กำลังอ่าน :
เปิดแผนนาซ่า เตรียมส่งยานอวกาศสำรวจดวงอาทิตย์ปี 2018
เขียนโดย : WorkpointShorts
LATEST
OUR PICKS
HOT
เรื่องน่าสนใจ

เปิดแผนนาซ่า เตรียมส่งยานอวกาศสำรวจดวงอาทิตย์ปี 2018

View 8 นาที 2 ธันวาคม 2017
เขียนโดย
WorkpointShorts
SHARE
COMMENT

ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่มีแสงสว่างในตัวเอง เช่นเดียวกับดาวฤกษ์ดวงอื่นๆ บนท้องฟ้าที่เราเห็นตอนกลางคืน

 

ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ศูนย์กลางของระบบสุริยะ นักดาราศาสตร์พบว่าดวงอาทิตย์มีอายุประมาณ 4,600 ล้านปี มวลแทบทั้งหมดของดวงอาทิตย์เป็นแก๊สไฮโดรเจนที่เกาะกลุ่มกันด้วยแรงโน้มถ่วงมหาศาล จนกระทั่งแก๊สเหล่านั้นมีความดันและอุณหภูมิสูงพอจะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันที่ใจกลางซึ่งปลดปล่อยพลังงานออกมาโดยรอบอย่างต่อเนื่องยาวนาน

 

โครงสร้างของดวงอาทิตย์สามารถแบ่งได้สามชั้นตามลักษณะการเกิดและถ่ายเทพลังงาน

 

ใจกลางของดวงอาทิตย์เรียกว่า แก่น (Core) เป็นบริเวณใจที่เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันซึ่งจะหลอมนิวเคลียสของไฮโดรเจนให้กลายเป็นฮีเลียม แล้วปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งจะแผ่ออกมายังผิวของดวงอาทิตย์

 

ถัดออกมาเป็นบริเวณการแผ่รังสี (Radiative Zone) ซึ่งจะรับพลังงานจากแก่นแล้วถ่ายเทออกสู่ด้านนอกด้วยการแผ่รังสี  ผิวด้านนอกสุดของดวงอาทิตย์เรียกว่า บริเวณการพาความร้อน (Convective Zone) ซึ่งจะถ่ายเทพลังงานด้วยการเคลื่อนไหวของแก๊ส

 

ถัดออกมาจะเป็นชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ซึ่งมีทั้งหมดสามชั้นได้แก่

1. ผิวชั้นของดวงอาทิตย์ที่เราสังเกตเห็นว่ามีการเปล่งแสงออกมานั้นเป็นส่วนหนึ่งของบรรยากาศชั้น โฟโตสเฟียร์ (Photosphere) ซึ่งกินอาณาบริเวณจากผิวของดวงอาทิตย์ลึกลงไปน้อยกว่า 500 กิโลเมตร บรรยากาศชั้นนี้มีอุณหภูมิราว 5,800 เคลวิน

ชั้นนี้มีโครงสร้างที่เรียกว่า จุดบนดวงอาทิตย์ (Sun spot) เป็นผิวดวงอาทิตย์ส่วนที่มีอุณหภูมิราว 4,000 เคลวิน ซึ่งต่ำกว่าส่วนอื่นๆ ของผิวดวงอาทิตย์ ส่งผลให้เมื่อมองผ่านแผ่นกรองแสงแล้วมันจะปรากฏมืดกว่าบริเวณอื่นๆ

หากทำการสังเกตตำแหน่งจุดบนดวงอาทิตย์ติดต่อกันหลายวัน เราจะสามารถนำการเปลี่ยนตำแหน่งมาคำนวณหาอัตราการหมุนของดวงอาทิตย์ที่ละติจูดต่างๆ ได้

จุดบนดวงอาทิตย์มีขนาดแตกต่างกันไป ตั้งแต่ขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางราวๆ 16 กิโลเมตร จนถึงขนาดมหึมาที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 160,000 กิโลเมตร (ใหญ่กว่าโลกของเราเสียอีก) แต่โดยทั่วไปจุดบนดวงอาทิตย์มักจะมีขนาดใหญ่พอๆ กับโลก

