จะร้อนแรงสักแค่ไหน!? นาซาเตรียมส่งยานแตะชั้นบรรยากาศดวงอาทิตย์ในระยะใกล้ที่สุดเป็นครั้งแรก

  ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่ให้พลังงานกับสิ่งมีชีวิตบนโลกมาโดยตลอด แต่ภายในแสงสว่างนั้นกลับมีหลายอย่างที่นักฟิสิกส์ยังไม่เข้าใจ
​     บรรยากาศของดวงอาทิตย์ที่มีชื่อว่า โคโรนา (corona) นั้นแผ่ออกไปโดยรอบดวงอาทิตย์นับล้านกิโลเมตร มีอุณหภูมิสูง 1-2 ล้านองศาเซลเซียส ในขณะที่พื้นผิวดวงอาทิตย์กลับมีอุณหภูมิเพียง 5,500 องศาเซลเซียสเท่านั้น
 

 

​     นักฟิสิกส์ยังไม่มีคำตอบชัดเจนว่าเหตุใดบรรยากาศชั้นโคโรนาของดวงอาทิตย์จึงร้อนกว่าผิวดวงอาทิตย์
​     นอกจากนี้นักฟิสิกส์ยังพบว่า ลมสุริยะ ซึ่งเป็นอนุภาคมีประจุไฟฟ้าปริมาณมหาศาลที่พุ่งออกมาจากดวงอาทิตย์อยู่ตลอดเวลานั้น บางส่วนมีการเร่งความเร็วขึ้นอย่างเป็นปริศนา (solar wind acceleration)
​     กล่าวได้ว่าตอนนี้นักฟิสิกส์ต้องการข้อมูลเรื่องชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์และกระแสอนุภาคที่พุ่งออกมาจากดวงอาทิตย์มาเติมเต็มความเข้าใจสภาพแวดล้อมรอบๆ ดวงอาทิตย์อย่างมาก

 

​     เนื่องจากโลกของเราอยู่ภายใต้อิทธิพลของอนุภาคดวงอาทิตย์ บางช่วงที่ลมสุริยะมีความรุนแรงจะทำให้ดาวเทียมที่โคจรรอบโลกเราเกิดปัญหาได้
​     ดังนั้นข้อมูลสภาพแวดล้อมรอบๆ ดวงอาทิตย์จะนำมาซึ่งการพัฒนาดาวเทียม พัฒนาส่วนป้องกันรังสีของเครื่องบินโดยสาร เพิ่มความปลอดภัยให้กับนักบินอวกาศ รวมทั้งปรับปรุงโครงสร้างที่เกี่ยวกับโรงไฟฟ้าให้มีความปลอดภัยยิ่งขึ้น

Photo: solarprobe.jhuapl.edu

​     องค์การนาซาจึงเตรียมการส่งยาน โซลาร์โพรบพลัส (Solar Probe Plus) ภายในกลางปี ค.ศ. 2018 เพื่อเดินทางไปสำรวจดวงอาทิตย์ในระยะใกล้อย่างที่ไม่เคยมียานอวกาศลำไหนทำมาก่อน
​     ยานลำนี้จะโคจรรอบดวงอาทิตย์ 24 รอบ รวมระยะเวลาการทำภารกิจทั้งสิ้นเกือบ 7 ปี เข้าใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดที่ระยะห่างเพียง 6.16 ล้านกิโลเมตร เพื่อเก็บข้อมูลการเร่งความเร็วของลมสุริยะจากความเร็วต่ำๆ ไปยังความเร็วสูง เก็บข้อมูลการไหลของพลังงานที่ทำให้บรรยากาศชั้นโคโรนาร้อนจัด รวมทั้งศึกษาสนามแม่เหล็ก  พลาสมา และกลไกต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับลมสุริยะด้วย
​     ยานอวกาศลำนี้กว้าง 1 เมตร สูง 3 เมตร มีน้ำหนักบนโลก 610 กิโลกรัม
​     เกราะป้องกันความร้อนเป็นคาร์บอนคอมโพสิตเคลือบเซรามิกแบบสะท้อนแสงมีความหนาถึง 11.43 เซนติเมตร สามารถทนความอุณหภูมิสูงถึง 1,377 องศาเซลเซียส บริเวณที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์ได้ โดยมันจะป้องกันไม่ให้อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์โดยตรง
​     ไม่เพียงเท่านั้น วิศวกรยังต้องออกแบบเกราะให้ทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิด้วย เพราะขณะที่ยานโคจรห่างจากดวงอาทิตย์ออกมา อุณหภูมิยานอวกาศจะต่ำลงอย่างมาก อีกทั้งในระหว่างที่โคจรยังต้องปะทะกับอุกกาบาตขนาดเล็กจิ๋วที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมากๆ ด้วย
​     การออกแบบระบบการส่งสัญญาณกลับมายังโลกก็เป็นงานที่ท้าทาย เพราะดวงอาทิตย์มีการปลดปล่อยมวลมหาศาลออกมาจากการปะทุบนพื้นผิวได้อย่างรุนแรง
​     ความรู้พื้นฐานที่ยานอวกาศลำนี้ได้มาน่าจะช่วยให้ในอนาคตอันใกล้ เราอาจมีระบบป้องกันดาวเทียมจากลมสุริยะได้ดี และในอนาคตระยะไกลมนุษย์เราคงสบายใจที่จะเดินทางไปในอวกาศได้อย่างปลอดภัย

อ้างอิง:
​     - solarprobe.jhuapl.edu
     - www.popsci.com/nasa-solar-probe-2018#page-9