สถานีอวกาศมีประโยชน์ในด้านใด

จรวด             เป็นเครื่องยนต์พลังสูงที่สามารถเพิ่มความเร็วจนสามารถส่งดาวเทียมหรือยาน อวกาศออกไปโคจร รอบโลก ได้ ถ้าความเร็วของจรวดไม่สูงมากพอหัวจรวดจะตกกลับมายังผิวโลกคล้าย ๆ การเคลื่อนที่ของ ลูกกระสุนปืน ดาวเทียม              ดาวเทียมหมายถึงวัตถุที่มนุษย์ส่งขึ้นไปโคจรรอบโลก แปลมาจากคำว่า Satellite ซึ่งปกติแปลว่าดาวบริวาร ดาวเทียมดวงแรกที่ขึ้นไปโคจรรอบโลกคือสปุตนิค 1 ซึ่งเป็นดาวเทียมของประเทศสหภาพโซเวียตรัสเซีย ส่งขึ้นไปเมื่อ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2500 และดาวเทียมดวงแรกของสหรัฐอเมริกาคือเอ็กพลอเรอร์ 1 ซึ่งขึ้นไปเมื่อวันที่ 31 มกราคม พ.ศ. 2501 ปัจจุบันมีดาวเทียมหลายประเภทและทำหน้าที่ต่าง ๆ กัน เช่น ดาวเทียมที่ ใช้ประโยชน์ ในการติดต่อสื่อสารเรียกว่า ดาวเทียมสื่อสาร ดาวเทียมที่ใช้สำรวจทรัพยากรโลกเรียกว่า ดาวเทียมสำรวจพิภพ ดาวเทียมที่ถ่ายภาพและส่งข้อมูลเกี่ยวกับเมฆ ตลอดลมฟ้าอากาศ เรียกว่า ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา นอกจากนี้ยังมี ดาวเทียมดาราศาสตร์ ที่ใช้สำรวจศึกษาดวงดาวอีกมากมาย                Inhaltsverzeichnis Show จรวด ดาวเทียม ยานอวกาศ สถานีอวกาศ ประโยชน์ของเทคโนโลยีอวกาศ PALAPAของอินโดนีเซีย                      THAICOMของประเทศไทย                       COMSTARของอเมริกา      ยานอวกาศ             ยานอวกาศ หมายถึงยานที่ออกไปนอกโลก โดยมีมนุษย์ขึ้นไปด้วยพร้อมเครื่องมือและอุปกรณ์ สำหรับการสำรวจหรือไม่มีมนุษย์อวกาศขึ้นไป แต่มีอุปกรณ์และเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น จึงอาจแยกยานอวกาศออกเป็น 2 พวกคือ ยานอวกาศที่มีมนุษย์ขับคุม และยานอวกาศที่ไม่มีมนุษย์ขับคุม            ยานอวกาศของสหรัฐอเมริกาที่มีมนุษย์อวกาศขึ้นไปด้วยได้แก่ ยานอวกาศเมอร์คิวรี ส่งมนุษย์อวกาศขึ้นไปครั้งละ 1 คน ยานอวกาศเจมินีส่งมนุษย์อวกาศขึ้นไปครั้งละ 2 คน ยานอวกาศอะพอลโลส่งมนุษย์อวกาศขึ้นไปคราวละ 3 คน ยานอวกาศอะพอลโล 11 เป็นยานอวกาศที่นำมนุษย์ไปลงบนดวงจันทร์เป็นครั้งแรกเมื่อวันที่ 22 กรกฎาคม พ.ศ. 2512 ยานขนส่งอวกาศสามารถนำมนุษย์อวกาศหลายคนและสัมภาระต่าง ๆ รวมทั้งดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศ แล้วนำนักบินอวกาศกลับสู่พื้นโลกได้คล้ายเครื่องร่อน           ยานอวกาศที่ไม่มีมนุษย์อวกาศขับคุมได้แก่ยานอวกาศที่ส่งไปสำรวจดาวดวงอื่น เช่น ยานเซอร์เวเยอร์ ซึ่งไปลงดวงจันทร์ ยานไวกิงไปลงดาวอังคาร ยานกาลิเลโอไปสำรวจดาวพฤหัสบดี ยานแมกเจลแลนสำรวจดาวศุกร์ ฯลฯ                                 ภาพแสดงปฏิบัติการของระบบขนส่งอวกาศ สถานีอวกาศ            สถานีอวกาศ หมายถึงสถานีหรือสิ่งก่อสร้างซึ่งเคลื่อนรอบโลก เช่น สถานีอวกาศเมียร์ของรัสเซีย สถานีอวกาศฟรีดอมของสหรัฐอเมริกา โดยความร่วมมือขององค์การอวกาศยุโรป ญี่ปุ่น แคนาดาและรัสเซียการออกไปนอกโลก ความเร็วต่ำสุดที่จะพาดาวเทียมหรือยานอวกาศออกไปนอกโลกได้ต้องไม่ต่ำกว่า 7.91 กิโลเมตรต่อวินาที หรือ 28,476 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ถ้าออกไปเร็วมากกว่านี้ยานจะออกไปไกลจากผิวโลกมากขึ้น เช่น ถ้าไปเร็วถึง 38,880 กิโลเมตรต่อชั่วโมงจะไปอยู่สูงถึง 35,880 กิโลเมตร และเคลื่อนรอบโลกรอบละ 24 ชั่วโมง เร็วเท่ากับการหมุนรอบตัวเองของโลก ดาวเทียมที่อยู่ในวงจรเช่นนี้จะอยู่ค้างฟ้า ณ ที่เดิมตลอด 24 ชั่วโมง    สถานีอวกาศนานาชาติ สถานีอวกาศเมียร์ สถานีอวกาศสกายแล็บ สถานีอวกาศโซลยุต ประโยชน์ของเทคโนโลยีอวกาศ

