10 สิ่งควรรู้เกี่ยวกับ ดวงจันทร์ เพื่อนบ้านในจักรวาลที่ใกล้ดาวโลกมากที่สุด

“เราเลือกไปดวงจันทร์” นี่คือคำกล่าวของประธานาธิบดี จอห์น เอฟ. เคนเนดี (ค.ศ.1962) ที่ต้องการสร้างความเชื่อมั่นให้ชาวอเมริกันในช่วงสงครามเย็นซึ่งตรงกับยุคที่โซเวียตและสหรัฐฯ กำลังช่วงชิงอำนาจในเวิ้งอวกาศ  จากนั้นอีก 7 ปีต่อมา มนุษย์โลกคนแรกก็ได้ออกเดินทางไปเหยียบพื้นผิว ดวงจันทร์ เพื่อนบ้านในจักรวาลที่ใกล้ดาวโลกมากที่สุด สามารถมองเห็นชัดเจนได้ด้วยตาเปล่าจนกลายเป็นที่มาของตำนาน นิทานพื้นบ้าน และความเชื่ออีกมากมาย

ทันทีที่ชาวโลกสามารถต้านแรงโน้มถ่วงออกไปปักธงชาติบนดวงจันทร์ได้สำเร็จ ประกายความหวังด้านอวกาศของมนุษยชาติก็ถูกจุดติดและทำให้เทคโนโลยีด้านอวกาศเจริญก้าวหน้าอย่างก้าวกระโดดภายในระยะเวลาเพียงกึ่งศตวรรษ ไม่เพียงเท่านั้นการพบน้ำบนดวงจันทร์ยังเป็นเหมือนความหวังใหม่ด้านทรัพยากรที่กำลังเสื่อมโทรมลงบนดาวโลก ทั้งยังย้ำให้เราได้รู้ว่ายังมีปริศนาอีกมากมายที่รอให้มนุษย์โลกเดินทางกลับไปยัง ดวงจันทร์ อีกครั้ง แต่ก่อนที่การเดินทางไปดวงจันทร์ครั้งใหม่จะเริ่มต้นขึ้น  Sarakadee Lite ชวนคุณมาเช็กลิสต์ 10 สิ่งน่ารู้ที่จะทำให้คุณรู้จักดวงจันทร์หนึ่งเดียวของดาวโลกให้มากขึ้น

01 มนุษย์เริ่มศึกษาดวงจันทร์ตั้งแต่ก่อนคริสตกาล

แม้มนุษย์จะไปเหยียบดวงจันทร์ได้เมื่อ ค.ศ.1969 แต่มีหลักฐานปรากฏชัดว่ามนุษย์ยุคกรีกโบราณได้ทำการศึกษาดวงจันทร์มาตั้งแต่ 450 ปีก่อนคริสตกาล โดยทฤษฎีการกำเนิดดวงจันทร์ที่มีบันทึกไว้อย่างชัดเจนและเก่าแก่ที่สุดคือ ทฤษฎีธรรมชาติและโครงสร้างจักรวาลของ “อริสโตเติล (Aristotle) ” นักปราชญ์คนสำคัญของกรีกโบราณ ว่าด้วยดวงจันทร์ โลก และดวงดาวต่างๆ ที่ถูกสร้างขึ้นโดยพระเจ้า จากนั้นก็มีทฤษฎีใหม่ๆ มาล้มล้างการเกิดขึ้นของดวงจันทร์มากมาย จนเมื่อย่างสู่ศตวรรษที่ 16 “กาลิเลโอ” นักดาราศาสตร์คนสำคัญของโลกก็เป็นคนแรกที่ใช้กล้องดูดาวส่องออกไปมองหาความลี้ลับที่อยู่นอกโลก และดาวดวงแรกที่เขาเลือกสำรวจก็คือ ดวงจันทร์ ซึ่ง กาลิเลโอ กาลิเลอี (Galileo Galilei) ได้พบว่าผิวดวงจันทร์ไม่ได้เรียบและสวยงามอย่างที่ตาเปล่ามองเห็น แต่ผิวดวงจันทร์เต็มไปด้วยร่องรอยหลุมอุกกาบาตและผิวขรุขระ และความรู้ในการศึกษาดวงจันทร์ของกาลิเลโอครั้งนั้นได้กลายเป็นต้นกำเนิดของดาราศาสตร์ยุคใหม่ในเวลาต่อมา

