ยาน “ปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบ” กับภารกิจสัมผัสดวงอาทิตย์

วันที่ 24 ธันวาคม ค.ศ. 2024 สำหรับชาวคริสต์ทั่วโลก เป็นวันคริสต์มาส แต่ในอวกาศไกลออกไปถึงดวงอาทิตย์ ยาน “ปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบ” (Parker Solar Probe) พร้อมด้วยรายชื่อมนุษย์จำนวน 1,137,202 ชื่อของนาซา เป็นยานอวกาศลำแรกที่เดินทางเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดที่ระยะห่างประมาณ 6.1 ล้านกิโลเมตรจากพื้นผิวดวงอาทิตย์

“เชื่อ คิด และทำ อย่างวิทยาศาสตร์” วันนี้ขอนำท่านผู้อ่านไปติดตามเรื่องราวที่มาและภารกิจท้าทาย “เทพสุริยะ” ของยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบ ไปดูแผนช่วงสุดท้ายภารกิจของยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบที่นาซาวางไว้ ให้ยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบอยู่กับดวงอาทิตย์ถึงวาระสุดท้ายของระบบสุริยะเอง และไปติดตามเรื่องราวเกี่ยวกับการส่งรายชื่อมนุษย์ร่วมเดินทางไปกับยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบ ที่ทำให้ผู้เขียนนึกถึงการเดินทางไปสัมผัสดาวหางโดยยานสตาร์ดัสต์ (Stardust) ซึ่งมีชื่อคนไทยร่วมเดินทางไปด้วย

ก่อนจะถึง “ปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบ”

ยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบ ออกเดินทางจากโลกวันที่ 12 สิงหาคม ค.ศ. 2018 มุ่งหน้าสู่ดวงอาทิตย์ โดยอาศัยแรงดึงดูดโน้มถ่วงของดาวศุกร์ เหวี่ยงให้โลกโคจรเป็นวงเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้นเป็นรอบๆ

โครงการปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบ เริ่มต้นในปีเดียวกับที่นาซาถูกก่อตั้งขึ้นมาเมื่อ 69 ปีมาแล้ว ในปี ค.ศ. 1958 เป็นหนึ่งในโครงการอวกาศเสนอโดย “สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ” (National Academy of Sciences) แก่ทางการสหรัฐอเมริกา เรียกโครงการโซลาร์โพรบ (Solar Probe) เพื่อสำรวจดวงอาทิตย์อย่างใกล้ชิด

ปลายปี ค.ศ. 1990 นาซารับโครงการโซลาร์โพรบเป็นหนึ่งในโครงการใหญ่สำรวจดาวเคราะห์ชั้นนอกและดวงอาทิตย์ของนาซา แต่โครงการก็ถูกยกเลิกในปี ค.ศ. 2003 ด้วยปัญหาเรื่องงบประมาณ ทว่า ในที่สุด นาซาก็ประกาศดำเนินการสำรวจดวงอาทิตย์อย่างเป็นทางการในปี ค.ศ. 2009 โดยเปลี่ยนชื่อจาก Solar Probe เป็น Solar Probe Plus (โซลาร์โพรบพลัส) ภายใต้การดำเนินงานสร้างและปฏิบัติการของห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์มหาวิทยาลัยจอห์น ฮอปคินส์ (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory) มีชื่อเรียกสั้นๆ เป็น “เอพีแอล” (APL)

ก่อนกำหนดการส่งยานสำรวจดวงอาทิตย์ในปี ค.ศ. 2018 ก็มีการเปลี่ยนชื่อโครงการยานสำรวจดวงอาทิตย์เมื่อเดือนพฤษภาคม ค.ศ. 2017 เป็น Parker Solar Probe ตามชื่อของ ยูจีน ปาร์กเกอร์ (Eugene Parker) นักฟิสิกส์อเมริกัน ผู้เสนอความคิดเพื่ออธิบายว่าทำไมบรรยากาศด้านบนอวกาศของดวงอาทิตย์ คือ โคโรนา (corona) จึงมีความร้อนสูงเป็นล้านองศาเซลเซียส ในขณะที่พื้นผิวของดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิประมาณ 5,500 องศาเซลเซียส และยูจีน ปาร์กเกอร์ เป็นผู้เสนอคำอธิบายการเกิดลมสุริยะ (solar wind) ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยโปรตอนและอิเล็กตรอนพลังงานสูง

