จากอดีตสู่อนาคต การสำรวจอวกาศเปลี่ยนชีวิตของเราอย่างไรบ้าง By Spaceth.co

อนาคตของมนุษยชาติกับการสำรวจอวกาศจะเป็นอย่างไร เราสูญเสียและได้อะไรมาจากการสำรวจอวกาศบ้าง แล้วการสำรวจอวกาศจะทำให้มนุษย์เราดูแลกันได้ดีขึ้นได้อย่างไร จักรวาลอันกว้างใหญ่นี้ มนุษย์เราถูกกำหนดชะตากรรมให้อยู่และตายแค่บนโลกหรือไม่

ความจริงแล้วมนุษย์เราไม่ได้ไปไหนเลย เราอยู่แค่บนโลกมาตลอดหลายหมื่นหลายแสนปีของการมีอยู่ของสปีชีส์ที่เราเรียกกันว่า โฮโมเซเปียนส์ (Homo sapiens) หากแต่เรากำลังสำรวจอวกาศเพื่อทิ้งโลกทิ้งมนุษยชาติไว้ข้างหลังหรือเปล่า แล้วอวกาศเป็นของใคร ติดตามได้ในบทความนี้

การก้าวกระโดดของเทคโนโลยีในศตวรรษที่ 20: สงครามกับเทคโนโลยี

สงครามนั้นเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นมาตลอดตั้งแต่มนุษย์ถือกำเนิดขึ้นมาบนโลกนี้ ตั้งแต่ในระดับกลุ่มคนจนถึงสงครามโลก อาจพูดได้ว่าสงครามนั้นเป็นสิ่งที่อยู่กับมนุษยชาติมานานจนถึงปัจจุบัน 

แน่นอนว่าสงครามนั้นเป็นหนึ่งในหัวข้อที่เป็นที่ถกเถียงกันมากที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปัจจุบัน สงครามระหว่างยูเครนและรัสเซียได้แสดงให้ทุกคนทั่วโลกรู้แล้วว่า ‘Casus belli’ หรือ ข้ออ้างในการทำสงคราม ไม่จำเป็นต้องถูกต้องเสมอไป ไม่ต้องมีก็ยังได้ เพียงแต่มันทำให้ภาพลักษณ์ของสงครามดูดีขึ้นก็เท่านั้นเอง การฆ่ากันระหว่างเผ่าพันธ์ุสปีชีส์เดียวกันเป็นสิ่งที่ไม่ควรเกิดขึ้นในอารยธรรมมนุษย์

เหตุใดสงครามยังติดแน่นอยู่กับมนุษยชาติ?

ภาพการรวมตัวกันของมวลชนต่อต้านการรุกรานยูเครนของรัสเซียที่ Washington DC, USA – ที่มา Gayatri Malhotra

นั่นเป็นเพราะว่ามนุษย์ยังคอยแสวงหาผลประโยชน์จากเพื่อนมนุษย์ด้วยกันอยู่ เรายังคงอิงกฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 3 ของนิวตันในการทำให้มนุษยชาติเดินหน้าต่อไปได้ โดยใช้ข้ออ้างว่าเพื่ออนาคตของมนุษยชาติ เรายอมเสียสละส่วนหนึ่งของมนุษยชาติเพื่อผลักมนุษยชาติให้เดินหน้าต่อไปได้ แทนที่จะดูแลกันให้ดีขึ้น เราทำเช่นนี้มาตลอดโดยไม่รู้เลยว่าจริงๆ แล้ว มันคือ ‘ความเห็นแก่ตัว’ มนุษย์เปรียบเสมือน ‘ผีเสื้อที่กระพือปีกเพียงครั้งเดียว แล้วคิดว่ามันคือชั่วนิรันดร์’

ปฏิเสธไม่ได้ว่าสงครามนั้นเป็นเรื่องที่โหดร้าย แต่ขณะเดียวกัน มันนำมาซึ่งความรู้สึกอยากจะเป็นที่หนึ่ง ซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่น่าเศร้า ความอยากจะเป็นที่หนึ่งก่อให้เกิดความละโมบในอำนาจที่เหนือกว่าอันนำไปสู่การแข่งขัน ไม่ว่าจะเป็นการแข่งขันสะสมอาวุธ (Arms race), การแข่งขันพัฒนาเทคโนโลยี (Tech race), การแข่งขันด้านเทคโนโลยีอวกาศ (Space race) และอื่นๆ อีกมากมาย พูดสั้นๆ คือ “เราแลกเลือดเนื้อของมนุษยชาติกับเทคโนโลยี”

ครั้นปลายสงครามโลกครั้งที่ 1 นั้น เกิดโรคระเบิดที่คร่าชีวิตประชากรมนุษย์ไปกว่าหนึ่งในสาม นั่นก็คือ ไข้หวัดใหญ่ H1N1 หรือที่รู้จักกันในชื่อว่า ‘ไข้หวัดใหญ่สเปน’ มันส่งผลกระทบอย่างมากต่อสงครามโลกครั้งที่ 1 เนื่องจากประชากรส่วนใหญ่ตั้งแต่พลเรือนจนถึงทหารล้มป่วยจากไข้หวัดใหญ่เป็นจำนวนมาก 

ด้วยเหตุนี้ นักวิทยาศาสตร์การทหารจึงต้องการวิจัยวัคซีนสำหรับไข้หวัดใหญ่เพื่อฉีดให้กับกำลังพลของตน โดยความพยายามดังกล่าวนั้นเริ่มขึ้นในช่วงยุค 1930 เมื่อนักวิทยาศาสตร์เริ่มพยายามแยกไวรัสออกจากผู้ป่วย เพื่อพิสูจน์ว่าไข้หวัดใหญ่นั้นเกิดจากไวรัสไม่ใช่แบคทีเรีย

