SMILE ดาวเทียมยุโรป–จีนที่กำลังเปิดแผนที่เกราะแม่เหล็กของโลกจากอวกาศ

หลังจากนั้นไม่นาน แผงโซลาร์เซลล์ของยานก็ถูกกางออกและสามารถติดต่อกับสถานีภาคพื้นดินได้สำเร็จ ซึ่งเป็นสัญญาณว่าการปล่อยและการเปิดใช้งานยานเป็นไปตามแผน

จากวงโคจรเริ่มต้นใกล้โลก ยานจะค่อย ๆ ปรับวงโคจรจนเข้าสู่วงโคจรวิทยาศาสตร์ที่ออกแบบไว้สำหรับการสังเกตการณ์แมกนีโตสเฟียร์

ทำไมภารกิจ SMILE จึงสำคัญ

ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า Space Weather หรือสภาพอากาศอวกาศ ซึ่งเกิดจากกิจกรรมของดวงอาทิตย์ สามารถรบกวนเทคโนโลยีบนโลกได้ เช่น

• ดาวเทียม
• ระบบนำทาง GPS
• การสื่อสารทางวิทยุ
• โครงข่ายไฟฟ้า

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์มักมีปัญหาในการมองเห็นว่าลมสุริยะกระทบขอบเขตของสนามแม่เหล็กโลกอย่างไรในภาพรวมทั้งระบบ

SMILE ถูกออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหานี้ โดยใช้ การถ่ายภาพระดับโลกพร้อมการวัดค่าพลาสมาในจุดเดียวกัน ทำให้นักวิจัยสามารถเชื่อมโยงสภาพลมสุริยะกับการเปลี่ยนแปลงของแมกนีโตสเฟียร์และแสงออโรราได้โดยตรง

ความพิเศษสำคัญของภารกิจคือการใช้ รังสีเอกซ์พลังงานต่ำ (soft X‑ray) เพื่อถ่ายภาพโครงสร้างของสนามแม่เหล็กโลก รังสีเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อไอออนพลังงานสูงจากลมสุริยะชนกับอะตอมเป็นกลางรอบโลก

วิธีนี้ช่วยให้สามารถมองเห็นโครงสร้างสำคัญ เช่น

• Magnetopause ขอบเขตที่ลมสุริยะชนกับสนามแม่เหล็กโลก
• Magnetosheath บริเวณพลาสมาที่ปั่นป่วนด้านหน้าสนามแม่เหล็ก

ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาโครงสร้างเหล่านี้ได้เฉพาะตอนที่ดาวเทียมบินผ่านจุดนั้นเท่านั้น แต่ SMILE จะสามารถถ่ายภาพมันได้ทั้งระบบ

เครื่องมือวิทยาศาสตร์ 4 ชิ้นบนดาวเทียม

ดาวเทียม SMILE ติดตั้งเครื่องมือหลัก 4 ชิ้นที่ทำงานร่วมกัน

Soft X‑ray Imager (SXI)
กล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์มุมกว้าง ใช้สร้างแผนที่ของขอบเขตแมกนีโตสเฟียร์ โดยตรวจจับรังสีเอกซ์ที่เกิดจากการชนกันระหว่างไอออนของลมสุริยะกับอะตอมรอบโลก

Ultraviolet Imager (UVI)
กล้องอัลตราไวโอเลตที่ถ่ายภาพ วงแหวนออโรรา (auroral oval) ในซีกโลกเหนือ เพื่อติดตามว่าแสงเหนือเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อพลังงานจากดวงอาทิตย์เพิ่มขึ้น

Light Ion Analyzer (LIA)
เครื่องมือวัดพลาสมาที่ตรวจวัดความหนาแน่น ความเร็ว และอุณหภูมิของไอออนเบาในลมสุริยะและพลาสมาใกล้โลก

Magnetometer (MAG)
เครื่องวัดสนามแม่เหล็กที่ใช้บันทึกการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กบริเวณที่ยานกำลังบินผ่าน

เมื่อข้อมูลจากกล้องถ่ายภาพและเครื่องวัดพลาสมาถูกรวมเข้าด้วยกัน นักวิทยาศาสตร์จะสามารถเชื่อมโยง ภาพรวมของแมกนีโตสเฟียร์และออโรรา กับสภาพจริงของอนุภาคและสนามแม่เหล็กในอวกาศได้

