แปลก! พายุสุริยะรุนแรง ช่วยปกป้องนักบินอวกาศจากรังสีคอสมิก

เป็นเรื่องแปลกทีเดียว หลังจากที่ดวงอาทิตย์เกิดการลุกจ้าครั้งใหญ่ที่สุดในรอบ 4 ปี โดยเป็นความรุนแรงถึงระดับ “คลาสเอกซ์” ระดับความรุนแรงสูงสุดของกิจกรรมบนดวงอาทิตย์ แต่กลับทำให้นักบินอวกาศบนสถานีอวกาศได้รับรังสีน้อยลง

เมื่อสัปดาห์ที่ผ่านมา ระหว่างที่เราชาวโลกกำลังอยู่ในบรรยากาศคาบเกี่ยวกับช่วงวันวาเลนไทน์ ได้เกิดพายุสุริยะ (solar storm) ที่รุนแรงที่สุดในรอบ 4 ปี ซึ่งได้ส่งคลื่นการแผ่รังสี และอนุภาคมีประจุที่เคลื่อนที่เร็วสูงพุ่งตรงมายังโลก และดวงอาทิตย์ยังมีกิจกรรมต่อเนื่อง แม้กระทั่งวันที่ 18 ก.พ.2011 ที่ผ่านมา จนยังเกิดการปะทุครั้งใหญ่อีกครั้ง

พายุสุริยะที่มีความเข้มสูงขนาดนั้น สามารถทำอันตรายต่อนักบินอวกาศได้ หากแต่ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่า ฉนวนป้องกันบนสถานีอวกาศและสนามแม่เหล็กโลกนั้น ได้ช่วยปกป้องนักบินอวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติหรือไอเอสเอส (International Space Station: ISS) ได้เป็นอย่างดี

นอกจากนี้ สเปซด็อทคอมยังรายงานความเห็นของผู้เชี่ยวชาญอีกว่า การปะทุรุนแรงของดวงอาทิตย์เมื่อสัปดาห์ก่อนนั้น น่าจะเป็นประโยชน์ต่อสุขภาพของนักบินอวกาศ ด้วยการช่วยผลักอันตรายจากรังสีคอสมิกพลังงานสูงนอกระบบสุริยะให้ออกไปไกลๆ ด้วย

“จริงๆ แล้วมันช่วยให้ลูกเรือได้รับรังสีในปริมาณน้อยลง มากกว่าที่จะเพิ่มขึ้นด้วยซ้ำ รังสีคอสมิคจากกาแลกซีนั้น เป็นปัญหาใหญ่กว่าสำหรับเรา” แฟรงก์ คูซินอตตา (Frank Cucinotta) หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ในโครงการรังสีอวกาศ (Space Radiation Program) ขององค์การบริหารการบินอวกาศสหรัฐฯ (นาซา) กล่าว

สำหรับพายุสุริยะในช่วงคาบเกี่ยวกับวันวาเลนไทน์นั้น ได้ปะทุรุนแรงในระดับคลาสเอกซ์ (Class X solar flare) ซึ่งเป็นระดับที่รุนแรงที่สุด โดยได้ระเบิดรังสีเอกซ์และแสงในความยาวคลื่นอื่นๆ พุ่งตรงมายังโลก และยังพ่นกลุ่มก้อนของอนุภาคมีประจุและกระจุกสนามแม่เหล็กที่เรียกว่า “การพ่นมวลโคโรนา” (coronal mass ejection) หรือซีเอ็มอี (CME) ออกมาด้วย

สำหรับก้อนอนุภาคซีเอ็มอีนั้น เป็นอันตรายต่อนักบินอวกาศมากกว่าการลุกจ้า เพราะอาจผลักอนุภาคโปรตอนออกมาจากดวงอาทิตย์ด้วยความเร็วมหาศาล ซึ่ง “พายุโปรตอน” (proton storms) นี้ ทำให้นักบินอวกาศถึงตายได้ เช่น หากได้ปะทะกับพายุดังกล่าวระหว่างเดินบนพื้นผิวดวงจันทร์ เป็นต้น แต่สเปซด็อทคอมระบุว่า สถานีอวกาศนั้นไม่ได้อยู่ใกล้กับดวงจันทร์เลย

สถานีอวกาศโคจรอยู่เหนือพื้นโลก 354 กิโลเมตร ซึ่งยังอยู่ในบริเวณสนามแม่เหล็กโลกห่อหุ้มอยู่ และสถานีอวกาศเองยังออกแบบมาให้ป้องสนามพายุสุริยะรุนแรงด้วย ดังนั้นตราบเท่าที่นักบินอวกาศยังอยู่ในสถานีพวกเขายังคงปลอดภัย ตามคำอธิบายของคูชินอตตา