02 เพื่อนบ้านที่ใกล้สุดในจักรวาล

ด้วยระยะห่างจากโลกประมาณ 385,000 กิโลเมตร ทำให้ดวงจันทร์กลายเป็นเพื่อนบ้านที่ใกล้โลกที่สุดและทำให้มนุษย์โลกอย่างเราสามารถมองเห็นรายละเอียดบนดวงจันทร์ได้ด้วยตาเปล่าอย่างชัดเจนกว่าดาวดวงอื่น ถ้าเอาโลกมาเรียงต่อกันสัก 30 ลูก นั่นคือระยะโดยประมาณที่ดวงจันทร์อยู่ห่างจากโลก หรือถ้าวัดระยะทางจากความเร็วของแสง จะพบว่าแสงใช้เวลาเดินทางจากดวงจันทร์ถึงโลกในเวลาเพียง 1.3 วินาที ดังนั้นถ้ามีปรากฏการณ์อะไรสักอย่างเกิดขึ้นบนดวงจันทร์ จะใช้เวลาเพียงพริบตาเดียวเราก็จะสามารถสังเกตเห็นปรากฏการณ์นั้นจากบนพื้นโลกได้

03 เส้นผ่านศูนย์กลาง

ดวงจันทร์มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 3,476 กิโลเมตร หรือประมาณ 1 ใน 4 ของเส้นผ่านศูนย์กลางของโลก โดยในบรรดาดาวเคราะห์แห่งระบบสุริยะมีเพียงโลกกับดาวพลูโตเท่านั้นที่มีดวงจันทร์บริวารขนาดใหญ่ ดวงจันทร์บริวารของดาวเคราะห์อื่น ๆ มีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับขนาดของดาวเคราะห์ ส่วนดาวพุธกับดาวศุกร์นั้นไม่มีดวงจันทร์เป็นบริวาร

04 ดวงจันทร์หันเพียงด้านเดียวให้โลก

โลกมีบริวาร 1 ดวง คือ ดวงจันทร์ ซึ่งมีวงโคจรรอบโลกเป็นวงรี และใช้เวลาหมุนรอบโลก 1 รอบราว 27.32 วัน เท่ากับที่ดวงจันทร์หมุนรอบตัวเอง นั่นทำให้เรามองเห็นดวงจันทร์ได้เพียงด้านเดียวเท่านั้น คือด้านที่เห็นเป็นรูปกระต่าย ส่วนอีกด้านของดวงจันทร์มนุษย์ไม่สามารถมองเห็นจากดาวโลกได้เลย ยกเว้นจะส่งยานอวกาศออกไปสำรวจ เรียกว่าหากเราอยู่อีกด้านของดวงจันทร์ เราก็จะไม่เคยเห็นดาวโลกปรากฏบนท้องฟ้าเช่นกัน

05 พื้นผิวของดวงจันทร์เป็นฝุ่น

ในซีรีส์เหยียบดวงจันทร์เรื่องแรกของเกาหลีใต้อย่าง ทะเลสงัด (The Silent Sea) ผู้ชมจะเห็นเหล่านักบินอวกาศฝากรอยเท้าที่เหยียบย่ำลงไปบนพื้นผิวดวงจันทร์ชัดเจนมาก อีกทั้งฉากวิ่งบนดวงจันทร์ก็มีฝุ่นผงลอยกระจายขึ้นมา ซึ่งถือเป็นฉากที่สร้างขึ้นมาอย่างละเอียดและใส่ใจมาก ทำให้เราย้อนคิดถึงรอยเท้าของ “นีล อาร์มสตรอง” นักบินอวกาศแห่งยานอะพอลโล 11 มนุษย์คนแรกที่ขึ้นไปเหยียบดวงจันทร์ ซึ่งรอยเท้าที่ชัดเจนบนดวงจันทร์ของ “นีล อาร์มสตรอง” นี่เองที่เคยนำไปสู่การโต้เถียงกันว่าภารกิจอะพอลโล 11 คือการจัดฉากของสหรัฐฯ หรือไม่ เพราะเป็นที่รู้กันว่าดวงจันทร์นั้นไม่มีชั้นบรรยากาศและความชื้นดังนั้นจะมีรอยเท้าเกิดขึ้นได้อย่างไร แต่ก็ได้มีนักวิทยาศาสตร์ออกมาโต้แย้งอีกเช่นกันว่า แม้ผู้คนจะรับรู้ว่าเปลือกพื้นของดวงจันทร์นั้นแข็งมาก แต่บนพื้นผิวบนดวงจันทร์กลับถูกปกคลุมด้วยฝุ่นผงค่อนข้างละเอียดที่เรียกว่า Regolith ทำให้มนุษย์ซึ่งสวมใส่ชุดนักบินอวกาศที่ค่อนข้างหนัก เมื่อเหยียบลงบนดวงจันทร์สามารถสร้างรอยเท้าให้เกิดขึ้นและประทับอยู่ชัดเจน