ภาพของไวรัส H1N1 ต้นเหตุของไข้หวัดใหญ่สเปน

ถ่ายโดยกล้อง Transmission Electron Microscope (TEM) – ที่มา C. Goldsmith/Public Health Image Library

วัคซีนเชื้อตาย (Inactivated vaccine) สำหรับไข้หวัดใหญ่ตัวทดลองตัวแรกของโลกถูกค้นพบในช่วงก่อนปี 1940 โดยกองทัพสหรัฐฯ ซึ่งต่อมาถูกใช้ในสงครามโลกครั้งที่ 2 เพื่อฉีดให้กับทหารเพื่อป้องกันการติดเชื้อไข้หวัดใหญ่ ถึงจะไม่ใช่วัคซีนตัวแรกของโลก แต่ก็เป็นหนึ่งในก้าวสำคัญของการวิจัย

การฉีด Typhoid prophylaxis ซึ่งถือเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีวัคซีนเชื้อตายให้กับทหารในสงครามโลกครั้งที่ 1 – ที่มา National Museum of Health and Medicine

เพราะต่อมาวัคซีนไข้หวัดใหญ่ก่อนถูกพัฒนาให้ปลอดภัยสำหรับการใช้งานอย่างแพร่หลายในพลเรือน กลายมาเป็นสิ่งที่เรียกว่า ‘Gold Standard’ ของวัคซีนมาจนถึงปัจจุบัน จนมาถึงศตวรรษที่ 21 โดยเทคโนโลยีวัคซีนถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในการรักษาโรคติดเชื้ออื่นๆ เช่น โปลิโอ ไอกรน แอนแทรกซ์ หัด และอื่นๆ อีกมากมาย

หากแต่ไวรัสนั้นไม่ใช่เพียงแค่ปัญหาเดียวสำหรับสงคราม ถ้าไม่ติดเชื้อไวรัสก็ติดเชื้อแบคทีเรียได้เหมือนกัน หรือจะแย่ยิ่งกว่าหากติดทั้งคู่ นักวิทยาศาสตร์พลเรือนชาวสก็อตแลนด์ อเล็กซานเดอร์ เฟลมมิง (Alexander Fleming) ค้นพบยาปฏิชีวนะ ‘เพนิซิลลิน’ (Penicillin) ในปี 1928 ซึ่งเป็นกลุ่มของยาปฏิชีวนะที่ใช้กันแพร่หลายที่สุดในปัจจุบันเพื่อรักษาการติดเชื้อแบคทีเรีย Staphylococci และ Streptococci หากแต่เพนิซิลลินนั้นไม่ได้รับความสนใจแม้แต่น้อยในตอนที่มันถูกค้นพบ จนกระทั่งเกิดสงครามโลกครั้งที่ 2 ขึ้น

ฟังไจ Penicillium rubens ซึ่งถูกใช้ในการสังเคราะห์ยาปฏิชีวนะ Penicillin ชนิดแรกของโลก
ซึ่งต่อมามีชื่อเรียกว่า ‘Benzylpenicillin’ หรือ ‘Penicillin G’ – ที่มา Houbraken, J., Frisvad, J.C. & Samson, R.A

สงครามโลกครั้งที่ 2 นั้นทำให้กองทัพสหรัฐฯ ต้องเร่งผลิตเพนิซิลลินให้กับกำลังพลของตนเพื่อสร้างสิ่งที่เสมือนเกราะป้องกันต่อศัตรูที่มองไม่เห็น ที่อาจพลิกสถานการณ์ในสงครามได้ ช่วงก่อนการยกพลขึ้นบก D-Day นั้น กำลังสัมพันธมิตรผลิตเพนิซิลลินกว่า 2.3 ล้านโดสให้กับทหารฝ่ายสัมพันธมิตร และหลังจากสงครามนั้นเอง เพนิซิลลินก็ถูกนำมาให้พลเรือนใช้กันอย่างแพร่หลาย

นอกจากนี้ เทคนิคการปฐมพยาบาลในสนามรบอย่างการถ่ายพลาสมา (Blood plasma transfusion) ซึ่งเป็นการถ่ายของเหลวพลาสมาให้กับผู้ป่วยที่เสียเลือดมาก (hypovolemia) ยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันอีกด้วย ซึ่งการถ่ายพลาสมานั้นต่างจากการถ่ายเลือด (Whole blood transfusion) คือ ไม่ต้องสนกรุ๊ปเลือด เนื่องจากหน้าที่ของพลาสมานั้นคือการทดแทนปริมาณของของเหลวในร่างกายที่เสียไป เพื่อไม่ให้ผู้ป่วยช็อกจากการเสียของเหลว (Hypovolemic shock)

ภาพของถุงพลาสมาเลือดที่ถูกใช้สำหรับถ่ายพลาสมาเลือดในปัจจุบัน – ที่มา Hong Kong Red Cross

นอกจากเทคโนโลยีด้านการแพทย์แล้ว ยังมีเทคโนโลยีด้านการบิน เช่น เครื่องยนต์ไอพ่น ที่เกิดขึ้นในช่วงปี 1930 แต่ไม่ถูกใช้จนกระทั่งช่วงต้นของสงครามโลกครั้งที่ 2 ซึ่งเยอรมนีใช้เครื่องยนต์ไอพ่นในเครื่องบินเจ็ทของตนในปี 1939 หรือการพัฒนาขีปนาวุธพิสัยไกล V-2 ของเยอรมนีโดย แวร์นแฮร์ ฟอน เบราน์ (Wernher von Braun) ซึ่งเป็นวัตถุชิ้นแรกของมนุษย์ที่ได้แตะอวกาศอีกด้วย ถือเป็นการบุกเบิกการสำรวจอวกาศก้าวแรกๆ ของมนุษยชาติ

