สเค้าท์ 2013 เมื่อวันที่ 15 กันยายน พ.ศ. 2551 โดยการคัดเลือกดังกล่าวมีผู้เข้าชิง ได้แก่ ภารกิจ "The Great Escape" และโครงงานเสนออื่นอีก 8 ชิ้น

วันที่ 2 สิงหาคม พ.ศ. 2556 ยานเมเว็นถูกลำเลียงมาถึงศูนย์อวกาศเคนเนดี รัฐฟลอริดา สหรัฐอเมริกา เพื่อตระเตรียมการปล่อยยานขึ้นสู่อวกาศ จากนั้นในวันที่ 18 พฤศจิกายน ปีเดียวกัน ยานสำรวจอากาศจึงถูกส่งขึ้นสู่อวกาศ ณ ฐานทัพอากาศแหลมคะแนเวอรัล จุดปล่อยหมายเลข 41 (Space Launch Complex 41) โดยบรรทุกไปกับจรวดชนิดแอตลาส วี หมายเลข 401 ยานเมเว็นจะเดินทางถึงดาวอังคารในเดือนกันยายน พ.ศ. 2557 พร้อมกับยานมาร์สออบิเทอร์มิชชันในวันใกล้เคียงกัน

อนึ่ง เมื่อวันที่ 3 ตุลาคม พ.ศ. 2556 เกิดภาวะปิดบริการของรัฐบาลกลางแห่งสหรัฐอเมริกา โครงการนี้ถูกยกเว้นเป็นกรณีพิเศษ โดยไม่ถือว่าเป็นโครงการขนาดเล็กขององค์การนาซา ทำให้ได้รับงบประมาณสนับสนุนตามปกติ เพื่อป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับแผนการปล่อยยานในอีก 1 เดือนข้างหน้า

ยานสำรวจอวกาศเมเว็นเข้าสู่วงโคจรรอบดาวอังคารเมื่อวันที่ 22 กันยายน พ.ศ. 2557 เวลาประมาณ 2:24 น. (UTC) ซึ่งยานดังกล่าวเดินทางจากโลกถึงดาวอังคารด้วยระยะทางกว่า 711 ล้านกิโลเมตร ใช้เวลาเดินทางทั้งสิ้น 10 เดือน

ภารกิจของยาน

จากการค้นพบลักษณะภูมิประเทศบางพื้นที่บนดาวอังคารที่คล้ายกับเส้นทางไหลของน้ำที่แห้งแล้ว รวมทั้งการค้นพบแร่ธาตุที่เกิดจากแรงกระทำของน้ำ สิ่งเหล่านี้บ่งชี้ว่าครั้งหนึ่งแล้ว ดาวอังคารเคยมีชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นพอและอุ่นพอที่น้ำสามารถคงอยู่ในสถานะของเหลวและไหลบนพื้นดาวอังคาร แต่ต่อมาชั้นบรรยากาศของดาวได้กระจายหายออกไปในอวกาศ โดยนักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าภายในช่วงเวลาไม่กี่ล้านปี ชั้นบรรยากาศของดาวอังคารหายไปถึง 99% จากการที่แกนของดาวอังคารเย็นตัวลง ทำให้สนามแม่เหล็กของดาวอ่อนลงมาก ส่งผลให้ลมสุริยะสามารถพัดเอาชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร ตลอดจนสารประกอบที่ระเหยได้อื่น ๆ ออกไปจนแทบสิ้น

เป้าหมายของยานเมเว็นคือการหาคำตอบเกี่ยวกับความเป็นไปของสภาพอากาศบนดาวอังคาร และนำข้อมูลจากการสำรวจมาวิเคราะห์และเรียบเรียงเป็นประวัติ ว่าแก๊สชนิดต่าง ๆ ที่เคยเป็นส่วนหนึ่งของบรรยากาศของดาวนั้นสูญหายไปได้อย่างไร การสำรวจของยานเมเว็นแบ่งภารกิจหลักออกเป็น 4 อย่าง ดังนี้

1. การระบุอย่างชัดเจนว่า การสูญหายของสสารต่าง ๆ ที่เป็นส่วนหนึ่งของชั้นบรรยากาศดาวอังคารนั้น เกิดขึ้นมาโดยตลอด
2. การระบุสภาพปัจจุบันของบรรยากาศชั้นบน บรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ ตลอดจนปฏิสัมพันธ์กับลมสุริยะ
3. การระบุอัตราการสูญเสียของชั้นบรรยากาศที่หายไปในอวกาศ ซึ่งได้แก่ แก๊สในสถานะเสถียรและสถานะไอออน รวมทั้งศึกษากระบวนการที่ทำให้เกิดการสูญเสียดังกล่าวขึ้น
4. การระบุอัตราส่วนของไอโซโทปที่เสถียรภายในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร

ข้อมูลเชิงเทคนิคของยาน

ยานสำรวจอวกาศเมเว็นสร้างและทดสอบโดย ล็อกฮีด มาร์ติน สเปซซิสเท็มส์ (Lockheed Martin Space Systems) โดยใช้ต้นแบบโครงสร้างเดียวกันกับยานมาร์สรีคอนเนสเซนซ์ออร์บิเตอร์ และยาน 2001 มาร์ส ออดิสซี ตัวยานเป็นทรงลูกบาศก์ขนาด 2.3 เมตร × 2.3 เมตร × สูง 2 เมตร ด้านข้างทั้งสองฝั่งติดตั้งแผงพลังงานแสงอาทิตย์ โดยปลายแผงทั้งสองข้างติดตั้งเครื่องมือแมกนีโตมิเตอร์ ความยาวทั้งหมดจากปลายแผงถึงปลายแผงอีกฝั่งวัดได้ 11.4 เมตร เมื่อรวมเชื้อเพลิงทั้งหมดที่ใช้ในการขับเคลื่อนแล้ว ยานเมเว็นจะหนัก 2,454 กิโลกรัม หากไม่นับเชื้อเพลิงตัวยานจะหนัก 809 กิโลกรัม

เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์

ยานเมเว็นมีภารกิจสำรวจชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร โดยเฉพาะบรรยากาศชั้นบนและชั้นไอโอโนสเฟียร์ที่มีปฏิสัมพันธ์กับลมสุริยะ เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่จะใช้วัดค่าต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับบรรยากาศ โดยผู้ผลิตเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ให้กับยานเมเว็นประกอบด้วย มหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ และศูนย์การบินอวกาศก็อดเดิร์ด

 

อุปกรณ์ที่ผลิตโดยห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์อวกาศ (Space Sciences Laboratory) แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ประกอบด้วย

• (D) Solar Wind Electron Analyzer (SWEA) หรือ อุปกรณ์วิเคราะห์อิเล็กตรอนจากลมสุริยะ : วัดค่าลมสุริยะและปริมาณอิเล็กตรอนบนชั้นไอโอโนสเฟียร์
• (G) Solar Wind Ion Analyzer (SWIA) หรือ อุปกรณ์วิเคราะห์ไอออนจากลมสุริยะ : วัดค่าลมสุริยะ และความหนาแน่นและความเร็วของไอออนในชั้นแมกนีโตชีท (magnetosheath)
• (A) SupraThermal And Thermal Ion Composition (STATIC) หรือ องค์ประกอบของไอออนเชิงอุณหภาพและอุณหภาพยิ่งยวด : วัดค่าของไอออนเชิงอุณหภาพ (thermal ions) ไปจนถึงไอออนหลุดพ้นพลังงานปานกลาง (moderate-energy escaping ions)
• (H) Solar Energetic Particle (SEP) หรือ อนุภาคพลังสูงจากดวงอาทิตย์ : วัดค่าผลกระทบของอนุภาคสุริยะพลังงานสูง (Solars energetic particles, SEPs) ต่อบรรยากาศชั้นบน
• (E) Langmuir Probe and Waves (LPW) : วัดคุณสมบัติของบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์
• (I) Magnetometer (MAG) : วัดค่าสนามแม่เหล็กบริเวณชั้นไอโอโนสเฟียร์และสนามแม่เหล็กจากลมสุริยะระหว่างดาวเคราะห์

อุปกรณ์ที่ผลิตโดยห้องปฏิบัติการฟิสิกส์บรรยากาศและอวกาศ แห่งมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ ประกอบด้วย

• (B) Imaging Ultraviolet Spectrometer (IUVS) : วัดค่าคุณสมบัติของบรรยากาศชั้นบนและชั้นไอโอโนสเฟียร์ของดาวทั้งดวง

อุปกรณ์ที่ผลิตโดยศูนย์การบินอวกาศก็อดเดิร์ด

• (C) Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer (NGIMS) : วัดส่วนประกอบและไอโซโทปของแก๊สเสถียรและไอออน

•  

  Solar Wind Electron Analyzer (SWEA)

•  

  SupraThermal And Thermal Ion Composition (STATIC)

•  

  Solar Energetic Particle (SEP)

•  

  Langmuir Probe and Waves (LPW)

•  

  Imaging Ultraviolet Spectrometer (IUVS)

อ้างอิง

1. NASA Selects 'MAVEN' Mission to Study Mars Atmosphere, องค์การนาซา, 15 กันยายน 2551
2. NASA Mars Spacecraft Ready for Sept. 21 Orbit Insertion องค์การนาซา, 17 กันยายน 2557, สืบค้นวันที่ 19 กันยายน 2557
3. NASA's MAVEN Spacecraft Makes Final Preparations For Mars องค์การนาซา, 8 กันยายน 2557
4. NASA Awards Launch Services Contract for Maven Mission องค์การนาซา, 21 ตุลาคม 2553
5. NASA's Scout Program Discontinued. Softpedia, 30 กรกฎาคม 2553
6. Thumbs Up Given for 2013 NASA Mars Orbiter องค์การนาซา, 5 ตุลาคม 2553
7. NASA Begins Launch Preparations for Next Mars Mission องค์การนาซา, 5 สิงหาคม 2556
8. NASA Awards Launch Services Contract for MAVEN Mission SpaceRef, 21 ตุลาคม 2553
9. Maven "Excepted" From Shutdown NasaWatch, 3 ตุลาคม 2556
10. MAVEN Arrives at Mars องค์การนาซา, 21 กันยายน 2557
11. Bill Steigerwald, MAVEN Mission to Investigate How Sun Steals Martian Atmosphere องค์การนาซา, 5 ตุลาคม 2553
12. Greg Avery,NASA exec checks on Lockheed Martin’s progress on Mars vehicles Denver Business Journal, 15 ตุลาคม 2555
13. MAVEN Fact Sheet องค์การนาซา
14. MAVEN Mission Primary Structure Complete องค์การนาซา, 26 กันยายน 2554
15. MAVEN - Facts องค์การนาซา
16. Nupur Jha, Unique Instrument Devised to Solve Mars' Atmosphere Mystery iDigital Times, 20 กรกฎาคม 2555
17. MAVEN - Instruments มหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์, 2555
18. Nancy Neal Jones, NASA Goddard Delivers Magnetometers for NASA's Next Mission to Mars องค์การนาซา, 21 พฤษภาคม 2555

แหล่งข้อมูลอื่น

• MAVEN - NASA (อังกฤษ)
• MAVEN - JPL (อังกฤษ)

0