GISTDA สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน) ได้โพสต์ผ่านเฟซบุ๊ก ระบุถึง ภัยร้ายในอวกาศที่หลายคนอาจไม่รู้มาก่อน #สาระความรู้จาก Gistda “อวกาศเป็นดินแดนที่น่าหลงใหลและเต็มไปด้วยโอกาสในการสำรวจ แต่เราไม่สามารถเดินทางไปเยือนอวกาศสุ่มสี่สุ่มห้าได้ เพราะที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์พบว่าการอาศัยอยู่ในอวกาศในระยะเวลานานอาจเกิดผลเสียต่อร่างกายได้อย่างคาดไม่ถึง แม้ว่าเราจะอยู่ในสถานที่ปรับความดัน หรือแม้แต่ชุดอวกาศก็ตาม ภัยร้ายในอวกาศที่นักบินอวกาศ และนักท่องอวกาศในอนาคตต้องคำนึงถึงหลักๆแล้วมีดังนี้ 1.รังสีคอสมิก (cosmic rays) ในห้วงอวกาศนั้นเต็มไปด้วยอนุภาคมีประจุไฟฟ้า พลังงานสูงที่เรียกว่า รังสีคอสมิกซึ่งมีที่มาจากนอกระบบสุริยะ แม้นักดาราศาสตร์จะยังไม่มั่นใจว่าแหล่งกำเนิดรังสีคอสมิกคืออะไร แต่งานวิจัยช่วงปี ค.ศ. 2013 ชี้เป้าเป็นครั้งแรกว่าการระเบิดของดาวฤกษ์ที่เรียกว่าซูเปอร์โนวานั้นเป็นหนึ่งในแหล่งกำเนิดหนึ่งของรังสีคอสมิก สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่บนโลกนั้นปลอดภัยจากรังสีคอสมิกเพราะโลกมีสนามแม่เหล็กที่ปกป้องพวกเราจากรังสีคอสมิกได้ แต่การเดินทางไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่นอย่างดาวอังคารนั้นต้องใช้ระยะเวลานานหลายเดือนนั้นย่อมมีความเสี่ยงจากรังสีคอสมิกที่พุ่งเข้ามาปะทะจนอาจสร้างความเสียหายให้กับดีเอ็นเอและเซลล์ร่างกายได้ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซลล์สมองอาจเสียหายอย่างถาวร) 2. ปัญหาทางจิตจากสภาพแวดล้อมในอวกาศ อวกาศนั้นเป็นดินแดนที่กว้างใหญ่ การเดินทางจากโลกไปยังดวงจันทร์ในยุคโครงการอะพอลโลยังต้องใช้เวลา 4-5 วัน แน่นอนว่าในการเดินทางไปยังดาวเคราะห์ที่ไกลออกไปย่อมต้องใช้เวลานานกว่านั้นมาก ปัญหาคือ ยานอวกาศหากไม่มีพื้นที่มากพออาจทำให้ผู้เดินทางเกิดความรู้สึกอึดอัด อีกทั้งการไม่สามารถลงจากยานอวกาศเพื่อแวะเปลี่ยนบรรยากาศยังทำให้เกิดความเครียดสะสมได้ อย่างที่เรารู้กันดีว่า ความเครียดนั้นนอกจากจะส่งผลต่อร่างกายแล้ว ยังส่งผลต่อการทำงานและการใช้ชีวิตประจำวันด้วย หากนักบินอวกาศหรือผู้เดินทางเกิดทะเลาะวิวาทกันในยานอวกาศ มันจะไม่ใช่เรื่องเล็กๆ เพราะหากเรื่องบานปลายใหญ่โตมันอาจหมายถึงความเป็นความตายของลูกเรือทั้งลำเลยทีเดียว 3.