บั้งไฟฝรั่ง อาจช่วยนักวิทยาศาสตร์ศึกษา การเคลื่อนที่อากาศสนามจากแม่เหล็ก

NASA เตรียมปล่อยจรวด “บั้งไฟ” หรือ Sounding Rocket ซึ่งเป็นจรวดแบบ Sub-orbital ที่สามารถพาอุปกรณ์ทดลองทางวิทยาศาสตร์ไปยังอวกาศได้เป็นระยะเวลาหนึ่งก่อนที่จะตกกลับลงมายังโลก ภารกิจนี้เป็นส่วนหนึ่งของภารกิจที่ชื่อว่า KiNet-X (KiNETic-scale energy and momentum transport eXperiment) เพื่อศึกษาการเคลื่อนที่และโมเมนตัมของพลังงานของอนุภาคว่าเดินทางอย่างไรภายใต้อำนาจจากสนามแม่เหล็กระหว่างที่มันอยู่ในอวกาศ

การทดลองจะใช้จรวด Sounding Rocket แบบ four-stage ชื่อ Black Brant XII สำหรับการปล่อย โดยมีกำหนดการปล่อยวันที่ 9 พฤษภาคม 2021 เวลาประมาณ 7:02 น. ตามเวลาท้องถิ่นประเทศไทย โดยมี Launch Window ประมาณ 40 นาที

อ่านบทความเพิ่มเติมเรื่องการใช้ Souding Rocket ในหารศึกษาวิทยาศาสตร์

NASA ใช้จรวดขนาดบั้งไฟ วัดค่าสนามแม่เหล็กชั้น Chromosphere ของดวงอาทิตย์ครั้งแรก

เมื่อเยาวชนก็ทำโครงการอวกาศของตัวเอง

การทดลองนั้นประกอบไปด้วยการนำ Payload สำหรับปล่อยไอแก๊ส Barium ขึ้นไปในอวกาศ ก่อนที่จะปล่อยไอแก๊สเหล่านี้ออกมาในอวกาศซึ่งจะทำให้เกิดเมฆที่มีสีเขียวม่วงซึ่งอาจมองเห็นได้จากพื้นโลกนานกว่า 30 วินาที โดยแก๊สเหล่านี้ไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมหรือสิ่งมีชีวิตและจะสลายไปอย่างรวดเร็ว

ไอแก๊สดังกล่าวจะถูกปล่อยหลังจาก Sounding Rocket ทยานขึ้นสู่อวกาศได้ 9 นาที 30 วินาที ถึง 10 นาที ที่ความสูงประมาณ 350 กิโลเมตร ถึง 400 กิโลเมตรเหนือมหาสมุทรแอตแลนติกห่างออกไปจาก Mission Control ของภารกิจที่ NASA’s Wallops Flight Facility และ Bermuda ไปประมาณ 870 – 900 กิโลเมตร

ระหว่างการปล่อยทั้งตัวจรวดเองและเมฆแก๊สที่ปล่อยออกมาหลังการปล่อยได้สักระยะหนึ่งจะสามารถมองเห็นได้จากพื้นโลกบริเวณทางตะวันออกของสหรัฐอเมริกาและ Bermuda ครอบคลุมพื้นที่กว่าครึ่งประเทศของสหรัฐฯ เนื่องจากภารกิจนี้เป็นการปล่อยที่เวลาประมาณ 2 ทุ่มของสหรัฐฯ เมฆ Barium จะสามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าได้อย่างชัดเจน (แต่กล้องเห็นชัดกว่า)

หลังจากการปล่อยไอแก๊ส Barium ออกมา อนุภาคในแก๊สซึ่งเป็นแก๊สที่ยังไม่ถูก Ionize (Un-ionized) นั้นจะถูก Ionize โดยแสงจากดวงอาทิตย์ (ที่ความสูงระดับและเวลาตอนปล่อยนั้น แสงอาทิตย์ยังคงส่องผ่านอยู่แม้บนพื้นจะมืดแล้ว) แก๊สก็จะค่อย ๆ เปลี่ยนเป็นสีม่วง ซึ่งสีม่วงก็คือแก๊สที่ถูก Ionize แล้วและพวกมันจะถูกจับเข้าไปขนานอยู่ในเส้นสนามแม่เหล็กเหนือบริเวณเส้นละติจูดแอตแลนติกและกระจายตัวออก

กล้องที่ภาคพื้นดินจะคอยติดตามปฏิสัมพันธ์ระหว่างแก๊สและเส้นสนามแม่เหล็กเพื่อศึกษาการเคลื่อนที่ของอนุภาคต่าง ๆ ในอวกาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แสง Aurora ซึ่งก็เกิดจากการที่อนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์ถูกสนามแม่เหล็กของโลกจับไว้ (Capture) ทำให้มันเดินทางไปตามสนามแม่เหล็กจนกระทั่งถึงขั้วแม่เหล็กซึ่งก็คือบริเวณขั้วโลกและชนเข้ากับชั้นบรรยากาศทำให้เกิดแสง Aurora ขึ้น

อีกหนึ่งตัวอย่างของปฏิสัมพันธ์แบบนี้ก็คือ Aurora ในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสซึ่งเกิดจากการรบกวนและปฏิสัมพันธ์ของชั้นบรรยากาศของดาวบริวารของมันชื่อ Io ซึ่งมีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์เพียงพอที่จะระบุได้ว่า Aurora ในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสนั้นเกิดจากการปฏิสัมพันธ์กับ Io ผ่านทางสนามแม่เหล็ก แต่มันเกิดขึ้นได้ยังไงกันแน่นั้นแล้วหลักการเกิดของมันเราก็ยังไม่สามารถสรุปได้

Payload ที่ภารกิจ KiNet-X ส่งขึ้นไปพร้อมกับ Sounding Rocket นั้นคืออุปกรณ์สำหรับวัดการรบกวนของสภาพแวดล้อมในอวกาศจากการปล่อยไอแก๊ส Barium ออกมา ซึ่งจะวัดค่าตัวแปรการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมในอวกาศจากการปล่อยไอแก๊ส Barium ร่วมกับการสำรวจจากภาคพื้นโลก

การปล่อยและการสังเกตการณ์ภารกิจถูกถ่ายทอดสดผ่าน Wallops IBM Video Site 9 พฤษภาคม 2021 ที่เวลาประมาณ 6:40 น. ตามเวลาประเทศไทย

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO

อ้างอิง

NASA Wallops May 8 Rocket Launch Visible in Eastern United States

NASA Wallops May 7 Rocket Launch Exploring Energy Transport in Space