        สถานีอวกาศนานาชาติ (International Space Station) หรือ ISS เป็นห้องปฏิบัติการลอยฟ้าซึ่งโคจรรอบโลกที่ระยะสูง 410 กิโลเมตร เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 27,744 กิโลเมตร/ชั่วโมง โคจรรอบโลก 1 รอบใช้เวลา 92 นาที สร้้างขึ้นด้วยความร่วมมือจาก 16 ประเทศ ได้แก่ สหรัฐอเมริกา รัสเซีย ญี่ปุ่น แคนาดา ฝรั่งเศส เยอรมัน อิตาลี เดนมาร์ก สวีเดน เบลเยียม เนเธอร์แลน์ สเปน อังกฤษ สวิสเซอร์แลนด์ นอร์เวย์ และบราซิล โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อทำการค้นคว้าและทดลองทางวิทยาศาสตร์หลากหลายสาขาได้แก่ ดาราศาสตร์ อุตุนิยมวิทยา วัสดุศาสตร์ ชีววิทยา เคมี และฟิสิกส์ เนื่องจากสถานีอวกาศอยู่ในสภาพไร้แรงโน้มถ่วง นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถทำการทดลองหรือประดิษฐ์ผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ ซึ่งไม่สามารถกระทำบนพื้นผิวโลกได้  ดังนั้นสถานีอวกาศนานาชาติจึงมีความสำคัญต่ออนาคตของมนุษยชาติเป็นอย่างมาก

ภาพที่ 1 สถานีอวกาศนานาชาติ
(ที่มา: NASA)

        สถานีอวกาศนานาชาติมีลักษณะเป็นโมดุลสำเร็จรูปหลายๆ ห้องเชื่อมต่อโดยใช้ทรัพยากรร่วมกัน  การประกอบสถานีอวกาศนานาชาติเริ่มขึ้นในปี พ.ศ.2551  โมดุลแรกเป็นของรัสเซียมีชื่อว่า "ซาร์ยา" (Zarya) เป็นห้องควบคุมการบิน การสื่อสาร ชุดแรงขับเคลื่อน และแผงพลังงานแสงอาทิตย์ ถูกนำขึ้นสู่อวกาศโดยจรวดโปรตอน (Proton)  โมดุลที่สองเป็นของสหรัฐอเมริกามีชื่อว่า "ยูนิตี" (Unity) ถูกขนส่งขึ้นไปโดยกระสวยอวกาศแอตแลนติส (Atlantis) เป็นห้องสร้างแรงดันบรรยากาศ และเป็นท่าเชื่อมต่อระหว่างยานขนส่งอวกาศกับสถานีอวกาศดังภาพที่ 2

        ในสองปีแรกสถานีอวกาศยังไม่สามารถให้มนุษย์อยู่อาศัยได้ จนกระทั่งปี 2543 รัสเซียได้ส่งโมดุลที่สามซึ่งมีชื่อว่า "สเวซดา" (Zvezda) ขึ้นไปเชื่อมต่อ ทำให้สถานีอวกาศนานาชาติมีปัจจัยที่เกื้อกูลต่อการดำรงชีพ ได้แก่ เครื่องฟอกแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ เครื่องผลิตแก๊สออกซิเจน เครื่องควบคุมความชื้น ห้องครัว เตียงนอน อุปกรณ์ออกกำลังกาย นับแต่นั้นมานักบินอวกาศและนักวิทยาศาสตร์ก็เริ่มหมุนเวียนผลัดกันขึ้นไปปฏิบัติงานบนสถานีอวกาศดังภาพที่ 3

