ดาวเทียมยูอาร์ส (UARS)

19 กันยายน 2554
ปรับปรุงครั้งล่าสุด 6 ธันวาคม 2559
โดย: วรเชษฐ์ บุญปลอด (worachateb@yahoo.com)
ดาวเทียมขององค์การนาซาตกสู่โลกอย่างไร้การควบคุม คาดว่ามีชิ้นส่วนโลหะหลงเหลือกว่า 500 กิโลกรัม ตกลงสู่พื้นโลก มีโอกาสน้อยมากที่คนบนโลกจะได้รับอันตราย นาซาระบุว่าดาวเทียมตกในวันที่ 24 กันยายน 2554 เวลา 11:00 น. ตามเวลาประเทศไทย จุดตกอยู่ทางตอนใต้ของมหาสมุทรแปซิฟิก

ดาวเทียมยูอาร์ส

ดาวเทียมวิจัยบรรยากาศชั้นบนหรือยูอาร์ส (Upper Atmosphere Research Satellite UARS) เป็นดาวเทียมขนาด 4.5 × 11 เมตร หนัก 5.7 ตัน ที่องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา หรือองค์การนาซา ได้นำไปปล่อยในอวกาศเมื่อเดือนกันยายน 2534 โดยบรรทุกไปกับกระสวยอวกาศดิสคัฟเวอรี ภารกิจคือการสำรวจบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ ดาวเทียมทำงานอยู่ในวงโคจรรอบโลกที่ความสูงประมาณ 580 กิโลเมตร หลังจากสิ้นสุดภารกิจแล้ว ปลายปี 2548 นาซาได้ใช้เชื้อเพลิงที่เหลืออยู่บนดาวเทียม ดึงดาวเทียมลงมาที่วงโคจร 360 × 510 กิโลเมตร เหนือผิวโลก เพื่อปล่อยให้ค่อย ๆ ตกลงมาด้วยแรงต้านจากชั้นบรรยากาศ
ดาวเทียมยูอาร์สเทียบกับความสูงของมนุษย์โดยประมาณ (ภาพดาวเทียมจาก NASA)  

นาซาเตือนยูอาร์สใกล้ตก

วันที่ กันยายน 2554 นาซาแถลงว่าดาวเทียมยูอาร์สจะตกในปลายเดือนกันยายนหรือต้นเดือนตุลาคม 2554 โดยปราศจากการควบคุม เนื่องจากไม่เหลือเชื้อเพลิงบนดาวเทียม พร้อมระบุว่ามีโอกาส ใน 3,200 หรือ 0.03% ที่ชิ้นส่วนดาวเทียมจะตกใส่คนจนก่อให้เกิดการบาดเจ็บหรือล้มตาย นาซากล่าวว่าที่ผ่านมา ยังไม่เคยมีรายงานที่ยืนยันได้ว่ามนุษย์ได้รับอันตรายจากการตกของชิ้นส่วนดาวเทียมหรือขยะอวกาศอื่นๆ เว็บไซต์ของแอโรสเปซระบุว่ามีสตรีคนหนึ่งในรัฐโอคลาโฮมา โดนชิ้นส่วนจรวดขนาด นิ้ว ชนเข้าที่ไหล่เมื่อปี 2540 แต่ไม่ได้รับบาดเจ็บ เนื่องจากถูกชนเบา ๆ แม้ความเสี่ยงจะต่ำมาก แต่นาซาก็ไม่ได้นิ่งนอนใจ และกำลังเฝ้าติดตามดาวเทียมดวงนี้อย่างใกล้ชิด