การตั้งชื่อยานสำรวจดวงอาทิตย์เป็น ปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบ นับเป็นครั้งแรกของนาซาที่มีการตั้งชื่อยานสำรวจอวกาศตามชื่อของนักวิทยาศาสตร์หรือบุคคลที่ยังมีชีวิตอยู่ และยูจีน ปาร์กเกอร์ ก็ได้ร่วมเป็นสักขีพยานการเดินทางของยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบขึ้นสู่อวกาศเมื่อ 12 สิงหาคม ค.ศ. 2018

ภารกิจของยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบ

โดยภาพรวมใหญ่ ภารกิจของยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบ คือ เดินทางเข้าไปศึกษาดวงอาทิตย์อย่างใกล้ชิดที่สุด ที่ไม่เคยทำกันมาก่อนเพื่อ:

หนึ่ง: สำรวจศึกษาดวงอาทิตย์โดยตรงถึง "ตัว" ดวงอาทิตย์ ที่สามารถทำได้

สอง: สำรวจศึกษาโคโรนา (corona) ของดวงอาทิตย์โดยตรง เปรียบเทียบกับทฤษฎีความคิดเกี่ยวกับนาโนแฟลร์ (nanoflare) ของยูจีน ปาร์กเกอร์ ที่เสนอว่านาโนแฟลร์เป็นสาเหตุอุณหภูมิที่สูงมากของโคโรนา

สาม: สำรวจศึกษาลมสุริยะของจริงกับทฤษฎีความคิดของยูจีน ปาร์กเกอร์ที่เขาเสนอเมื่อปี ค.ศ. 1958 และต่อมาเขาตั้งชื่อเรียกเป็น solar wind

ยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบมีขนาดพอๆ กับรถยนต์ขนาดเล็ก หนัก 553 กิโลกรัม มีเกราะเป็นโล่ป้องกันความร้อนจากดวงอาทิตย์ที่สูงกว่าระดับในวงโคจรรอบโลก 475 เท่า รูปหกเหลี่ยมติดอยู่กับยานอวกาศด้าน (ถูกควบคุมให้) หันเข้าหาดวงอาทิตย์ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.3 เมตร หนา 11.4 เซนติเมตร ประกอบจากวัสดุคอมโพสิตระหว่างคาร์บอนกับคาร์บอนเสริมเส้นใยคาร์บอนความแข็งแรงสูง มีน้ำหนักเบา สามารถรับอุณหภูมินอกโล่สูงถึงประมาณ 1,370 องศาเซลเซียส เป็นโล่รักษาอุณหภูมิของอุปกรณ์เครื่องมือวิทยาศาสตร์อยู่ที่ 29 องศาเซลเซียส

ยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบมีเครื่องมือวิทยาศาสตร์หลักอยู่ 4 ชนิด คือ:

หนึ่ง: เครื่องตรวจศึกษาสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (FIELDS: Electromagnetic Fields Investigation)

สอง: เครื่องถ่ายภาพมุมกว้างสำหรับยานโซลาร์โพรบ (WISPR: Wide-field Imager for Solar Probe)

สาม: เครื่องศึกษาลมสุริยะอิเล็กตรอนอัลฟาและโปรตอน (SWEAP: Solar Wind Electrons Alphas and Protons)

สี่: เครื่องบูรณาการศึกษาดวงอาทิตย์ (IS☉IS: Integrated Science Investigation of the Sun)

ผลปฏิบัติการยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบถึงล่าสุด

ถึงวันนี้ (25 มกราคม ค.ศ. 2025) ผลปฏิบัติการของยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบเป็นอย่างไร?