สภาวะไร้แรงโน้มถ่วงส่งผลเสียต่อร่างกาย การอาศัยอยู่ในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วงนานๆส่งผลเสียต่อร่างกายได้หลายประการ นักบินอวกาศที่ปฏิบัติภารกิจในสถานีอวกาศนานาชาติเป็นระยะเวลานานจะสูญเสียมวลกระดูกและกล้ามเนื้อฝ่อลง พวกเขาจึงต้องออกกำลังกายอย่างสม่ำเสมอเพื่อรักษาความแข็งแรงของกล้ามเนื้อ อาการอื่นๆ ที่เกิดขึ้นในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง คือ การเห็นภาพไม่ชัดซึ่งเกิดจากน้ำหล่อเลี้ยงไขสันหลัง (spinal fluid) มีปริมาตรเพิ่มขึ้นจนไปกดเส้นประสาทตาและลูกตา นอกจากนี้ นักบินอวกาศในสถานีอวกาศนานาชาติกว่าครึ่งเกิดอาการปวดหลังเนื่องจากกล้ามเนื้อกระดูกสันหลัง (spinal muscles) เกิดการหดตัว ปัจจุบัน ปัญหาที่เกิดกับร่างกายเหล่านี้ยังไม่มีทางแก้ที่ชัดเจน แต่ในอนาคต การสร้างสถานีอวกาศที่หมุนเหวี่ยงจนเกิดแรงโน้มถ่วงเทียมได้อาจเป็นทางออกที่ดีที่สุด ยังมีปัญหาอื่นๆอีกหลายประการที่ไม่ได้กล่าวถึงในที่นี้ ทั้งในแง่การถนอมอาหาร ยารักษาโรค อุบัติเหตุในอวกาศ เศษอุกกาบาตจิ๋วที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ฯลฯ และบางทีอาจมีอีกหลายปัญหาที่ซ่อนตัวจากการรับรู้ของพวกเรา ปัญหาเหล่านี้อาจทำให้หลายคนรู้สึกว่าหนทางสู่การท่องอวกาศดูห่างไกล แต่อันที่จริงแล้ว การล่วงรู้ถึงปัญหาเหล่านี้นับเป็นข้อดี เพราะเราจะได้หาทางป้องกันได้ ซึ่งนี่เป็นโจทย์ท้าทายสำหรับเหล่าวิศวกรอวกาศทั่วโลกและมันอาจไม่ต่างอะไรจากการพัฒนาเทคโนโลยีต่างๆที่ต้องแก้ไขปัญหาต่างๆไปเรื่อยๆจนมันปลอดภัย และเข้ามาอยู่ในชีวิตประจำวันของเราในที่สุด อ้างอิง //www.nature.com/…/cosmic-rays-originate-from-superno… //www.sciencemag.org/…/shrinking-spines-space-fungus-… //www.space.dtu.dk/…/Universe_and_Sola…/magnetic_field” ขอบคุณเรื่อง-ภาพ จากเพจ GISTDA สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน)
การเดินทางสู่อวกาศ
ช่วยให้ทราบกำเนิดการออกไปสำรวจอวกาศของมนุษย์ ช่วยให้ได้ความรู้เกี่ยวกับโลกและดวงดาวต่าง ๆ มากขึ้น
ความเป็นมาและอนาคตของระบบสุริยะ
ในการส่งยานอวกาศจากพื้นโลกไปสู่อวกาศ เพื่อไปยังดวงดาวอื่นจะต้องทำให้ยานนั้นมีความเร็วมากกว่า
ความเร็วหลุดพ้นแต่ถ้าจะให้ยายนั้นโคจรรอบโลกจะต้องทำให้ความเร็วสุดท้ายของยานมีค่าเท่ากับความเร็วโคจรรอบโลก
ยานจึงจะโคจรไปรอบโลกได้
การส่งยานอวกาศหรือดาวเทียมขึ้นจากพื้นโลก ต้องอาศัยจรวจขับดันให้พุ่งขึ้นไป การเคลื่อนที่ของจรวจใช้กฎ
การเคลื่อนที่ของนิวตันที่ว่า ทุก ๆ แรงกิริยาจะมีแรงปฏิกิริยาซึ่งมีขนาดเท่ากันกระทำในทิศตรงกันข้าม จรวจมีการเผาไหม้
เชื้อเพลิงขับดันไปข้างหลัง แต่ตัวจรวดจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้า