ภาพแรกของโลกจากอวกาศเหนือเส้น Kármán จากจรวด V-2 เมื่อวันที่ 24 ตุลาคม 1946 – ที่มา U.S. Army

หากพูดถึงคอมพิวเตอร์ในช่วงยุคสงครามโลกครั้งที่ 2 นั้น ผู้คนจะเข้าใจกันว่าหมายถึง ‘มนุษย์ที่คำนวณสมการด้วยมือ’ หากแต่นักวิทยาศาสตร์พยายามจะก้าวข้ามขีดจำกัดเพื่อให้ตนนั้นเหนือกว่าศัตรู เช่น การพัฒนาอุปกรณ์ถอดรหัสบอมเบ (Bombe) เพื่อถอดรหัสเครื่องอีนิกมา (Enigma) ที่ใช้ในการสื่อสารของเยอรมนีโดย อลัน ทัวริง (Alan Turing) หรือการพัฒนาคอมพิวเตอร์อีนิแอค (ENIAC) ของกองทัพสหรัฐฯ เพื่อใช้ในการคำนวณวิถีของวัตถุ

ภาพของคอมพิวเตอร์ ENIAC ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลก – ที่มา U.S. Army

และสุดท้าย การแยกพลังงานอันมหาศาลออกจากสสารในการสร้างระเบิดปรมาณู ซึ่งนำไปสู่การใช้งานในเชิงพลเรือนควบกับการทหาร เช่น การผลิตไฟฟ้า การผลิตหัวรบนิวเคลียร์ ส่วนหนึ่งของสงครามเย็นในการสะสมอาวุธนิวเคลียร์ระหว่างสหรัฐฯ และสหภาพโซเวียต

ภาพของการทดสอบระเบิดปรมาณูลูกแรกของโลก ‘Trinity’ เมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม 1945 ที่ New Mexico, US – ที่มา United States Department of Energy

ทั้งหมดนี้ แน่นอนว่าสงครามนั้นไม่ได้เป็นต้นเหตุของการก่อให้เกิดเทคโนโลยีเหล่านี้ขึ้น แต่สงครามนั้นเท็จจริงแล้วคือ catalyst หรือตัวเร่งที่ทำให้สิ่งเหล่านี้เกิดได้เร็วขึ้น เพื่อนำมาใช้ในทางการทหารก่อน จากนั้นจึงค่อยให้พลเรือนใช้ หากมีประโยชน์

สงครามเย็น และ Space race

หลังจบสงครามโลกครั้งที่ 2 นั้น มหาอำนาจที่เหลืออยู่ก็หนีไม่พ้นการประจันหน้ากันระหว่าง สหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียต ความตึงเครียดเริ่มขึ้นเมื่อทั้งสองมหาอำนาจแก่งแย่งชิงดีกันเพื่อจะเป็นที่หนึ่ง ตั้งแต่การสะสมอาวุธ การผลิตหัวรบ การพัฒนาขีปนาวุธข้ามทวีป (Intercontinental ballistic missile: ICBM) และอีกเป้าหมายใหม่ของทั้งสองประเทศก็คือ การครองความเหนือกว่าในการสำรวจอวกาศ

ภาพของจรวด R-7 Semyorka (Р-7 Семёрка) ของโซเวียตซึ่งถือเป็นจรวด ICBM ลำแรกของโลก 

ที่มา NASA/Peter Gorin/Emmanuel Dissais

การแข่งขันทางอวกาศ หรือ ‘Space race’ เริ่มขึ้นในวันที่ 2 สิงหาคม 1955 เมื่อสหภาพโซเวียตประกาศว่าพวกเขาจะปล่อยดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรโลก ซึ่งเป็นการประกาศตอบโต้สหรัฐอเมริกาที่ก็เพิ่งประกาศว่าพวกเขาจะปล่อยดาวเทียม 4 วันก่อน โดยทั้งสองชาติมีเทคโนโลยีขีปนาวุธเป็นของตัวเองอยู่แล้ว ทำให้ต่างมีความสามารถที่จะพัฒนาจรวดที่สามารถส่งวัตถุขึ้นสู่วงโคจรได้

ในวันที่ 4 ตุลาคม 1957 ดาวเทียม Sputnik 1 ของสหภาพโซเวียตขึ้นสู่วงโคจรสำเร็จ และปล่อยสัญญาณ broadcast ในช่วงคลื่นวิทยุที่นักวิทยุมือสมัครเล่นบนภาคพื้นดินก็สามารถตรวจจับได้ ซึ่งถือเป็นการยืนยันว่า Sputnik 1 นั้นของจริง สร้างความกังวลให้กับสหรัฐฯ เป็นอย่างมาก เนื่องจากการที่สหภาพโซเวียตปล่อยดาวเทียมได้ก่อน หมายความว่าเทคโนโลยีของพวกเขาเหนือกว่า จึงเกิดเหตุการณ์ ‘Sputnik crisis’ หรือ ‘วิกฤตการณ์สปุตนิก’ ขึ้น นำไปสู่การปฏิรูปนโยบายของสหรัฐฯ ขึ้น ตั้งแต่การเปลี่ยนโครงสร้างทางด้านการศึกษาเพื่อผลิตนักวิทยาศาสตร์เพิ่มขึ้น ไปจนถึงการก่อตั้งหน่วยงานวิจัยอย่าง DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) และการก่อตั้งองค์การนาซา (NASA: National Aeronautics and Space Administration) ขึ้น