จริงอยู่ว่าในอวกาศที่ไม่มีแรงโน้มถ่วงทำให้มนุษย์อวกาศดูเหมือนไม่มีน้ำหนัก แต่บนดวงจันทร์กลับมีแรงโน้มถ่วงซึ่งน้อยกว่าของโลกประมาณ 6 เท่า หมายความว่า มนุษย์บนดวงจันทร์จะมีน้ำหนักน้อยกว่าบนโลก 6 เท่า (ถ้าบนโลกหนัก 60 กิโลกรัม เมื่อถึงดวงจันทร์จะเหลือเพียง 10 กิโลกรัม) เวลาเดินหรือวิ่งอยู่บนดวงจันทร์จึงดูเหมือนตัวเบา กำลังลอยได้ แต่นั่นก็แปลว่าพวกเขายังมีน้ำหนักอยู่ดี และน้ำหนักของพวกเขาบวกด้วยพื้นผิวแบบฝุ่นผงละเอียดทำให้มีรอยเท้าปรากฏอยู่บนดวงจันทร์ ที่น่าสนใจคือรอยเท้ามนุษย์บนดวงจันทร์เหล่านั้นจะคงประทับอยู่ได้นานเป็นล้าน ๆ ปีถ้าไม่มีมนุษย์รุ่นต่อไป บินขึ้นไปเหยียบย่ำกลบรอยเท้าเดิม เหตุผลเพราะบนดวงจันทร์ไม่มีกระแสลมพัดที่จะทำให้รอยเท้าถูกกลบด้วยฝุ่นดินบนดวงจันทร์นั่นเอง

06 ไม่มีอากาศและบรรยากาศบนดวงจันทร์

ด้วยความที่ดวงจันทร์มีแรงดึงดูดต่ำแตกต่างจากโลก ทำให้แม้แต่อากาศก็ไม่สามารถอยู่บนดวงจันทร์ได้เพราะโมเลกุลของอากาศจะหลุดลอยไปจนหมด แม้นักบินอวกาศจะพบก๊าซเฉื่อยบางชนิดบนพื้นผิวดวงจันทร์ แต่ก็เบาบางมากเรียกว่าแทบจะเป็นสุญญากาศก็ว่าได้ และก็มีความเชื่อที่ว่าก๊าซเหล่านี้มาจากอนุภาคที่ถูกขับออกมาจากบรรยากาศของดวงอาทิตย์โดยลมสุริยะ หรือไม่ก็มาจากการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีบนดวงจันทร์เอง แต่ก๊าซเหล่านี้ก็จะอยู่บนดวงจันทร์ได้ไม่นานและหลุดลอยออกไปในที่สุด