เมื่อยิงวัตถุในแนวขนานกับพื้น วัตถุจะเคลื่อนที่ไปเป็นแนววิถีโค้ง เนื่องจากมีแรงโน้มถ่วงของโลกดึงดูดให้วัตถุตกลง
ในแนวดิ่งอีกแนวหนึ่งด้วยความเร็วของวัตถุที่ตกลงมา จึงประกอบด้วยความเร็วตามแนวราบ และความเร็วตามแนวดิ่งร่วมกัน
ถ้าเพิ่มความเร็วตามแนวราบมากขึ้นจนถึงความเร็วขนาดหนึ่ง วัตถุจะไม่ตกลงสู่พื้นโลก ความเร็วขนาดนี้เรียกว่า ความเร็วโคจร
รอบโลก (Orbital Velocity) ยิ่งสูงขึ้นไปความเร็วโคจรรอบโลก จะยิ่งช้าลง ที่ระดับความสูง 1,000 กิโลเมตร ความเร็ว
โคจรรอบโลก 26,452 กิโลเมตรต่อชั่วโมง 1 รอบโลก
ปัจจุบันการส่งจรวจเพื่อขับดันให้ดาวเทียมหรือยานอวกาศขึ้นไปสู่อากาศนั้น มักใช้เครื่องยนต์จรวจหลายท่อนต่อกัน
ยานอวกาศหรือดาวเทียมจะติดกับจรวจท่อนสุดท้าย จรวจจะขึ้นจากฐานยิงในแนวดิ่งเพื่อให้เวลาเดินทางในบรรยากาศโลก
สั้นที่สุด ทั้งนี้เพื่อไม่ให้เสียดทานกับบรรยากาศมากเกินไป จรวจทุกท่อนจะมีเชื้อเพลิงในตัวเองจรวจท่อน 1 เมื่อใช้เชื้อเพลิง
หมดแล้วจะสลัดตัวเองหลุดออก เหลือแต่ท่อนถัดไปพุ่งขึ้นไปอีก ในที่สุดจะเหลือดาวเทียม หรือยานอวกาศกับจรวจท่อนสุดท้าย
โคจรอยู่ เมื่อความเร็วถึงความเร็วโคจรรอบโลกแล้ว เครื่องยนต์จรวจจะหยุดทำงาน ปล่อยดาวเทียมหรือยานอวกาศ โคจรต่อไป
และถ้าความเร็วช้าลงหรือผิดเส้นทาง จึงจะใช้เครื่องยนต์จรวจช่วยปรับเส้นทางและความเร็ว
ถึงแรงโน้มถ่วงแล้ว ถ้าส่งมนุษย์ขึ้นไปด้วยก็จะต้องในการส่งยานอวกาศขึ้นไปจากพื้นโลกนอกจากจะต้องคำนึง
คำนึงถึง สภาพไร้น้ำหนัก ความดันและอุณหภูมิ ตลอดจนการดำรงชีวิต ในลักษณะพิเศษ สภาพไร้น้ำหนัก เป็นสภาพที่เสมือน
ว่าไม่มีแรงดึงดูดของโลกกระทำต่อสิ่งมีชีวิตนั้น เกิดขึ้นเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกที่ดึงดูดยาน สมดุลกับแรงหนีศูนย์กลาง
ที่ยานอวกาศจะหนีจากโลก มนุษย์ในยายจึงเสมือนไม่มีน้ำหนัก สภาพไร้น้ำหนักก่อให้เกิดอุปสรรคในการดำรงชีวิต เครื่องใช้
ต่าง ๆ จะลอยไปมา น้ำจะไม่อยู่ในแก้ว การรับประทานอาหาร ขับถ่าย และนอน จะต้องอยู่ในสภาพผิดจากสภาพบนพื้นโลก
การส่งดาวเทียม ยานอวกาศ และสถานีอวกาศ
การส่งดาวเทียม ยานอวกาศ และสถานีอวกาศ ต้องใช้จ่ายสูงมากในระยะหลังจึงมีการพัฒนายานขนส่งอวกาศ
ที่ขึ้นสู่อวกาศ แล้วกลับมายังโลกได้อีกเรียกว่า ยานขนส่งอวกาศหรือกระสวยอวกาศ (Space Shuttle)
ยานขนส่งอวกาศ มีรูปร่างเหมือนเครื่องบินแต่ใช้เครื่องยนต์จรวด 3 เครื่องติดอยู่ส่วนท้าย และมีจรวดขนาดเล็ก
ติดอยู่รอบตัวยานอีก 44 เครื่อง สำหรับปรับทิศทางการโคจร จรวดขนาดเล็กนี้ใช้เชื้อเพลิงในตัวยาน