ภาพ Replica ของดาวเทียม Sputnik 1 – ที่มา NSSDC, NASA

สถานการณ์แย่ลงเมื่อสหภาพโซเวียตส่ง ยูริ กาการิน (Yuri Gagarin) ขึ้นสู่อวกาศในฐานะมนุษย์คนแรกในอวกาศเมื่อวันที่ 12 เมษายน 1961 ด้วยจรวด Vostok-K

หากใครเคยเห็นจรวดที่ ยูริ กาการิน ใช้ขึ้นบินแล้วก็จะสังเกตได้ว่าภาพของจรวด R-7 Semyorka นั้นเหมือนกับจรวด Vostok-K ที่เขาใช้ นั่นเป็นเพราะว่าจรวด Vostok-K นั้นถูกพัฒนามาจากเทคโนโลยีจรวด ICBM R-7 Semyorka นั่นเอง

ภาพ Copy ของจรวดที่ใช้ในภารกิจ Vostok – ที่มา Sergei Arsenyev

ประธานาธิบดีสหรัฐฯ จอห์น เอฟ. เคนเนดี (John F. Kennedy) ในตอนนั้นถูกบีบบังคับให้ต้องเพิ่มเดิมพันขึ้นเป็นการลงจอดบนดวงจันทร์ก่อนจบทศวรรษ 1970 ซึ่งนำไปสู่การแข่งขันกันของทั้งสองชาติในการส่งมนุษย์ไปดวงจันทร์ การเหยียบดวงจันทร์ครั้งแรกของมนุษยชาติโดยสหรัฐฯ ด้วยโครงการ Apollo 11 ในปี 1969 นั้นสะเทือน Space race ระหว่างสหรัฐฯ และโซเวียตอย่างรุนแรง เป็นสัญญาณบอกว่าสหรัฐฯ นั้นตามทันแล้ว หลังจากตามหลังโซเวียตมาตลอด

ภาพรอยเท้าของ บัซ อัลดริน (Buzz Aldrin) นักบินอวกาศภารกิจ Apollo 11 บนดวงจันทร์ – ที่มา NASA/Buzz Aldrin

ในช่วงหลังของการแข่งขันนั้น ทั้งสองชาติเปลี่ยนเป้าหมายไปยังการสร้างสถานีอวกาศ สหภาพโซเวียตเริ่มสร้างสถานีอวกาศ Mir ในขณะที่สหรัฐฯ นั้นเริ่มโครงการกระสวยอวกาศ หลังจากการล่มสลายของสหภาพโซเวียต สหรัฐฯ และรัสเซีย (อดีตโซเวียต) ก็ได้ตกลงจบสงครามเย็นและการแข่งขันทางอวกาศ (Space race) อย่างเป็นทางการในปี 1993 เมื่อทั้งสองตกลงร่วมมือกันในโครงการ กระสวยอวกาศและสถานีอวกาศ Mir (Shuttle-Mir) และสถานีอวกาศนานาชาติ (International Space Station: ISS)

ภาพกระสวยอวกาศ Atlantis ของนาซากับสถานีอวกาศ Mir ของรัสเซีย (อดีตโซเวียต) ขณะเชื่อมต่อกันอยู่ – ที่มา NASA

การสำรวจอวกาศในยุค Space race นั้นบุกเบิกเทคโนโลยีอันนับไม่ถ้วนให้กับมนุษย์ในศตวรรษที่ 21 เราได้อะไรมาบ้าง?

• การวัดอุณหภูมิร่างกายด้วยเทอร์โมมิเตอร์แบบสอดหู ซึ่งช่วยป้องกันการปนเปื้อนของเทอร์โมมิเตอร์ จากการแตะสารคัดหลั่งของผู้ป่วย เทคโนโลยีนี้เดิมทีถูกใช้ในการวัดการแผ่รังสีของดวงดาว (Infrared thermal radiation) แต่ตอนนี้กลายเป็นวัดอุณหภูมิในหูแทน

ภาพของกลุ่มดาวนายพรานในช่วงคลื่นแสงที่มองเห็นได้ (ซ้าย) ภาพของกลุ่มดาวนายพราน
ในช่วงคลื่น Infrared จากกล้อง SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) – ที่มา NASA

• การทำเลสิค (LASIK: Laser-assisted in situ keratomileusis) เพื่อแก้ค่าสายตาในผู้ป่วยนั้น เดิมทีเป็นเทคโนโลยีที่ใช้สำหรับติดตามการเคลื่อนไหวของยานอวกาศระหว่างการทำ Autonomous rendezvous and docking หรือการเชื่อมต่ออัตโนมัติของยานอวกาศ
  

ภาพของการปรับแก้ค่าสายตาด้วยการผ่าตัด LASIK ผ่าน Eximer Laser – ที่มา U.S. Navy

• เทคโนโลยี LiDAR ใน iPhone ที่ใช้สำหรับการวัดระยะทางนั้น เดิมเป็นเทคโนโลยีในอวกาศที่ใช้สำหรับการวัดระยะทางและคำนวณอัตราเร็วของยานอวกาศ (Range and Velocity Imaging) และเทคโนโลยี Laser Ranging ที่ใช้เลเซอร์ในการวัดระยะทางอย่างเช่นการวัดระยะทางของโลกไปยังดวงจันทร์

ภาพการยิงเลเซอร์วัดระยะทางจาก Laser Ranging Facility ที่ Goddard Space Flight Center ไปยังยานสำรวจดวงจันทร์ Lunar Reconnaissance 

• เครื่องช่วยฟัง Cochlear implants ซึ่งถูกพัฒนาโดยวิศวกรของนาซาสำหรับผู้ป่วยที่ไม่ได้รับประโยชน์จากเครื่องช่วยฟังแบบทั่วไป
  
