จากถ้อยแถลงของรัฐมนตรีว่ากระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรมล่าสุด (14 ธ.ค.63) ที่กล่าวว่า ประเทศเราจะส่งยานสำรวจไปดวงจันทร์ภายใน 7 ปี ทำให้เกิดประเด็นร้อนแรงกระหึ่มโซเซียล หลายคนพากันสงสัยว่าจะเป็นไปได้จริงหรือไม่ และนี่คือเป้าหมายจริงจังใช่หรือเปล่า….เปล่าหรอก เราไม่ได้จะให้คำตอบอะไร แต่แค่มันบังเอิ๊ญบังเอิญที่ นาซาก็เพิ่งปล่อยแคมเปญใหม่มาให้ความรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีที่จะใช้สำรวจดวงจันทร์ และนำพาคนขึ้นไปบนนั้นพอดี เราเลยอยากแบ่งปันสาระความรู้ว่า การจะไปดวงจันทร์เขาต้องใช้เทคโนโลยีอะไรบ้าง และการสำรวจนี้ มันจะมีประโยชน์อะไรต่อการดำรงชีพของเราบนโลกกันบ้างนะ
เมื่อวันที่ 12 ธันวาคมที่ผ่านมา จิม ไบรเดนสไตล์ (Jim Bridenstine) ผู้บริหารขององค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ หรือ องค์การนาซา (NASA) ได้กล่าวเปิดโครงการ ‘Virtual Tech Day on the Hill’ ซึ่งเป็นแคมเปญประชาสัมพันธ์ที่จะให้ข้อมูลเกี่ยวกับเทคโนโลยีอวกาศของนาซา ที่พัฒนาขึ้นเพื่อรองรับยุคใหม่ของการสำรวจดวงจันทร์ และเป้าหมายที่จะนำหญิงอเมริกันคนแรกและชายคนต่อไปลงเหยียบดวงจันทร์ในปี 2024
ไบรเดนสไตล์กล่าวว่า “โครงการนี้ได้รวบรวมเอาความพยายามพัฒนาเทคโนโลยีตลอด 8 ปี มานำเสนอ และเนื่องจากวิกฤตโควิดในตอนนี้ทำให้เราไม่สามารถใกล้ชิดกันได้อย่างเคย โครงการนี้จึงเป็นโครงการแรกที่เราจะให้ข้อมูลเสมือนจริง (แต่ละคลิปนำคนที่รับผิดชอบมาพูดคุย และให้ดูสถานที่ทำงานจริง) ที่เกี่ยวกับโครงการอาร์มีทิส (Artemis) เพื่อให้เห็นความพยายามของทีมงานที่ยังคงปฏิบัติหน้าที่อยู่ไม่ว่าจะจากบ้าน ห้องนั่งเล่น หรือ จากในห้องครัวของตัวเอง และขอบคุณประชาชนที่ติดตามและสนับสนุนเรามาโดยตลอดด้วย”
ภารกิจดังกล่าวต้องอาศัยบุคลากรซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญจากหลากหลายด้านในการคิดค้นและพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูง เพื่อให้เข้าถึงสำรวจพื้นผิวดวงจันทร์ได้มากกว่าเดิม และพัฒนาศักยภาพที่จำเป็นสำหรับภารกิจบนดาวอังคารในอนาคตต่อไป
