การสำรวจดาวอังคาร
ดาวอังคารคือดาวเคราะห์ที่มนุษย์สนใจมาตั้งแต่ยุคสมัยที่มนุษย์จ้องมองท้องฟ้าและดวงดาวต่าง ๆ เพื่อใช้เป็นปฏิทินหาวันเวลาเพาะปลูกพืชพรรณที่เหมาะสมเมื่อครั้งโบราณกาลนานมาแล้ว ซึ่งดาวอังคารนั้นมักปรากฏเป็นจุดสีแดง ๆ สลัว ๆ คล้ายกับเลือดมนุษย์อยู่เสมอ อารยธรรมหลากหลายแห่งทั่วโลกจึงต่างคิดว่าดาวอังคารนั้นคือตัวแทนของเทพแห่งสงคราม ไม่ว่าจะเป็น เทพีอะธีนา จากปกรณัมกรีก หรือ พระอังคาร ในตำนานเทพอินเดียก็ตาม
จนกระทั่งเมื่อมนุษย์ได้พัฒนากล้องโทรทรรศน์ให้สามารถสังเกตการณ์วัตถุบนท้องฟ้าได้ดียิ่งขึ้นในช่วงปลายคริสตศตวรรษที่ 19 จิโอวานนี สเกียอาพาเรลลี (Giovanni Schiaparelli) นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลีก็ได้เริ่มศึกษาดาวอังคารอย่างละเอียด โดยเขาพบว่าดาวอังคารนั้นเป็นดาวเคราะห์ที่มีพื้นหินแข็ง มีน้ำแข็งสีขาวโพลนอยู่บริเวณขั้วดาว และมีร่องรอยของทางน้ำไหลเหมือนกับบนโลกอย่างไม่มีผิดเพี้ยน ซึ่งมีความเป็นไปได้ว่าบนดาวเคราะห์แดงนี้อาจมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่
เรียกได้ว่าการค้นพบว่าดาวอังคารอาจมีมนุษย์ต่างดาวอาศัยอยู่ในยุคนั้นได้จุดประกายความสนใจในการสำรวจดาวอังคารให้แก่สาธารณชนอย่างมหาศาล ถึงขนาดที่ว่ามีนวนิยาย War of the World ของ H.G. Wells ซึ่งเป็นนิยายที่เกี่ยวกับเอเลี่ยนดาวอังคารมาบุกโลกออกมาวางขายในปี ค.ศ. 1898 แต่แล้วความหวังเรื่องเพื่อนบ้านต่างดาวของเรานั้นก็ได้พังทลายหายไป ในครั้งที่องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐอเมริกา หรือนาซา (NASA) ได้ส่งยานมาริเนอร์ 4 ซึ่งเป็นยานอวกาศลำแรกที่ได้ไปเยี่ยมเยือนดาวอังคารท่ามกลางฤดูร้อนของปี ค.ศ. 1965 ด้วยการบินโฉบ
ภาพถ่ายพื้นผิวระยะใกล้ที่ส่งกลับมาในครั้งนั้น แสดงให้เห็นว่าดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ที่เต็มไปด้วยทะเลทรายแห้งแล้ง หนาวเย็น และปราศจากสิ่งมีชีวิตใด ๆ แถมยังมีหลุมอุกกาบาตประปรายไปทั่วบริเวณอีกด้วย ก่อนที่ต่อมาในปี ค.ศ. 1976 ยานอวกาศไวกิ้ง 1 และ 2 ก็ได้ลงจอดบนดาวอังคาร ซึ่งได้ยืนยันอย่างหนักแน่นอีกครั้งหนึ่งว่าสภาพแวดล้อมของดาวอังคารในปัจจุบันอาจไม่สามารถที่จะรองรับสิ่งมีวิตในรูปแบบที่เรารู้จักให้อาศัยอยู่ได้ เนื่องจากอุณหภูมิที่หนาวเหน็บ และปราศจากน้ำที่จะสามารถหล่อเลี้ยงสิ่งมีชีวิตได้
ทำไมต้องดาวอังคาร