ภาพที่ 3 ภายในสถานีอวกาศ

(ที่มา: ESA)

        การประกอบสถานีอวกาศนานาชาติยังคงดำเนินต่อไปตราบจนทุกวันนี้ ปัจจุบันสถานีอวกาศนานาชาติมีความกว้าง 109 เมตร ยาว 73 เมตร มีมวลรวมมากกว่า 450,000 กิโลกรัม  สามารถมองเห็นจากพื้นโลกได้ด้วยตาเปล่าในเวลากลางคืนเป็นดาวสว่างสีขาวคล้ายดาวศุกร์ เคลื่อนที่ข้ามขอบฟ้าด้วยความเร็วสูงในแนวทิศตะวันออกเฉียงเหนือ – ตะวันตกเฉียงใต้ (51.6

°

ภาพที่ 4 ภาพถ่าย ISS จากกล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลก

(ที่มา: Wiki)

ในยามค่ำคืนที่มืดสนิท เมื่อเราแหงนหน้าขึ้นมองดูดาวบนท้องฟ้า เราจะเห็นดวงดาวส่องแสงระยิบระยับมากมายบนนั้น และหากเราสังเกตดีๆ เราอาจจะเห็นบางสิ่งบางอย่างเสมือนดวงดาวขนาดใหญ่เคลื่อนที่ผ่านฟากฟ้าอย่างช้าๆในทุกค่ำคืน ในทุกๆ 92 นาที วันละประมาณ 16 รอบ มันคือห้องปฏิบัติการลอยฟ้าของเหล่านักบินอวกาศ และลูกเรือ หรือที่หลายๆคนรู้จักกันดีในชื่อ ISS (International Space Station)

.

สถานีอวกาศนานาชาติ หรือ ISS กำเนิดขึ้นจากความร่วมมือระหว่างหน่วยงานด้านอวกาศ 5 หน่วยจาก 15 นานาประเทศได้แก่ องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐอเมริกา (NASA), องค์การอวกาศสหพันธรัฐรัสเซีย (RKA), องค์การอวกาศแคนาดา (CSA), องค์การอวกาศยุโรป (ESA) และองค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (JAXA)

.

โดยเริ่มก่อสร้างเมื่อปีค.ศ. 1998 จากการร่วมกันสร้าง และขนส่งชิ้นส่วนหลายโมดูลจากโลกสู่อวกาศรวมทั้งสิ้น 42 เที่ยว เพื่อไปประกอบร่างรวมกันในอวกาศ จนเกิดเป็นห้องปฏิบัติการโคจรเหนือพื้นโลกประมาณ 400 กิโลเมตร รวมระยะเวลาที่โคจรรอบโลกมานานนับ 23 ปี นับตั้งแต่ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรครั้งแรกเมื่อวันที่ 20 พฤศจิกายน ค.ศ. 1998 โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อใช้ทำการทดลองวิจัยทางอวกาศ ทำการค้นคว้าวิจัยในหัวข้อที่จำเป็นต้องอยู่ในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วงหรือภายใต้เงื่อนไขพิเศษที่ไม่สามารถทำบนพื้นโลกได้

.

ข้อมูลที่ได้จากการวิจัย ทั้งช่วยต่อยอดความรู้ความเข้าใจของมนุษย์เราที่มีต่ออวกาศ และช่วยพัฒนาระบบต่างๆบนพื้นโลก นอกจากนี้ยังช่วยส่งเสริมอุตสาหกรรมอวกาศที่เล็งเห็นว่า จะมีความจำเป็นต่อมนุษย์เราอย่างยิ่งในอนาคต และที่ขาดไม่ได้ก็คือความร่วมมือระหว่างประเทศ ที่เป็นหัวใจสำคัญของโครงการนี้ โดยเฉพาะห้องทดลองในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง ที่ปฏิบัติการโดยนักวิจัยจากกว่า 108 ประเทศทั่วโลก

.