เพื่อสร้างความเข้าใจและการสนับสนุนจากภาคประชาชน นาซาจึงได้ผลิตคลิปวีดิโอ นำเสนอเทคโนโลยีและโครงการสำคัญต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง ทำให้เห็นว่า การลงทุนในเทคโนโลยีเหล่านี้ นอกจากจะทำให้การสำรวจลุล่วงแล้ว จะปฏิวัติอุตสาหกรรมอวกาศและโลกเราอย่างไร … และนี่คือเทคโนโลยีที่นาซาได้คัดสรรมานำเสนอให้เราได้ดูกัน
โครงการหุ่นยนต์สำรวจแบบพับได้อัตโนมัติ (A-PUFFER)
นาซาได้พัฒนาหุ่นยนต์ขนาดเท่ากล่องรองเท้าที่มีชื่อเต็ม ๆ ว่า Autonomous Pop-Up Flat Folding Explorer Robot หรือเรียกสั้น ๆ ว่า น้อง A-PUFFER หุ่นยนต์นี้ได้รับการออกแบบมา เพื่อสำรวจสอดแนมพื้นที่บนดวงจันทร์ และอาจจะพัฒนาให้ใช้ได้ไปถึงดาวอังคารด้วย
สาเหตุที่ต้องพัฒนาเจ้าหุ่นนี้ก็เพราะอาจได้ใช้แทนการสำรวจแบบเดินเท้า เนื่องจากสถานที่บางแห่งบนดวงจันทร์นั้นเข้าถึงได้ยาก และมีความเสี่ยงสูงหากนักบินอวกาศต้องเดินเข้าไปสำรวจเอง พื้นที่ที่ว่าก็ได้แก่ หลุมอุกกาบาต และถ้ำแคบ ๆ เป็นต้น นอกจากต้องพัฒนาหุ่นยนต์ให้ทนทานแล้ว ยังต้องพัฒนาการรับส่งสัญญาณให้มีความแม่นยำขึ้นด้วย นี่ก็น่าจะนำมาต่อยอดพัฒนาโดรนสำรวจบนโลกเราได้เช่นเดียวกัน
นวัตกรรมทางเทคโนโลยีชีวภาพ
เพื่อให้การเดินทางอันยาวนานที่มีมนุษย์ร่วมไปด้วยนั้น ปลอดภัยไร้กังวล มีความเป็นอยู่ที่เหมาะสม บุคลากรของนาซาจึงต้องพัฒนาเทคนิคการผลิตจุลินทรีย์ชีวภาพ เพื่อให้ผลิตภัณฑ์เหล่านั้นยังคุณภาพได้แม้อยู่ในอวกาศ ผลิตภัณฑ์เหล่านั้น ได้แก่ สารอาหาร ยา พลาสติกชีวภาพ และอื่น ๆ โดยภาพที่เห็นในคลิปแสดงให้เห็นความพยายามในการพัฒนาในเรื่องนี้ตลอด 5 ปีบนสถานีอวกาศนานาชาติ
สำหรับอันนี้ใกล้ตัวมากเกี่ยวพันกับเทคโนโลยีถนอมอาหารบนโลกเราโดยตรง ในอนาคตเราอาจจะได้เห็นเทคนิคใช้ถนอมอาหารใหม่ ๆ ที่คงคุณภาพอาหารได้ดียิ่งกว่าเดิมก็ได้
CAPSTONE
CAPSTONE คือ ดาวเทียมขนาดเล็ก (CubeSat) ลำแรกที่จะโคจรอบดวงจันทร์ที่มีลักษณะเฉพาะ มันมีน้ำหนักเพียง 55 ปอนด์ (ประมาณ 25 กิโลกรัม) และเป็นส่วนหนึ่งของ ส่วนหนึ่งของการปฏิบัติการเทคโนโลยีระบบกำหนดตำแหน่งอัตโนมัติ Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment อันเป็นที่มาของนามว่า CAPSTONE
หน้าที่ของของ CAPSTONE คือ ช่วยลดความเสี่ยงให้กับยานอวกาศในอนาคต ด้วยการตรวจสอบความถูกต้องของเทคโนโลยีการนำทางที่เป็นนวัตกรรมใหม่ และตรวจสอบพลวัตของวงโคจร
