หลังจากรอคอยมานานหลายปี ล่าสุดยานอวกาศหลายลำก็กำลังจะได้เดินทางมุ่งหน้าไปยังดาวศุกร์เสียที ถือเป็นข่าวใหญที่ทำให้แวดวงดาราศาสตร์เต็มไปด้วยความตื่นเต้น โดยหน่วยงานด้านอวกาศของโลกอย่างนาซาได้อนุมัติภารกิจใหม่ที่จะส่งยานไปดาวศุกร์ถึง 2 ภารกิจ เมื่อช่วงต้นเดือนมิถุนายนที่ผ่านมา ขณะที่ตอนนี้ ยุโรปก็ได้อนุมัติภารกิจของตนเองแล้ว การสำรวจดาวศุกร์ทำให้เกิดความคาดหวังว่า มันจะช่วยตอบคำถามสำคัญเกี่ยวกับดาวเคราะห์ดวงนี้ ในหลายประเด็น ซึ่งในที่สุดก็อาจจะช่วยไขปริศนาบางอย่างเกี่ยวกับโลกของเราได้ด้วย

3 ภารกิจอวกาศที่ต่างมุ่งหน้าไป ‘ดาวศุกร์’

สำหรับภารกิจของนาซา คือการส่งยานอวกาศ 2 ลำไปยังดาวศุกร์ในทศวรรษนี้ ยานทั้งสองได้แก่  วีริตาส์ (VERITAS) ยานอวกาศโคจรที่มีเป้าหมายใช้ทำแผนที่พื้นผิวของดาวเคราะห์ และดาวินชีพลัส (DAVINCI+) ที่มีโพรบหรืออุปกรณ์สำรวจที่จะดำดิ่งสู่ชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ ส่วนองค์การอวกาศยุโรป (ESA) ก็ได้ประกาศว่า จะใช้ยานอวกาศเอนวิชชัน (EnVision) ของตัวเอง ซึ่งคาดว่าจะออกเดินทางจากโลกในช่วงต้นทศวรรษ 2030 เพื่อถ่ายภาพพื้นผิวของดาวโดยละเอียดด้วยเรดาร์

ภาพจำลองแสดงให้เห็นการทำงานของยานอวกาศ VERITAS ที่จะใช้เรดาร์สร้างแผนที่ความละเอียดสูงของพื้นผิวดาวศุกร์
Credit : NASA/ JLP-Caltech
DAVINCI + จะส่งโพรบหรือหัววัดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางหนึ่งเมตร เพื่อสำรวจบรรยากาศจากเหนือเมฆลงไปยังพื้นผิวของดาว
โพรบดังกล่าวจะจับภาพที่น่าทึ่งและการวัดทางเคมีของบรรยากาศที่ลึกที่สุดบนดาวศุกร์เป็นครั้งแรก
Credit :  NASA GSFC visualization by CI Labs Michael Lentz and others

คอลิน วิลสัน (Colin Wilson) นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด (University of Oxford) กล่าวว่า “เรารู้สึกยินดีที่การทำงานหนักทั้งหมดของเราส่งผลแล้ว”

ทั้งนี้ ยานอวกาศทั้งสองของนาซาจะเป็นภารกิจแรกที่ไปยังดาวศุกร์นับตั้งแต่ยานอวกาศมาเจลลัน (Magellan orbiter) ในปี 1989 ขณะที่ EnVision จะเป็นโครงการแรกของ ESA นับตั้งแต่โปรเจกต์ Venus Express ในปี 2548 

ภาพจำลองยานอวกาศ EnVision เหนือดาวศุกร์
Credit : NASA
Venus Express ภารกิจแรกขององค์การอวกาศยุโรป (ESA) ไปยังดาวศุกร์ ภารกิจนี้ศึกษาบรรยากาศและสภาพแวดล้อมของพลาสมาของและสร้างแผนที่อุตุนิยมวิทยา
การค้นพบที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของ Venus Express คือหลักฐานว่าดาวศุกร์มีการปะทุของภูเขาไฟในช่วงสามล้านปีที่ผ่านมา ซึ่งบ่งชี้ว่าอาจยังมีกิจกรรมทางธรณีวิทยาอยู่
Credit : NASA