ยังไม่ทราบเวลาตก

ในเบื้องต้นไม่สามารถระบุได้ว่ายูอาร์สจะตกในวันใดหรือบริเวณใด วงโคจรที่เอียง 57° กับเส้นศูนย์สูตร ทำให้บอกได้แต่เพียงว่าจุดตกอยู่ในช่วงละติจูด 57° เหนือ ลงไปถึงละติจูด 57° ใต้ ซึ่งครอบคลุมพื้นที่ที่มีประชากรโลกอาศัยอยู่เกือบทั้งหมด ส่วนวันและเวลานั้น ขณะแถลงข่าวต่อสื่อมวลชน นาซาประเมินว่าอยู่ในช่วงปลายเดือนกันยายนถึงต้นเดือนตุลาคม โดยระบุในเว็บไซต์เมื่อวันที่ 12 กันยายนว่าอาจเป็นสัปดาห์สุดท้ายของเดือน และล่าสุดเมื่อวันที่ 18 กันยายน คาดว่ายูอาร์สจะตกในวันที่ 23 กันยายน (± วัน)
วงโคจรในขณะหนึ่งของดาวเทียมยูอาร์ส 

ศูนย์ปฏิบัติการอวกาศร่วม (Joint Space Operations Center หรือ JSpOC) ซึ่งเป็นหน่วยงานภายใต้กองบัญชาการยุทธศาสตร์แห่งสหรัฐอเมริกา (U.S. Strategic Command) จะแจ้งผลการพยากรณ์เวลาตกให้เราทราบเป็นระยะ อย่างไรก็ตาม การพยากรณ์จุดตกมีความไม่แน่นอนสูง เนื่องจากความไม่สม่ำเสมอของความหนาแน่นในชั้นบรรยากาศ แม้ก่อนตก ชั่วโมง ก็ยังอาจคลาดเคลื่อนได้อีกราวครึ่งชั่วโมง เป็นความจริงที่ต้องยอมรับว่านักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถระบุจุดตกที่แม่นยำได้ แต่จะตีกรอบให้แคบลงจนสามารถบอกได้ว่าดาวเทียมมีเส้นทางผ่านบริเวณใดบ้างขณะที่มันกำลังลุกไหม้ในบรรยากาศ

ตัวอย่างเส้นทางดาวเทียมยูอาร์ส จะเห็นว่าดาวเทียมเคลื่อนที่อยู่ระหว่างละติจูด 57° เหนือและใต้ 

แบบจำลองบอกอะไรบ้าง

ข้อมูลจากแบบจำลองการตกของดาวเทียมดวงนี้ซึ่งจัดทำขึ้นในปี 2545 ประเมินว่าดาวเทียมจะเริ่มลุกไหม้จนชิ้นส่วนต่าง ๆ แยกออกจากกันที่ความสูงประมาณ 80 กิโลเมตร เกือบทั้งหมดถูกเผาไหม้ไปในชั้นบรรยากาศ แต่จะมีโลหะขนาดต่าง ๆ กันราว 26 ชิ้น และชิ้นส่วนเล็ก ๆ อีกหลายชิ้น น้ำหนักรวม 532 กิโลกรัม หลุดรอดลงมาถึงพื้นดิน

เศษซากเหล่านี้ทยอยตกเป็นแนวยาว 800 กิโลเมตร ตามเส้นทางการเคลื่อนที่ของดาวเทียมขณะที่มันพุ่งผ่านชั้นบรรยากาศ ซากที่เหลือส่วนใหญ่เป็นเหล็กกล้า อะลูมิเนียม โลหะไทเทเนียม และเบริลเลียม มีรูปทรงหลายแบบ ทั้งเป็นกล่องสี่เหลี่ยม ทรงกระบอก ทรงกลม และเป็นแผ่น ชิ้นใหญ่ที่สุดหนักราว 160 กิโลกรัม หากมีการพบเห็นชิ้นส่วนดาวเทียมตกที่ใดให้แจ้งต่อเจ้าหน้าที่ท้องถิ่น และหลีกเลี่ยงการแตะต้อง

