ตั้งแต่เดือนนี้ (มิถุนายน ค.ศ.2024) จนถึงราวต้นปี ค.ศ.2026 จะมีโอกาสเกิดพายุสุริยะมากขึ้น เนื่องจากปัจจุบันอยู่ในช่วงวัฏจักรสุริยะที่ 25 (Solar Cycle 25) ซึ่งจากการคาดการณ์ NOAA และ NASA พบว่าจำนวนจุดบนดวงอาทิตย์จะสูงสุดในราวเดือนกรกฎาคม ค.ศ.2025
ประเด็นหนึ่งซึ่งคนจำนวนมากสนใจคือ ผลกระทบของพายุสุริยะต่อการบิน และวงการบินรับมือเรื่องนี้อย่างไร? คำตอบคือ มีองค์กรที่กำกับดูแลด้านต่าง ๆ เช่น
องค์การบริหารมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติ (National Oceanic and Atmospheric Administration) หรือ NOAA ของสหรัฐอเมริกา ทำหน้าที่เฝ้าติดตามกิจกรรมของดวงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง คาดการณ์พายุสุริยะที่อาจเกิดขึ้น และออกประกาศเตือนไปยังองค์กรต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง
องค์กรการบินพลเรือนระหว่างประเทศ (International Civil Aviation Organization) หรือ ICAO ทำหน้าที่กำหนดมาตรฐานสากล ออกคำแนะนำและแนวทางปฏิบัติสำหรับประเทศสมาชิก รวมทั้งส่งเสริมการทำงานร่วมกันระหว่างประเทศสมาชิกในการจัดการกับพายุสุริยะ
อย่างไรก็ดี ในบทความนี้ผมขอสรุปประเด็นสำคัญจากเอกสาร Integrating Space Weather Observations & Forecast into Aviation Operations มาให้อ่านกัน เพราะนำเสนอได้เป็นระบบ ชัดเจนดี เอกสารนี้ดาวน์โหลดไฟล์ pdf ได้ที่ https://www.ametsoc.org/ams/assets/File/space_Wx_aviation_2007.pdf
เอกสารรายงาน Integrating Space Weather Observations & Forecasts into Aviation Operations
สเกลสภาพอวกาศของโนอา (NOAA Space Weather Scales) ระบุว่าพายุสุริยะมี 3 แบบหลัก ได้แก่ พายุแม่เหล็กโลก (Geomagnetic Storm) พายุรังสีสุริยะ (Solar Radiation Storm) และ การขาดหายของสัญญาณวิทยุ (Radio Blackout) ดูได้ที่ https://www.swpc.noaa.gov/noaa-scales-explanation
สเกลสภาพอวกาศของโนอาแบ่งพายุสุริยะแต่ละแบบออกเป็น 5 ระดับ ตามความรุนแรงจากต่ำสุดคือ 1 ถึงสูงสุดคือ 5 เช่น พายุแม่เหล็กโลก มีระดับความรุนแรงตั้งแต่ G1-G5 โดยที่ G คือตัวอักษรแรกของคำว่า Geomagnetic Storm นั่นเอง ส่วนพายุรังสีสุริยะมีระดับ S1-S5 และการขาดหายของสัญญาณวิทยุ มีระดับ R1-R5
พายุสุริยะแต่ละแบบจะส่งผลกระทบต่อวงการบินได้อย่างน้อย 5 แง่มุม ได้แก่ 1) การสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุความถี่สูง 2) การนำทางด้วยคลื่นวิทยุความถี่ต่ำ 3) การนำทางด้วยดาวเทียม 4) อันตรายต่อมนุษย์ และ 5) ระบบส่งไฟฟ้ากำลัง ดังสรุปในตารางที่ให้ไว้