ถึงแม้ว่าเราจะไม่พบสหายต่างดาวตามอย่างที่หวังไว้ แต่มนุษย์ก็ค่อย ๆ มองดาวอังคารเป็นบ้านหลังที่สองในอนาคตแทน หรือก็คือแนวคิดเรื่องการตั้งถิ่นฐานอย่างถาวรบนดาวดวงอื่น หากเราเปรียบเทียบสภาพแวดล้อมของดาวอังคารกับดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ในระบบสุริยะของแล้ว ดาวอังคารกลับกลายเป็นดาวเคราะห์ที่เหมาะสมที่มนุษย์จะไปตั้งถิ่นฐานมากที่สุดด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบันอยู่ดี
ดาวเคราะห์แก๊สทั้งหมดในระบบสุริยะของเราไล่ตั้งแต่ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน ล้วนไม่มีพื้นหินแข็งที่สามารถส่งมนุษย์ให้ไปเหยียบ และสร้างสิ่งปลูกสร้างต่าง ๆ ได้ จึงทำให้เหลือเพียงดาวเคราะห์หินอีก 3 ดวงในระบบสุริยะของเราเท่านั้น ที่มนุษย์มีโอกาสไปเหยียบย่าง ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ และ ดาวอังคาร
เป็นที่ทราบกันดีว่าดาวพุธนั้นปราศจากชั้นบรรยากาศที่จะช่วยรักษาอุณหภูมิพื้นผิวของดาวให้สม่ำเสมอ ทำให้ในช่วงกลางวัน ดาวพุธมีอุณหภูมิพุ่งสูงขึ้นกว่า 430 องศาเซลเซียส ในขณะที่ช่วงกลางคืนอุณหภูมิสามารถทิ้งดิ่งลงได้ถึง -180 องศาเซลเซียส ส่วนดาวศุกร์นั้นก็มีชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นเกินไป ซึ่งสามารถกักเก็บความร้อนในพื้นผิวให้สูงถึง 450 องศาเซลเซียส ทั้งยังก่อให้เกิดความดันบรรยากาศสูงกว่าโลกของเราราว 92 เท่า โดยความดันนี้สามาถบดขยี้ยานอวกาศและร่างกายของมนุษย์ได้อย่างง่ายดาย ไม่ต่างอะไรไปจากสภาพแวดล้อมของมหาสมุทรลึกบนโลก
ในขณะที่ดาวอังคารของเรานั้นมีชั้นบรรยากาศบาง ๆ ที่มีความหนาแน่นราวร้อยละ 0.06 ของโลก และเต็มไปด้วยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนใหญ่ แต่ก็เพียงพอที่จะช่วยคงอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยของดาวให้อยู่ที่ -60 องศาเซลเซียส และอาจเพิ่มขึ้นได้ถึง 20 องศาเซลเซียส ในบริเวณเส้นศูนย์สูตรช่วงฤดูร้อน ซึ่งถือว่าเป็นสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการตั้งถิ่นฐานมากที่สุดแล้วตามที่ได้กล่าวไปข้างต้น ถึงแม้ว่ามนุษย์จะต้องอยู่อาศัยในถิ่นฐานที่เป็นอากาศระบบปิดก็ตาม
ความท้าทายในการตั้งถิ่นฐาน
ทะเลทรายแห้งแล้ง พายุฝุ่น ท้องฟ้าสีส้มน้ำตาล คือภาพจำของดาวอังคารที่มนุษย์มีมาโดยตลอดนับตั้งแต่ที่ยานไวกิ้งส่งภาพถ่ายกลับมาให้เราดูช่วงคริสตทศวรรษที่ 1970 ซึ่งก็ไม่ได้สร้างปัญหาให้กับหุ่นยนต์สำรวจของเรามากนัก เพราะหุ่นยนต์ที่เราส่งไปส่วนใหญ่มักใช้พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตโดยแผงโซลาร์เซลล์เป็นหลัก นอกเสียจากว่าฝุ่นดาวอังคารจะไปบดบังแผงโซลาร์เซลล์ไว้เป็นครั้งคราว แต่สำหรับมนุษย์แล้ว มนุษย์ย่อมต้องการอะไรมากกว่าแค่แสงอาทิตย์และไฟฟ้า ซึ่งก็คือปัจจัยด้านอาหารและอากาศที่มีความสำคัญเป็นอย่างมาก