สามารถมองเห็นได้หรือไม่

ขณะที่ดาวเทียมยูอาร์สตกสู่โลก หากเราอยู่ในรัศมีการมองเห็น (ห่างไม่เกิน 1,000 กิโลเมตร ในแนวราบ) ถ้าเป็นเวลากลางคืน จะเห็นลูกไฟสว่างหลายลูกพุ่งเป็นทางยาวไปพร้อมกันบนท้องฟ้า ถ้าเป็นเวลากลางวัน มันจะสว่างจนมองเห็นได้ ส่วนใหญ่เมื่อใกล้ถึงพื้นจะมีความเร็วต่ำ ยกเว้นชิ้นที่หนักมาก นาซาคำนวณว่าจะมีความเร็วสูงถึง 107 เมตร/วินาที (385 กิโลเมตร/ชั่วโมง) หากพบว่าดาวเทียมมีโอกาสตกบนพื้นดินหรือเขตเมืองที่มีคนอาศัยอยู่หนาแน่น อาจมีคำแนะนำถึงวิธีปฏิบัติตัวเพื่อลดความเสี่ยงอันเกิดจากการตกของดาวเทียม ซึ่งก็คือไม่อยู่กลางแจ้ง อย่างไรก็ตาม อย่าตื่นตระหนกจนเกินไป เพราะดาวเทียมดวงนี้ไม่ได้บรรจุสารที่เป็นพิษ และมีโอกาสน้อยที่เราจะได้รับบาดเจ็บโดยตรงจากชิ้นส่วนดาวเทียม
ชิ้นส่วนจรวดชิ้นหนึ่งของนาซา ผ่านบรรยากาศโลกมาตกใกล้กรุงเทพฯ เมื่อวันที่ 13 มกราคม 2548 มีขนาด 1×2 เมตร เป็นโลหะไทเทเนียม หนัก 50 กิโลกรัม ชิ้นส่วนจรวดชนิดเดียวกันนี้ นอกจากประเทศไทย เคยมีรายงานตกที่ซาอุดีอาระเบีย อาร์เจนตินา และอุรุกวัย (ภาพ The Orbital Debris Quarterly News, Volume 9, Issue 2, April 2005)  

ในอดีต สถานีอวกาศมีร์ของรัสเซียหนักราว 120 ตัน เคยตกในปี 2544 แต่เป็นการควบคุมให้ตกลงสู่มหาสมุทรแปซิฟิก จึงไม่ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อผู้คนบนพื้นโลก ส่วนสถานีอวกาศสกายแล็บหนักราว 80 ตัน ตกเมื่อปี 2522 ชิ้นส่วนกระจายในมหาสมุทรอินเดียและดินแดนที่มีคนอาศัยอยู่เบาบางทางตะวันตกของออสเตรเลีย ไม่มีรายงานผู้ได้รับบาดเจ็บหรือทรัพย์สินเสียหาย

ยานจูลส์เวิร์นเอทีวี (Jules Verne Automated Transfer Vehicle) ขององค์การอีซา (ESA) แตกกระจายและลุกไหม้บนท้องฟ้า เหนือทะเลทางตอนใต้ของมหาสมุทรแปซิฟิก ภาพเคลื่อนไหวนี้ถ่ายจากเครื่องบินของนาซาเมื่อวันที่ 29 กันยายน 2551

ภาพจำลองการตกของดาวเทียมยูอาร์ส จาก Analytical Graphic, Inc.

ความเคลื่อนไหวล่าสุด

กราฟระยะห่างจากพื้นโลกของดาวเทียมยูอาร์ส เส้นประเป็นผลการพยากรณ์จากวงโคจร ณ วันที่ 24 กันยายน จากกราฟนี้ คาดว่าดาวเทียมจะแตะระดับ 120 กิโลเมตร ซึ่งความหนาแน่นในบรรยากาศจะสูงมากพอจนดาวเทียมตกลงอย่างรวดเร็ว และเริ่มเผาไหม้ในช่วงใกล้เที่ยงของวันเสาร์ที่ 24 กันยายน ตามเวลาประเทศไทย (คำนวณด้วยโปรแกรม SatEvo