เริ่มจากผลกระทบแง่มุมที่ 1 หรือการสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุความถี่สูง (High-frequency Radio Communication) คลื่นวิทยุความถี่สูง หรือ HF มีความถี่ในช่วง 3-30 MHz (เมกะเฮิร์ตซ์) และใช้ในการสื่อสารทางไกล การส่งคลื่นช่วงนี้ใช้บรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ในการสะท้อนคลื่นจากเครื่องส่งไปยังเครื่องรับ พายุสุริยะทั้ง 3 แบบสามารถรบกวนไอโอโนสเฟียร์ จึงส่งผลกระทบต่อการส่งคลื่นวิทยุ HF ได้ โดยที่
พายุแม่เหล็กโลกระดับ G2 ถึง G5 ส่งผลกระทบต่อการส่งคลื่นวิทยุ HF โดยในระดับ G5 ซึ่งรุนแรงที่สุดนั้น การส่งคลื่นนี้จะทำไม่ได้ในหลายพื้นที่เป็นเวลานาน 1-2 วัน
พายุรังสีสุริยะระดับ S1 ถึง S5 ก็ส่งผลกระทบต่อคลื่นวิทยุ HF ด้วยเช่นกัน โดยในระดับ S5 ซึ่งรุนแรงที่สุดนั้น สัญญาณวิทยุ HF อาจขาดหายไปอย่างสิ้นเชิง แต่จะเกิดขึ้นเฉพาะในบริเวณขั้วโลกเท่านั้น (บริเวณที่อยู่สูงกว่า 78 องศาเหนือขึ้นไป)
ส่วนการขาดหายของวิทยุเกิดจากการที่รังสีเอกซ์ที่มาจากการลุกจ้า (solar flare) กระหน่ำบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ รังสีเอกซ์จะเตะอิเล็กตรอนให้หลุดออกจากอะตอมและโมเลกุลกลายเป็น อิเล็กตรอนอิสระ เจ้าอิเล็กตรอนอิสระนี่แหละที่ดูดกลืนคลื่นวิทยุ HF ได้ดี ทั้งนี้ สำหรับระดับ R5 ซึ่งรุนแรงที่สุด สัญญาณวิทยุ HF จะขาดหายอย่างสมบูรณ์เป็นเวลาหลายชั่วโมงในฝั่งกลางวัน (ด้านที่โลกรับแสงอาทิตย์)
ส่วนผลกระทบแง่มุมที่ 2 หรือการนำทางด้วยคลื่นวิทยุความถี่ต่ำ (Low-frequency Radio Navigation) นั้นอาจไม่เป็นประเด็นมากนัก เพราะปัจจุบันการบินไม่นิยมใช้เทคโนโลยีนี้เป็นหลักแล้ว (อาจมีใช้อยู่บ้างในบางกรณี เช่น ใช้เป็นระบบสำรองในพื้นที่ห่างไหล หรือใช้ในการทหาร) แต่ในที่นี้ขอรวมเอาไว้เพื่อให้ข้อมูลครบถ้วน
พบว่าพายุแม่เหล็กโลกต้องรุนแรงอย่างน้อยระดับ G3 ขึ้นไปจึงจะเริ่มรบกวนคลื่นวิทยุความถี่ต่ำ ส่วนการขาดหายของสัญญาณวิทยุ (อันเกิดจากรังสีเอกซ์ที่มาจากการลุกจ้า) ทุกระดับความรุนแรง R1 ถึง R5 ล้วนมีผลต่อคลื่นวิทยุความถี่ต่ำ โดยในกรณี R5 อาจทำให้คลื่นวิทยุความถี่ต่ำขาดหายไปนานหลายชั่วโมงในด้านที่โลกรับแสงอาทิตย์
สําหรับผลกระทบแง่มุมที่ 3 หรือการนำทางด้วยดาวเทียม (Satellite Navigation) อาจได้ผลกระทบจากพายุสุริยะทั้ง 3 แบบ ดังนี้
