ไขคำตอบ นาซ่าพบน้ำบนพื้นผิวด้านสว่างของดวงจันทร์ สำคัญต่อโลกมนุษย์อย่างไร

เมื่อเวลาประมาณ 23:00 น. วันที่ 26 ตุลาคม 2563 ตามเวลาประเทศไทย องค์การบริหารการบินอวกาศแห่งชาติ สหรัฐอเมริกา (NASA) แถลงข่าวการค้นพบน้ำบนพื้นผิวด้านสว่างของดวงจันทร์โดยกล้องโทรทรรศน์ในช่วงอินฟราเรดไกลบนหอสังเกตการณ์ SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) ซึ่งเป็นหอสังเกตการณ์ลอยฟ้าที่ติดอยู่บนเครื่องบินจัมโบ้เจ็ท Boeing-747 ที่สามารถบินขึ้นไปบันทึกแสงในช่วงอินฟราเรดในชั้นบรรยากาศสูงจากที่ใดบนโลกก็ได้ 

การสำรวจก่อนหน้านี้มีการค้นพบน้ำบนพื้นผิวด้านที่ไม่มีแสงแดดส่องถึงเท่านั้น แต่การค้นพบของ SOFIA ในครั้งนี้ เป็นครั้งแรกที่ค้นพบว่ามีน้ำบนพื้นผิวดวงจันทร์ด้านที่มีแสงแดดส่องถึง ซึ่งการค้นพบนี้บ่งชี้ว่าน้ำอาจกระจายไปทั่วพื้นผิวดวงจันทร์และไม่จำกัดเฉพาะบนพื้นผิวส่วนที่มีความเย็นและไม่มีแสดงแดดเท่านั้น

ในแวดวงดาราศาสตร์ทราบกันว่า น้ำเป็นทรัพยากรที่ล้ำค่ามากในห้วงอวกาศ สำหรับน้ำบนพื้นผิวดวงจันทร์ที่ค้นพบในครั้งนี้จะสามารถเข้าถึงและใช้ประโยชน์ได้โดยง่ายหรือไม่ NASA จะทำการศึกษาต่อไปภายใต้โครงการ Artemis ก่อนที่จะส่งมนุษย์ไปยังดวงจันทร์ในปี 2024 โดยเป็นนักบินอวกาศชาย 1 คน และหญิง 1 คน ซึ่งนักบินอวกาศหญิงคนดังกล่าวจะเป็นผู้หญิงคนแรกที่ไปเหยียบดวงจันทร์

หลังจากการแถลงข่าวดังกล่าว สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ National Astronomical Research Institute of Thailand (NARIT) ได้ให้ข้อมูลผ่านทางเฟซบุ๊กแฟนเพจ ว่า ก่อนหน้านี้เราเคยพบน้ำในหลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์ที่ไม่มีแสงแดดส่องไปถึง แต่ยังไม่เคยมีหลักฐานว่าเราสามารถพบน้ำได้นอกไปจากบริเวณหลุมอุกกาบาตที่มืดมิดเหล่านั้น นอกจากนี้ ถึงแม้ว่าการศึกษาก่อนหน้านี้อาจมีการค้นพบของหมู่ไฮดรอกซิล (OH) แต่ยังไม่สามารถยืนยันได้ถึงการมีอยู่ของน้ำในพื้นผิวด้านสว่างของดวงจันทร์

แต่การศึกษาของ SOFIA ทำให้ค้นพบสเปกตรัมการดูดกลืนที่เป็นลักษณะเฉพาะของโมเลกุลของน้ำในหลุมอุกกาบาต Clavius ซึ่งเป็นหลุมอุกกาบาตที่มีขนาดใหญ่ที่สุดหลุมหนึ่งที่สามารถเห็นได้จากโลก และอยู่ในบริเวณที่แสงอาทิตย์ส่องถึง ถือเป็นหลักฐานที่ชัดเจนว่าแม้กระทั่งบนพื้นผิวด้านสว่างของดวงจันทร์ที่ถูกส่องสว่างโดยแสงอันแรงจ้าจากดวงอาทิตย์ก็สามารถพบน้ำได้เช่นกัน