วงโคจรที่ว่านี้ เรียกกันอย่างเป็นทางการว่า วงโคจรใกล้ Near rectilinear halo orbit หรือ NRHO มันเป็นวงโคจรที่มีลักษณะยืดออกเป็นรูปวงรีอย่างเห็นได้ชัด ตำแหน่งของมันตั้งอยู่ในจุดที่มีความสมดุลระหว่างแรงโน้มถ่วงของโลกและดวงจันทร์อย่างพอดี เหมาะสำหรับภารกิจระยะยาว และใช้พลังงานเพียงเล็กน้อยในการรักษาวัตถุใด ๆ ให้อยู่ความเสถียรนั้น วงโคจรนี้จะนำพาให้ CAPSTONE เคลื่อนที่ภายในระยะ 1,000 ไมล์ (ประมาณ 1,609 กิโลเมตร) จากขั้วดวงจันทร์ด้านหนึ่งขณะที่ผ่านเข้าไปใกล้ และ 43,500 ไมล์ (ประมาณ 70,006 กิโลเมตร) จากขั้วดวงจันทร์อีกด้าน ขณะที่อยู่ในจุดห่างสุด ทุก ๆ 7 วัน
เทคโนโลยีนี้ก็น่าจะมีประโยชน์ต่อการพัฒนาระบบนำทางหรือระบุตำแหน่งบนโลก อย่าง GPS เหมือนกันนะ
(อ่านต่อหน้า 2 คลิกด้านล่างเลย)
NIAC – ISR technology
โครงการ NIAC หรือชื่อเต็ม ๆ คือ NASA Innovative Advanced Concepts Inflatable Spherical Reflector คือโครงการพัฒนาเทคโนโลยีการจัดเก็บเสาอากาศขนาดใหญ่ให้สามารถพับและบรรจุลงในพื้นที่ขนาดเล็กได้ (Inflatable Spherical Reflector technology: ISR technology) ยกตัวอย่างเช่น ในดาวเทียมขนาดเล็ก (SmallSat หรือ CubeSat) เมื่อดาวเทียมเหล่านี้อยู่ในวงโคจร ตัวสะท้อนแสงจะเด้งออกมาและค่อย ๆ แผ่ขยายออกไป
สาเหตุที่ต้องใช้เสาอากาศขนาดใหญ่ เป็นเพราะมันสามารถส่งข้อมูลจำนวนมากโดยใช้กำลังส่งน้อยได้ ในโครงการอาร์มีทิส (Artemis) เราสามารถใช้เทคโนโลยี ISR เพื่อส่งข้อมูลจากวงโคจรของดวงจันทร์หรือพื้นผิวของดวงจันทร์ได้ นอกจากนี้ ระบบดังกล่าวอาจตรวจจับการปล่อยน้ำและระบบ GPS บนดวงจันทร์ เพื่อนำทางบนพื้นผิวดวงจันทร์จากระยะไกลได้ด้วย และด้วยเทคโนโลยีนี้เองที่ทำให้การสื่อสาร 5G บนโลกเป็นไปได้
แผ่นกันความร้อนแบบตัดขวาง
นวัตกรรมแผ่นกันความร้อนแบบตัดขวางนั้น ใช้สำหรับการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ เกิดจากความร่วมมือระหว่าง NASA’s Space Technology Mission Directorate ซึ่งเป็นภาครัฐ และ United Launch Alliance (ULA) ซึ่งเป็นภาคเอกชน
เพื่อให้ประคองตัวอยู่ในอากาศได้แทนที่การขับเคลื่อน เทคโนโลยีนี้จะทำหน้าที่เป็นเบรกขนาดยักษ์ ขณะที่ยานอวกาศเคลื่อนที่ไปในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร แผ่นกันความร้อนขนาดใหญ่จะสร้างแรงยื้อยุดและเริ่มชะลอส่วนหัวที่สัมผัสชั้นบรรยากาศก่อน ทำให้ยานอวกาศลดความเร็วลงได้ดี ในขณะที่ยานยังอยู่ในระดับสูง ขณะเดียวกันก็ช่วยลดความร้อนจากการเสียดสีกับชั้นบรรยากาศให้น้อยลงด้วย
