ม.เกษตร- GISTDA รุกคืบ ต่อยอดทดสอบ “ผลึกเหลว” บนสถานีอวกาศ

เมื่อวันจันทร์ที่ 13 พฤศจิกายน 2566 ที่มหาวิทยาลัยโคโลราโด เมืองโบลเดอร์ ประเทศสหรัฐอเมริกา ดร.เศรษฐพันธ์ กระจ่างวงษ์ อัครราชทูตที่ปรึกษา ฝ่ายการอุดมศึกษาและวิทยาศาสตร์ ประจำสถานเอกอัครราชทูต ณ กรุงวอชิงตัน ได้เป็นผู้แทนนายเพิ่มสุข สัจจาภิวัฒน์ ปลัดกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม ในพิธีมอบรางวัล Friend of Thai Science Award 2023 ให้แก่ศาสตราจารย์ ดร. โนเอล คลาร์ก นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน จากภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยโคโลราโด เมืองโบลเดอร์

โดย ดร.จงรัก วัชรินทร์รัตน์อธิการบดีมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ได้เสนอชื่อ ศาสตราจารย์ ดร. โนเอล คลาร์ก นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน จากภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยโคโลราโด ในพิธีมอบรางวัล Friend of Thai Science Award 2023 เนื่องจากศาสตราจารย์ ดร. โนเอล คลาร์ก เป็นผู้ทำคุณประโยชน์ให้กับประเทศไทยโดยเป็นผู้ยื่นเสนอต่อองค์การ NASA ให้นักวิทยาศาสตร์ไทย คือ รศ.ดร. ณัฐพร ฉัตรแถมและ ผศ.ดร. อภิชาติ พัฒนโภครัตนา จากภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์เข้าร่วมในโครงการศึกษา.ผลึกเหลวอวกาศ” หรือ OASIS II 

และได้รับการตอบรับจากองค์การ NASA จนเป็นที่มาของบันทึกความเข้าใจ (MOU)  ระหว่าง NASA และมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ในการศึกษาผลึกเหลวในอวกาศลงนามเมื่อวันที่ 24 มิถุนายน พ.ศ. 2564 โดยปัจจุบันโครงการศึกษาผลึกเหลวอวกาศได้ใช้ชื่อโครงการว่า “Thailand Liquid Crystals in Space (TLC)”โดยมีรศ.ดร. ณัฐพร ฉัตรแถม เป็นหัวหน้าโครงการ โดยความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์และสำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน) 

นอกจากนี้บันทึกความเข้าใจฉบับดังกล่าว (MOU) ยังเป็นฉบับแรกที่ NASA  ลงนามร่วมกับประเทศในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้สำหรับโครงการอวกาศ

โครงการนี้ได้รับทุนสนับสนุนการวิจัยจากหน่วยบริหารและจัดการทุนด้านการพัฒนากำลังคน และทุนด้านการพัฒนาสถาบันอุดมศึกษา การวิจัยและการสร้างนวัตกรรม (บพค.) โดยประเทศไทยเป็นผู้ออกแบบและสร้างเพย์โหลดหรืออุปกรณ์การทดลองที่จะส่งขึ้นไปทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) โดยองค์การ NASA และ ISS  National Laboratory จะเป็นผู้ดำเนินการส่งเพย์โหลดขึ้นไปติดตั้งบนสถานีอวกาศนานาชาติในปีพ.ศ. 2569  

ในการดำเนินโครงการนี้ศาสตราจารย์ ดร. โนเอล คลาร์ก ได้ให้การช่วยเหลือในการเป็นที่ปรึกษาให้กับทีมนักวิจัยไทยในการออกแบบอุปกรณ์สำหรับการทดลองอวกาศ  โดยท่านเป็นผู้มีประสบการณ์สูงในการทดลองผลึกเหลวในอวกาศ รวมถึงเป็นหัวหน้าทีมทดลองผลึกเหลวในอวกาศทีมแรกของโลกให้กับองค์การ NASA ในโครงการ OASIS เมื่อปีพ.ศ. 2558

NASA ส่งวิศวกรร่วมวางระบบทดสอบ "ผลึกเหลวอวกาศ"

ความเคลื่อนไหวล่าสุด Tyler Hatch วิศวกรอวกาศจาก NASA Glenn Research Center  ได้เข้าพบ ดร.จงรัก วัชรินทร์รัตน์ อธิการบดีมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ เพื่อวางระบบการสร้างเพย์โหลดสำหรับการทดลองผลึกเหลว (Liquid Crystal) ในอวกาศ ซึ่งทางสำนักงานใหญ่ของ NASA เป็นผู้วางแผนและอนุมัติการเชื่อมต่อเพย์โหลดนี้กับกล้องจุลทรรศน์ KERMIT ของบริษัท Leidos ซึ่งตอนนี้อยู่บนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) อยู่แล้วโดย Tyler Hatch จะเป็นผู้ประสานงานร่วมกับวิศวกรจากบริษัท Leidos เพื่อวางระบบการเชื่อมต่อเพย์โหลด

ขณะนี้การออกแบบได้ลงรายละเอียดการสร้างเพย์โหลด ในส่วนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เชื่อมต่อ และส่วนของฮาร์ดแวร์แล้วเพื่อทดสอบในมาตรฐานแรกของ NASA ในการส่งอุปกรณ์ไปบนสถานีอวกาศนานาชาติที่เรียกว่า SRR หรือ Science Requirement Review 

หลังจากนั้นจึงเข้าสู่ Preliminary Design Review หรือ PDR ซึ่งเป็นมาตรฐานถัดไป จากมาตรฐานทั้งหมด 5 ระดับที่ทาง NASA ได้กำหนดไว้ในการจะอนุญาตให้อุปกรณ์ถูกนำไปเชื่อมต่อบน ISS ได้

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์จะรับหน้าที่สร้างอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับภาคพื้นดิน ขณะที่ GISTDA จะเป็นผู้รับผิดชอบในการออกแบบ สร้างและทดสอบชุดอุปกรณ์ให้สามารถใช้งานได้ในอวกาศ โดยจะมีทีมวิศวกรจาก NASA เป็นผู้กำกับดูแลร่วมกับทีมวิศวกรไทยในการสร้างอุปกรณ์ทั้งหมด  

การทดลองนี้จะเป็นครั้งแรกที่ประเทศไทยจะได้สร้างอุปกรณ์ขนาดใหญ่ เพื่อให้นักบินอวกาศเป็นผู้ทดสอบและทดลองในอวกาศ ซึ่งจะเป็นพื้นฐานให้ทีมอวกาศไทยสามารถต่อยอดทักษะเพื่อส่งจรวดไปยังอวกาศได้เองในอนาคตอันใกล้

 "ผลึกเหลวอวกาศ" สำคัญอย่างไร?

ผลึกเหลว หรือ Liquid Crystal เป็นวัสดุใกล้ตัวที่เกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวันของเรามากกว่าที่คิด โดยนิยมนำมาใช้ในการผลิตหน้าจอโทรศัพท์ คอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ หรือที่ส่วนใหญ่มักคุ้นหูกันในชื่อ LCD ซึ่งผลึกเหลว หรือ Liquid Crystal ถือเป็นส่วนสำคัญของการผลิตเทคโนโลยีดังกล่าว และเป็นอุตสาหกรรมที่มีมูลค่ามหาศาล 

NASA สนใจเทคโนโลยีดังกล่าวมากว่า 20 ปี และพยายามทำให้อุปกรณ์เหล่านี้สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพในอวกาศ

การศึกษาผลึกเหลวในอวกาศซึ่งเป็นสภาวะไร้น้ำหนัก อาจให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างจากบนพื้นผิวโลก เช่น การแสดงผล หรือ ระยะเวลาการเสื่อมสภาพ ซึ่งการทดลองนี้จะช่วยให้เราสามารถพัฒนา LCD ให้ใช้งานได้ดียิ่งขึ้นทั้งการใช้งานบนอวกาศและบนโลก ทั้งยังช่วยต่อยอดนวัตกรรมอื่นๆ ที่เป็นประโยชน์ เช่น การประยุกต์ใช้ผลึกเหลวร่วมกับ Fiber Optic ที่จะช่วยให้การติดต่อสื่อสารเป็นไปได้อย่างรวดเร็วยิ่งขึ้น

ในการทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติ นักวิจัยไทยจะทำการศึกษาผลึกเหลว ซึ่งเป็นของไหลที่ซับซ้อนเพื่อให้เข้าใจคุณสมบัติทางความร้อนโดยละเอียดในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง  

สิ่งที่น่าสนใจในการศึกษา คือการสร้างฟิล์มบางของผลึกเหลวเพื่อศึกษาจุดพร่องในโครงสร้างของผลึกเหลวซึ่งเกิดจากผลของการเปลี่ยนแปลงของความร้อนในทันที จุดพร่องที่ศึกษานี้เป็นสิ่งที่เกิดอยู่เสมอบนหน้าจอ LCD

การเข้าใจจุดพร่องซึ่งเป็นปัญหาหลักของ LCD เป็นหัวข้อที่นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกให้ความสนใจ ซึ่งการที่ทีมนักวิจัยไทยได้มีโอกาสศึกษาจุดพร่องเหล่านี้ในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง จะทำให้สามารถกำจัดผลในการสร้างให้เกิดจุดพร่องและเข้าใจธรรมชาติของการเกิดจุดพร่องได้ดียิ่งขึ้น ซึ่งจะช่วยพัฒนาและต่อยอดเทคโนโลยี LCD ให้ล้ำหน้ากว่าในปัจจุบัน