หนึ่งในนั้นคือการทดลองพิมพ์โครงสร้างชีวภาพสามมิติ เพื่อการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อ ซึ่งหากทำบนพื้นโลก จะต้องใช้เวลาสร้างโครงสร้างชั่วคราวเพื่อช่วยพยุงโครงสร้างของเนื้อเยื่อจริงที่จะพิมพ์ลงไปใหม่ ไม่เช่นนั้นแล้วเนื้อเยื่อมนุษย์เราที่ทั้งเล็กจิ๋ว และซับซ้อนจะยุบไปมาตามแรงโน้มถ่วงจนไม่สามารถขึ้นเป็นรูปทรงที่ถูกต้องได้ แต่ภายใต้สภาวะไร้แรงโน้มถ่วงในISS จะสามารถทำได้โดยไม่ต้องกังวลเรื่องการผิดเพี้ยนของเนื้อเยื่ออันเกิดจากแรงโน้มถ่วงของโลกอีกต่อไป จึงช่วยลดขั้นตอนการทำงาน และทำให้ทีมนักวิจัยสามารถพิมพ์เนื้อเยื่อมนุษย์ด้วยหมึกชีวภาพที่เล็กยิ่งกว่าขนาดเส้นผมเราหลายต่อหลายเท่าได้ในที่สุด นับเป็นก้าวสำคัญของการพัฒนาเครื่องพิมพ์ชีวภาพ ในการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์เพื่อช่วยรักษาชีวิตมนุษย์

.

ISS ยังช่วยสนับสนุน และเสริมสร้างแรงบันดาลใจแก่เยาวชนทั่วโลก อย่างโครงการ Asian Try Zero-G ที่ JAXA ได้เปิดรับไอเดียการทดลองในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วงจากเยาวชนในภาคพื้นเอเชียแปซิฟิก ซึ่งโครงการที่ได้รับคัดเลือกจะถูกนำขึ้นไปปฏิบัติการณ์จริงบน KIBO โมดูลห้องทดลองที่ญี่ปุ่นได้ส่งขึ้นไปประกอบร่างร่วมกับ ISS โครงการปฏิบัติการณ์การทดลองบน ISS ไม่เพียงแต่ช่วยส่งเสริมความร่วมมือระหว่างประเทศ หากแต่ยังช่วยกระตุ้นความอยากรู้อยากเห็นให้เยาวชนได้คิดตั้งคำถามแปลกใหม่แบบไร้ขีดจำกัด และไอเดียเด็กไทยเราก็ได้รับเลือกเป็นหนึ่งในนั้นหลายครั้งหลายคราด้วยกัน จึงนับเป็นแรงขับเคลื่อนสำคัญในวงการศึกษาด้านอวกาศให้กับเยาวชนทั่วโลก

.

และเมื่อไม่นานมานี้ ประเทศไทยก็ได้ส่งงานวิจัยของเราเองขึ้นไปทดลองบน KIBO ด้วย

ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการวิจัยวิทยาศาสตร์อวกาศและการทดลองในอวกาศ (National Space Exploration:NSE) โดยจิสด้า (GISTDA) นั่นก็คือโครงการปลูกผลึกโปรตีนในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง โดย ดร.ชัยรัตน์ อุทัยพิบูลย์ นักวิจัยอาวุโสจากไบโอเทค สวทช. (BIOTECH-NSTDA) ผลการทดลองประสบความสำเร็จ ได้รับผลผลึกโปรตีนอวกาศที่สมบูรณ์เพื่อนำไปใช้พัฒนายาต้านมาลาเรียต่อไป ถือว่าเป็นงานวิจัยชิ้นแรกของคนไทยเพื่อคนไทยที่ได้ใช้ประโยชน์จาก ISS อย่างแท้จริง

.

นอกจากนี้ห้องปฏิบัติการนอกโลก ISS ยังเป็นที่พักอาศัยระยะยาวให้กับเหล่านักบินอวกาศ และลูกเรือ เพื่อศึกษาถึงสภาวะร่างกายของมนุษย์ คุณภาพชีวิต และผลกระทบที่มีต่อการใช้ชีวิตในสภาพไร้แรงโน้มถ่วงเป็นระยะเวลานาน เป้าหมายก็เพื่อการเตรียมตัวไปสู่ดวงจันทร์และดาวอังคาร

.

ทั้งหมดนี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของความสำเร็จของในใช้ประโยชน์ ISS ที่ได้สะท้อนผ่านภารกิจโดยทีมสำรวจ (expeditions) ร่วม 66 ชุดที่ถูกส่งขึ้นไปได้ปฏิบัติการในแต่ละครั้ง นี่ยังไม่นับรวมจำนวนเที่ยวบินต่างๆที่ใช้ในการขนส่งทรัพยากรขึ้นไปเติม รวมทั้งเที่ยวบินท่องเที่ยวในอวกาศอีกด้วย เนื่องจากระยะวงโคจรที่ไม่ไกลมากนัก เที่ยวบินแต่ละเที่ยวใช้เวลาอย่างต่ำที่สุดเพียง 4 ชั่วโมงเท่านั้นหลังทะยานจากพื้นโลกออกไปสู่ ISS

.