27 กันยายน 2554
นาซาสรุปว่าดาวเทียมยูอาร์สเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศเมื่อวันที่ 24 กันยายน 2554 เวลา 11:00 น. ตามเวลาประเทศไทย จุดตกอยู่ทางตอนใต้ของมหาสมุทรแปซิฟิก (ละติจูด 14.1° ใต้ ลองจิจูด 170.2° ตะวันตก) แต่ไม่พบรายงานการมองเห็น คาดว่าซากดาวเทียมตกในทะเลเป็นระยะทางตั้งแต่ 300 ถึง 800 ไมล์ (480-1290 กิโลเมตร) ห่างไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือของจุดตก

เส้นทางดาวเทียมยูอาร์สระหว่างเวลา 10:30-11:00 น. ของวันที่ 24 กันยายน 2554 นาซาระบุว่าดาวเทียมยูอาร์สเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศในเวลา 11:00 น. วงกลมสีเขียวคือจุดตก ก่อนหน้านั้นดาวเทียมเคลื่อนผ่านตอนใต้ของมหาสมุทรอินเดียและทางเหนือของนิวซีแลนด์ (ภาพ NASA) 

24 กันยายน 2554
เวลา 22:37 น. นาซาระบุในเว็บไซต์ของยูอาร์สว่าดาวเทียมเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศทางตอนเหนือของมหาสมุทรแปซิฟิก ใกล้ชายฝั่งด้านทิศตะวันตกของสหรัฐอเมริกา แต่ยังไม่สามารถระบุเวลาตกที่แน่นอน และจุดตกของซากดาวเทียมได้ พร้อมกับยังไม่มีรายงานการได้รับบาดเจ็บหรือความเสียหายต่อทรัพย์สินใด 

เส้นทางดาวเทียมยูอาร์สระหว่างเวลา 10:23-12:09 น. ของวันที่ 24 กันยายน 2554 ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่นาซาคาดว่าดาวเทียมยูอาร์สเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศ วงกลมสีเขียวคือกึ่งกลางของเส้นทาง ซึ่งมีความเป็นไปได้มากที่สุด (ภาพ NASA) 

24 กันยายน 2554
เวลา 14:47 น. ศูนย์ปฏิบัติการอวกาศร่วม (Joint Space Operations Center หรือ JSpOC) ที่ฐานทัพอากาศแวนเดนเบิร์กในแคลิฟอร์เนีย รายงานว่าดาวเทียมยูอาร์สตกในมหาสมุทรแปซิฟิก แต่ยังไม่ทราบเวลาที่แน่นอน
เวลา 14:17 น. นาซายืนยันว่าดาวเทียมยูอาร์สตกสู่พื้นโลกแล้ว คาดว่าอยู่ในช่วงเวลา 10:23-12:09 น. ซึ่งแปลว่ายังไม่สามารถระบุเวลาและจุดตกที่แน่นอนได้
เวลา 09:50 น. นาซาคาดว่าดาวเทียมยูอาร์สจะตกในช่วงเวลา 10:45-11:45 น. ช่วงเวลานั้นดาวเทียมผ่านตอนใต้ของมหาสมุทรอินเดีย นิวซีแลนด์ มหาสมุทรแปซิฟิก ตะวันตกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกา แคนาดา ตอนเหนือของมหาสมุทรแอตแลนติก และด้านตะวันตกเฉียงเหนือของแอฟริกา
เวลา 08:59 น. JSpOC พยากรณ์ว่ายูอาร์สจะตกในเวลา 11:16 น. (± ชั่วโมง) ขณะนั้นดาวเทียมผ่านฮาวายมาแล้ว กำลังอยู่เหนือมหาสมุทรแปซิฟิก เกือบถึงชายฝั่งด้านตะวันตกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกา
เวลา 08:09 น. ดาวเทียมโคจรเป็นวงรีอยู่ที่ระดับ 135 × 141 กม. คาบ 87.2 นาที
จากวงโคจรเวลา 05:15 น. แอโรสเปซพยากรณ์ว่ายูอาร์สจะตกในเวลา 12:10 น. (± ชั่วโมง) ขณะนั้นดาวเทียมผ่านทวีปแอฟริกามาแล้ว กำลังอยู่เหนือมหาสมุทรอินเดีย ใกล้มหาสมุทรใต้ ซึ่งอยู่รอบทวีปแอนตาร์กติกา และมุ่งหน้าไปทางด้านตะวันออกของออสเตรเลีย
เวลา 05:43 น. JSpOC พยากรณ์ว่ายูอาร์สจะตกในเวลา 11:49 น. (± ชั่วโมง)
เวลา 05:15 น. ดาวเทียมโคจรเป็นวงรีอยู่ที่ระดับ 145 × 150 กม. คาบ 87.4 นาที
จากวงโคจรเวลา 03:48 น. แอโรสเปซพยากรณ์ว่ายูอาร์สจะตกในเวลา 11:04 น. (± ชั่วโมง)
เวลา 03:48 น. ดาวเทียมโคจรเป็นวงรีอยู่ที่ระดับ 148 × 154 กม. คาบ 87.5 นาที