เมื่อดวงจันทร์ไม่มีอากาศเป็นสื่อกลาง จึงทำให้บนดวงจันทร์ไม่มีเสียงใดๆ ทางเดียวที่จะรับรู้เรื่องการเกิดเสียงต้องมาจากการสั่นสะเทือนบนพื้นผิวดวงจันทร์เท่านั้น และด้วยความที่ไม่มีอากาศช่วยกระจายแสง ท้องฟ้าบนดวงจันทร์จึงดูดำมืด มองเห็นแสงดาวตลอดวัน ตลอดคืน และไม่มีแสงสีฟ้าเรืองของท้องฟ้าเช่นที่เราเห็นบนดาวโลก รวมทั้งไม่มีโอกาสเกิดแสงสลัวยามเช้าหรือยามเย็นเช่นบนโลก ส่วนของดวงจันทร์ที่ถูกแสงอาทิตย์จึงสว่างจ้า และส่วนที่ไม่ถูกแสงก็จะเป็นเงาดำมืดอย่างรุนแรง ทำให้มนุษย์มองเห็นหลุมอุกกาบาตและภูเขาบนดวงจันทร์ได้ชัดเจนมาก อีกทั้งทำให้การมองภาพระยะไกลและระยะใกล้สูญเสียไป เรียกได้ว่าเมื่ออยู่บนดวงจันทร์ ภูเขาที่อยู่ไกลหลายกิโลเมตรจะดูคมชัดเหมือนอยู่ใกล้ไม่กี่เมตร

หากมองจากกล้องดูดาวจะเห็นชัดเจนว่าดวงจันทร์ไม่มีบรรยากาศปกคลุม ส่งผลโดยตรงต่ออุณหภูมิระหว่างช่วงวัน โดยพื้นผิวส่วนที่โดนแสงอาทิตย์กับพื้นผิวช่วงที่ไม่ถูกแสงอาทิตย์จะมีอุณหภูมิแตกต่างกันอย่างสุดขั้ว อุณหภูมิในยามเที่ยงวันบนดวงจันทร์มีค่าสูงถึงจุดเดือดราว 127 องศาเซลเซียส พอตกกลางคืนผิวดินจะคลายความร้อนสู่ห้วงอวกาศอย่างรวดเร็วเพราะไม่มีอากาศช่วยดูดซับความร้อนไว้ ทำให้อุณหภูมิลดต่ำได้ถึง -173 องศาเซลเซียส และที่สำคัญการไม่มีบรรยากาศยังหมายถึงการไม่มีอะไรป้องกันคลื่นแสงอันตรายอย่างรังสีเอ็กซ์ หรือรังสีอัลตราไวโอเลตที่มาจากดวงอาทิตย์ รวมทั้งไม่สามารถป้องกันอุกกาบาตที่ตกลงมายังพื้นผิวดวงจันทร์ได้อีกด้วย

07 ทะเลแห่งดวงจันทร์

แม้ดวงจันทร์ไม่มีแม่น้ำหรือทะเลปรากฏ แต่เรากลับได้ยินการตั้งชื่อพื้นที่ราบขนาดใหญ่ รวมทั้งหลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์เป็นชื่อเกี่ยวกับทะเล ทะเลสาบ และอ่าว  โดยพื้นราบส่วนที่เป็นสีดำคล้ำนั้นกาลิเลโอตั้งชื่อให้ว่า Maria แปลว่า “ทะเล” (คำเอกพจน์คือ Mare) ซึ่งในความจริงแล้วที่ราบบนดวงจันทร์คือพื้นที่ของหินหลอมละลายจนเป็นลาวาไหลท่วมพื้นผิวเมื่อราว 4,000 ล้านปีก่อน

พื้นราบสีดำคล้ำมักปรากฏอยู่บริเวณซีกด้านเหนือของดวงจันทร์ฝั่งที่หันเข้าหาโลก สำหรับชื่อที่ราบที่เกี่ยวกับทะเล อาทิ ที่ราบขนาดใหญ่ Mare Serenitatis มีความหมายถึง ทะเลแห่งความราบรื่น นอกจากนี้ยังมีชื่อ Lacus Somniorum หมายถึง ทะเลสาบแห่งความฝัน ถัดขึ้นไปบริเวณที่ราบทางตอนเหนือซึ่งเป็นร่องรอยของหลุมอุกกาบาตเก่าแก่มีชื่อว่า Sinus Amoris แปลว่า อ่าวแห่งความรัก ด้านที่ราบตรงบริเวณเส้นศูนย์สูตรของดวงจันทร์ทางทิศตะวันออกมีชื่อว่า Mare Fecunditatis แปลว่า ทะเลแห่งความสมบูรณ์  ส่วนบริเวณที่ยานอะพลอลโล 11 ลงจอดมีชื่อว่า Sea of Tranquility หรือ ทะเลแห่งความเงียบสงบ เป็นที่ราบที่เกิดจากลาวาไหลท่วมผิวดวงจันทร์เมื่อนานมาแล้วเช่นกัน