และเมื่อไม่นานมานี้เอง องค์การนาซ่าได้ประกาศว่าจะเตรียมนำ ISS ลงสู่โลกในต้นปี 2031 รวมทั้งจะให้ความช่วยเหลือแบ่งปันองค์ความรู้และประสบการณ์การปฏิบัติงานแก่ภาคเอกชน เพื่อให้สามารถพัฒนาจุดหมายปลายทางบนอวกาศที่มีความปลอดภัย เชื่อถือได้ และถึงจุดคุ้มทุน โดยเฉพาะโครงการด้านอวกาศเชิงพาณิชย์ในวงโคจรต่ำของโลก (Low Earth orbit) เนื่องจากภาคเอกชนนั้นมีศักยภาพทางเทคนิคและทางการเงิน ในการที่จะพัฒนาและดำเนินโครงการ นับเป็นการเปิดโอกาสให้ภาคเอกชนได้มีส่วนร่วม

.

หากย้อนไปในอดีตมนุษย์เรามีการพัฒนาและส่งสถานีอวกาศขึ้นไปบนห้วงอวกาศมาแล้วหลายสถานีนับตั้งแต่ปี พ.ศ.2514 หนึ่งในนั้นก็คือ สถานีอวกาศมีร์ สถานีอวกาศของรัสเซีย ถูกปลดระวางเมื่อวันที่ 23 มีนาคม พ.ศ. 2544 หลังจากปฎิบัติการอยู่บนห้วงอวกาศประมาณ 15 ปี นับจากวันแรกที่มีการส่งส่วนแรกขึ้นไปในเดือนกุมภาพันธ์ 2529 นับว่าเป็นสถานีอวกาศที่ประโยชน์ให้กับมนุษยชาติจากงานวิจัยนอกโลกในหลายๆด้าน ไม่ใช่เฉพาะแต่ประเทศรัสเชียแต่ยังมีอีกหลายประเทศได้ใช้ประโยชน์จากสถานีอวกาศมีร์ จนกระทั่งหมดอายุใช้งาน

.

ต่อมาสถานีอวกาศเทียนกง-1 สถานีอวกาศต้นแบบแห่งแรกของจีนที่ได้ส่งขึ้นสู่อวกาศวันที่ 29 กันยายน พ.ศ. 2554

และถูกปลดระวางวันที่ 2 เมษายน 2561 ซึ่งครั้งนั้นได้สร้างความตื่นเต้นให้กับชาวโลกเนื่องจากมีรายงานทางจีนเกี่ยวกับสูญเสียการควบคุม แต่ท้ายที่สุด เทียนกง-1 ตกลงมาด้วยความเร็วกว่า 26,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ทำให้ชิ้นส่วนต่างๆถูกเผาไหม้จนเกือบหมดในชั้นบรรยากาศที่ระดับความสูงประมาณ 100 กิโลเมตรเหนือพื้นโลก และแตกเป็นชิ้นส่วนขนาดเล็ก ตกลงสู่บริเวณกลางมหาสมุทรแปซิฟิกตอนใต้ จึงไม่สร้างความเสียหายใดๆต่อมนุษย์

.

แน่นอนว่าเมื่อมีจุดสิ้นสุด ก็มักมีจุดเริ่มต้นที่ดีกว่าเสมอ การปลดระวางของสถานีอวกาศจึงไม่ใช่จุดจบ แต่เป็นจุดเริ่มต้นของสถานีอวกาศรูปแบบใหม่ องค์ความรู้จากรุ่นเก่าถ่ายทอดและต่อยอดสู่การพัฒนารุ่นใหม่ ที่จะมาพร้อมเทคโนโลยีที่ทันสมัยขึ้นมาแทนที่ หลังจากนี้อีก 10 ปีข้างหน้า ISS ก็จะเริ่มการปลดระวางและเดินทางกลับสู่สุสานยานอวกาศ (Point Nemo) หลังจากนั้น ก็จะทำการส่งไม้ต่อไปสู่คนรุ่นใหม่เพื่อสร้างสรรค์แพลตฟอร์มด้านวิทยาศาสตร์เชิงพาณิชย์ที่ล้ำสมัยกว่า ไปสู่การค้นพบใหม่ที่ยิ่งใหญ่กว่าในห้วงอวกาศอันห่างไกลต่อไป

.

อ้างอิง

nasa.gov

mhesi.go.th

phakpoom.lao 1/3/2565 808 2