ในระหว่างปฏิบัติการของยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบตั้งแต่เดินทางจากโลก นาซาก็ได้ข้อมูลและหลักฐานทั้งตามแผนที่ตั้งใจและไม่อยู่ในแผนโดยตรงมากมาย และก็ได้เผยแพร่ข้อมูลหลักฐานที่สำคัญ รวมทั้งมีการตีพิมพ์เป็นรายงานการศึกษาวิจัยในวารสารวิชาการแล้วจำนวนหนึ่ง แต่โดยภาพรวมใหญ่ ผลปฏิบัติการที่สำคัญและน่าสนใจเป็นพิเศษ คือ:-

หนึ่ง: ยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบกลายเป็นยานอวกาศสร้างโดยฝีมือมนุษย์เคลื่อนที่เร็วที่สุดในอวกาศ

สอง: ยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบ เป็นยานอวกาศลำแรกเคลื่อนที่เข้าไปในโคโรนาของดวงอาทิตย์ เมื่อวันที่ 28 เมษายน ค.ศ. 2021 นับเป็นยานอวกาศลำแรกที่ “สัมผัส” ดวงอาทิตย์โดยตรง ถึงบรรยากาศนอกสุดของดวงอาทิตย์ คือ โคโรนา และจึงสามารถศึกษาโคโรนาโดยตรงถึงตำแหน่งแหล่งที่จริง

สาม: ได้ศึกษาลมสุริยะตั้งแต่ระยะห่างจากดวงอาทิตย์ ถึงแหล่งกำเนิด คือ ภายในบรรยากาศของดวงอาทิตย์

สี่: ได้ศึกษาอนุภาคที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงเกือบถึงความเร็วแสงในอวกาศใกล้ดวงอาทิตย์

ห้า: ยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบได้เดินทางเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดในวันที่ 24 ธันวาคม ค.ศ. 2024 ที่ระยะห่างจากผิวดวงอาทิตย์ 6.1 ล้านกิโลเมตร ในขณะที่กำลังเคลื่อนที่เข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดเป็นรอบที่ 22

หก: ได้มีการค้นพบดาวหางดวงแรกจากยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบเมื่อวันที่ 29 พฤษภาคม ค.ศ. 2022 และได้รับการตั้งชื่อเรียกเป็น PSP-101 ตามชื่อยาน หลังจากนั้น ก็มีการค้นพบดาวหางอีก 19 ดวง และได้รับการตั้งชื่อเรียกตามลำดับการค้นพบจาก PSP-002 ถึง PSP-020

สำหรับผลการศึกษาหาคำตอบเกี่ยวกับอุณหภูมิที่สูงเป็นล้านองศาของโคโรนา และพลังงานที่สูงของลมสุริยะ ถึงล่าสุด นับว่านาซาได้ข้อมูลตามโจทย์ที่ตั้งไว้แล้ว แต่ก็จะยังรอให้ถึงกำหนดเป้าหมายภารกิจแรกสุดของยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบ ตามแผนปฏิบัติการหลักเป็นเวลา 7 ปี จึงจะสรุป วิเคราะห์ และสังเคราะห์หาคำตอบที่ต้องการสุดท้าย

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ส่วนเกี่ยวข้องกับโคโรนาและลมสุริยะว่า สอดคล้องหรือผิดไปจากทฤษฎีความคิดของยูจีน ปาร์กเกอร์ หรือไม่? แค่ไหน? และถ้ามี ก็จะเป็นโจทย์ใหม่สำหรับโคโรนาและลมสุริยะ ที่นาซาและองค์กรการสำรวจศึกษาอวกาศ จะต้องตั้งหลักวางแผนศึกษากันต่อ

ยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบกับกว่าหนึ่งล้านชื่อสู่ดวงอาทิตย์

ส่วนหนึ่งเกี่ยวกับยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบที่ได้รับความสนใจ คือ การนำชื่อของมนุษย์จำนวน 1,137,202 คน เดินทางไปสู่ดวงอาทิตย์ด้วย

ถึงปัจจุบัน มิใช่เฉพาะยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบเท่านั้น ที่มีการนำชื่อมนุษย์เป็นจำนวนมากเดินทางไปกับการปฏิบัติภารกิจด้วย