• LED (Light-emitting diodes) ซึ่งเดิมทีถูกใช้สำหรับเลี้ยงพืชในการทดลองเลี้ยงพืชบนกระสวยอวกาศ ปัจจุบันถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายตั้งแต่หลอดไฟไปจนถึงจอโทรศัพท์มือถือ จอโทรทัศน์ (เช่น OLED) และอื่นๆ อีกมากมาย
  
  

ภาพของนักบินอวกาศ แอนดรูว์ มอร์แกน (Andrew Morgan) บนสถานีอวกาศนานาชาติขณะกำลังวิจัยการเติบโตของพืชด้วยแสงจากหลอดไฟ LED – ที่มา NASA

• เลนส์กันรอย ซึ่งเดิมทีถูกพัฒนาเป็นส่วนหนึ่งของชุดนักบินอวกาศเพื่อป้องกันการขีดข่วนของหมวกนักบินอวกาศ (Helmet visor) ปัจจุบันกลายมาเป็นมาตรฐานของการกันรอยหน้าจอโทรศัพท์ แว่น และอื่นๆ

ภาพของ Protective visor กันรอยในชุดอวกาศที่ใช้ในภารกิจ Apollo 11 และ 12 – ที่มา NASA

• ผ้าห่มอวกาศ (Space blanket) เดิมทีเป็นเทคโนโลยีเพื่อหุ้มภายนอกของยานอวกาศเพื่อสะท้อนแสงอาทิตย์ ปัจจุบันเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ช่วยชีวิตไว้ใช้สำหรับห่มเพื่อลดการสูญเสียความร้อนและป้องกันอุณหภูมิร่างกายต่ำ (hypothermia)

ภาพของ Space blanket ห่มโดยนักวิ่งมาราธอนหลังการแข่งขันเพื่อป้องกันไม่ให้อุณหภูมิของร่างกายลดลงอย่างฉับพลันหลังการวิ่ง – ที่มา AFM Inc.

• 3D Food printing ซึ่งเป็นโครงการปรินท์อาหารอวกาศด้วยเครื่องปรินท์ 3 มิติ

• ระบบกันน้ำแข็งในอากาศยาน (Aircraft anti-icing systems) ซึ่งถือเป็น Gold Standard ในการป้องกันน้ำแข็งในอากาศยานในปัจจุบันนั้น เดิมทีถูกใช้ในยานอวกาศ
  

ภาพของน้ำแข็งที่ก่อตัวขึ้นบนปีกของอากาศยานทดลอง – ที่มา NASA

• ยางรถที่ใช้กันในทุกวันนี้ มีต้นกำเนิดมาจาก Fibrous material ที่ใช้ในการหุ้มร่มชะลอความเร็วของยาน Viking ในการลงจอดบนดาวอังคาร ซึ่งแข็งแรงกว่าเหล็กถึง 5 เท่า พัฒนาโดยบริษัท Goodyear เป็นที่มาของยาง Goodyear และมาตรฐานยางในปัจจุบัน

ภาพเรนเดอร์ของการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของยาน Viking – ที่มา Calvin J. Hamilton

• ระบบ GNSS (Global Navigation Satellite System) อย่าง GPS (Global Positioning System) ซึ่งเดิมทีถูกใช้ในทางการทหาร แต่หลังจากอุบัติเหตุโซเวียตยิงเครื่องบินพาณิชย์เที่ยวบิน KAL 007 ตกเนื่องจากการนำทางที่ผิดพลาด GPS ก็ถูกปล่อยให้พลเรือนทั่วโลกใช้ฟรี

 ภาพเครือข่ายดาวเทียม GPS ในวงโคจรโลก – ที่มา NLSA

• เซนเซอร์ CMOS สำหรับถ่ายภาพ ซึ่งเดิมถูกใช้ในกล้องถ่ายรูปขนาดเล็กของยานอวกาศสำหรับภารกิจสำหรับดาวเคราะห์อื่น (interplanetary) ปัจจุบันถูกนำมาใช้ในกล้องโทรศัพท์อย่างแพร่หลาย

 ภาพของเซนเซอร์ CMOS ที่ใช้ในการถ่ายรูป – ที่มา NASA

• คอมพิวเตอร์ จากเดิมคอมพิวเตอร์ยุคบุกเบิกที่พามนุษย์ไปดวงจันทร์อย่าง Apollo Guidance Computer (AGC) ในวันที่โลกยังไม่รู้จักคอมพิวเตอร์ สู่คอมพิวเตอร์ที่เล็กเท่าปลายนิ้วแต่เร็วเท่าคอมพิวเตอร์ทั้งโลกก่อนศตวรรษที่ 21 รวมกัน 

 ภาพของ Apollo Guidance Computer (AGC) – ที่มา NASA

• ระบบกรองน้ำ เดิมทีถูกใช้ในสถานีอวกาศเพื่อกรองน้ำเสีย เช่น ปัสสาวะ ให้เป็นน้ำดื่มได้ ปัจจุบันเป็นมาตรฐานการกรองน้ำทั่วโลก
  

ภาพของ rehydrator บนสถานีอวกาศนานาชาติ หรือก็คือเครื่องกดน้ำบน ISS นั่นเอง โดยน้ำนั้นมาจากการรีไซเคิลด้วยเทคโนโลยีการกรองต่างๆ – ที่มา NASA

• แผงโซลาร์เซลล์ เดิมใช้ในยานอวกาศเพื่อผลิตไฟฟ้าให้กับยานด้วยแสงอาทิตย์ สู่การใช้งานอย่างแพร่หลายในครัวเรือน
  

ภาพของ Roll-out Solar Array (ROSA) ซึ่งเป็นแผงโซลาร์เซลล์แบบพับได้ที่กำลังถูกติดตั้งทับของเก่าบนสถานีอวกาศนานาชาติ – ที่มา Boeing

ยังมีเทคโนโลยีอีกมากมายที่เกิดขึ้นจากการแข่งขันทางอวกาศที่เราไม่ได้พูดถึง หากแต่การแข่งขันเหล่านี้ก็แลกมาด้วยการสูญเสียบางอย่างเช่นกัน แล้วเราสูญเสียอะไรไป…

แด่มนุษย์ผู้สละชีวิตเพื่อบุกเบิกการสำรวจอวกาศ

• Nedelin Explosion (24 ตุลาคม 1960)
  
  • 54-300 คน ถูกเผาจนเสียชีวิตระหว่างการเตรียมการปล่อยจรวด 

ภาพของการระเบิดที่ Baikonur Cosmodrome – ที่มา USSR

• Apollo 1 (27 มกราคม 1967)
  
  • กัส กริสซัม (Gus Grissom), เอ็ดเวิร์ด เอช. ไวท์ (Edward H. White II) และ โรเจอร์ บี. ชาฟฟี (Roger B. Chaffee) ถูกเผาจนเสียชีวิตในแคปซูลยาน Apollo
    

ภาพของ Apollo 1 Capsule หลังการระเบิด – ที่มา NASA

• Soyuz 1 (24 เมษายน 1967)
  
  • วลาดิมีร์ มิคายโลวิช โคมารอฟ (Vladimir Mikhaylovich Komarov) เสียชีวิตทันทีหลังจากยาน Soyuz 1 โหม่งโลกที่ความเร็ว 140 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
    

ภาพศพของ Vladimir Komarov ที่หลงเหลืออยู่ – ที่มา RIA Novosti/Photo Researchers Inc.

• Challenger STS-51L (28 มกราคม 1986)
  
  • ฟรานซิส อาร์. สคอบี (Francis R. Scobee), ไมเคิล เจ. สมิธ (Michael J. Smith), โรนัลด์ แมคแนร์ (Ronald McNair), เอลลิสัน (Ellison), โอนิซึกะ (Onizuka), จูดิธ (Judith), เรสนิค (Resnik), เกรเกอรี จาร์วิส (Gregory Jarvis) และ คริสตา แมคคอลิฟ (Christa McAuliffe) เสียชีวิตจากอุบัติเหตุกระสวยอวกาศระเบิดระหว่างการปล่อย
    

ภาพการระเบิดของกระสวยอวกาศ Challenger เที่ยวบิน STS-51L – ที่มา Kennedy Space Center

• Soyuz 11 (6 มิถุนายน 1971)
  
  • จอร์จี โดโบรโวลสกี (Georgy Dobrovolsky), วลาดิสลาฟ โวลคอฟ (Vladislav Volkov) และ วิคเตอร์ พัตซาเยฟ (Viktor Patsayev) ขาดอากาศหายใจในสภาวะสุญญากาศ

ภาพขณะทีมเก็บกู้พยายามกู้ชีพนักบินอวกาศในภารกิจ Soyuz 11 – ที่มา USSR

• Columbia STS-107 (1 กุมภาพันธ์ 2003)
  • ริค ดี. ฮัสแบนด์ (Rick D. Husband), วิลเลียม ซี. แมคคูล (William C. McCool), ไมเคิล พี. แอนเดอร์สัน (Michael P. Anderson), เดวิด เอ็ม. บราวน์ (David M. Brown), คัลพานา (Kalpana), ชอว์ลา (Chawla), ลอเรล คลาร์ค (Laurel Clark) และ อิลาน รามอน (Ilan Ramon) เสียชีวิตจากเหตุการณ์กระสวยอวกาศระเบิดระหว่างเดินทางกลับโลก

ภาพซากของกระสวยอวกาศ Columbia เที่ยวบิน STS-107 – ที่มา NASA

รวมถึงผู้สละชีวิตให้กับการพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศที่ไม่ได้กล่าวถึง

ศตวรรษที่ 21 และอนาคตของการสำรวจอวกาศ

ปัจจุบันนี้ การสำรวจอวกาศได้ไปไกลกว่าระบบสุริยะแล้ว ‘stakeholders’ หรือผู้มีส่วนได้ส่วนเสียก็มากกว่ายุคของการสำรวจอวกาศแต่ก่อนเป็นอย่างมาก อวกาศกำลังจะถูก commercialize และ democratize ให้เป็นของมนุษย์เราทุกคน หากแต่การสำรวจอวกาศจะเป็นอย่างไรต่อไป?

เราอาจพูดได้ว่าอีกไม่นานนี้จะเกิดธุรกิจเกี่ยวกับอวกาศอีกมากมาย ไม่ว่าจะเป็นธุรกิจการท่องอวกาศ ธุรกิจพลังงาน ธุรกิจอาหาร ธุรกิจเหมืองแร่ ธุรกิจการเกษตร และอื่นๆ อีกมากมาย แน่นอนว่าเมื่อได้ยินชื่อธุรกิจเหล่านี้แล้ว หลายคนอาจจะสงสัย การเกษตรมันจะไปเกี่ยวกับอวกาศได้อย่างไร

ต้องอธิบายก่อนว่ามนุษยชาติอยู่ห่างจากการตั้งถิ่นฐานบนเทหวัตถุอวกาศเพียงอีกแค่ไม่กี่ก้าว หนึ่งในนั้นคือการตั้งถิ่นฐานบนดวงจันทร์ของโครงการ Artemis ด้วยการสร้าง Artemis Base Camp ซึ่งจะเป็นศูนย์วิจัยและถิ่นที่อยู่อาศัยของมนุษย์บนดวงจันทร์ รวมถึงการสร้างสถานีอวกาศโคจรรอบดวงจันทร์อย่าง Lunar Gateway เพื่อเพิ่มความสะดวกในการเดินทางระหว่างโลกกับดวงจันทร์

ภาพจำลองของ Artemis Base Camp บนดวงจันทร์ – ที่มา NASA

แต่การตั้งถิ่นฐานนั้นจะคอยพึ่งแต่ทรัพยากรบนโลกไม่ได้ เพราะหากเป็นเช่นนั้น การตั้งถิ่นฐานก็เหมือนกับการไปพักร้อนต่างดาวเฉยๆ เพราะฉะนั้นถิ่นฐานนั้นๆ จะต้องสามารถอยู่รอดได้ด้วยตนเองได้ เช่น การหาทรัพยากร การก่อสร้าง และอื่นๆ นี่คือ In-situ resource utilization หรือ ISRU ซึ่งหมายถึงการหาทรัพยากรจากแหล่งที่อยู่ของตน หากจะพูดให้เข้าใจง่ายขึ้น เราจะต้องรู้ก่อนว่าการตั้งถิ่นฐานบนดาวดวงอื่นต้องมีอะไรบ้าง

ภาพของ MOXIE (Mars oxygen in-situ resource utilization experiment)
ซึ่งใช้ทดลองผลิตออกซิเจนบนดาวอังคาร บนยาน Perseverance Rover – ที่มา NASA/JPL-Caltech

อันดับแรกที่ต้องมีคือยานพาหนะในการเดินทาง ยกตัวอย่างเช่นการไปดวงจันทร์นั้น ในตอนนี้โครงการ Artemis ใช้ Space Launch System (SLS) และ Orion ในการเดินทางไปดวงจันทร์ซึ่งก็เทียบเท่า Saturn V ของโครงการ Apollo แต่ก็ไม่ได้มีแค่รัฐบาลที่ทำ เพราะยังมีภาคเอกชนอย่าง SpaceX ที่กำลังพัฒนายาน Starship เพื่อเดินทางไปยังดวงจันทร์ด้วยเช่นกัน นี่ก็เป็นอีกหนึ่งในธุรกิจอวกาศที่กำลังเกิดขึ้นใหม่ บริการขนส่งอวกาศนั่นเอง

ภาพจำลองของจรวด Space Launch System (SLS) บนฐานปล่อย – ที่มา NASA

เมื่อการขนส่งเข้าที่แล้ว สิ่งที่ต้องมีต่อไปคือตั้ง hub สำหรับรับ-ส่ง supply จากโลก แน่นอนว่าช่วงแรกของการตั้งถิ่นฐานเราไม่สามารถโยนทุกอย่างลงไปบนดวงจันทร์ได้ โดย Lunar Gateway จะทำหน้าที่ในตรงนี้ เช่น รับยานลงจอดจากโลกมาเตรียมไว้ ทำให้นักบินอวกาศไม่ต้องรอยานจากโลกมาทีเดียวแต่สามารถขึ้นมารอที่ gateway ก่อนได้ รวมถึงการรับ supply อย่างอื่นจากโลกที่สามารถนำมาพักไว้ที่ gateway แล้วค่อยทยอยส่งลงไปบนพื้นผิวได้

ภาพจำลองของสถานีอวกาศเหนือดวงจันทร์ Lunar Gateway – ที่มา NASA

สิ่งที่ยากคือการตั้งถิ่นฐานบนพื้นผิว โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนดวงจันทร์ ที่จะพูดว่ามีทรัพยากรอันน้อยนิดก็ไม่แปลก แต่ก็ไม่ใช่ว่าไม่มีเลยเพราะเทคโนโลยีในยุคนี้ทันสมัยกว่ายุค Apollo มาก เราสามารถผลิตน้ำเองได้ เราสามารถสกัดแร่ได้ เราสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ สิ่งแรกๆ ที่ต้องมีก็คงจะหนีไม่พ้นการสร้างระบบโครงสร้างพื้นฐาน เช่น ระบบสาธารณูปโภค ระบบไฟฟ้า

ภาพจำลองการตั้งถิ่นของมนุษย์บนพื้นผิวของดวงจันทร์ – ที่มา ESA/P. Carril

บนดวงจันทร์โดยเฉพาะที่บริเวณขั้วของดวงจันทร์นั้นมีน้ำแข็งเป็นจำนวนมาก ตำแหน่งของ Artemis Base Camp โดยคร่าวๆ นั้นจะอยู่ที่ขั้วใต้ของดวงจันทร์ โดยน้ำแข็งเหล่านี้ช่วงแรกของการตั้งถิ่นฐานอาจจะต้องทำการสาธิตเทคโนโลยีก่อนเพื่อวิเคราะห์ว่าน้ำจากน้ำแข็งเหล่านี้สามารถละลายเก็บมากรองแล้วดื่มได้หรือไม่ ก่อนจะมีระบบไว้รองรับการสกัดน้ำบนดวงจันทร์ ซึ่งก่อนจะถึงตอนนั้น มนุษย์บนดวงจันทร์อาจจะต้องพึ่งเสบียงจากโลกไปก่อน เช่นเดียวกับอาหาร

 

 

ภาพแสดงตำแหน่งของน้ำแข็งบนขั้วใต้ของดวงจันทร์ (ซ้าย)
ภาพแสดงตำแหน่งของน้ำแข็งบนขั้วเหนือของดวงจันทร์ (ขวา)
จากอุปกรณ์ Moon Mineralogy Mapper บนยาน Chandrayaan-1 – ที่มา NASA

แต่เมื่อเราสามารถหาน้ำได้เองบนดวงจันทร์ เราก็อาจจะสามารถผลิตอาหารบนดวงจันทร์ได้เช่นกัน ยกตัวอย่างเช่นการปลูกพืชบนดวงจันทร์ ซึ่งการปลูกพืชในอวกาศนั้นถูกทดลองมาอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ยุคกระสวยอวกาศ มีการวิจัยพันธ์ุพืชและการตัดต่อพันธุกรรมมากมายที่จะช่วยให้พืชนั้นเติบโตได้ดีขึ้นในสภาพแวดล้อมในอวกาศ

ส่วนระบบไฟฟ้านั้นเป็นระบบที่น่าจะสร้างง่ายที่สุดเนื่องจากเรามีเทคโนโลยีแผงโซลาร์เซลล์ (Photovoltaic array) ที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์ได้อยู่แล้ว แต่ก็ยังมีปัญหาอยู่อย่างหนึ่งคือ จะเอาทรัพยากรที่ไหนไปสร้าง?

แน่นอนว่าเราจะขนทุกอย่างจากโลกไปดวงจันทร์ ตั้งแต่แผงโซลาร์เซลล์ยันแคปซูลอยู่อาศัยบนพื้นผิวดวงจันทร์ทั้งหมดไม่ได้ นอกจากจะใช้ต้นทุนสูง ยังไม่ยั่งยืนอีกด้วย เพราะหากขาดการ supply จากโลกก็หมายความว่าเราจะไม่สามารถพัฒนาถิ่นอาศัยบนดวงจันทร์ได้เลย หนึ่งในเทคโนโลยีที่สามารถแก้ไขปัญหานี้ได้คือเทคโนโลยี Biomining

ภาพของ Sphingomonas desiccabilis หนึ่งในสปีชีส์แบคทีเรียที่กำลังถูกทดลองในโครงการ BioRock
เพื่อทดลองการทำ Biomining – ที่มา UK Centre for Astrobiology/University of Edinburgh

Biomining เป็นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี Bioleaching ซึ่งเป็นการยืมมือจุลชีพหรือสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กให้มันช่วยเราขุดแร่แทนที่จะเป็นมนุษย์ ยกตัวอย่างเช่น จุลชีพ Acidithiobacillus ferrooxidans สามารถแยกแร่เหล็กออกจากสภาพแวดล้อมของมันผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชั่น (Oxidation reaction) ได้ออกมาเป็นผลิตภัณฑ์ของเหล็กที่ง่ายต่อการละลายและการสกัด (leaching) มันสามารถเติบโตได้จากการ oxidize แร่ธาตุที่มีเหล็กและซัลเฟอร์

ภาพของ BioReactor บนสถานีอวกาศนานาชาติเพื่อใช้ในการทดลอง BioRock – ที่มา ESA

หมายความว่าเราสามารถใช้จุลชีพช่วยเราสกัดแร่บนดวงจันทร์ได้ โดยที่เราไม่ต้องทำเอง แค่ให้สภาพแวดล้อมที่เหมาะแก่การทำหน้าที่ของมันก็เพียงพอ (Bioreactor) โดยเทคโนโลยีอยู่ระหว่างการพัฒนาและการทดลองทั้งบนโลกและในอวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติ

เมื่อมีทรัพยากรแล้ว สิ่งที่เหลือก็คือแรงงานในการก่อสร้าง แน่นอนว่าเราไม่สามารถขนแรงงานจากโลกไปก่อสร้างบนดวงจันทร์ได้เช่นกัน หมายความว่าเราจะต้องหาวิธีอื่น 

หนึ่งในนั้นก็คือการก่อสร้างโดยหุ่นยนต์ ที่นักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาและวิจัยอยู่ รวมถึงการก่อสร้างบนพื้นฐานของการใช้การปรินท์ 3 มิติ เข้ามาช่วยในการสร้างฐานบนดวงจันทร์ และในอนาคต การตั้งถิ่นฐานบนดาวเคราะห์ดวงอื่น เช่น ดาวอังคาร แม้แต่การท่องอวกาศก็อาจจะกลายเป็นธุรกิจอย่างหนึ่งในอนาคตของมนุษย์ เหมือนกับตอนที่เรามีธุรกิจอากาศยานใหม่ๆ นั่นเอง

ภาพจำลองการก่อสร้างบนดวงจันทร์ (In-situ resource utilization) – ที่มา NASA’

ขั้นตอนทั้งหมดนี้พูดแล้วเหมือนง่าย หากแต่นี่คือ ‘Bare minimum’ หรือขั้นต่ำที่จะทำให้ถิ่นฐานบนดาวดวงอื่นของมนุษย์นั้นอยู่รอดได้ด้วยตัวเอง เทคโนโลยีอย่างอื่นอีกมากมายทั้งจากภาคเอกชนและภาครัฐยังคงต้องพัฒนาต่อไปเพื่อรองรับการก่อตั้งถิ่นฐานนี้ stakeholders ของการท่องอวกาศนั้นกำลังเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ และท้ายที่สุดเทคโนโลยีเหล่านี้มันจะวนกลับมาหาเราทุกคน เหมือนกับที่มันวนกลับมาหาเราในยุค Space race หมายความว่า stakeholders ที่มีอำนาจมากที่สุดของการสำรวจอวกาศในท้าย

ที่สุด จะไม่ใช่นายทุน ไม่ใช่นักธุรกิจ ไม่ใช่นักการเมือง ไม่ใช่เศรษฐี แต่คือมนุษย์เราทุกคนเพราะเราไม่ได้สำรวจอวกาศเพื่อทิ้งโลก แต่เพื่อให้ดูแลกันได้ดีขึ้น ไม่ว่าจะอยู่ที่ไหนในจักรวาลก็ตาม