08 กระต่ายบนดวงจันทร์

ภาพกระต่ายบนดวงจันทร์ตามจินตนาการของชาวดาวโลกนั้นแท้จริงคือบริเวณที่ราบที่มีสีคล้ำ ซึ่งจากการสำรวจมีที่ราบลักษณะเช่นนี้อยู่บนดวงจันทร์ถึง 22 แห่ง โดยส่วนหัวกระต่ายเป็นทิศตะวันตกของดวงจันทร์ หางกระต่ายอยู่ทางทิศตะวันออก และหลังกระต่ายอยู่ทางทิศเหนือ บางคนจินตนาการว่าที่ราบเหล่านี้มีรูปคล้ายหน้าคนซึ่งจะอยู่บริเวณท้องและขาหลังของกระต่าย โดยจะเห็นได้ชัดในช่วงพระจันทร์เต็มดวงและก่อนเต็มดวง

09 ก้าวแรกของมนุษย์บนดวงจันทร์

20 กรกฎาคม ค.ศ. 1969 ตรงกับวันที่ยานอะพอลโล 11 นำมนุษย์จากดาวโลกขึ้นไปเหยียบดวงจันทร์เป็นครั้งแรกโดยมี นีล อาร์มสตรอง (Neil Armstrong) เป็นมนุษย์คนแรกที่ได้เหยียบประทับรอยเท้าลงบนดวงจันทร์ พร้อมกับได้กล่าวประโยคสุดคลาสสิกว่า “ก้าวเล็ก ๆ ของคน ๆ หนึ่ง แต่เป็นก้าวอันยิ่งใหญ่ของมนุษยชาติ” (That’s one small step for a man, one giant leap for mankind) และนับจากการลงจอดของยานอะพอลโล 11 ในครั้งนั้น ดวงจันทร์ ก็ยังคงเป็นดาวดวงเดียวในห้วงอวกาศที่มนุษย์สามารถเดินทางไปถึง และปัจจุบัน (ค.ศ.1968-1972) มีมนุษย์โลกทั้งหมด 12 คน ที่เป็นมนุษย์กลุ่มแรกที่ได้ไปเดินบนดวงจันทร์ และถ้ารวมนักบินอวกาศทั้งหมดที่เคยเดินทางจากโลกไปดวงจันทร์นับได้ 24 คน ทั้งนี้หลังจากความสำเร็จของการส่งมนุษย์ไปดาวดวงอื่น เทคโนโลยีด้านอวกาศก็ก้าวหน้าชนิดก้าวกระโดด พร้อมเปลี่ยนเป้าหมายการเดินทางที่ท้าทายขึ้นนั่นก็คือการสำรวจ “ดาวอังคาร”

10 การค้นพบน้ำบนดวงจันทร์

หลายต่อหลายครั้งที่มนุษย์โลกพยายามค้นหา และพิสูจน์เรื่องการมีอยู่ของแหล่งน้ำบนดวงจันทร์ ซึ่งในอดีตเคยมีการสำรวจพบโมเลกุลของน้ำบริเวณหลุมอุกกาบาตในส่วนที่แดดส่องไม่ถึง ซึ่งมีอุณหภูมิลดต่ำได้ถึง -173 องศาเซลเซียส ซึ่งเมื่อเทียบกับด้านสว่างของดวงจันทร์ที่มีอุณหภูมิพื้นผิวสูงได้ถึง 127 องศาเซลเซียส นักวิทยาศาสตร์จึงไม่คาดคิดว่าจะมีน้ำหลงเหลืออยู่ในด้านสว่างของดวงจันทร์ที่แสงแดดส่องถึง อีกทั้งยังไม่เคยมีหลักฐานว่าเราสามารถพบน้ำได้นอกไปจากบริเวณหลุมอุกกาบาตที่มืดมิดเหล่านั้น กระทั่งวันที่ 26 ตุลาคม ค.ศ.2020 ทาง NASA ได้แถลงข่าวการค้นพบน้ำบนพื้นผิวด้านสว่างของดวงจันทร์ โดยกล้องโทรทรรศน์ในช่วงอินฟราเรดไกลบนหอสังเกตการณ์ SOFIA หรือ Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy หอสังเกตการณ์ลอยฟ้าที่สามารถเดินทางไปได้ทุกที่บนโลก