2. เหนือชั้นโฟโตสเฟียร์ขึ้นมาเล็กน้อย มีชั้นบรรยากาศเรียกว่า โครโมสเฟียร์ (chromosphere) สามารถสังเกตเห็นได้เมื่อเกิดสุริยุปราคาเต็มดวง เมื่อดวงจันทร์เคลื่อนที่มาบังแสงสว่างของดวงอาทิตย์จะทำให้เราเห็นสีชมพูของชั้นโครโมสเฟียร์ปรากฏอยู่เหนือชั้นโฟโตสเฟียร์

3. บรรยากาศชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย์เรียกว่าโคโรนา (Corona)

เราสามารถสังเกตเห็นโคโรนาได้ขณะเกิดสุริยุปราคาเต็มดวง โดยบรรยากาศชั้นนี้จะมีลักษณะเป็นเส้นเหยียดยาวออกจากดวงอาทิตย์โดยรอบขนาดใหญ่มากกว่า 20 เท่าของรัศมีดวงอาทิตย์ แม้บรรยากาศชั้นโคโรนาจะสว่างน้อยกว่าโฟโตสเฟียร์ แต่มันมีอุณหภูมิสูงนับล้านเคลวินด้วยกลไกที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบแน่ชัด

องค์การนาซ่าจึงเตรียมการส่งยาน โซลาร์โพรบพลัส (Solar Probe Plus) ภายในกลางปี 2018 เพื่อเดินทางไปสำรวจดวงอาทิตย์ในระยะใกล้อย่างที่ไม่เคยมียานอวกาศลำไหนทำมาก่อน

 

​     ยานลำนี้จะโคจรรอบดวงอาทิตย์ 24 รอบ รวมระยะเวลาการทำภารกิจทั้งสิ้นเกือบ 7 ปี เข้าใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดที่ระยะห่างเพียง 6.16 ล้านกิโลเมตร เพื่อเก็บข้อมูลการเร่งความเร็วของลมสุริยะจากความเร็วต่ำๆ ไปยังความเร็วสูง เก็บข้อมูลการไหลของพลังงานที่ทำให้บรรยากาศชั้นโคโรนาร้อนจัด รวมทั้งศึกษาสนามแม่เหล็ก  พลาสมา และกลไกต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับลมสุริยะ ซึ่งเป็นอนุภาคมีประจุไฟฟ้าปริมาณมหาศาลที่พุ่งออกมาจากดวงอาทิตย์อยู่ตลอดเวลา

 

​     ยานอวกาศลำนี้กว้าง 1 เมตร สูง 3 เมตร มีน้ำหนักบนโลก 610 กิโลกรัม

เกราะป้องกันความร้อนเป็นคาร์บอนคอมโพสิตเคลือบเซรามิกแบบสะท้อนแสงมีความหนาถึง 11.43 เซนติเมตร สามารถทนความร้อนอุณหภูมิสูงถึง 1,377 องศาเซลเซียสบริเวณที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์ได้ โดยมันจะป้องกันไม่ให้อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์โดยตรง

ไม่เพียงเท่านั้น วิศวกรยังต้องออกแบบเกราะให้ทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิด้วย เพราะขณะที่ยานโคจรห่างจากดวงอาทิตย์ออกมา อุณหภูมิยานอวกาศจะต่ำลงอย่างมาก อีกทั้งในระหว่างที่โคจรยังต้องปะทะกับอุกกาบาตขนาดเล็กจิ๋วที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมากๆ ด้วย

การออกแบบระบบการส่งสัญญาณกลับมายังโลกก็เป็นงานที่ท้าทาย เพราะดวงอาทิตย์มีการปลดปล่อยมวลมหาศาลออกมาจากการปะทุบนพื้นผิวได้อย่างรุนแรง

 

​     ความรู้พื้นฐานที่ยานอวกาศลำนี้ได้มาน่าจะช่วยให้ในอนาคตอันใกล้ เราอาจมีระบบป้องกันดาวเทียมจากลมสุริยะได้ดี และในอนาคตระยะไกลมนุษย์เราคงสบายใจที่จะเดินทางไปในอวกาศได้อย่างปลอดภัย

 

บทความโดย อาจวรงค์ จันทมาศ

กำลังโหลดบทความถัดไป...