ด้านสว่างของดวงจันทร์นั้นสามารถมีอุณหภูมิพื้นผิวสูงได้ถึง 127 องศาเซลเซียส (เทียบกับในเงาที่สามารถต่ำได้ถึง -173 องศาเซลเซียส) แต่เดิมเราจึงไม่คาดกันว่าจะมีน้ำหลงเหลืออยู่บนพื้นผิวของดวงจันทร์ด้านที่แสงแดดส่องถึง แต่การค้นพบนี้ ยืนยันว่าไม่เพียงแต่จะสามารถค้นพบน้ำบนดวงจันทร์ได้เท่านั้น แต่เราค้นพบว่าบนดวงจันทร์มีน้ำถึง 100 ถึง 412 ppm เทียบเท่ากับน้ำหนึ่งขวด ต่อดินดวงจันทร์ทุก ๆ หนึ่งลูกบาศก์เมตร

การค้นพบนี้ไม่เพียงแต่จะทำให้เราค้นพบว่าดวงจันทร์นั้นมีน้ำมากกว่าที่เราคาดคิดเอาไว้แต่เดิม แต่ยังเป็นการท้าทายความเข้าใจเกี่ยวกับกำเนิดของน้ำบนวัตถุในระบบสุริยะ และยังอาจบ่งชี้ว่าน้ำอาจจะเกิดขึ้นได้ง่ายกว่านั้นมากในเอกภพ ความเป็นไปได้หนึ่งอาจจะเกิดขึ้นจากอุกกาบาตที่บรรทุกน้ำมาลงยังบนดวงจันทร์ แต่อีกความเป็นไปได้หนึ่งคืออาจจะเกิดจากการรวมตัวกันระหว่างหมู่ไฮดรอกซิล กับหมู่ไฮดรอกซิลด้วยกันอีกหมู่ หรือจากไฮโดรเจนที่มาจากดวงอาทิตย์ เกิดขึ้นมาเป็นน้ำอย่างต่อเนื่องบนพื้นผิวดวงจันทร์

คำถามที่น่าสนใจถัดไปก็คือ น้ำที่ถูกผลิตขึ้นมานั้นสะสมขึ้นมาในปริมาณที่พบอยู่ได้อย่างไร ความเป็นไปได้ก็คือโมเลกุลของน้ำนั้นอาจจะไปแทรกตัวอยู่ระหว่างเม็ดดินบนดวงจันทร์ และถูกปกป้องเอาไว้จากแสงอาทิตย์

นี่เป็นครั้งแรกที่ SOFIA ได้หันกล้องไปยังดวงจันทร์ ตามปกติแล้ว SOFIA จะทำการสังเกตการณ์วัตถุท้องฟ้าจาง ๆ ที่ห่างไกลออกไปเป็นอย่างมาก เช่น กาแล็กซี หลุมดำ หรือกระจุกดาว และการศึกษาดวงจันทร์ที่มีขนาดใหญ่สว่างขนาดนี้ และปราศจากซึ่งดาวฤกษ์ที่ระบบกล้องจะสามารถติดตามตำแหน่งและการเล็งได้นั้นเป็นสิ่งที่ไม่เคยทำกันมาก่อน การศึกษาที่นำไปสู่การค้นพบนี้ แท้จริงแล้วเป็นเพียงการ “ทดสอบระบบ” เพื่อจะตรวจสอบว่าระบบกล้องของ SOFIA นั้นจะสามารถติดตามตำแหน่งของดวงจันทร์ได้หรือไม่

เมื่อการทดสอบนำไปสู่การค้นพบเช่นนี้แล้ว แน่นอนว่านี่ย่อมจะต้องนำไปสู่การสังเกตการณ์ดวงจันทร์เพิ่มเติมในอนาคต และอาจจะนำไปสู่การทำ “แผนที่” ของน้ำบนพื้นผิวของดวงจันทร์ และดาวเคราะห์น้อยดวงอื่น ๆ ในอนาคต

การพบน้ำบนดวงจันทร์นั้นมีประโยชน์เป็นอย่างยิ่งเกี่ยวกับโครงการการส่งมนุษย์ไปยังดวงจันทร์ในอนาคต เช่นโครงการ Artemis ของนาซา ที่วางแผนจะส่งมนุษย์กลับไปเหยียบบนดวงจันทร์อีกครั้ง เนื่องจากน้ำเป็นทรัพยากรที่สำคัญ ไม่เพียงต่อการดำรงอยู่ของชีวิต แต่ยังอาจจะสามารถนำไปเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานอวกาศได้

นอกจากนี้ หากบนดวงจันทร์มีน้ำในปริมาณที่มากพอ นั่นหมายความว่าดวงจันทร์อาจจะเป็นจุดหมายสำคัญของโครงการสำรวจอวกาศในอนาคต ที่อาจจะต้องมาเติมเสบียงในการเดินทางต่อไปยังห้วงอวกาศที่ไกลออกไป