พายุแม่เหล็กโลกจะทำให้ขอบล่างของบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ขยับเปลี่ยนแปลงไป ผลก็คือ ค่าพิกัดในแนวดิ่งและแนวระดับอาจผิดเพี้ยนไปได้หลายสิบเมตร ทั้งนี้พายุแม่เหล็กโลกต้องรุนแรงระดับ G3 ขึ้นไปเท่านั้นจึงจะเริ่มส่งผลกระทบ โดยในกรณี G5 ซึ่งรุนแรงที่สุดนั้น การนำทางด้วยดาวเทียมจะถูกรบกวนนานหลายวัน
พายุรังสีสุริยะส่งผลต่อการนำทางด้วยดาวเทียมหากมีระดับความรุนแรง R2 ถึง R5 โดยที่อนุภาคพลังงานสูงในรังสีสุริยะ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งโปรตอน) พุ่งเข้าชนส่วนต่างๆ ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในดาวเทียม และอาจทำให้คำสั่งในซอฟต์แวร์ผิดเพี้ยน หรือทำให้ฮาร์ดแวร์เสียหาย
น่ารู้ด้วยว่านอกจากอนุภาคที่มาจากดวงอาทิตย์แล้ว ยังมีรังสีคอสมิก (cosmic particle) ที่มาจากอวกาศ และอนุภาคทุติยภูมิ (secondary particle) ที่สามารถทำให้ดาวเทียมเสียหายได้เช่นกัน
ส่วนการขาดหายของสัญญาณวิทยุนั้นต้องรุนแรงระดับ R4 หรือ R5 จึงจะส่งผลต่อการนำทางด้วยดาวเทียม
คราวนี้มาดูผลกระทบของพายุสุริยะต่อมนุษย์บ้าง
ผลกระทบแง่มุมที่ 4 หรืออันตรายต่อมนุษย์ พบว่าเฉพาะพายุรังสีสุริยะเท่านั้นที่ส่งผลต่อร่างกายคนเราได้ โดยอาจมีผลต่อผู้โดยต่อผู้โดยสารเครื่องบินที่บินอยู่ในระดับสูงและอยู่ในแถบละติจูดสูง (บริเวณที่อยู่สูงกว่า 50 องศาเหนือขึ้นไป) หากระดับความรุนแรงตั้งแต่ S2 ขึ้นไป และอาจมีผลต่อนักบินอวกาศที่ปฏิบัติภารกิจนอกยาน หากระดับความรุนแรงตั้งแต่ S3 ขึ้นไป
สุดท้าย ผลกระทบแง่มุมที่ 5 หรือ ระบบส่งไฟฟ้ากำลัง จะเกิดจากพายุแม่เหล็กโลกเท่านั้น โดยระดับความรุนแรง G1 อาจเกิดความไม่สม่ำเสมอในการจ่ายไฟ และระดับสูงสุด G5 อาจก่อให้เกิดปัญหาการควบคุมแรงดันไฟฟ้าในวงกว้าง ระบบจ่ายไฟฟ้าอาจมีปัญหาทั้งหมด หรือเกิดไฟดับ หม้อแปลงไฟฟ้าอาจเสียหาย ทั้งนี้ หากศูนย์ควบคุมการจราจรทางอากาศอยู่ในบริเวณที่ไฟดับก็ย่อมได้รับผลกระทบด้วยเช่นกัน
จะเห็นว่าวงการบินทราบถึงผลกระทบต่างๆ ที่เกิดจากพายุสุริยะ และมีมาตรการรับมือเพื่อหลีกเลี่ยงหรือลดความเสี่ยง เช่น เที่ยวบินแถบขั้วโลกและละติจูดสูงอาจถูกเลื่อน หรืออาจมีการปรับเปลี่ยนเส้นทางการบิน เพื่อความปลอดภัยของผู้ที่อยู่ในเครื่องบินทุกคนครับ
————————————————————————————————————————————————————————–
ที่มา : มติชนสุดสัปดาห์ / วันที่เผยแพร่ 26 มิ.ย.67
Link : https://www.matichonweekly.com/column/article_776208