SOFIA ได้ค้นพบสเปกตรัมการดูดกลืนที่เป็นลักษณะเฉพาะของโมเลกุลของน้ำในหลุมอุกกาบาต Clavius ซึ่งเป็นหลุมอุกกาบาตที่มีขนาดใหญ่ที่สุดหลุมหนึ่งที่สามารถเห็นได้จากโลก และอยู่ในบริเวณที่แสงอาทิตย์ส่องถึง ถือเป็นหลักฐานที่ชัดเจนว่าแม้กระทั่งบนพื้นผิวด้านสว่างของดวงจันทร์ที่ถูกส่องสว่างด้วยแสงดวงอาทิตย์ก็สามารถพบน้ำได้เช่นกัน มากกว่านั้นการค้นพบครั้งนี้ยังยืนยันได้ว่าบนดวงจันทร์มีน้ำ 100 ถึง 412 ppm หรือเทียบเท่ากับน้ำ 1 ขวด ต่อดินดวงจันทร์ทุก ๆ 1 ลูกบาศก์เมตร เป็นการค้นพบที่ท้าทายความเข้าใจเกี่ยวกับกำเนิดของน้ำบนวัตถุในระบบสุริยะ โดยความเป็นไปได้หนึ่งอาจจะเกิดขึ้นจากอุกกาบาตที่บรรทุกน้ำได้พุ่งชนมายังบนดวงจันทร์ แต่อีกความเป็นไปได้หนึ่งคืออาจจะเกิดจากการรวมตัวกันระหว่างหมู่ไฮดรอกซิล กับหมู่ไฮดรอกซิลด้วยกันอีกหมู่ หรือจากไฮโดรเจนที่มาจากดวงอาทิตย์ เกิดขึ้นมาเป็นน้ำอย่างต่อเนื่องบนพื้นผิวดวงจันทร์

คำถามที่น่าสนใจถัดไปก็คือ น้ำที่ถูกผลิตขึ้นมานั้นสะสมขึ้นมาในปริมาณที่พบอยู่ได้อย่างไร ความเป็นไปได้ก็คือโมเลกุลของน้ำนั้นอาจจะไปแทรกตัวอยู่ระหว่างเม็ดดินบนดวงจันทร์ และถูกปกป้องเอาไว้จากแสงอาทิตย์ การพบน้ำบนดวงจันทร์ครั้งนี้จึงมีประโยชน์เป็นอย่างยิ่งสำหรับโครงการการส่งมนุษย์ไปยังดวงจันทร์ในอนาคต เช่น โครงการ Artemis ของ NASA ที่วางแผนจะส่งมนุษย์กลับไปเหยียบบนดวงจันทร์อีกครั้ง น้ำบนดวงจันทร์อาจจะกลายเป็นทรัพยากรล้ำค่าในการเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานอวกาศในอนาคตก็เป็นได้ หรือในวันที่น้ำหมดจากโลกอย่างในหนังไซไฟ ดวงจันทร์ที่ค้นพบเพียงโมเลกุลน้ำก็อาจจะเป็นความหวังเพียงหนึ่งเดียวก็เป็นได้เช่นกัน

อ้างอิง

• https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-sofia-discovers-water-on-sunlit-surface-of-moon
• https://www.narit.or.th/
• https://solarsystem.nasa.gov/news/890/who-has-walked-on-the-moon/
• https://solarsystem.nasa.gov/moons/earths-moon/overview/#otp_10_need-to-know_facts_about_the_moon
• องค์การพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ (อพวช)
• นิตยสารสารคดี ตุลาคม 2545, สิงหาคม 2542, พฤษภาคม 2540, ตุลาคม 2540