และจะไม่แปลกเลยถ้าเทคโนโลยีนี้จะถูกนำมาต่อยอดในแวดวงการบินบนโลก
การสื่อสารด้วยแสงเลเซอร์
เดิมภารกิจของนาซา ส่วนใหญ่จะใช้การสื่อสารด้วยคลื่นความถี่วิทยุ เพื่อส่งข้อมูลเข้าและออกจากยานอวกาศ เพื่อทำให้การสื่อสารรวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น นาซาจึงได้พัฒนาการสื่อสารด้วยแสง หรือ Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) ขึ้น ซึ่งจะเป้นประโยชน์อย่างมากต่อภารกิจรวม เพราะมีแบนด์วิดท์ที่เพิ่มขึ้นมากกว่าระบบความถี่วิทยุ 10 ถึง 100 เท่า … นี่ก็น่าจะพัฒนาระบบการสื่อสารบนโลกอนาคตด้วยเช่นเดียวกัน
OSAM-1 ปั๊มอวกาศ
OSAM-1คือ ภารกิจหลักของ NASA’s Exploration & In-space Services Projects Division (NExIS) ยานอวกาศ OSAM-1 และระบบหุ่นยนต์ภายในจะทำหน้าที่เติมเชื้อเพลิงให้กับดาวเทียมในอวกาศ ประกอบเสาอากาศสื่อสารและผลิตลำแสง นอกจากใช้ในอวกาศ นาซายังถ่ายโอนเทคโนโลยี OSAM-1 ไปให้หน่วยงานภายนอก เพื่อช่วยให้เกิดการให้บริการแบบใหม่ภายในประเทศด้วย
PRIME-1 หุ่นยนต์หาน้ำ
Polar Resources Ice Mining Experiment-1 (PRIME-1) คือหุ่นยนต์แรกที่สำรวจหาทรัพยากรบนดวงจันทร์ เพื่อใช้ประโยชน์จากทรัพยากรดังกล่าว และยังเป็นครั้งแรกที่นาซา จะสุ่มตัวอย่างและวิเคราะห์น้ำแข็งจากใต้พื้นผิวด้วย ซึ่งการค้นหาน้ำบริเวณขั้วดวงจันทร์นี้ นาซาก็ทำไปเพื่อสนับสนุนการไปอยู่ของมนุษย์ในระยะยาวเมื่อสิ้นทศวรรษหน้านั่นเอง…นี่ก็อาจจะเป็นหุ่นยนต์ต้นแบบใช้สำรวจหาทรัพยการบนโลกในพื้นที่ ที่เข้าถึงยากก็ได้
(อ่านต่อหน้า 3 คลิกด้านล่างเลย)
SEP เทคโนโลยีแห่งการขับเคลื่อนในอวกาศ
เพราะนาซาวางแผนขยายการเดินทางของมนุษย์ไปดวงจันทร์และดาวอังคาร จึงจำต้องพัฒนาเทคโนโลยีที่ช่วยย่นระยะเวลาการเดินทาง นอกจากนี้ มันยังช่วยเพิ่มขีดความสามารถการเดินทางในอวกาศ และรองรับกิจกรรมการบินอวกาศเชิงพาณิชย์ที่หลากหลายขึ้นในอนาคตด้วย