วงโคจรพิเศษเพื่อการสังเกตการณ์ระดับโลก

SMILE ใช้วงโคจรแบบ วงรีสูง (highly elliptical orbit) ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการสังเกตระบบสนามแม่เหล็กโลก

ค่าหลักของวงโคจร ได้แก่

• ระยะใกล้โลกที่สุด (Perigee): ประมาณ 5,000 กม.
• ระยะไกลที่สุด (Apogee): ประมาณ 121,000 กม. หรือประมาณหนึ่งในสามของระยะทางไปดวงจันทร์
• คาบการโคจร: ประมาณ 51 ชั่วโมง
• ความเอียงของวงโคจร: ประมาณ 70–98 องศา

วงโคจรลักษณะนี้ทำให้ยานใช้เวลาส่วนใหญ่ของรอบโคจรอยู่ในระดับความสูงมาก ทำให้สามารถสังเกตแมกนีโตสเฟียร์และออโรราได้ต่อเนื่อง มากกว่า 40 ชั่วโมงต่อรอบ

ความร่วมมือระหว่างยุโรป จีน และสหราชอาณาจักร

SMILE ถือเป็นหนึ่งในภารกิจวิทยาศาสตร์อวกาศระดับภารกิจที่สำคัญที่สุดระหว่างยุโรปและจีน

การแบ่งหน้าที่หลัก ได้แก่

• ESA จัดหาโมดูลบรรทุกเครื่องมือ จรวดปล่อย และสถานที่ประกอบและทดสอบยาน
• สถาบันวิทยาศาสตร์จีน (CAS) รับผิดชอบแพลตฟอร์มยาน ระบบขับดัน และการปฏิบัติการภารกิจ
• สหราชอาณาจักร มีบทบาทสำคัญทางวิทยาศาสตร์ โดยมหาวิทยาลัยเลสเตอร์เป็นผู้พัฒนาเครื่องมือ SXI และดูแลศูนย์ข้อมูลภารกิจ

ความร่วมมือนี้ทำให้ภารกิจรวมเอาความเชี่ยวชาญด้านวิศวกรรม เครื่องมือ และวิทยาศาสตร์จากหลายประเทศเข้าด้วยกัน

ไทม์ไลน์ของภารกิจและข้อมูลวิทยาศาสตร์

ภารกิจ SMILE ได้รับการอนุมัติอย่างเป็นทางการจากคณะกรรมการโครงการวิทยาศาสตร์ของ ESA ในปี 2015

หลังการปล่อยในเดือนพฤษภาคม 2026 ยานจะเข้าสู่ช่วง commissioning เพื่อตรวจสอบและปรับเทียบเครื่องมือก่อนเริ่มเก็บข้อมูลวิทยาศาสตร์เต็มรูปแบบ

รายงานเบื้องต้นระบุว่าการเก็บข้อมูลวิทยาศาสตร์อย่างเป็นทางการคาดว่าจะเริ่มในช่วงปลายปี 2026 หลังการตรวจสอบเครื่องมือเสร็จสิ้น

ระยะเวลาภารกิจหลักถูกวางแผนไว้ประมาณ 3 ปี และอาจขยายเวลาได้หากยานยังคงทำงานได้ดี

สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์หวังจะค้นพบ

เป้าหมายสำคัญของภารกิจ SMILE ได้แก่

• เข้าใจว่าระบบแมกนีโตสเฟียร์ตอบสนองต่อแรงดันและทิศทางของลมสุริยะอย่างไร
• ศึกษากลไกที่ทำให้เกิด แสงออโรราและพายุแม่เหล็กโลก
• ติดตามการเคลื่อนที่และการเปลี่ยนรูปของขอบเขตสนามแม่เหล็ก เช่น magnetopause ระหว่างพายุสุริยะ

ด้วยการถ่ายภาพระดับโลกควบคู่กับการวัดพลาสมาโดยตรง SMILE อาจให้ภาพที่สมบูรณ์ที่สุดเท่าที่เคยมีมาว่า เกราะแม่เหล็กของโลกปกป้องโลกจากรังสีและอนุภาคจากดวงอาทิตย์อย่างไร

ความเข้าใจที่ดีขึ้นนี้ยังมีความสำคัญต่อการพัฒนาแบบจำลองพยากรณ์ สภาพอากาศอวกาศ ซึ่งมีผลต่อดาวเทียม ระบบสื่อสาร และโครงสร้างพื้นฐานทางเทคโนโลยีบนโลก