ยานขนส่งอวกาศขึ้นจากฐานยิงจรวดโดยใช้จรวดเชื้อเพลิงแข็ง 2 เครื่อง เมื่อขึ้นไปจนเชื้อเพลิงแข็งหมด
จรวด 2 เครื่องจะแยกตัวออก ถ้าเชื้อเพลิงภายนอกที่อยู่ตรงกลางจะส่งเชื้อเพลิงให้จรวด 3 เครื่อง ในยานขับดันต่อไป
เมื่อถึงวงโคจรรอบโลก ถ้าเชื้อเพลิงจะกลับตกลงมาสู่บรรยากาศ ไม่ต้องนำกลับมาใช้อีกยานจะโคจรรอบโลกต่อไป
ภารกิจของยานขนส่งอวกาศ คือ การค้นคว้าวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ปล่อยดาวเทียม เก็บดาวเทียมมาซ่อม
หลังเสร็จภารกิจระร่อนเข้าสู่บรรยากาศของโลก จะลงจอดเช่นเดียวกับเครื่องบิน
ชีวิตนักบินอวกาศ
นักบินอวกาศเป็นได้ทั้งชายและหญิง เริ่มต้นด้วยการสมัคร ตรวจสอบประวัติ ทดสอบความแข็งแรงของร่างกาย
ผู้ที่ผ่านการคัดเลือกจะต้องเข้าค่ายอบรมทั้งด้านทฤษฎีและปฏิบัติ ใช้เวลาอย่างน้อย 1 ปี สำหรับขั้นพื้นฐาน ส่วนขั้นอื่น ๆ
ใช้เวลาตามความสำคัญของหน้าที่และภาระรับผิดชอบ
สำหรับผู้ที่จะขับขี่ยานอวกาศนั้นต้องมีความสามารถพิเศษเหมือนนักบินที่ขับเรื่องบิน ส่วนผู้มีหน้าที่อื่นมีการฝึกหัด
ต่างกันออกไป บางคนทำหน้าที่นักวิทยาศาสตร์อวกาศ ซึ่งจะต้องขึ้นไปทดลองวิทยาศาสตร์กันในอวกาศก็มี
ขั้นตอนการฝึกนักบินอวกาศ คือ
1. การฝึกให้ทนแรงจี
จีนี้คือ G = gravity แปลว่าแรงโน้มถ่วงของโลกนั่นเอง ขณะจรวดทะยานขึ้นสู่ท้องฟ้าเร่งความเร็ว
ให้ถึงความเร็วหลุดพ้นนั้น นักบินอวกาศจะถูกดลงกับพื้นด้วยแรงอันเกิดจากการที่จรวดเร่งความเร็วทำให้รู้สึกว่า
มีน้ำหนักตัวเพิ่มขึ้น 4 ถึง 5 เท่า ถ้าจะยืนอยู่คงทนไม่ได้ นักบินอวกาศจึงต้องครึ่งนั่งครึ่งนอนหันหน้าสู่ทิศ
ที่จรวดพุ่งขึ้นไป ทั้งนี้นักบินอวกาศต้องได้รับการฝึกเพื่อให้ทนต่อแรงจีนี้ โดยมีอุปกรณ์การฝึกเป็นโครงเหล็ก
เหวี่ยงห้องฝึกหมุนไปอย่างเร็ว ให้นักบันอวกาศอยู่ในห้องฝึกนั้น
2. การฝึกให้ทนต่อสภาพไร้น้ำหนัก (Weightlessness)
เมื่อยานอวกาศโคจรรอบโลกจะเกิดสภาพไร้น้ำหนักในอวกาศ เป็นสภาพที่ไม่เหมือนบนพื้นโลกสภาพนี้
คือสภาพที่เหมือนไม่มีแรงโน้มถ่วงกระทำต่อทุกสิ่งในยานอวกาศ เมื่ออยู่ในสภาพไร้น้ำหนัก ของใช้ที่จับมาวาง
ตรงหน้าจะลอยอยู่ได้ แม้แต่ตัวนักบินอวกาศเองก็ลอยไปมาได้ การบังคับตัวเองไม่ให้หมุนคว้างไปชนอะไรจึงต้อง
มีการฝึกหัดโดยมีการฝึกบนเครื่องบินที่บินโค้งเป็นครึ่งวงกลมอย่างหนึ่ง และฝึกในอ่างน้ำขนาดใหญ่อีกอย่างหนึ่ง
นักบินอวกาศจะสวมชุดพิเศษลงไปอยู่ในน้ำ ชุดนี้จะพยุงให้ตัวนักบินอวกาศมีความหนาแน่นเท่ากับน้ำพอดี
จึงสามารถล่องลอยไปในน้ำได้เหมือนกับสภาพไร้น้ำหนักที่จะเกิดในอวกาศนั้น
3. การฝึกทางจิตวิทยา
