การที่จะเข้าใจการละลายของน้ำแข็งบริเวณขั้วโลกของเราได้ดีที่สุดคือเข้าใจกระบวนการถ่ายเทความร้อนของน้ำแข็งในขั้วโลก NASA กับภารกิจ PREFIRE ดาวเทียม CubeSat ภารกิจแรกที่ศึกษาการแผ่รังสีความร้อนของชั้นน้ำแข็งขั้วโลกและอิทธิพลที่ส่งผลกับภูมิอากาศของโลกเรา
เมื่อวันที่ 25 พฤษภาคม ที่ผ่านมา NASA ได้ส่งดาวเทียมในภารกิจชุด PREFIRE (Polar Radiant Energy in the Far-InfraRed Experiment) ดาวเทียม CubeSat ขนาดเท่ากล่องรองเท้าสองกล่องออกสู่ห้วงอวกาศด้วยจรวด Electron Rocket Lab จาก Launch Complex 1 ของบริษัทในเมืองมาเฮีย ประเทศนิวซีแลนด์
ภารกิจของ PREFIRE คือการวัดปริมาณการแผ่รังสีความร้อนของพื้นที่ขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ ซึ่งจะเติมเต็มความเข้าใจเกี่ยวกับระบบการถ่ายเทความร้อนของโลก ทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้เห็นภาพว่าบริเวณขั้วโลกของโลกมีอิทธิพลต่อปริมาณพลังงานที่โลกดูดซับและปล่อยออกมามากน้อยเพียงใด ผลลัพธ์ที่ได้จะช่วยเสริมสร้างความเข้าใจเกี่ยวกับอัตราการละลายของน้ำแข็งและการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำในมหาสมุทรและการเปลี่ยนแปลงของสภาพใต้ท้องทะเลที่เกิดขึ้นจากการละลายของธารน้ำแข็งมากยิ่งขึ้น
หัวใจสำคัญของภารกิจ PREFIRE ที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนคือการวัดปริมาณการแผ่รังสีความร้อนจากพื้นที่อาร์กติกและแอนตาร์กติกาโดยตรง CubeSat ทั้งสองดวงจะทำหน้าที่ในการวัดรังสีอินฟราเรดพลังงานต่ำในช่วง 4 ถึง 100 ไมโครเมตรที่แผ่ออกมาจากผืนน้ำแข็งของบริเวณขั้วโลก ซึ่งกว่า 60% ของรังสีเหล่านี้มีความยาวคลื่นมากกว่า 15 ไมโครเมตร ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าเหตุใดจึงมีการปล่อยรังสีอินฟราเรดในช่วงความยาวคลื่นเช่นนี้ ดาวเทียม CubeSat คู่นี้จะรับหน้าที่เสริมสร้างความเข้าใจให้กับนักวิทยาศาสตร์ว่าอะไรคือสาเหตุที่ทำให้อาร์กติกอุ่นขึ้นเร็วกว่าส่วนอื่น ๆ ของโลกมากกว่า 2.5 เท่านับตั้งแต่ทศวรรษ 1970
โลกของเรากำลังเข้าสู่การเปลี่ยนแปลงด้านภูมิอากาศที่รวดเร็วและแปรปรวนกว่าเมื่อ 50 ปีก่อนอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อนในประวัติศาสตร์มนุษยชาติ ดาวเทียมในภารกิจ PREFIRE นั้นจะเป็นดาวเทียมที่จะช่วยตอบคำถามที่สำคัญของมนุษยชาติโดยการดำเนินการด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่าภารกิจดาวเทียมขนาดใหญ่ ซึ่งด้วยเทคโนโลยีดาวเทียม CubeSat ในปัจจุบันที่ไว้วางใจได้มากยิ่งขึ้นในต้นทุนที่ถูกลงทำให้สามารถทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ทดสอบเทคโนโลยีใหม่ ๆ ได้ง่ายมากยิ่งขึ้น เช่นในโครงการของ PREFIRE นั้นก็เพื่อทดสอบระบบกล้องสเปกโตรสโกปีรังสีอินฟราเรด (Infrared Spectroscpy) รุ่นใหม่ที่ทำหน้าที่วัดกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการละลายและการก่อตัวของน้ำแข็ง การสะสมของหิมะ และการเปลี่ยนแปลงของเมฆที่ปกคลุมเหนือแผ่นน้ำแข็ง ซึ่งกระบวนการทั้งหมดนี้ต้องอาศัยการเก็บข้อมูลอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเป็นไปไม่ได้เลยหากใช้ดาวเทียมขนาดใหญ่เพียงตัวเดียวในการเก็บข้อมูล เนื่องจากการโคจรรอบโลกนั้นใช้เวลาหลายชั่วโมงจนถึงหลักวัน ความถี่ของข้อมูลที่ได้นั้นจะไม่มากเพียงพอ ภารกิจจึงออกแบบให้เป็นดาวเทียมสองดวงโคจรพร้อมกันในระยะห่างที่ได้ออกแบบไว้เพื่อให้แต่ละพื้นที่มีได้รับการสำรวจถี่มากขึ้น จึงเก็บข้อมูลได้มากยิ่งขึ้น เติมเต็มข้อมูลให้กับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวกับความสัมพันธ์ของการแผ่รังสีความร้อนและปฏิสัมพันธ์ระหว่างผืนน้ำแข็งและสภาพชั้นบรรยากาศที่มีการเปลี่ยนแปลงของตลอดเวลา
ภารกิจของ PREFIRE คาดว่าจะใช้เวลาในการดำเนินการทั้งหมด 10 เดือน ซึ่งตลอดระยะเวลาของภารกิจ ทาง NASA คาดว่าจะสามารถนำข้อมูลที่ได้จาก PREFIRE มาเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับกระบวนการการถ่ายเทความร้อนของโลกเรา สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ใหม่และเป็นข้อมูลที่จะถูกนำไปสอนกับนักศึกษาจากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสัน รวมถึงสมาชิกในทีมจากมหาวิทยาลัยมิชิแกนและโคโลราโด ในภารกิจนี้ กลุ่มนักศึกษาระดับปริญญาตรีและบัณฑิตศึกษาเข้ามามีส่วนร่วมในภารกิจ ซึ่งถือเป็นส่วนสำคัญของพัฒนาทีมนักวิทยาศาสตร์ในการทำการวิจัยสู้กับการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศโลกในอนาคต
เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์
🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