เส้นทางดาวเทียมยูอาร์สระหว่างเวลา 10:00-14:00 น. ของวันที่ 24 กันยายน 2554 ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่มีความเป็นไปได้มากที่สุดในขณะนี้ที่ดาวเทียมจะตก (ดาวเทียมเคลื่อนไปทางทิศตะวันออก วงโคจรค่อย ๆ ขยับไปทางทิศตะวันตกเมื่อเทียบกับตำแหน่งบนผิวโลก ลงตำแหน่งดาวเทียมทุก ๆ นาที)

เส้นทางดาวเทียมยูอาร์สระหว่างเวลา 10:00-14:00 น. ของวันที่ 24 กันยายน 2554 ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่มีความเป็นไปได้มากที่สุดในขณะนี้ที่ดาวเทียมจะตก (ดาวเทียมเคลื่อนไปทางทิศตะวันออก วงโคจรค่อย ๆ ขยับไปทางทิศตะวันตกเมื่อเทียบกับตำแหน่งบนผิวโลก ลงตำแหน่งดาวเทียมทุก ๆ นาที) 

23 กันยายน 2554
เวลา 22:33 น. JSpOC พยากรณ์ว่ายูอาร์สจะตกในวันที่ 24 กันยายน เวลา 10:34 น. (± ชั่วโมง)
เวลา 17:34 น. ดาวเทียมโคจรเป็นวงรีอยู่ที่ระดับ 163 × 170 กม. คาบ 87.8 นาที
เวลา 14:38 น. ดาวเทียมโคจรเป็นวงรีอยู่ที่ระดับ 166 × 173 กม. คาบ 87.9 นาที
เวลา 08:47 น. ดาวเทียมโคจรเป็นวงรีอยู่ที่ระดับ 171 × 180 กม. คาบ 88.0 นาที
เวลา 07:17 น. JSpOC พยากรณ์ว่ายูอาร์สจะตกในวันที่ 24 กันยายน เวลา 07:42 น. (± 15 ชั่วโมง)
เวลา 05:51 น. ดาวเทียมโคจรเป็นวงรีอยู่ที่ระดับ 173 × 183 กม. คาบ 88.1 นาที
จากวงโคจรเวลา 02:55 น. แอโรสเปซพยากรณ์ว่ายูอาร์สจะตกในวันที่ 24 กันยายน เวลา 07:58 น. (± ชั่วโมง)
เวลา 02:55 น. ดาวเทียมโคจรเป็นวงรีอยู่ที่ระดับ 176 × 186 กม. คาบ 88.1 นาที

