“มลพิษ” ส่งผลต่อดาวเทียม? อาจถึงขั้นทำระบบสื่อสารสะดุดทั่วโลก

ดาวเทียมที่ใช้สำหรับ GPS และการสื่อสารทั่วโลกกำลังเผชิญความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า จากผลกระทบของมลพิษที่ทำให้สภาพภูมิอากาศเปลี่ยนแปลง เนื่องจากพายุสุริยะที่ก่อให้เกิดพายุแม่เหล็กโลกสามารถเร่งให้บรรยากาศชั้นบนเกิดการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นอย่างฉับพลัน และอาจส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการทำงานของดาวเทียม

งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Geophysical Research Letters ระบุว่า ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นในบรรยากาศชั้นบนจะทำให้อากาศเบาบางลง ขณะที่พายุแม่เหล็กโลกกลับทำให้ชั้นบรรยากาศหนาแน่นขึ้น เมื่อทั้งสองปัจจัยเกิดขึ้นพร้อมกัน จะยิ่งสร้างความท้าทายต่อการปฏิบัติงานของดาวเทียม

นักวิจัยชี้ว่า ปัจจุบันโลกพึ่งพาเครือข่ายดาวเทียมมากขึ้น ทั้งในด้านอินเทอร์เน็ต การนำทาง ตลอดจนการใช้งานทางการทหาร ดังนั้นหากเกิดความเสียหายขึ้น ย่อมส่งผลกระทบต่อสังคมในวงกว้าง

สำหรับ “พายุแม่เหล็กโลก” เกิดขึ้นเมื่ออนุภาคประจุจากดวงอาทิตย์ปะทะกับบรรยากาศชั้นบนของโลก ปรากฏการณ์ที่มองเห็นได้ชัดที่สุดคือแสงออโรรา หรือแสงเหนือ-ใต้ที่ปรากฏเป็นสีเขียว ม่วง และชมพู แต่ขณะเดียวกัน พายุที่รุนแรงสามารถสร้างปัญหาให้กับดาวเทียมและระบบสื่อสารได้ โดยทำให้ชั้นบรรยากาศมีความหนาแน่นมากขึ้น กระทบต่อความเร็วและระดับวงโคจรของดาวเทียม จนอาจทำให้อายุการใช้งานสั้นลง

งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่า ภายในช่วงปลายศตวรรษที่ 21 หากเกิดพายุแม่เหล็กโลกที่มีความรุนแรงใกล้เคียงกับปัจจุบัน จะก่อให้เกิดความเปลี่ยนแปลงในบรรยากาศที่รุนแรงกว่าเดิม เนื่องจากบรรยากาศชั้นบนโดยรวมจะเบาบางลงมากกว่าในปัจจุบัน

ผลการจำลองด้วยซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่จำลองบรรยากาศโลกทั้งหมด ตั้งแต่ชั้นล่างไปจนถึงชั้นบนสุด พบว่า ภายในปี พ.ศ. 2583 – 2627 ความหนาแน่นของบรรยากาศชั้นบนอาจลดลงระหว่าง 20% ถึง 50% ในช่วงที่พายุสุริยะรุนแรง และความเปลี่ยนแปลงนี้อาจทำให้การเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นในช่วงพายุมีขนาดจาก “เท่าตัว” กลายเป็น “สามเท่า” เมื่อเทียบกับปัจจุบัน

ความผันผวนเช่นนี้อาจส่งผลโดยตรงต่อการโคจรของดาวเทียม หากความหนาแน่นเพิ่มขึ้นมากเกินไป ดาวเทียมอาจถูกดึงให้โคจรต่ำลงใกล้โลก ซึ่งทำให้เกิดความเสียหายต่อเครือข่ายดาวเทียมที่สำคัญ และกระทบต่อบริการที่ประชาชนใช้งานอยู่บนพื้นโลก นอกจากนี้ การที่บรรยากาศเบาบางลงยังหมายความว่า ดาวเทียมอาจมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นเนื่องจากแรงเสียดทานน้อยลง แต่ในทางกลับกัน ปัญหาขยะอวกาศในวงโคจรต่ำก็จะรุนแรงมากขึ้นเช่นกัน

งานวิจัยย้ำว่า ดาวเทียมที่กำลังถูกออกแบบและสร้างในปัจจุบันจำเป็นต้องคำนึงถึงผลกระทบที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ไม่ใช่ใช้เพียงข้อมูลการคำนวณตามสภาพแวดล้อมในอดีต เพราะในอีก 20–30 ปีข้างหน้า พายุแม่เหล็กโลกที่มีขนาดเท่าเดิมอาจสร้างผลกระทบต่อความหนาแน่นบรรยากาศที่ต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง