มีคนในจำนวนหลักร้อยเท่านั้น ที่มีโอกาสสัมผัสชีวิตไร้แรงโน้มถ่วงบนอวกาศ สถานที่ที่ทุกย่างก้าว ต้องเป็นไปอย่างระมัดระวัง ความสะดวกสบายที่หาได้ง่ายบนโลกมนุษย์ กลับต้องทุ่มเททั้งกำลังคน กำลังทรัพย์เพื่อค้นคว้าวิจัยอย่างหนัก ให้ได้สภาพแวดล้อมบนอวกาศที่ใกล้เคียงโลก
สำหรับ ดร.โคอิจิ วากาตะ (Dr.Koichi Wakata) นักบินอวกาศขององค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (แจกซา) แล้ว โลกก็เหมือนยานอวกาศลำใหญ่ ที่มีทุกอย่างพร้อมสำหรับทุกชีวิตบนโลก แต่เรามีโลกเพียงใบเดียวที่ต้องช่วยกันรักษา เป็นความรู้สึกที่เกิดขึ้นหลังจากเขาได้ชีวิตบนอวกาศ 159 วันกว่าๆ พร้อมทั้งประสบการณ์กิน-นอนที่สภาพไร้น้ำหนัก รวมถึงการดื่มน้ำที่หมุนเวียนจากปัสสาวะของลูกเรือบนสถานีอวกาศ
แม้จะฟังดูน่าสะอิดสะเอียน แต่ ดร.วากาตะกล่าวอย่างจริงจังว่าเทคโนโลยีในการหมุนเวียนน้ำจากของเสียในร่างกายดังกล่าวเป็นเทคโนโลยีที่มีความสำคัญของวงการเทคโนโลยีอวกาศอย่างมาก เพราะในการเดินทางท่องอวกาศไกลๆ หรืออยู่ในอวกาศนานๆ นั้น เราไม่สามารถบรรทุกน้ำปริมาณมากขึ้นไปใช้ได้ และหากมองย้อนกลับมาบนโลก น้ำที่เราใช้ดื่มนั้นก็ผ่านกระบวนการหมุนเวียนจากน้ำเสียเช่นกัน
มุ่งสู่อวกาศ เป็นชาวญี่ปุ่นคนแรก ที่ประจำการบนสถานีนอกโลก
เที่ยวบินสู่อวกาศครั้งแรกของเขา เกิดขึ้นเมื่อเดือน ม.ค.2539 ซึ่งเขาได้บินไปกับยานอวกาศเอนเดฟเวอร์ (Endeavour) ขององค์การบริหารการบินอวกาศ (นาซา) ในฐานะผู้เชี่ยวชาญพิเศษประจำภารกิจ (Mission specialist) ของเที่ยวบิน STS-72 และในเดือน ต.ค.2543 เขาได้ทะยานสู่อวกาศอีกครั้ง กับยานดิสคัฟเวอรี (Discovery) ของนาซา ในเที่ยวบิน STS-92 เพื่อขึ้นไปปฏิบัติภารกิจบนสถานีอวกาศนานาชาติ และเป็นนักบินอวกาศญี่ปุ่นคนแรกบนสถานี
จากนั้นอีก 9 ปีต่อมาในเดือน มี.ค.2552 ดร.วากาตะได้บินไปกับยานดิสคัฟเวอรีเป็นหนที่ 2 มุ่งหน้าสู่สถานีอวกาศนานาชาติ ในภารกิจ STS-119 เพื่อปฏิบัติงานบนสถานีอวกาศ ในขณะที่เพื่อนร่วมเที่ยวบินประจำอยู่บนสถานีเพียงสัปดาห์ แต่เขาต้องอยู่ต่อบนสถานีนาน 4 เดือนครึ่ง เพื่อปฏิบัติภารกิจต่อเติมสถานีอวกาศเที่ยวที่ 18-20 (ISS Expedition 18-20)
นอกจากภารกิจหลักแล้ว เขายังได้นำการทดลองที่ชาวญี่ปุ่นฝากขึ้นไปอีก 16 การทดลอง จากการคัดเลือก 1,597 โครงการ ซึ่งในการทดลองเหล่านั้นเป็นการปาเครื่องบินกระดาษที่เขาเองชื่นชอบและการทดลอง “พรมวิเศษ” บนสถานีอวกาศ อีกทั้งยังมีการทดลองลอยพระพิฆเนศพระราชทานบนสถานีอวกาศ และการทดลองกินบะหมี่รสต้มยำกุ้งบนสถานีอวกาศด้วย
ทั้งนี้ นักบินอวกาศของแจกซาผู้นำพระพิฆเนศพระราชทานจากสมเด็จพระเทพฯ ขึ้นไปลอยบนสถานีอวกาศนานาชาติ ได้เดินทางมาเยือนเมืองไทย พร้อมทั้งเล่าประสบการณ์บนอวกาศที่ยังไม่มีคนไทยเคยสัมผัส ให้แก่นักเรียน ม.ปลายกว่า 500 คน ณ องค์การพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ (อพวช.) เมื่อช่วงสัปดาห์สุดท้ายของเดือน ม.ค.53 โดยทีมข่าววิทยาศาสตร์ ASTV- ผู้จัดการออนไลน์และสื่อมวลชนจำนวนหนึ่ง ได้ร่วมฟังประสบการณ์ดังกล่าว
การพักแรมในวงโคจรอันยาวนาน
สำหรับเที่ยวบินสู่อวกาศเที่ยวล่าสุด ดร.วากาตะกล่าวว่า เป็นเที่ยวบินที่งดงามมาก เนื่องจากท้องฟ้าปลอดโปร่ง ไร้เมฆ และใช้เวลาเพียง 8 นาทีครึ่งกระสวยอวกาศก็นำลูกเรือไปถึงสถานีอวกาศที่อยู่สูงขึ้นไปจากพื้นโลกประมาณ 300 กิโลเมตร ปัจจุบันสถานีอวกาศมีขนาดพอๆ กับสนามฟุตบอล ซึ่งโคจรรอบโลกด้วยความเร็วประมาณ 8 กิโลเมตรต่อวินาที และนั่นทำให้สถานีอวกาศโคจรครบรอบโลกภายใน 1 ชั่วโมงครึ่ง
“เราสามารถมองเห็นสถานีอวกาศบนท้องฟ้าได้ โดยไม่ต้องใช้กล้องส่อง เพียงเข้าไปในเว็บไซต์ของนาซา จะมีข้อมูลบอกตำแหน่งปัจจุบันของสถานีอวกาศ หากอยากทราบว่าจะมองจากกรุงเทพฯ ได้ในเวลาในไหนบ้าง ก็เพียงใส่ชื่อกรุงเทพฯ ในช่องค้นหาของเว็บ ซึ่งปกติเราจะได้เห็นสถานีอวกาศช่วงเช้าตรู่ และช่วงพระอาทิตย์ลับขอบฟ้าไปแล้ว” ดร.วากาตะกล่าว
สำหรับสถานีอากาศนานาชาตินั้น เกิดจากความร่วมมือจากชาติต่างๆ 16 ประเทศ อาทิญี่ปุ่น สหรัฐฯ รัสเซีย สหภาพยุโรป และแคนาดา เป็นต้น โดยในส่วนของญี่ปุ่นได้ส่งห้องปฏิบัติการอวกาศ “คิโบ” (Kibo) ขึ้นไปติดตั้งบนสถานีอวกาศ โดยติดตั้งเสร็จสิ้นภายใน 3 ภารกิจ ครั้งแรกเมื่อ 3 มี.ค.51 ซึ่งได้ติดตั้งห้องปฏิบัติการ อุปกรณ์การทดลองทางวิทยาศาสตร์ เสบียงและอื่นๆ ที่จำเป็น ส่วนในภารกิจที่ 2 คือเดือน มิ.ย.51 ได้ปรับความดันภายในห้องปฏิบัติการ และสมบูรณ์ในเดือน ก.ค.52
ในห้องปฏิบัติการสัญชาติญี่ปุ่นนี้ มีพื้นที่สำหรับทดลองในภาวะที่แรงโน้มถ่วงเกือบเป็นศูนย์ และพื้นที่ให้ทดลองในอวกาศด้านนอกได้ด้วย นอกจากนี้ญี่ปุ่นยังได้พัฒนายานขนส่ง HTV เพื่อลำเลียงสัมภาระ อาทิ อุปกรณ์การทดลอง เสื้อผ้า น้ำ อาหาร ขึ้นไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ ด้วยน้ำหนักรวมไม่เกิน 6 ตัน โดยใช้จรวดที่ญี่ปุ่นพัฒนาเองยิงขึ้นไป เมื่อส่งสัมภาระต่างๆ เรียบร้อยแล้ว ขากลับยาน HTV จะนำขยะกลับมา ซึ่งขยะเหล่านั้นจะเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศจนหมด
ภารกิจบนอวกาศเพื่อคนบนโลก
เมื่อขึ้นไปถึงสถานีอวกาศภารกิจแรกของ ดร.วากาตะคือการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งในการปฏิบัติงานดังกล่าวได้ใช้แขนกลของแคนาดาช่วยในการติดตั้งด้วย และในภารกิจ STS-119 นั้น มีการเดินอวกาศทั้งหมด 3 ครั้ง และติดตั้งชิ้นส่วนเล็กๆ พร้อมทั้งเริ่มใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อเสร็จภารกิจ เพื่อนร่วมเที่ยวบินก็เดินทางกลับโลกลงมาก่อน ส่วนเขาอยู่ปฏิบัติภารกิจต่อไปจนครบ 4.5 เดือน
ภายในระยะเวลาหลายเดือนบนสถานีอวกาศ ดร.วากาตะได้ทำการทดลองหลายๆ อย่าง อาทิ การทดลองเพาะเลี้ยงเซลล์ที่ได้จากเซลล์ของกบจากแอฟริกา ซึ่งเป็นการทดลองที่ต้องการทราบว่า ในสภาพไร้แรงโน้มถ่วงนั้น จะมีผลต่อการเจริญเติบโตของเซลล์อย่างไรบ้าง ซึ่งกล้องจุลทรรศน์ที่ใช้ส่องดูเซลล์นั้น ได้ติดตั้งระบบส่งสัญญาณภาพกลับลงมายังพื้นโลก ให้เจ้าหน้าที่ภาคพื้นได้เห็นการทดลองดังกล่าวด้วย การทดลองฟิสิกส์ของไหล คือการทดลองปลูกผลึกน้ำแข็งในสภาพไร้น้ำหนัก ซึ่งคาดว่าจะนำมาใช้ประโยชน์ด้านสารกึ่งตัวนำ เป็นต้น
นอกจากปฏิบัติงานในส่วนของโมดูลญี่ปุ่นเองแล้ว เขายังต้องช่วยเหลือการทดลองโมดูลของสหรัฐฯ ยุโรปและรัสเซียด้วย ดังนั้นไม่เพียงแค่เรียนภาษาอังกฤษ ซึ่งเป็นเรื่องยากสำหรับเขาที่เกิดและเติบโตในญี่ปุ่นแล้ว ยังต้องเรียนรู้ภาษารัสเซียด้วยเช่นกัน
งานวิจัยบนอวกาศนั้นมีประโยชน์ต่อโลกอย่างไร? คือคำถามจากนักเรียนไทย ซึ่ง ดร.วากาตะได้ยกตัวอย่างว่า การทดลองปลูกผลึกน้ำแข็งที่เขาได้ทำไปนั้น จะนำไปสู่เทคโนโลยีเพื่อเก็บรักษาอวัยวะ ที่ประยุกต์ใช้ได้ในห้องฉุกเฉินของโรงพยาบาล
อีกทั้งยังมีการทดลองที่น่าตื่นเต้นในห้องปฏิบัติการคิโบ นั่นคือการทดลองปลูกผลึกโปรตีน เพื่อใช้ผลิตวัคซีนป้องกันไข้หวัดใหญ่ ซึ่งการทดลองที่แรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์จะปลูกผลึกโปรตีนได้ดีมาก และจะได้สารตั้งต้นในการผลิตยาจำนวนมาก ซึ่งไม่เพียงแค่วัคซีนรักษาไข้หวัดใหญ่สายพันธุ์ใหม่ H1N1 เท่านั้น แต่ยังรวมถึงไวรัสไข้หวัดใหญ่ทุกสายพันธุ์ด้วย
บนอวกาศแค่อยู่เฉยๆ ก็เสียมวลกระดูก-กล้ามเนื้อ
เมื่ออยู่บนสถานีอวกาศนั้น ลูกเรือของสถานีจำเป็นต้องออกกำลังกายอย่างเคร่งครัด เนื่องจากในสภาพแรงโน้มถ่วงต่ำบนสถานีอวกาศ จะสูญเสียมวลกระดูกและกล้ามเนื้อเร็วกว่าบนโลก 8-10 เท่า ซึ่งนักบินอวกาศทุกคนมีตารางกำหนดให้ออกกำลังกายทุกวันๆ ละ 2 ชั่วโมง โดย 1 ชั่วโมงแรกเป็นการวิ่งบนลู่วิ่ง ซึ่งจะมีสายยึดโยงไว้ไม่ให้ลอย และอีก 1 ชั่วโมงเป็นการออกกำลังกายเพื่อความแข็งแรงของกล้ามเนื้อ
อีกทั้งนักบินอวกาศยังต้องกินแคลเซียมเสริม และหลีกเลี่ยงเกลือซึ่งเป็นอันตรายต่อร่างกายในสภาพไร้แรงโน้มถ่วง เวลานอนในสภาพไร้น้ำหนัก นักบินอวกาศจะสอดตัวเองเข้าไปถุงนอนที่มีสายรัดติดกับสถานีไม่ให้ตัวลอยไปมา
ส่วนการปลดทุกข์อวกาศ ก็ไม่ใช่เรื่องง่ายเหมือนบนโลก ซึ่ง ดร.วากาตะเปรียบเทียบห้องส้วมบนสถานีอวกาศว่า เหมือนนั่งขับถ่ายบนเครื่องดูดฝุ่น ดังนั้นเขาจึงดีใจมาก ที่ได้กลับมาใช้สุขาตามปกติบนโลก หลังจากที่มีประสบการณ์ปลดทุกข์ไม่เหมือนใครบนโลกนานกว่า 4 เดือน
นอกจากนี้ ปริมาณรังสีในอวกาศก็เป็นอีกข้อจำกัดในการอาศัยอยู่บนสถานีอวกาศ ซึ่งมนุษย์เราสามารถรับปริมาณรังสีเมื่ออยู่บนสถานอวกาศได้เต็มที่นาน 3 ปี แต่เขากล่าวว่า ด้วยเวลานานขนาดนั้น ภรรยาของเขาคงไม่ยอมแน่ๆ
เมื่อถึงกลับโลกแล้ว นักบินอวกาศทุกคนจะต้องเข้าโปรแกรมปรับสภาพร่างกายของนาซาเป็นเวลา 45 วัน โดยต้องออกกำลังกาย ทั้งวิ่ง ปั่นจักรยาน เพิ่มความแข็งแรงของกล้ามเนื้อ หากแต่การออกกำลังวันละ 2 ชั่วโมงบนสถานีอวกาศก็ช่วยได้ และ ดร.วากาตะกล่าวว่า เขากลับมาเดินได้ตามปกติในเวลาอันสั้น โดยไม่ต้องรอให้จบโปรแกรมปรับสภาพร่างกาย
“โลก” ยานอวกาศลำเดียวของมนุษยชาติ
ดร.วากาตะกล่าวว่า บนสถานีอวกาศ ได้พยายามสร้างสภาพแวดล้อมที่เอื้อให้มนุษย์สามารถอยู่ได้ เขาจึงมองว่าสถานีอวกาศก็เหมือนโลกขนาดย่อส่วน ขณะเดียวกันเมื่อมองกลับมายังโลกที่เป็นสีน้ำเงินสดใสท่ามกลางอวกาศที่มืดมิด นั่นก็ทำให้เขารู้สึกว่าโลกคือยานอวกาศลำใหญ่ที่มีเครื่องอำนวยความสะดวกให้กับมนุษย์และสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลก ดังนั้นเราจึงต้องช่วยกันรักษายานอวกาศโลกที่มีทุกอย่างพร้อมสำหรับเรานี้ไว้
“โลกเหมือนยานอวกาศลำใหญ่ ที่มีระบบควบคุมอากาศ อุณหภูมิ มีฉนวนปกป้องเราจากอันตรายในอวกาศ โลกมีทุกอย่างที่จะปกป้องมนุษย์และสิ่งมีชีวิตทั้งหมด เราจะต้องปกป้องสภาพแวดล้อมบนโลกนี้ไว้ ไม่มีประเทศหนึ่งประเทศใดที่สามารถลงมือทำได้เพียงประเทศเดียว แต่ต้องอาศัยความร่วมจากหลายๆ ชาติมาช่วยกัน ปกป้องโลกของเรา”
ทิ้งทายด้วยมุมมองของมนุษย์ ผู้ได้ออกไปไกลจากการปกป้องของโลกถึง 300 กิโลเมตร
*** พิเศษสำหรับผู้อ่านข่าววิทยาศาสตร์ ทีมงานวิทยาศาสตร์ ASTV-ผู้จัดการออนไลน์ มีเข็มที่ระลึกจาก ดร.โคอิจิ วากาตะมอบให้ เพียงตอบคำถามเข้ามาว่า มนุษย์สามารถอยู่สามารถอยู่บนสถานีอวกาศได้นานที่สุดเท่าใด? เพราะเหตุใด? ซึ่ง ทีมงานจะมอบรางวัลให้ 3 ท่านผู้ตอบคำถามได้ถูกต้องและเร็วที่สุด
ส่งคำตอบ พร้อมชื่อ-ที่อยู่ที่ชัดเจน มาที่ mgrscience@gmail.com ภายในวันที่ 10 ก.พ.53 ประกาศรายชื่อผู้ได้รับรางวัลในวันที่ 11 ก.พ.53