แน่นอนว่าดาวอังคารนั้นไม่มีพืชพรรณหรือสรรพสัตว์ใด ๆ ที่จะมาเป็นอาหารให้กับผู้ตั้งถิ่นฐานกลุ่มแรกได้ ทำให้เราต้องขนส่งอาหารจากโลกและเมล็ดพันธุ์พืชต่าง ๆ ไปเพาะปลูกยังดาวอังคารด้วย แต่ทว่ายานอวกาศฟินิกซ์ขององค์การนาซาที่ได้เดินทางไปวิเคราะห์ตัวอย่างดินดาวอังคารในปี ค.ศ. 2008 พบว่าดินดาวอังคารนั้นปะปนไปด้วยสารพิษที่เรียกว่า “เปอร์คลอเรต” (Perchlorate) ประมาณร้อยละ 1 ที่เป็นอันตรายต่อการเจริญเติบโตของพืชและมนุษย์หากสูดดมเข้าไป
เกษตรบนโลกของเรานั้นสามารถแก้ไขปัญหาเปอร์คลอเรตปนเปื้อนด้วยการใช้น้ำสะอาดชะล้างสารพิษนี้ออกไปได้อย่างง่ายดาย ส่วนในกรณีของดาวอังคารนั้นน้ำที่อยู่ในสถานะของเหลวกลับเป็นสิ่งที่หาได้ยากยิ่ง ซึ่งมักกระจุกตัวอยู่ในบริเวณขั้วดาวอังคารในรูปแบบของน้ำแข็งผสมกับน้ำแข็งแห้ง หรือไม่ก็อยู่ในรูปแบบของชั้นน้ำแข็งใต้ดินเสียมากกว่า อันเป็นร่องรอยของน้ำที่ยังคงเหลืออยู่เมื่อครั้งที่ดาวอังคารเคยมีสภาพแวดล้อมล้อมที่ชุ่มชื้นเหมือนกับโลกในอดีต
หากมนุษย์สามารถหาหนทางที่จะขุดเจาะหรือนำน้ำแข็งดาวอังคารมาละลายให้กลายเป็นของเหลวได้ เมื่อนั้นการทำเกษตรกรรมบนดาวอังคารก็จะไม่ใช่เรื่องที่อยู่ในภาพยนตร์อีกต่อไป ซึ่งจะช่วยลดการพึ่งพาทรัพยากรจากโลกได้อย่างมหาศาล ทั้งมนุษย์ยังรู้วิธีการที่จะสามารถแยกอะตอมของออกซิเจนออกจากน้ำ และคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศออกมา เพื่อใช้เป็นอากาศหายใจอยู่แล้วอีกด้วย
เมื่อมนุษย์สามารถเพาะปลูกพืชบนดาวอังคารได้สำเร็จ สิ่งที่ต้องทำต่อไปก็คือการนำพืชพรรณมาเลี้ยงสัตว์ต่าง ๆ เพื่อให้นักบินอวกาศได้รับสารอาหารครบถ้วนในขณะที่อยู่บนดาวอังคาร โดยเฉพาะสัตว์จำพวกแมลงและปลา ที่ใช้ทรัพยากรในการเลี้ยงดูน้อย สามารถอยู่ในพื้นที่ที่จำกัดได้ และมีคุณค่าทางโภชนาการที่สูงลิ่ว
นอกจากประเด็นเรื่องความมั่นคงทางอาหารแล้ว ดาวอังคารก็ยังคงมีภัยอันตรายด้านรังสีที่น่ากังวลอยู่ เนื่องจากดาวอังคารนั้นปราศจากสนามแม่เหล็กและชั้นโอโซนที่คอยป้องกันรังสีเหมือนกับโลก ทำให้มนุษย์ที่อยู่บนพื้นผิวดาวอังคารได้รับรังสีมากกว่ามนุษย์บนโลกถึง 32 เท่าต่อวัน ซึ่งเพิ่มโอกาสที่เซลล์ของนักบินอวกาศนั้นจะแบ่งตัวผิดพลาดและเกิดเซลล์มะเร็งขึ้นได้มากกว่าคนปกติตามไปด้วย
