ลองนึกภาพว่า โลกเรามี “ร่มแม่เหล็ก” ใบใหญ่ครอบอยู่รอบ ๆ เพื่อกันลมสุริยะ หรือ Solar Wind ที่พัดมาอย่างต่อเนื่องจากดวงอาทิตย์ ร่มนี้คือ สนามแม่เหล็กโลก หรือ Magnetosphere ที่ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันรังสีและอนุภาคประจุไฟฟ้าพลังงานสูงไม่ให้ทะลุเข้ามาถึงพื้นโลก แต่ร่มใบนี้ก็ไม่ได้กันได้สนิท 100% เพราะบางจังหวะ เส้นสนามแม่เหล็กของโลกกับเส้นสนามแม่เหล็กจากดวงอาทิตย์อาจ “เกี่ยว” กันแล้วเกิดการ เชื่อมต่อใหม่ที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า Magnetic Reconnection
และนี่เองคือสิ่งที่ภารกิจ TRACERS หรือ Tandem Reconnection and Cusp Electrodynamics Reconnaissance Satellites ของ NASA ออกแบบมาเพื่อศึกษาโดยเฉพาะ โดยภารกิจนี้เพิ่งเริ่มต้นการเดินทางสู่อวกาศไปเมื่อวันที่ 23 กรกฎาคม 2025 โดยจรวด Falcon 9 ของ SpaceX ที่มีภารกิจของ NASA อีกจำนวนหนึ่งที่เดินทางไปพร้อมกันด้วย
Magnetic Reconnection เปรียบได้กับการ “ดีดสายยาง” ที่ถูกดึงตึงจนหลุดออกมาอย่างรุนแรง พลังงานแม่เหล็กที่สะสมอยู่จะถูกปลดปล่อยออกมาในรูปแบบของความร้อน ความเร่งของอนุภาค และคลื่นกระแทกทางแม่เหล็กไฟฟ้า พอเกิดขึ้นในบรรยากาศชั้นบนของโลก อนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์ก็จะไหลทะลักเข้ามา ทำให้เกิด พายุสนามแม่เหล็กโลกหรือ Geomagnetic Storm ที่มีผลกระทบได้ตั้งแต่สัญญาณดาวเทียมขาดหายไปจนถึงระบบไฟฟ้าล่มทั้งเมือง
แม้ปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นอยู่บ่อยครั้ง นักวิทยาศาสตร์คาดว่ามีมากกว่า 3,000 ครั้งต่อปี แต่เรายังไม่เข้าใจกลไกของมันแบบละเอียด โดยเฉพาะในช่วงเสี้ยววินาทีแรกที่มันเริ่มเกิดขึ้น
TRACERS เป็นหนึ่งในภารกิจ Small Explorer Program หรือ SMEX ของ NASA ซึ่งเคยให้กำเนิดยานสำคัญอย่าง IBEX, IRIS, NuSTAR, GOLD และ ICON ภารกิจในตระกูลนี้มุ่งทำวิจัยเฉพาะด้านด้วยงบและเวลาที่กระทัดรัด TRACERS จึงถูกพัฒนาขึ้นในกรอบเดียวกัน เพื่อต่อยอดจากการศึกษาด้วย Sounding Rocket ในอดีต ให้กลายเป็นดาวเทียมคู่แฝดที่ติดตาม Magnetic Reconnection บริเวณ Polar Cusp ได้อย่างต่อเนื่องทั้งปี
ภารกิจ TRACERS ใช้ดาวเทียมคู่ฝาแฝดที่บินในระยะห่างกันเพียงเล็กน้อย ทำให้สามารถสังเกตปรากฏการณ์เดียวกันจากสองมุมมองพร้อมกัน ภายในติดตั้งเครื่องวัดสนามแม่เหล็กและเครื่องตรวจอนุภาคไอออนเพื่อเก็บข้อมูลเชิงลึก เมื่อทั้งคู่โคจรผ่านบริเวณ Polar Cusp จุดเปิดของสนามแม่เหล็กใกล้ขั้วโลกเหนือที่อนุภาคจากดวงอาทิตย์สามารถแทรกเข้ามาได้ง่าย TRACERS จะจับภาพกระบวนการ Magnetic Reconnection ตั้งแต่ต้นจนจบ ข้อมูลที่ได้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ “ไล่ย้อนรอย” ว่า ลมสุริยะที่พัดเข้ามามีความรุนแรงแค่ไหน และส่งอิทธิพลต่อพลาสม่าในบรรยากาศโลกอย่างไร
TRACERS เป็นการต่อยอดจากภารกิจ Sounding Rocket ที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ยิงจรวดวิจัยขึ้นไปสู่ชั้นบรรยากาศชั่วครู่เพื่อวัดสนามแม่เหล็กและอนุภาคที่ Polar Cusp มานานหลายสิบปี ภารกิจแบบนี้ให้ข้อมูลความละเอียดสูงแต่เป็นเพียง “ภาพนิ่ง” ไม่กี่นาทีของเหตุการณ์ Magnetic Reconnection ซึ่งไม่เพียงพอจะเข้าใจการเปลี่ยนแปลงแบบต่อเนื่อง TRACERS จึงถูกออกแบบให้โคจรรอบโลกผ่าน Polar Cusp ซ้ำ ๆ ตลอดทั้งปี จับภาพการเชื่อมต่อสนามแม่เหล็กนับพันครั้งต่อปี และถอดรหัสกลไกที่ทำให้พายุสุริยะเจาะทะลุเกราะแม่เหล็กของโลกได้อย่างละเอียด
ตัวยานทั้งสองเองก็ไม่ได้ทำงานแบบโดดเดี่ยว แต่จะถูกนำข้อมูลไปเชื่อมกับภารกิจด้าน Space Weather อื่น ๆ เช่น EZIE ที่ศึกษากระแสไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กโลก, PUNCH ที่ถ่ายภาพโครงสร้างพลาสม่าในลมสุริยะ ที่เราเคยเล่าไปในบทความ PUNCH ยานอวกาศที่จะศึกษาลมสุริยะในแบบสามมิติครั้งแรก และ Parker Solar Probe ที่โคจรใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดในประวัติศาสตร์มนุษย์ เมื่อรวมกันแล้วจะเหมือนจิ๊กซอว์ภาพใหญ่ของกระบวนการ การปลดปล่อยมวลสารโคโรนา หรือ Coronal Mass Ejection ตั้งแต่จุดกำเนิดบนดวงอาทิตย์จนถึงผลกระทบสุดท้ายบนโลก
Magnetic Reconnection ไม่ใช่เรื่องไกลตัว เพราะมันคือ “ประตู” ที่อนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์ใช้เข้ามาสู่โลกโดยตรง ความเข้าใจที่ดีขึ้นอาจทำให้เราคาดการณ์พายุสนามแม่เหล็กโลกได้แม่นยำขึ้น และป้องกันผลกระทบต่อโครงสร้างพื้นฐานของเราได้ตั้งแต่ระบบสื่อสาร ดาวเทียม ไปจนถึงโครงข่ายไฟฟ้า โดยรวมแล้วเราอาจสรุปได้ว่า TRACERS เป็นเหมือนการเรียนรู้วิธีอ่านภาษาของสนามแม่เหล็กโลก เพื่อที่วันหนึ่งเราอาจใช้มันเตือนภัยได้ทันก่อนที่พายุจากดวงอาทิตย์จะมาถึงนั่นเอง
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