“ทุกตารางนิ้วบนสถานีอวกาศ ได้รับการปกป้องอย่างดีเยี่ยม แต่ถ้าเราไม่กำหนดเวลาอีวาส์ (extravehicular activity: EVAs - กิจกรรมที่ให้นักบินอวกาศออกไปปฏิบัติการในห้วงอวกาศที่นอกสถานีหรือยานอวกาศ) ให้นักบินอวกาศอย่างถูกต้อง ก็จะเป็นปัญหาได้” คูชอนอตตากล่าว

อย่างไรก็ดี ไม่ได้หมายความว่านักบินอวกาศบนสถานีอวกาศจะไม่มีความเสี่ยงเลย ในกรณีที่เกิดการปะทุรุนแรงมหาศาล ก็กระตุ้นให้เกิดปัญหาบางอย่างได้ ตัวอย่างย้อนกลับไปเมื่อปี 2003 พายุสุริยะขนาดรุนแรงทำให้นักบินอวกาศต้องเข้าไปหลบอยู่ในบริเวณสถานีอวกาศที่มีฉนวนป้องกันแน่นหนาที่สุด

ถึงอย่างนั้นคูชินอตตากล่าวว่า เหตุการณ์เมื่อสัปดาห์ที่ผ่านมาไม่ได้ส่งผลเช่นเมื่อ 7 ปีก่อน และยังช่วยปกป้องสถานีอวกาศด้วย นอกจากนี้กระสวยอวกาศเองก็ได้ติดฉนวนป้องกันเป็นอย่างดี ดังนั้นการปะทุล่าสุดนี้จึงไม่เป็นปัญหาสำหรับกระสวยดิสคัฟเวอรี (Discovery) ซึ่งกำหนดทะยานฟ้าในวันที่ 24 ก.พ.นี้

นอกจากนี้ แทนที่พายุสุริยะครั้งใหญ่ล่าสุดจะเป็นอันตรายต่อนักบินอวกาศ แต่คูชินอตตากล่าวว่า พายุสุริยะที่รุนแรงดังกล่าวได้ช่วยปกป้องนักบินอวกาศจากรังสีคอสมิกที่อาบมาที่สถานีอวกาศอย่างสม่ำเสมอ

รังสีคอสมิก (Cosmic rays) นั้น เต็มไปด้วยอนุภาคโปรตอนพลังงานสูงที่แหล่งกำเนิดออกมาจากคลื่นกระแทกของการระเบิดซูเปอร์โนวา (supernova) และปรากฏการณ์อื่นๆ ในเอกภพ แล้วซัดจากที่ห่างไกลเข้ามายังละแวกอวกาศที่เราอยู่ อีกทั้งยังมีความรุนแรงมากกว่าอนุภาคโปรตอนจากดวงอาทิตย์จะทานไหว

โชคดีว่าชั้นบรรยากาศของโลกช่วยลดขนาดของรังสีคอสมิก แต่สำหรับนักบินอวกาศที่อยู่ในวงโคจรแล้ว พวกเขามีโอกาสได้รับรังสีในปริมาณสูงกว่าคนทั่วไปที่อยู่บนพื้นโลก และอนุภาคที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงนี้ยังแทรกซึมเข้าสู่เนื้อเยื่อ กระโจนเข้าสู่เซลล์และทำลายดีเอ็นเอ อีกทั้งการได้รับรังสีเกินระดับนานไปยังเป็นสาเหตุให้เกิดมะเร็งและปัญหาสุขภาพอื่นๆ

ถึงอย่างนั้นพายุสุริยะเมื่อสัปดาห์ที่ผ่านมา กลับลดปริมาณการได้รับรังสีของลูกเรืออวกาศลง เนื่องจากสนามแม่เหล็กช่วยเบนทิศทางของอนุภาคมีประจุ ดังนั้น คูซินอตตาบอกว่าการพ่นมวลซีเอ็มอีมายังโลกจึงช่วยปักรังสีคอสมิกปริมาณมากให้ออกไปไกลๆ เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า “การลดลงของรังสีคอสมิกแบบฟอร์บุช” (Forbush decrease) ซึ่งตั้งตามชื่อนักวิทยาศาสตร์ที่ค้นพบปรากฏการณ์นี้ ซึ่งพบเห็นได้บ่อยๆ

ผลจากปรากฏการณ์ดังกล่าว ทั้งน่าตื่นเต้นและช่วยค้ำจุน ตัวอย่างพายุสุริยะเมื่อปี 2005 นั้นได้ทำให้รังสีคอสมิกที่กระทบสถานีอวกาศนานาชาติลดลงไป 30% ดังนั้น ขณะที่พายุสุริยะครั้งรุนแรงสามารถสร้างความเสียหายทั้งรบกวนการจ่ายกระแสไฟฟ้า และโครงสร้างพื้นฐานการสื่อสารทั่วโลก แต่กำลังมหาศาลของพายุสุริยะก็ช่วยให้เกิดเรื่องดีอย่างการสร้างเกราะคุ้มครองนักบินอวกาศบนสถานีอวกาศได้ อีกทั้งยังทำให้เกิดแสงเหนือหรือออโรราที่สวยงามใกล้กับขั้วโลกได้