ยานปาร์กเกอร์: แตะดวงอาทิตย์

ผิวที่มองเห็นของดวงอาทิตย์ร้อนราว 5,500 องศาเซลเซียส แต่บรรยากาศชั้นนอกสุดที่เรียกว่าโคโรนากลับร้อนกว่าหนึ่งล้านองศา เหมือนอากาศรอบกองไฟร้อนกว่ากองไฟเอง และลมสุริยะก็ถูกเร่งให้เร็วหลายร้อยกิโลเมตรต่อวินาทีด้วยกลไกที่ยังไม่มีใครเข้าใจครบถ้วน คำถามเหล่านี้ตอบได้ยากจากระยะไกล NASA จึงส่งยานเข้าไปในโคโรนาโดยตรง

ยานตั้งชื่อตาม ยูจีน ปาร์กเกอร์ นักฟิสิกส์ที่ทำนายการมีอยู่ของลมสุริยะในปี ค.ศ. 1958 ก่อนจะตรวจพบจริง เป็นยานลำแรกของ NASA ที่ตั้งชื่อตามบุคคลที่ยังมีชีวิตอยู่ ปาร์กเกอร์ได้มาดูการปล่อยยานด้วยตัวเองในปี ค.ศ. 2018 และเสียชีวิตในปี ค.ศ. 2022

ยากกว่าการออกไปนอกระบบสุริยะ

ฟังดูขัดกับสามัญสำนึก แต่การ "ตก" เข้าหาดวงอาทิตย์ยากกว่าการหนีออกไป โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยความเร็วราว 30 กิโลเมตรต่อวินาที ยานที่ออกจากโลกก็มีความเร็วนี้ติดตัวไปด้วย การจะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ต้องลบความเร็วด้านข้างนี้ออกเกือบหมด ปาร์กเกอร์ซึ่งถูกปล่อยเมื่อวันที่ 12 สิงหาคม ค.ศ. 2018 จึงใช้การบินผ่านดาวศุกร์ถึงเจ็ดครั้ง ค่อย ๆ ลดความเร็วด้านข้างและขยับจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดเข้าไปทีละขั้น

สถิติที่ไม่น่าจะถูกทำลายในเร็ว ๆ นี้

วันที่ 24 ธันวาคม ค.ศ. 2024 ยานผ่านจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดที่ระยะราว 6.2 ล้านกิโลเมตรจากผิว (ราว 9 เท่าของรัศมีดวงอาทิตย์) และพุ่งด้วยความเร็วราว 690,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง หรือราว 190 กิโลเมตรต่อวินาที เร็วพอจะเดินทางจากกรุงเทพฯ ถึงเชียงใหม่ได้ในราวสามวินาที ยานทำแบบนี้ซ้ำทุกราว 88 วัน ถ้าย่อระยะโลกถึงดวงอาทิตย์ให้เหลือหนึ่งเมตร ยานปาร์กเกอร์เข้าไปถึงเพียงราวสี่เซนติเมตรจากผิว

แผ่นกันความร้อน

ด้านหน้าของยานมีแผ่นกันความร้อนหนาราว 11.5 เซนติเมตร ทำจากโฟมคาร์บอนประกบด้วยแผ่นคาร์บอนคอมโพสิต และเคลือบสีขาวสะท้อนแสง ด้านที่หันหาดวงอาทิตย์ร้อนราว 1,400 องศาเซลเซียส แต่อุปกรณ์ที่หลบอยู่ในเงาด้านหลังอยู่ที่อุณหภูมิใกล้อุณหภูมิห้อง ยานต้องหันแผ่นกันความร้อนเข้าหาดวงอาทิตย์อย่างแม่นยำตลอดเวลาด้วยระบบอัตโนมัติ เพราะสัญญาณจากโลกใช้เวลาหลายนาทีกว่าจะถึง ไม่ทันแก้ไขถ้าเกิดเอียงผิด

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจคือ แม้โคโรนาจะร้อนกว่าล้านองศา แต่แก๊สที่นั่นเบาบางมาก อนุภาคชนยานไม่บ่อยพอจะถ่ายเทความร้อนได้มาก สิ่งที่ทำให้ยานร้อนจริง ๆ คือแสงอาทิตย์ที่เข้มกว่าที่โลกราว 500 เท่า

สิ่งที่ปาร์กเกอร์ค้นพบ

• เข้าไปในบรรยากาศของดวงอาทิตย์ ในปี ค.ศ. 2021 ยานข้ามขอบเขตที่ลมสุริยะเริ่มเคลื่อนที่เร็วกว่าคลื่นแม่เหล็กจะย้อนกลับได้ (Alfvén surface) เป็นครั้งแรก นับเป็นการ "แตะ" ดวงอาทิตย์ครั้งแรกของมนุษย์
• สนามแม่เหล็กที่หักงอกลับ พบว่าเส้นสนามแม่เหล็กในลมสุริยะหักพับกลับเป็นรูปตัว S อย่างฉับพลันบ่อยครั้ง เรียกว่า switchback ซึ่งอาจเป็นกุญแจสำคัญของการเร่งและให้ความร้อนแก่ลมสุริยะ
• ฝุ่นรอบดวงอาทิตย์ พบว่าใกล้ดวงอาทิตย์มีบริเวณที่ฝุ่นถูกความร้อนระเหยไปจนบางลง ตามที่เคยมีทฤษฎีทำนายไว้
• ภาพจากใน CME กล้องของยานถ่ายภาพการปะทุของพลาสมาจากดวงอาทิตย์ขณะยานบินผ่านเข้าไปข้างใน ช่วยให้พยากรณ์พายุสุริยะที่มากระทบโลกได้แม่นยำขึ้น

ภารกิจหลักครบ 24 รอบในปี ค.ศ. 2025 และยานยังคงโคจรเฉียดดวงอาทิตย์ต่อไป เป็นช่วงเดียวกับที่ดวงอาทิตย์อยู่ในช่วงกิจกรรมสูงสุดของวัฏจักร ทำให้ได้ข้อมูลของดวงอาทิตย์ในช่วงที่ปั่นป่วนที่สุด