ปัจจุบันมีเพียงยานสำรวจเดียวเท่านั้นที่โคจรรอบดาวศุกร์ นั่นคือ ยานอวกาศอะกะทซึกิ (Akatsuki) ของญี่ปุ่น ซึ่งโคจรมาตั้งแต่ปี 2015 และขณะนี้กำลังศึกษาชั้นบรรยากาศของดาว “ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่ถูกลืมไปนานแล้ว” โฮแกม สเวียดแฮม (Håkan Svedhem) อดีตนักวิทยาศาสตร์โครงการของ Venus Express กล่าว

เหตุที่ถูกลืมนั่นก็เป็นเพราะมีเป้าหมายอื่น ๆ ที่น่าสนใจกว่า และมีประเด็นการศึกษามากกว่า อย่างไรก็ตาม ความลี้ลับ ข้อมูลใหม่ ๆ และข่าวคราวเกี่ยวกับการพบสสารที่บ่งชี้ว่าอาจมีสิ่งมีชีวิตอยู่บนดาวศุกร์ในช่วงปีที่ผ่านมา ต่างมีส่วนทำให้ดาวศุกร์กลับมาเป็นเป้าหมายของการสำรวจศึกษาอีกครั้ง วารสาร Nature จึงได้รวบรวมประเด็นสำคัญต่าง ๆ ที่น่าสนใจ ซึ่งการสำรวจดาวศุกร์จะช่วยไขข้อสงสัยได้ โดยเราได้นำมาแบ่งออกเป็น 6 ประเด็น ดังนี้ 

(อ่านต่อหน้า 2 คลิกด้านล่างเลย)

ทำไมดาวฝาแฝดอย่างโลกกับดาวศุกร์จึงแตกต่างกันมาก?

เป็นที่ฉงนสงสัยกันมานานแล้วว่า ทั้งที่ดาวศุกร์และโลกมีขนาดและระยะห่างจากดวงอาทิตย์ใกล้เคียงกัน แต่ทำไมจึงได้แตกต่างกันเสียเหลือเกิน? โลกเป็นสถานที่ที่มีสภาวะเหมาะสม เป็นแหล่งกำเนิดและที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตนานาสายพันธุ์ ในขณะที่ดาวศุกร์กลับเป็นสถานที่เลวร้ายที่มีบรรยากาศเป็นพิษประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์และอุณหภูมิพื้นผิวที่ร้อนพอที่จะละลายตะกั่วได้ หากเปรียบเทียบความต่างก็เหมือนกับสวรรค์และนรกเลยทีเดียว

ภาพเปรียบเทียบขนาดดาวศุกร์กับโลกของเรา
Credit : NASA/JPL-Caltech

พอล ไบร์เน (Paul Byrne) นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเหนือ (North Carolina State University) อธิบายว่า “มันคือโลกที่เหมือนกับโลกของเรา แต่ต่างกันที่สิ่งที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่ผ่านมา มันช่างน่าฉงนว่า ประวัติศาสตร์เหล่านี้แตกต่างกันอย่างมากมายถึงเพียงนี้ได้อย่างไร”

เพื่อหาคำตอบ นักวิทยาศาสตร์จะใช้ภารกิจ VERITAS และ EnVision สำรวจทางธรณีวิทยาเพื่อดูว่าดาวเคราะห์วิวัฒนาการมาอย่างไร โดยทั้งสองภารกิจจะศึกษาบันทึกทางธรณีวิทยาของดาวเคราะห์ด้วยการถ่ายภาพพื้นผิวของมันด้วยเครื่องมือเรดาร์ที่ติดตั้งไปกับยาน

ในขณะเดียวกัน ภารกิจ DAVINCI+ จะเติมเต็มภาพที่ยานอวกาศทั้งสองถ่ายในช่วงแสงอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรด ด้วยข้อมูลจากโพรบทรงกลมขนาดเล็กที่ปล่อยลงสู่ชั้นบรรยากาศ โพรบนี้จะสุ่มตัวอย่างบรรยากาศ รวมถึงการมองหาก๊าซที่ไม่ทำปฏิกิริยา เช่น ฮีเลียมและซีนอน ซึ่งคงอยู่เป็นเวลานาน “ก๊าซเหล่านี้จะให้เบาะแสเกี่ยวกับการก่อตัวและวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ในยุคแรกเริ่ม บ่งชี้ว่าพวกมันมาจากหินหนืดภายในหรือไม่ หรือพวกมันเกิดจากการก่อตัว หรือมาจากดาวหางกันแน่” วิลสันอธิบาย

กาลครั้งหนึ่ง ดาวศุกร์เคยมีมหาสมุทรหรือไม่?

