NASA ได้ประกาศต่ออายุโครงการ Polar Radiant Energy in the Far-InfraRed Experiment (PREFIRE) ไปถึงปี 2026 เพื่อขยายขอบเขตของการเก็บข้อมูลจากเพียงแค่ขั้วโลกเป็นการเก็บข้อมูลทั้งโลกเพื่อให้สามารถสร้างแบบจำลองการแผ่รังสีความร้อนของโลกทั่วโลก และนำไปประยุกต์กับการพยากรณ์อากาศของให้ดียิ่งขึ้น

ภาพจุดความร้อนที่พื้นที่ต่าง ๆ ที่เก้บได้จาก PREFIRE ภาพจาก NASA

PREFIRE เป็นโครงการตรวจวัดการแผ่รังสีความร้อนของขั้วโลกด้วยดาวเทียม CubeSat ขนาดเล็กฝาแฝดสองดวงทำงานพร้อมกันบนวงโคจรแบบ Asynchronous ซึ่งดาวเทียมทั้งสองดวงจะโคจรอยู่คนละฝั่งของโลกเพื่อเก็บข้อมูลขั้วโลกแต่ละฝั่งไปพร้อมกัน แก้ปัญหาเดิม ๆ ของดาวเทียมสำรวจการแผ่รังสีในยุคก่อนหน้าที่ใช้งานดาวเทียมเพียงดวงเดียวในการเก็บข้อมูล ทำให้ไม่สามารถเก็บข้อมูลได้อย่างต่อเนื่องเพราะต้องรอเวลาที่วงโคจรจะกลับไปยังขั้วโลกในฝั่งเดิมทุก 90 นาที แต่สำหรับการมีดาวเทียมสองดวงทำงานพร้อมกัน จะทำให้ใช้เวลากลับไปยังขั้วโลกฝั่งเดิมเพียง 45 นาทีเท่านั้น และสามารถวนกลับมาที่ตำแหน่งเดิมซ้ำได้ในทุก 9 ชั่วโมง จึงเก็บข้อมูลได้ถี่ขึ้นและมีคุณภาพสูงขึ้น สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศบริเวณขั้วโลกที่มักมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว

ดาวเทียมทั้งสองดวงได้เริ่มต้นเก็บรวบรวมข้อมูลตั้งแต่เดือนกรกฎาคมปี 2024 ผลการเก็บข้อมูลของดาวเทียมทั้งสองดวงนี้ช่วยทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจอัตราการปล่อยความร้อนของขั้วโลกเหนือและใต้ในรูปแบบของอินฟราเรดที่ความยาวคลื่น 15 ไมโครเมตรได้ดียิ่งขึ้นทั้งในแง่ของช่วงเวลาและตำแหน่งของกระบวนการดังกล่าว รวมไปถึงอิทธิพลของกลุ่มเมฆและความชื้นภายในชั้นบรรยากาศว่ารบกวนกระบวนการในการแผ่รังสีความร้อนของขั้วโลกอย่างไรบ้าง เพราะเมฆและไอน้ำในชั้นบรรยากาศคือปัจจัยสำคัญในการดูดซับรังสีความร้อนที่แผ่ออกมาจากธารน้ำแข็งให้สะสมในชั้นบรรยากาศ ซึ่งกลายเป็นปัจจัยสำคัญที่นำมาสู่การละลายของแผ่นน้ำแข็งและเพิ่มอุณหภูมิของชั้นบรรยากาศโลก

ภาพวาดของดาวเทียม CubeSat ในภารกิจ PREFIRE ภาพจาก NASA

ตลอดระยะเวลาที่ PREFIRE เก็บข้อมูลมาตลอดหนึ่งปีเต็มทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจกระบวนการการแผ่รังสีความร้อน และอิทธิพลจากลักษณะของแผ่นน้ำแข็งรวมถึงปัจจัยจากชั้นบรรยากาศต่อการแผ่ความร้อนได้ดียิ่งขึ้น ซึ่งสิ่งเหล่านี้เป็นกุญแจหลักในการทำความเข้าใจกระบวนการนำพาความร้อน การเกิดเรือนกระจก และปัจจัยที่นำมาสู่การละลายของแผ่นน้ำแข็งของบริเวณขั้วโลกได้ดียิ่งขึ้น

ข้อมูลจาก PREFIRE ทำให้เราพบว่าแผ่นน้ำแข็งแต่ละประเภทมีการแผ่รังสีความร้อนที่แตกต่างกัน และอาจจะมีอัตราการแผ่ความร้อนที่แตกต่างกันมากถึง 5% ซึ่งเป็นองค์ความรู้ที่ไม่เคยตรวจพบมาก่อน

บริเวณที่โลกได้รับความร้อนมากที่สุดคือเส้นศูนย์สูตร ส่วนขั้วโลกได้รับความร้อนน้อยที่สุด ความร้อนที่เส้นศูนย์สูตรได้รับจะมีกระบวนการนำพาความร้อนไปยังบริเวณขั้วโลกผ่านกระแสลมและกระแสน้ำในมหาสมุทร ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ทราบถึงกระบวนการแผ่รังสีความร้อนที่ได้รับจากเส้นศูนย์สูตรในบริเวณขั้วโลกมาโดยตลอดแต่ไม่เคยมีการเก็บข้อมูลและศึกษาอย่างเป็นระบบมาก่อน ดังนั้น PREFIRE จึงเข้ามาเติมเต็มข้อมูลในจุดนี้

ภาพข้อมูลการแผ่รังสีความร้อนในย่านอินฟราเรดในความยาวคลื่นต่าง ๆ ตามแต่ละจุดพื้นที่ที่ได้รับจากดาวเทียม PREFIRE ภาพจาก NASA

ตลอดระยะเวลาที่ PREFIRE ทั้งสองดวงอยู่บนวงโคจร มันได้ทำหน้าที่ในการเก็บข้อมูลอัตราการแผ่รังสีความร้อนของบริเวณต่าง ๆ ทั่วทั้งโลกอย่างตลอดเวลา เราจึงมีข้อมูลอัตราการแผ่รังสีความร้อนของพื้นที่ต่าง ๆ ทั่วทุกมุมของโลกที่ PREFIRE ทั้งสองดวงบินผ่าน ไม่ใช่แค่ข้อมูลบริเวณขั้วโลก ส่งผลให้นักวิทยาศาสตร์เห็นภาพใหญ่ของการแผ่รังสีความร้อนและกระบวนการนำพาความร้อนทั่วทั้งโลกเป็นครั้งแรกด้วยข้อมูลความถี่สูง ซึ่งถือเป็นจุดเด่นสำคัญของ PREFIRE แน่นอนว่าข้อมูลนี้จะถูกนำไปใช้ในการพัฒนากระบวนการพยากรณ์อากาศของโลกให้แม่นยำยิ่งขึ้น

โครงการ PREFIRE ได้รับการอนุมัติให้ต่ออายุภารกิจไปถึงเดือนกันยายนปี 2026 เนื่องจากดาวเทียมทั้งสองดวงของโครงการนี้เป็นเพียงดาวเทียม CubeSat จึงไม่มีระบบปรับตำแหน่งวงโคจร ดังนั้นมันจึงจะค่อย ๆ สูญเสียความสูงของวงโคจรอย่างต่อเนื่อง ภารกิจของ PREFIRE จึงเป็นภารกิจระยะสั้นเท่านั้น เมื่อเทียบกับโครงการขนาดใหญ่ก่อนหน้านี้อย่าง ICEsat ที่เป็นดาวเทียมขนาดใหญ่ที่มีระบบปรับวงโคจรภายในตัว ทำให้สามารถดำเนินภารกิจไปได้ต่อเนื่องหลายสิบปี

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

โครงการวัดแผ่รังสีขั้วโลก PREFIRE ได้ต่ออายุภารกิจ สำรวจการแผ่ความร้อนทั่วโลก