Solar Electric Propulsion (SEP) คือเทคโนโลยีสำคัญ ที่กำลังได้รับการพัฒนาเพื่อตอบโจทย์ดังกล่าว SEP ขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์แบบออนบอร์ด แบบเดียวกับที่ใช้ในการโคจรของกระสวยอวกาศ ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าจะใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่าระบบขับเคลื่อนเคมีทั่วไปถึง 10 เท่า แม้ใช้มวลเชื้อเพลิงลดลง แต่จะส่งแรงขับเคลื่อนที่มีพลังมากขึ้น ซึ่งจะช่วยสนับสนุนภารกิจของหุ่นยนต์และนักบินอวกาศในอนาคตได้ดีขึ้น ให้ไปไกลมากขึ้นกว่าวงโคจรต่ำของโลก เพิ่มจุดหมายปลายทางในห้วงอวกาศให้หลากหลายยิ่งขึ้น
เทคโนโลยีการลงจอดที่มีความแม่นยำสูง
นาซากำลังพัฒนาเทคโนโลยีการลงจอดที่มีความแม่นยำสูง สำหรับภารกิจหุ่นยนต์และภารกิจเดินทางไปสำรวจดวงจันทร์และดาวอังคารของมนุษย์ สำรวจดวงที่เต้มไปด้วยแผ่นน้ำแข็ง และจุดหมายปลายทางอื่น ๆ
สำหรับภารกิจสำรวจดวงจันทร์ในอนาคต นาซาวงแผนไว้ว่า จะใช้อัลกอริทึมและเซนเซอร์ขั้นสูงของ SPLICE เพื่อกำหนดเป้าหมายสถานที่ลงจอดที่ไม่สามารถทำได้ในภารกิจอะพอลโลในอดีต เช่น พื้นที่ที่มีหินอันตราย หรือมีหลุมอุกกาบาตที่อยู่ใกล้ เทคโนโลยีนี้จึงจะช่วยทำให้เราไปยังจุดหมายปลายทางที่ไม่เคยไปได้มาก่อนด้วย
และเพราะภารกิจอันมากมายของนาซา เทคโนโลยีและนวัตกรรมมากมายจึงถูกพัฒนาขึ้น เพื่อทิ้งท้ายเพิ่มเติม นาซายังแถมคลิปที่เล่าถึงความสำเร็จของภาคเอกชน ที่มาดาวน์โหลดองค์ความรู้จากนาซาไปต่อยอด (Spin off) เปลี่ยนเทคโนโลยีอวกาศให้เป็นผลิตภัณฑ์และบริการเชิงพาณิชย์ที่มีให้บริการในวงกว้าง เทคโนโลยีหลายอย่างเราสามารถพบเห็นได้ง่ายและใกล้ตัวกว่าที่คิด อย่างในบนหม้อกระทะครัวเรือนของเราเอง ในแวดวงการบิน หรือกระทั่งการพยากรณ์อากาศและเทคโนโลยีเพื่อการเกษตร ซึ่งปัจจุบัน นาซาได้อ้างว่ามีผลิตภัณฑ์จำนวนกว่า 2000 รายการ ที่ได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีอวกาศเหล่านี้ (อยากรู้ว่ามีอะไรอีกบ้าง กดเข้าไปดูได้ที่ spinoff.nasa.gov เลย)
อนึ่ง เทคโนโลยีต่าง ๆ นี้เป็นเพียงแค่ ‘ส่วนหนึ่ง’ ที่ช่วยให้เป้าหมายในการไปสำรวจดวงจันทร์และดาวอังคารของนาซาใกล้ความเป็นจริงมากขึ้นเท่านั้น หากขาดบุคลากรที่แนวแน่น มีความสามารถและความรับผิดชอบชัดเจน รวมถึงความร่วมมือจากหลากหลายฝ่ายอย่างสม่ำเสมอจริงจัง และงบประมาณแล้วละก็ ภารกิจระดับชาติแบบนี้ก็คงจะประสบความสำเร็จได้ยากยิ่ง … ส่วนเรื่องที่ว่าเราจะทำภารกิจให้สำเร็จได้บ้างไหมนั้น แม้เลเวลของเราอาจจะไม่ถึงกับพามนุษย์ไปดวงจันทร์ แต่ก็คงต้องอาศัยสิ่งเหล่านี้เฉกเช่นเดียวกันนั่นแหละ
อ้างอิง
พิสูจน์อักษร : สุชยา เกษจำรัส