22 กันยายน 2554
เวลา 10:44 น. ดาวเทียมโคจรเป็นวงรีอยู่ที่ระดับ 187 × 200 กม. คาบ 88.4 นาที
หากดาวเทียมตกในวันที่ 24 กันยายน เวลาประมาณ 04:30 น. ดาวเทียมจะผ่านเวียดนาม และสามารถสังเกตเห็นได้จากตอนบนของประเทศไทย แต่ขณะนี้เวลาตกยังมีความไม่แน่นอนสูง จึงยังสรุปเช่นนั้นไม่ได้ คาดว่าช่วงบ่ายหรือค่ำของวันที่ 23 กันยายน จะมีความชัดเจนมากขึ้น
เวลา 01:54 น. ดาวเทียมโคจรเป็นวงรีอยู่ที่ระดับ 191 × 205 กม. คาบ 88.5 นาที
นาซาระบุว่าขณะที่ดาวเทียมยูอาร์สกำลังตกสู่พื้นโลก ทวีปอเมริกาเหนือไม่น่าจะอยู่ในเส้นทางที่ดาวเทียมเคลื่อนผ่าน
เวลา 03:28 น. JSpOC พยากรณ์ว่ายูอาร์สจะตกในวันที่ 24 กันยายน เวลา 03:58 น. (± 24 ชั่วโมง)
21 กันยายน 2554
เวลา 11:09 น. ดาวเทียมโคจรเป็นวงรีอยู่ที่ระดับ 198 × 214 กม. คาบ 88.6 นาที
แอโรสเปซพยากรณ์ว่ายูอาร์สจะตกในวันที่ 24 กันยายน เวลา 03:00 น. (± 14 ชั่วโมง)

20 กันยายน 2554
เวลา 20:23 น. ดาวเทียมโคจรเป็นวงรีอยู่ที่ระดับ 203 × 220 กม. คาบ 88.7 นาที
แอโรสเปซพยากรณ์ว่ายูอาร์สจะตกในวันที่ 24 กันยายน เวลา 03:36 น. (± 20 ชั่วโมง)
19 กันยายน 2554 เวลา 19:14 น. ดาวเทียมโคจรเป็นวงรีอยู่ที่ระดับ 210 × 229 กม. คาบ 88.9 นาที
18 กันยายน 2554 เวลา 21:00 น. ดาวเทียมโคจรเป็นวงรีอยู่ที่ระดับ 215 × 237 กม. คาบ 89.0 นาที

ดาวเทียมดวงถัดไป

ขยะอวกาศตกสู่โลกทุกเดือน เดือนละหลายครั้ง ส่วนใหญ่มีขนาดเล็ก จึงเผาไหม้หมดหรือเกือบหมดไปในบรรยากาศ อีกไม่นานนี้ จะมีดาวเทียมขนาดใหญ่อีกดวงหนึ่งตกสู่บรรยากาศโลก มีชื่อว่าโรแซต (ROSAT ย่อมาจาก Röntgensatellit) เป็นดาวเทียมของเยอรมนี ใช้สำรวจท้องฟ้าในย่านรังสีเอกซ์ คาดว่าดาวเทียมหนัก 2.4 ตันดวงนี้ จะทิ้งชิ้นส่วนกว่า 30 ชิ้น น้ำหนักรวม 1.6 ตัน ลงสู่พื้นโลก โดยเฉพาะกระจกของกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งทนความร้อนสูง การคำนวณจากวงโคจรล่าสุด คาดหมายว่าดาวเทียมโรแซตอาจตกในปลายเดือนตุลาคมหรือต้นเดือนพฤศจิกายน 2554
ดาวเทียมโรแซต (ภาพ EADS Astrium) 

ดูเพิ่ม

        รายงานพิเศษ จรวดรัสเซียตกเหนือฟ้าไทย

ที่มา

UARS NASA Has anyone been hit by falling debris? The Aerospace Corporation
Orbital Debris Quarterly News NASA
UARS The Aerospace Corporation
Space-Track USSTRATCOM
UARS Re-entry Updates Spaceflight Now

หมายเหตุ ดัดแปลงจากบทความเผยแพร่ในโพสต์ทูเดย์ ฉบับวันอาทิตย์ที่ 18 กันยายน 2554