การที่นักบินอวกาศจะต้องขึ้นไปอยู่ในอวกาศนั้นก็เหมือนถูกตัดขาดจากสิ่งแวดล้อมบนพื้นโลก อาจต้องอยู่
ในที่เงียบสงัด หรือมืดสนิท สภาพเช่นนี้ถ้าไม่ได้รับการฝึก จะส่งผลทางจิตใจแก่นักบินอวกาศมากจึงต้องมีการให้
นักบินอวกาศใช้ชีวิตแบบต่าง ๆ เช่น อยู่อย่างโดดเดี่ยว หรืออยู่เป็นหมู่คณะที่ต้องอัธยาศัยเข้ากันได้ ถ้าจะไป
สู่อวกาศเป็นหมู่
นอกจากนี้นักบินอวกาศจะได้รับการฝึกให้สามารถแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้า เช่น กรณีเกิดวงจรไฟฟ้าขัดข้อง หรือ
การแก้ไขเครื่องมือต่าง ๆ ที่จำเป็น การดำรงชีวิตในอวกาศก็เป็นอีกเรื่องหนึ่งที่ต้องฝึกหัด เช่น การกิน การนอน การขับถ่าย
ซึ่งมีสภาพไม่เหมือนบนพื้นโลก จะต้องใช้ชุดอวกาศเป็นเพื่อป้องกันรังสีและอุณหภูมิสูงได้
การปฏิบัติงานในยานอวกาศ นักบินอวกาศสามารถทนต่อสภาพความดันต่ำได้ถึงชั้นบรรยากาศถ้าต่ำกว่านี้ต้องสวม
ชุดอวกาศ การปรับอุณหภูมิในยาน การใช้ออกซิเจน และการระบายก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก็เป็นระบบที่มีอยู่ แม้กระทั่งขยะ
ที่มีก็ต้องเก็บด้วยวิธีพิเศษ เพื่อนำมาทิ้งบนพื้นโลก ไม่ให้ล่องลอยเป็นมลภาวะในอวกาศ การปฏิบัติงานนอกยานยิ่งต้องมีวิธีฝึก
กันอย่างพิเศษ เช่น กรณีสายอวกาศของวิทยุติดต่อขัดข้องต้องออกไปแก้ไขกันในอวกาศ จะมีการสวมชุดอวกาศออกปฏิบัติการ
ซึ่งอาจมีสายหรือท่อจากยานติดกับนักบินอวกาศนั้นไปด้วย ซึ่งปฏิบัติการนอกยานนี้มีบ่อยครั้งในกรณีต่าง ๆ เช่น ไปถ่ายภาพ
ไปเก็บวัสดุที่หลุดออกไปไปซ่อมแผงเซลล์สุริยะ หรือแม้กระทั่งไปเก็บดาวเทียมที่ชำรุดหรือไปซ่อมดาวเทียม
ชีวิตนักบินอวกาศเป็นชีวิตที่เสี่ยงภัย เคยปรากฏว่านักบินอวกาศหลายคนต้องสูญเสียชีวิตไปกับอุบัติภัย เช่น
ไฟไหม้ยาน หรือจรวดระเบิดมาแล้วซึ่งจะเห็นได้ว่าปฏิบัติการด้านอวกาศนี้เป็นปฏิบัติการที่ต้องอาศัยความรู้ความชำนาญ
อย่างยิ่ง แม้จะมีเครื่องคอมพิวเตอร์ช่วยควบคุมมากมาย โอกาสทำงานพลาดก็ยังเกิดขึ้นบ่อย ๆ ซึ่งเป็นบนเรียนนำมาแก้ไข
จุดบกพร่องให้ดีขึ้น
มีห้องนั่งรับประทานอาหารที่นักบินอวกาศนำขึ้นไปด้วยเป็นอาหารสำเร็จรูป กรณีที่อยู่ในยานอวกาศขนาดใหญ่
อาหาร มีห้องครัวที่ใช้พลังงานไฟฟ้า แต่บางกรณีต้องเป็นอาหารใส่ถุงบีบเข้าปากเพื่อกันการฟุ้งกระจายส่วนการขับถ่ายนั้น
ยานอวกาศขนาดใหญ่มีห้องน้ำห้องส้วมพร้อม ซึ่งระบบสุญญากาศดูดสิ่งขับถ่ายไปใส่ถุงพลาสติกสำหรับทิ้ง โดยมีสารซับน้ำ
อยู่ในถุงด้วย ในชุดอวกาศก็มีที่เก็บปัสสาวะซึ่งมีสารซับน้ำเช่นกันสรุปว่าการกินอยู่และการขับถ่ายได้รับการดัดแปลงให้เหมาะสม
กับสภาพในอวกาศนั่นเอง