การค้นหาว่าดาวศุกร์เคยมีน้ำที่เป็นของเหลวบนพื้นผิวบนดาวหรือไม่นั้น มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจว่าทำไมดาวศุกร์และโลกจึงแตกต่างกัน นักดาราศาสตร์สามารถเห็นร่องรอยของน้ำในอดีตในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ แต่ก็ไม่ชัดเจนว่าน้ำนี้มาจากมหาสมุทรโบราณบนพื้นผิวที่หายไปเมื่อดาวร้อนขึ้น หรือ เป็นน้ำที่มีสถานะเป็นไอน้ำมาตั้งแต่ช่วงก่อกำเนิดดาว ซึ่งหากเป็นอย่างแรก ก็จะเป็นข้อบ่งชี้ว่า ครั้งหนึ่งดาวเคราะห์นี้ อาจจะ ‘เคย’ เป็นอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตได้เหมือนโลก

ภารกิจ DAVINCI+ จะเป็นพระเอกของการตอบคำถามในเรื่องนี้ ในการสำรวจชั้นบรรยากาศของดาวนั้น โพรบจะถูกส่งลงไปในชั้นบรรยากาศประมาณ 1 ชั่วโมง และจะสุ่มตัวอย่างจากชั้นบรรยากาศทุก ๆ 100 เมตรที่ลดระดับลงไป และจะทำการวัดด้วยวิธีการวัดที่มีความแม่นยำสูงเพื่อดูว่ามีก๊าซใดอยู่ในชั้นบรรยากาศบ้าง 

DAVINCI + จะสังเกตจากทั้งด้านบนและภายในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ โดยเคลื่อนที่ในแนวดิ่งตามธรรมชาติจากด้านบนของชั้นบรรยากาศ ผ่านก้อนเมฆ และลึกไปจนถึงเหนือพื้นผิว
และถ่ายภาพทิวทัศน์ของภูเขาในแบบ 3 มิติพร้อมกับเก็บข้อมูลรายละเอียดทางเคมีด้วย
Credit : NASA GSFC visualization and CI Labs Michael Lentz and colleagues

เจมส์ การ์วิน (James Garvin) หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของศูนย์ Goddard Space Flight Center ของนาซา และหัวหน้าภารกิจ DAVINCI+ กล่าวว่า ข้อมูลนี้จะละเอียดกว่าข้อมูลบรรยากาศของดาวศุกร์ที่ยานสำรวจวิเนรา (Venera) ของสหภาพโซเวียตถ่ายไว้ในปี 1960 1970 และ 1980

“ร่องรอยทางเคมีเหล่านี้จะช่วยบอกประวัติความเป็นมาของดาว รวมถึงการมีอยู่ของมหาสมุทรบนพื้นผิวดาวได้ เมื่อเรารู้ถึงเงื่อนไขดังกล่าวก็จะช่วยให้เราสร้างแบบจำลองสภาพอากาศ ซึ่งจะช่วยตอบคำถามทางด้านธรณีวิทยาที่ภารกิจ VERITAS และ EnVision สำรวจและเก็บข้อมูลมาได้ด้วย

หรือดาวศุกร์มีทวีปเหมือนโลก?

ประมาณ 7% ของดาวศุกร์ครอบคลุมพื้นที่สูงที่เรียกว่า Tesserae ซึ่งเป็นที่ราบสูงที่อยู่เหนือพื้นผิวโดยรอบ โดยไบร์เนกล่าวว่า มันอาจเทียบเท่ากับทวีปต่าง ๆ บนโลกของเราเลยทีเดียว

เพื่อหาคำตอบ VERITAS จะศึกษาองค์ประกอบของ Tesserae รวมทั้งเปรียบเทียบองค์ประกอบของหินบะซอลต์ภูเขาไฟกับหินจากบริเวณที่ระดับความสูงต่ำกว่า ซูซานเน เซมเรคาร์ (Suzanne Smrekar) หัวหน้าภารกิจ VERITAS ที่ JPL (Jet Propulsion Laboratory) ของนาซากล่าวว่า “บนโลก เมื่อทวีปก่อตัวขึ้น หินบะซอลต์จำนวนมหาศาลในเปลือกโลกในมหาสมุทรจะละลายในน้ำ ดังนั้น ที่ราบสูงขนาดใหญ่เหล่านี้จึงเปรียบเสมือนรอยนิ้วมือให้เราสืบหาร่องรอยดูได้ว่าเคยมีน้ำอยู่บนพื้นผิวดาวหรือไม่” 

หากมีร่องรอยการละลายของหินบะซอลต์รอบ Tesserae นั่นก็หมายความว่ามันเคยมีน้ำอยู่มาก่อนและ Tesserae เคยเป็นทวีปที่ครั้งหนึ่งเคยล้อมรอบด้วยน้ำมาก่อน

นอกจากนี้ โพรบในภารกิจ DAVINCI+ จะร่อนลงมาเหนือ Tessera บริเวณที่เรียกว่า Alpha Regio โดยคาดว่าจะถ่ายภาพถึง 500 ภาพในขณะที่ตกลงสู่พื้นผิว แม้ว่ายานอวกาศอาจถูกทำลายจากการพุ่งลงไปยังดาว แต่ก็มีโอกาสเล็กน้อยที่มันจะยังสามารถใช้งานได้บนพื้นผิวเป็นเวลาหลายนาทีก่อนที่ความดันและอุณหภูมิที่รุนแรงทำให้ใช้งานไม่ได้ในที่สุด รูปภาพของ Tessera ในช่วงท้ายของภารกิจนี้อาจให้ความกระจ่างแก่เราได้ “ภาพสุดท้ายของเราน่าจะมีความละเอียดหลายสิบเซนติเมตรเลยทีเดียว” การ์วินกล่าว และนั่นก็น่าจะช่วยเรามองเห็นรายละเอียดพื้นผิวเพิ่มเติมจากภาพเหล่านั้นได้

(อ่านต่อหน้า 3 คลิกด้านล่างเลย)

ดาวศุกร์ยังคงมีภูเขาไฟอยู่หรือไม่?

การสำรวจก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่า มีภูเขาไฟอยู่บนดาวศุกร์ แต่ก็ยังไม่เป็นที่ชัดเจนว่าในช่วง 2,000 – 3,000 ปีที่ผ่านมา ยังคงมีภูเขาไฟที่ยังปะทุหลงเหลืออยู่บ้างหรือไม่ และเป็นไปได้หรือไม่ที่จะยังมีภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นอยู่ในปัจจุบัน ทั้ง VERITAS และ EnVision จะช่วยตอบคำถามนี้โดยการทำแผนที่พื้นผิวดาวเคราะห์ โดยโดยเฉพาะรูปภาพที่มีความละเอียดสูงของ EnVision ซึ่งคาดว่าจะช่วยเปิดเผยคุณลักษณะพื้นผิวที่มองไม่เห็นก่อนหน้านี้

ภาพจำลองภูเขาไฟชื่อ Sapas Mons แสดงให้เห็นทางลาวาไหลเป็นระยะทางหลายร้อยกิโลเมตรผ่านที่ราบที่แตกร้าวซึ่งแสดงอยู่เบื้องหน้าจนถึงฐานของภูเขา ซึ่งวัดได้ 248 ไมล์จากความสูง 0.9 ไมล์
เฉดสีจำลองมาจากภาพสีที่บันทึกโดยยานอวกาศ Venera 13 และ 14 ของโซเวียต
ภาพนี้ผลิตโดยโครงการ Solar System Visualization และทีม Magellan Science ที่ JPL Multimission Image Processing Laboratory
Credit : NASA/JPL

การทำแผนที่นี้จะรวมถึงการมองหาลักษณะบ่งชี้ของภูเขาไฟ เช่น กระแสลาวา และร่องรอยที่เกิดจากความแปรปรวนของสภาพอากาศ วิลสันอธิบายว่า กระแสลาวาใหม่อาจดูมืดหรือดำเป็นพิเศษ ร่องรอยความแปรปรวนของสภาพอากาศก็สามารถบ่งชี้ได้ว่า การปะทุนั้นเกิดขึ้นเมื่อไหร่

ภาพจำลองภูเขาไฟปะทุบนดาวศุกร์แสดงให้เห็นถึงพื้นที่ที่ก่อตัวขึ้นเนื่องจากลาวา
Credit : NASA/ JPL-Caltech/ Peter Rubin

ยานอวกาศ Akatsuki ได้สังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงล่าสุดของปริมาณแสงอัลตราไวโอเลตที่ดูดกลืนโดยชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ ซึ่งอาจบ่งบอกถึงการปะทุของภูเขาไฟครั้งล่าสุด มาซาโตะ นากามูระ (Masato Nakamura) ผู้จัดการโครงการของ Akatsuki จากสถาบันอวกาศและวิทยาศาสตร์อวกาศในเมืองซางามิฮาระ (Sagamihara) ประเทศญี่ปุ่น กล่าวว่า“สภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงไปของดาวศุกร์ที่เราเห็นอยู่ทุกวันนี้ อาจขึ้นอยู่กับการปะทุของภูเขาไฟ” 

ฟอสฟีนกับชีวิตบนดาวศุกร์?

ปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์ประกาศว่าพวกเขาได้ตรวจพบฟอสฟีน ซึ่งเป็นสารประกอบของฟอสฟอรัสและอาจเป็นสัญญาณบ่งบอกถึงชีวิตบนดาวศุกร์ วิธีการนี้จะเกิดขึ้นได้อย่างไรนั้นยังไม่ชัดเจน แต่มันมีความเป็นไปได้ว่า มันเกิดจากจุลินทรีย์ในชั้นบรรยากาศของดาว

แน่นอนว่าข้อสันนิษฐานนี้ถูกตั้งคำถามและได้รับการถกเถียงกันอย่างถึงพริกถึงขิง และบทสรุปของเรื่องราวนี้อาจจะจบลงด้วยภารกิจ DAVINCI+ ที่มีโพรบตรวจจับองค์ประกอบในชั้นบรรยากาศนั่นเอง

“ถ้ามีฟอสฟีนอยู่มาก เราจะสามารถวัดได้อย่างแน่นอน” การ์วินกล่าว

เป็นไปได้หรือที่จะมี ‘หิมะ’ บนดาวศุกร์?

ยอดภูเขาของดาวเคราะห์ที่อยู่สูงกว่า 2.6 กิโลเมตรนั้นสะท้อนแสงอย่างน่าประหลาด เช่นเดียวกับยอดภูเขาบนโลก “นั่นเป็นสิ่งบ่งชี้ว่า มีหิมะและน้ำค้างแข็งเกาะอยู่เหนือระดับความสูงที่กำหนด” วิลสันกล่าว แต่ดาวศุกร์นั้นร้อนเกินกว่าที่จะมีน้ำได้ ทำให้นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าบริเวณสะท้อนแสงอาจเป็นอย่างอื่นมากกว่า

ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งคือสารที่เรียกว่าเซมิคอนดักเตอร์สโนว์ (Semiconductor snow)  ซึ่งเป็นส่วนผสมของโลหะที่ค่อนข้างแปลก เช่น บิสมัทเทลลูเรียมและกำมะถัน (tellurium and sulfur) ซึ่งสามารถควบแน่นที่ระดับความสูงที่สูงขึ้นและเป็นที่รู้กันว่าเกิดจากการปะทุของภูเขาไฟ ภารกิจ DAVINCI+ อาจตรวจพบวัสดุเหล่านี้ในบรรยากาศ ในขณะที่ภารกิจ VERITAS และ EnVision อาจจะพบตะกอนของสารประเภทนี้ใกล้ปากปล่องภูเขาไฟ

บางทีสักวันหนึ่ง นักวิจัยจะสุ่มตัวอย่างจากยอดเขาเหล่านี้ด้วยยานลงจอดโดยตรง “เป็นสิ่งที่เป็นไปได้ในทางเทคนิคอย่างแน่นอน” วิลสันกล่าว

เมื่อทบทวนดูประเด็นต่าง ๆ ที่ว่ามาจะเห็นได้ว่า ฉายาว่า ‘ฝาแฝดของโลก’ อาจจะถูกพิสูจน์ได้ด้วยการสำรวจในอนาคตเหล่านี้ มารอดูร่วมลุ้นกันว่า ผลลัพธ์ที่ได้จะชี้ว่าดาวศุกร์เป็น ‘แฝดเหมือน’ ‘แฝดคล้าย’ หรือ ‘แฝดเทียม’ กันแน่ อะไรคือปัจจัยที่ทำให้เกิดสภาพอากาศที่แตกต่างระหว่างดาวพี่น้องดังเช่นที่เป็นในทุกวันนี้ และนั่นก็อาจจะช่วยให้เราเข้าใจและป้องกันไม่ให้โลกของเราดำเนินรอยตามความผิดพลาดนั้นก็เป็นได้

อ้างอิง

Nature

NASA1 / NASA2 / NASA3 / NASA4 / NASA5

พิสูจน์อักษร : สุชยา เกษจำรัส