สภาพอวกาศที่เป็นใจ มีความสำคัญอย่างไรต่อการขนส่งดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศ

การส่งดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศไม่ใช่เพียงการนับถอยหลังและจุดจรวดเท่านั้น หากแต่เป็นกระบวนการที่ต้องอาศัยการประเมินปัจจัยเสี่ยงรอบด้าน หนึ่งในปัจจัยที่มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อย ๆ ในยุคที่ดาวเทียมวงโคจรต่ำเพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็ว คือสิ่งที่เรียกว่า สภาพอวกาศ (Space Weather)

ในวันจันทร์ที่ 12 มกราคม 2569 เวลา 11.47 น. สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ หรือ จิสด้า (GISTDA – Geo-Informatics and Space Technology Development Agency) มีกำหนดนำส่งดาวเทียมสำรวจโลก THEOS-2A ขึ้นสู่อวกาศ โดยก่อนการปล่อยจรวด ทีมวิจัยของ GISTDA ได้ทำการประเมินความพร้อมด้านสภาพอวกาศผ่านระบบพยากรณ์สภาพอวกาศ JASPER (Space Weather Forecast System: JASPER) ซึ่งเป็นระบบที่พัฒนาโดยนักวิจัยไทยเอง 

ผลการประเมินระบุว่า ในช่วงวันและเวลาดังกล่าว ไม่พบปัจจัยเสี่ยงที่อาจก่อให้เกิดพายุสนามแม่เหล็กโลก (Geomagnetic Storm) จึงถือเป็นช่วงเวลาที่เหมาะสมสำหรับการปล่อยจรวดและนำส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจร ซึ่งสะท้อนให้เห็นว่าสภาพอวกาศไม่ใช่เพียงข้อมูลเชิงวิชาการ แต่เป็นตัวแปรสำคัญต่อความสำเร็จของภารกิจอวกาศจริง

สภาพอวกาศเรื่องไกลตัวที่ใกล้ชิดดาวเทียมกว่าที่คิด

แม้คำว่า “สภาพอวกาศ” จะฟังดูห่างไกลจากชีวิตประจำวันของมนุษย์บนโลก แต่สำหรับดาวเทียมแล้ว สภาพอวกาศคือสภาพแวดล้อมที่มีผลต่อการทำงานโดยตรง ไม่ว่าจะเป็น

1. การลดระดับความสูงของวงโคจรดาวเทียม
2. การรบกวนสัญญาณสื่อสารและระบบนำร่อง
3. ความเสียหายต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จากรังสีพลังงานสูง

ดาวเทียม THEOS-2A ถูกออกแบบให้ปฏิบัติภารกิจในวงโคจรต่ำ หรือ วงโคจรระดับต่ำของโลก (Low Earth Orbit หรือ LEO) ที่ความสูงต่ำกว่า 2,000 กิโลเมตร วงโคจรประเภทนี้มีข้อดีด้านความละเอียดของภาพและการสื่อสาร แต่ก็มีความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศชั้นบนของโลกมากกว่าวงโคจรที่สูงขึ้น การติดตามและประเมินสภาพอวกาศจึงกลายเป็นภารกิจสำคัญก่อนการปล่อยดาวเทียมทุกครั้ง

เมื่อดวงอาทิตย์ส่งพลัง ดาวเทียมได้รับผลกระทบอย่างไร ?

ต้นกำเนิดหลักของสภาพอวกาศ คือ ดวงอาทิตย์ ซึ่งกิจกรรมบนดวงอาทิตย์ เช่น การปลดปล่อยมวลโคโรนา (Coronal Mass Ejection: CME) หรือการแผ่รังสีพลังงานสูง สามารถส่งพลังงานมหาศาลมายังโลก และกระตุ้นให้เกิด พายุสนามแม่เหล็กโลก

เมื่อพลังงานเหล่านี้ปะทะกับสนามแม่เหล็กโลก จะส่งผลให้บรรยากาศชั้นบน โดยเฉพาะชั้นเทอร์โมสเฟียร์ (Thermosphere) เช่น

