NASA ปล่อยบอลลูนเหนือทวีปแอนตาร์กติกามุ่งเป้าไขความลับ "สสารมืด" ในจักรวาล

วันที่ 16 ธันวาคมที่ผ่านมา NASA ประสบความสำเร็จในการปล่อยบอลลูนวิทยาศาสตร์เที่ยวบินแรกภายใต้โครงการ Antarctic Long-Duration Balloon ปี 2025 โดยบอลลูนลูกนี้ได้ทะยานขึ้นจากฐานปล่อยบริเวณหิ้งน้ำแข็งรอสส์ (Ross Ice Shelf) ใกล้กับสถานีแมคมูร์โด (McMurdo Station) ของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐฯ บริเวณทวีปแอนตาร์กติกา

ภารกิจหลักของบอลลูนวิทยาศาสตร์ คือ การค้นหาอนุภาคหายาก โดยสัมภาระหลักที่ติดตั้งไปกับบอลลูนในครั้งนี้ คือ เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ชื่อว่า GAPS หรือ General AntiParticle Spectrometer ซึ่งปัจจุบันบอลลูนได้ลอยอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 120,000 ฟุต หรือ 36.6 กิโลเมตร ในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ 

สำหรับเป้าหมายสำคัญของเครื่อง GAPS คือ การตรวจจับนิวเคลียสของปฏิสสาร (antimatter nuclei) ที่หาได้ยากยิ่งจากอวกาศ เช่น แอนติเดวเทอรอน (antideuterons), แอนติโปรตอน (antiprotons) และแอนติฮีเลียม (antihelium)

นักวิทยาศาสตร์ระบุว่า หากเครื่อง GAPS สามารถตรวจพบแอนติเดวเทอรอนได้เพียงตัวเดียว จะถือเป็นเบาะแสสำคัญที่ช่วยอธิบายเกี่ยวกับสสารมืด (dark matter) ซึ่งเป็นวัตถุลึกลับที่มองไม่เห็นแต่เป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่ของจักรวาล โดยเครื่องมือนี้จะใช้ระบบวัดระยะเวลาการเคลื่อนที่ (time-of-flight system) เพื่อวัดความเร็วของอนุภาค และระบบติดตาม (tracker system) เพื่อบันทึกปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น

โดยสาเหตุที่ NASA เลือกใช้บอลลูนวิทยาศาสตร์ระดับสูงแทนการใช้ดาวเทียมหรือกล้องโทรทรรศน์อวกาศในบางภารกิจ เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายต่ำกว่าและมีความซับซ้อนน้อยกว่ามาก แต่ยังคงสามารถนำเครื่องมือขึ้นไปเหนือชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่ของโลกเพื่อทำงานวิจัยด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ฟิสิกส์สุริยะ และวิทยาศาสตร์โลกได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ส่วนสาเหตุที่เลือกแอนตาร์กติกาเป็นฐานปฏิบัติการ เนื่องจากในช่วงฤดูร้อนของซีกโลกใต้จะมีแสงแดดเกือบตลอด 24 ชั่วโมง และมีรูปแบบลมขั้วโลกที่คงที่ ซึ่งเอื้ออำนวยให้บอลลูนสามารถลอยตัวเก็บข้อมูลได้ยาวนานต่อเนื่องหลายวันจนถึงหลายสัปดาห์ในขณะที่โคจรรอบทวีป
การปล่อยบอลลูนในครั้งนี้ถือเป็นจุดเริ่มต้นของโครงการ GAPS ที่นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะช่วยเปิดเผยความลับของจักรวาลที่อยู่รอบตัวเราในอนาคตอันใกล้

เปรียบเทียบให้เห็นภาพการทำงานของเครื่องมือ GAPS บนบอลลูนยักษ์นี้ เสมือนการนำตาข่ายละเอียดพิเศษไปกางไว้บนยอดเขาสูงเพื่อดักจับแมลงสายพันธุ์ที่หายากที่สุดในโลกซึ่งไม่เคยมีใครเห็นตัวเป็น ๆ มาก่อน หากเราจับแมลงเหล่านั้นได้เพียงตัวเดียว เราก็จะสามารถเข้าใจระบบนิเวศลึกลับของป่าทั้งผืนที่มันจากมาได้มากขึ้นนั่นเอง