เพราะฉะนั้นการสร้างที่อยู่อาศัยบนดาวอังคารที่สามารถปกป้องมนุษย์จากรังสีอวกาศได้ก็เป็นอีกหนึ่งในประเด็นสำคัญที่นักวิทยาศาสตร์บนโลกต้องร่วมกันหาทางแก้ไข งานวิจัยส่วนหนึ่งบ้างก็เสนอว่านักบินอวกาศในอนาคตอาจต้องใช้ดินดาวอังคารมากลบที่อยู่อาศัยเพื่อลดปริมาณรังสีที่จะทะลวงเข้ามา บ้างก็บอกว่าให้สร้างที่อยู่อาศัยใต้ดินเสีย หรือไม่ก็การนำวัสดุจากดาวอังคารมาสร้างเป็นที่อยู่อาศัยทั้งหมด ซึ่งทั้งนี้ทั้งนั้นการออกแบบที่อยู่อาศัยแบบมิดชิดเพื่อป้องกันรังสีก็อาจสร้างผลกระทบทางจิตวิทยาอย่างที่เราคาดไม่ถึงได้อีกด้วย
โดยองค์การอวกาศของประเทศมหาอำนาจทั่วโลกนั้นต่างเข้าใจความท้าทายนี้ดี และมีความต้องการที่จะทดสอบและสาธิตเทคโนโลยีต่าง ๆ บนดวงจันทร์ ซึ่งอยู่ใกล้กับโลกมากกว่าดาวอังคารหลายเท่าตัวก่อนที่จะมีการนำไปใช้งานจริงในอนาคต
ดาวอังคารในอนาคต
แม้เราจะแก้ปัญหาต่าง ๆ บนดาวอังคารได้ทั้งหมดจนสามารถอยู่อาศัยได้โดยไม่ต้องพึ่งทรัพยากรจากบนโลกแล้ว นักบินอวกาศหรือผู้ตั้งถิ่นฐานก็ยังคงต้องอาศัยอยู่ในที่อยู่อาศัยระบบปิดที่มีการควบคุมความดันและอุณหภูมิอย่างเหมาะสมอยู่ดี ถ้าจะออกไปด้านนอกพวกเขาก็ต้องใส่ชุดอวกาศเทอะทะไม่ต่างอะไรจากยุคสมัยที่เราเหยียบดวงจันทร์ใหม่ ๆ ซึ่งคงจะดีไม่น้อยหากมนุษย์ในอนาคตจะสามารถสูดอากาศได้อย่างเต็มปอดภายใต้ท้องฟ้าของดาวอังคาร โดยที่ไม่ต้องใส่ชุดป้องกันอะไร
แนวคิดการเปลี่ยนสภาพแวดล้อมของดาวอังคารให้เหมือนกับโลก (Terraforming) หรือการทำวิศวกรรมดาวเคราะห์ (Planetary Engineering) จึงได้ถือกำเนิดขึ้นในช่วงกลางคริสตศตวรรษที่ 20 มาจนถึงปัจจุบัน โดยในปี ค.ศ. 2015 อีลอน มัสก์ ผู้ก่อตั้งบริษัทอวกาศชื่อดังอย่าง SpaceX ได้เสนอว่าให้ทิ้งระเบิดนิวเคลียร์ลงไปในบริเวณขั้วเหนือและใต้ของดาว ซึ่งเป็นวิธีการหนึ่งที่สามารถทำให้ดาวอังคารมีอุณหภูมิและชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นขึ้น อันเป็นขั้นตอนแรก ๆ ที่มนุษย์ต้องช่วยกันหาทางแก้ไข มิฉะนั้นน้ำก็จะไม่สามารถคงสถานะเป็นของเหลวได้บนพื้นผิว
หากมนุษย์ในอนาคตสามารถแก้ไขปัญหาเรื่องชั้นบรรยากาศและอุณหภูมิได้จริงในอนาคต การเพาะปลูกพืชและส่งสัตว์ไปอยู่อาศัยก็จะตามมา จนไม่แน่ว่าในสักวันในอีกหลายร้อยหลายพันปีต่อจากนี้ ดาวอังคารที่มนุษย์เคยเรียกว่าดาวเคราะห์แดงนั้นก็อาจกลับกลายมาเป็นดาวเคราะห์สีน้ำเงินเฉกเช่นโลกของเรา ในฐานะบ้านหลังที่สองของมวลมนุษยชาติ
อ้างอิง
- https://www.space.com/21554-mars-toxic-perchlorate-chemicals.html
- https://www.space.com/elon-musk-serious-nuke-mars-terraforming.html
- https://www.jpl.nasa.gov/missions/mariner-4
- https://mars.nasa.gov/mars-exploration/missions/viking-1-2/
- https://www.britannica.com/biography/Giovanni-Virginio-Schiaparelli