การส่งชื่อมนุษย์ไปกับยานสำรวจอวกาศ มิได้มีวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ แต่มีความหมายในเชิงจิตวิทยา สร้างความสนใจความตระหนักแก่สาธารณชนในการมีส่วนร่วมกับการสำรวจอวกาศ

ยานอวกาศลำแรกที่มีการประกาศเชิญชวนให้บุคคลทั่วไปทั่วโลก ร่วมส่งชื่อเพื่อเดินทางไปกับยานอวกาศ คือ ยานสตาร์ดัสต์ (Stardust) ของนาซา ที่มีภารกิจหลัก คือ การเดินทางไปเก็บตัวอย่างของดาวหางวิลต์-2 (Wild 2) ถึงโคมา (ส่วนหัว) ของดาวหาง และเก็บตัวอย่างของฝุ่นผงคอสมิกในอวกาศ เพื่อนำกลับมาศึกษาบนโลก

ก่อนการเดินทางของยานสตาร์ดัสต์ วันที่ 7 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1999 เพื่อปฏิบัติภารกิจเป็นเวลา 7 ปี นาซาได้ประกาศเชิญชวนให้ผู้สนใจทั่วโลกที่อยากจะส่งชื่อเพื่อร่วมเดินทางไปเยือนดาวหาง ให้ส่งชื่อแก่นาซาทางอินเทอร์เน็ต และยังเปิดโอกาสให้ส่งชื่อญาติ-มิตรเพื่อร่วมเดินทางได้ด้วย

ในช่วงเวลานั้น ผู้เขียนกำลังจัดรายการวิทยุ “ชีวิตกับจักรวาล” จึงบอกข่าวภารกิจของยานสตาร์ดัสต์แก่ผู้ฟัง และบอกแก่ผู้ฟังว่า ผู้เขียนตั้งใจจะส่งชื่อของผู้เขียนไปร่วมเดินทางเยือนดาวหางด้วย

แล้วผู้เขียนก็บอกแก่ผู้ฟังว่า ใครสนใจจะให้ผู้เขียนส่งชื่อไปให้นาซาเพื่อเยือนดาวหางด้วยก็ให้แจ้งแก่ผู้ประสานงานจัดรายการวิทยุ

ปรากฏว่า มีท่านผู้ฟังส่งชื่อให้ผู้เขียนส่งไปให้นาซาพร้อมกับผู้เขียนเป็นจำนวนมาก

จำได้ว่า มีคุณรองทอง ทองลั่นทม และ สรพงศ์ ชาตรี ด้วย

แล้วผู้เขียนก็ส่งรายชื่อทั้งหมดไปให้นาซาและได้รับการตอบยืนยันจากนาซาว่า ได้รับชื่อทั้งหมดที่ผู้เขียนส่งไปให้นาซาแล้ว และทุกคน (ชื่อ) จะได้ร่วมเดินทางไปเยือนดาวหางอย่างแน่นอน

ยานสตาร์ดัสต์นำรายชื่อผู้ร่วมเดินทางไปเยือนดาวหางรวมทั้งหมดกว่าหนึ่งล้านคน บรรจุอยู่ในไมโครชิป 2 ชิ้น จำนวน 2 ชุด

ชุดหนึ่งติดอยู่กับยานสตาร์ดัสต์ และจะอยู่กับยานสตาร์ดัสต์ตลอดไป

อีกชุดหนึ่งติดอยู่ภายในแคปซูลเก็บตัวอย่างฝุ่นผงจากดาวหางและในอวกาศ ซึ่งถูกปล่อยลงสู่โลกเมื่อเดือนมกราคม ปีค.ศ. 2006

สำหรับยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบ จำนวนรายชื่อทั้งหมดกว่าหนึ่งล้านคน ถูกบรรจุอยู่ในการ์ดหน่วยความจำ (memory card) ขนาดพอๆ กับเล็บมือ ติดอยู่บนแผ่นป้ายขนาดใหญ่ติดอยู่กับยานอวกาศ มีข้อความกล่าวถึงบทบาทของยูจีน ปาร์กเกอร์ ต่อความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับดวงอาทิตย์