1. มีอุณหภูมิสูงขึ้น
2. มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้น
3. เกิดการขยายตัวของชั้นบรรยากาศ

ผลที่ตามมา คือ แรงต้านอากาศ (Atmospheric Drag) ที่กระทำต่อดาวเทียมในวงโคจรต่ำเพิ่มสูงขึ้น ดาวเทียมจึงสูญเสียพลังงานการโคจรและค่อย ๆ ลดระดับความสูง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การเสื่อมสภาพของวงโคจร (Orbital Decay) ซึ่งอาจนำไปสู่การตกกลับสู่ชั้นบรรยากาศหากไม่สามารถแก้ไขได้ทันเวลา

บทเรียนจากอดีตสภาพอวกาศกับความสูญเสียของดาวเทียม

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีเหตุการณ์หลายครั้งที่แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าสภาพอวกาศสามารถสร้างความสูญเสียต่อภารกิจอวกาศได้จริง

ในเดือนกุมภาพันธ์ 2022 บริษัท สเปซเอ็กซ์ (SpaceX) สูญเสียดาวเทียม Starlink ถึง 38 ดวงจากทั้งหมด 49 ดวง หลังเผชิญพายุสนามแม่เหล็กโลกระดับ G1 ทำให้แรงต้านอากาศสูงกว่าที่คาดการณ์ไว้ และไม่สามารถรักษาวงโคจรได้

ในเดือนพฤษภาคม 2024 เกิดพายุสนามแม่เหล็กโลกระดับรุนแรงที่สุดในรอบกว่า 20 ปี (ระดับ G5) ส่งผลให้ดาวเทียม Starlink 10 ดวงจาก 12 ดวง ตกกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ หลังสภาพอวกาศถูกกระตุ้นอย่างต่อเนื่องก่อนเกิดพายุใหญ่

ในเดือนตุลาคม 2024 มีการวิเคราะห์ว่าพายุสนามแม่เหล็กโลกอาจเป็นสาเหตุให้ดาวเทียม Starlink-1089 กลับสู่บรรยากาศเร็วกว่ากำหนด

และในเดือนพฤศจิกายน 2025 บริษัท บลูออริจิน (Blue Origin) ตัดสินใจเลื่อนการปล่อยจรวด New Glenn ในภารกิจ NG-2 หลังตรวจพบกิจกรรมดวงอาทิตย์และพายุสนามแม่เหล็กโลกระดับ G4 ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อดาวเทียม ESCAPADE ขององค์การนาซา (NASA – National Aeronautics and Space Administration)

เหตุการณ์เหล่านี้สะท้อนให้เห็นว่า แม้เทคโนโลยีจรวดและดาวเทียมจะก้าวหน้าเพียงใด แต่การมองข้ามสภาพอวกาศอาจนำไปสู่ความสูญเสียมูลค่ามหาศาลได้ในเวลาอันสั้น

แม้พายุสนามแม่เหล็กโลกระดับรุนแรงจะเพิ่มความเสี่ยงต่อดาวเทียมที่ยังต้องปฏิบัติภารกิจ แต่ในอีกมุมหนึ่ง พลังงานจากพายุเหล่านี้ก็มีประโยชน์เช่นกัน

แรงต้านอากาศที่เพิ่มขึ้นช่วยเร่งให้ ซากจรวดและเศษขยะอวกาศ ในวงโคจรต่ำตกกลับสู่โลก เปรียบเสมือนการ “ทำความสะอาด” วงโคจร LEO ซึ่งปัจจุบันมีวัตถุอวกาศที่สามารถตรวจจับได้แล้วมากกว่า 40,000 ชิ้น

อย่างไรก็ตาม สำหรับดาวเทียมที่ยังต้องใช้งานอยู่ ผลกระทบดังกล่าวหมายถึงการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงมากขึ้นเพื่อรักษาระดับวงโคจรให้ปลอดภัย และอาจลดอายุการใช้งานของดาวเทียมลงโดยไม่จำเป็น