ในการ์ดหน่วยความจำยังมีภาพของยูจีน ปาร์กเกอร์ และบทความวิชาการของยูจีน ปาร์กเกอร์ เมื่อปีค.ศ. 1958 เกี่ยวกับลมสุริยะด้วย

เหนือการ์ดหน่วยความจำ มีข้อความบนแผ่นป้าย “LET’S SEE WHAT LIES AHEAD” (มาดูกันว่า อะไรรอเราอยู่) ลงชื่อ GENE PARKER เดือนกรกฎาคม ค.ศ. 2017

จากวันนี้ถึงวันสุดท้ายของยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบ

หลังการเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด เมื่อวันที่ 24 ธันวาคม ค.ศ. 2024 ยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบก็จะเคลื่อนที่เข้าใกล้ดวงอาทิตย์อีก 4 ครั้ง โดยครั้งสุดท้ายตามแผน จะเป็นวันที่ 12 ธันวาคมของปีนี้ (ค.ศ. 2025) และเป็นภารกิจสุดท้ายตามแผนหลักปฏิบัติการ 7 ปีของยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบ

แล้วอย่างไรต่อ?

ยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบก็จะเดินทางต่อไปเอง จนกระทั่งหมดเชื้อเพลิงในการใช้งาน และควบคุมยานอวกาศและอุปกรณ์เครื่องมือบนยาน

แต่ก่อนจะถูกปล่อยให้เดินทางต่อไปเองโดยไม่มีการควบคุม นาซาก็จะมีคำสั่งสุดท้าย ให้ยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบหันยานอวกาศ โดยให้โล่ป้องกันความร้อนจากดวงอาทิตย์หันไปจากดวงอาทิตย์...

ซึ่งก็จะเป็นวาระสุดท้ายของอุปกรณ์เครื่องมือบนยาน

แต่ยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบก็จะเดินทางต่อไป รอบดวงอาทิตย์ เป็นบริวารใหม่ของดวงอาทิตย์จากมนุษย์โลก

อีกนานแค่ไหน?

นาซาแจงว่า อาจอีกนานเป็นเวลาหลายพันล้านปี จนกระทั่งถึงวาระสุดท้ายของระบบสุริยะเอง

ยูจีน ปาร์กเกอร์ จากโลกไปแล้วเมื่อวันที่ 15 มีนาคม ค.ศ. 2022 ขณะมีอายุ 94 ปี ก่อนสิ้นสุดภารกิจตามแผนหลัก 7 ปี ของยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบ

ผู้เขียนเองยังอยู่ แต่ก็คงอีกไม่นานก็จะต้องตามยูจีน ปาร์กเกอร์ไป

แต่ถึงวันนี้ การได้นำเรื่องราวของยูจีน ปาร์กเกอร์ และยานปาร์กเกอร์โซลาร์โพรบมาเล่าสู่ท่านผู้อ่าน ก็ทำให้ผู้เขียนได้นึกถึงความรู้สึก “ตื่นเต้น” กับการได้ส่งชื่อของผู้เขียนและมิตร ผู้ฟังรายการวิทยุ “ชีวิตกับจักรวาล” ร่วมเดินทางไปกับยานสตาร์ดัสต์ เพื่อสัมผัสดาวหางโดยตรง

ผู้เขียนเชื่อว่า อาจมีท่านผู้อ่านบางท่านที่ได้ส่งชื่อให้ผู้เขียนส่งต่อไปร่วมเดินทางกับยานสตาร์ดัสต์สู่ดาวหาง

คุณสรพงศ์ ชาตรี ได้จากโลกไปแล้ว เมื่อวันที่ 10 มีนาคม ค.ศ. 2022 ก่อนยูจีน ปาร์กเกอร์เพียง 5 วัน แต่คุณรวงทอง ทองลั่นทมยังอยู่

ถ้ามีท่านผู้อ่านที่ได้ร่วมเดินทางไปกับยานสตาร์ดัสต์ด้วย และส่งข่าวบอกกล่าวถึงความรู้สึกของท่าน ก็จะวิเศษอย่างยิ่งครับ!